Минералогия - Бетехтин А.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Мы остановимся на первом варианте, т. е. начнем с тех групп силикатов, которые отвечают типичным солям и являются наиболее простыми и близкими по своей конституции к минералам ранее рассмотренных классов кислородных солей. В отличие от них, класс силикатов разобьем на ряд подклассов.
Общая схема этого деления выразится в следующем «виде: Подкласс А. Силикаты с изолированными анионными тетраэдрами
SiO4 в кристаллических структурах. Подкласс Б. Силикаты с изолированными анионными группами
тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах.
Тип 1. С изолированными анионными группами Si2O7.
Тип 2. С кольцевыми анионными радикалами Si11O3n. Подкласс В. Силикаты с непрерывными цепочками тетраэдров
SiO4 в кристаллических структурах.
Тип 1. С одинарными цепочками [SiOa]n.
Тип 2. С двойными цепочками [Si4On]n. Подкласс Г. Силикаты с непрерывными слоями тетраэдров SiO4
в кристаллических структурах. Подкласс Д. Силикаты с непрерывными трехмерными каркасами
тетраэдров (Si, Al)O4 в кристаллических структурах. Такова схема деления силикатов на подклассы и типы. Нет сомнения в том, что по мере дальнейшего изучения кристаллических структур она будет соответственно пополнена. В данный же мюмент ряд минералов, которые до установления других типов кристаллических структур не укладываются непосредственно в данную классификацию, приходится распределять в значительной мере условно, исходя из характеристики их свойств. Как и во всякой классификации, затруднения создаются также при отнесении к тому или другому подклассу промежуточных по кристаллическому строению силикатов, т. е. содержащих одновременно разные группы анионов. Пока таких минералов известно очень немного.
При описании минералов там, где это необходимо для удобства изложения материала, в отдельных подклассах мы будем делить минералы на простые и сложные по составу, а также на нормальные (т. е. не содержащие посторонних анионов) и содержащие добавочные анионы. При делении на группы, как всегда, будем учитывать общность тех или иных свойств минералов. При этом недостаточно изученные минералы или такие, которые не укладываются в намеченные группы, с той или иной условностью будем относить к числу «прочих минералов» в каждом отдельном типе или подклассе.
Подкласс А. Силикаты с изолированными тетраэдрами SiO4 в кристаллических структурах
Характернейшей чертой кристаллических структур относящихся сюда силикатов является наличие в них в качестве структурных единиц обособленных тетраэдрических анионов [SiO4]4-. Как уже указывалось во введении, эти тетраэдры в кристаллических структурах рассматри-
ваемых здесь минералов располагаются изолированно, т. е. ни один из кислородных ионов, окружающих ион Si, не является общим для других смежных с ним кремнекислородных тетраэдров.
С химической точки зрения эти силикаты рассматриваются как ортосиликаты, т. е. соли гипотетической кислоты H4SiO4. Среди катионов в силикатах этого типа главнейшую роль играют: Mg2+, Fe2+, Са2т, отчасти Ni2+, Co2+, Mn2+, Zn2+, а также Al3+, Fe3+, отчасти Mn3+, Cr3+, иногда Pb2+, Be2+, Ti4+, Zr4+, Th4+ и изредка Nb5+. Щелочи Na1+ и kw встречаются в исключительных случаях. Редкие земли иногда также принимают участие в строении кристаллических решеток наряду с кальцием, натрием и отчасти торием. Алюминий, в отличие от других типов силикатов, никогда не входит в кристаллическую решетку в виде комплексных анионов с четверной координацией, т. е. не заменяет Si в его тетраэдрических группах. То же относится к титану и цирконию. Допускают лишь, что фосфор, изредка присутствующий в незначительных количествах, может заменять ионы кремния (см. группу апатита).
Физические свойства силикатов этого типа довольно характерны и обусловлены особенностями компактных кристаллических решеток. Формы кристаллов, как правило, изометрические. Минералы обладают высокой твердостью и относительно повышенными удельными весами, вследствие плотной упаковки ионов. Этим же объясняются и повышенные показатели преломления. В большинстве случаев минералы бесцветны или слабо окрашены. Интенсивная окраска бывает свойственна лишь разностям, содержащим хромофоры.
Весьма характерно поведение минералов этого подкласса (и вообще силикатов с изолированными анионными группами) при разложении их кислотами: разлагаясь, они дают гель кремнезема в виде студенистого остатка. Дисперсной фазой очевидно являются группы SiO4, освободившиеся при разложении от связей с катионами. Силикаты с непрерывными цепочками, слоями, каркасами, в противоположность этому, при растворении в кислотах оставляют «зернистый» осадок.
Сюда относятся следующие группы силикатов1:
Простые силикаты
Нормальные
С добавочными анионами
1. Группа оливина 3. Группа виллемита
2. Группа гумита
4. Группа ходкинсонита
6. Группа спёррита
5. Группа ларнита 7. Группа циркона
8. Группа топаза
9. Группа дистена 10. Группа ставролита
Сложные силикаты
Нормальные С добавочными анионами
11. Группа граната 12. Группа везувиана
