Польові шпати мінералів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Класифікація і характеристика мінералів групи польових шпатів. За якими ознаками можна відрізнити калієві польові шпати від плагиоклазов. Їх поширеність в природі і практичне значення

Польові шпати (ПШ), найважливіше сімейство породоутворюючих мінералів; складають приблизно 60% об'єму земної кори (до 50% її маси). Назва походить від шведських слів feldt, або f ält - поле і spar, або spat - шпат (шведські селяни часто знаходили на своїх полях шматки шпату).

А також пов'язане з грецьким «спати» - пластина, через здатність розколюватися на пластини по спайності.

ПШ є алюмосиликатами калію, натрію, кальцію, рідше барію, дуже рідко стронцію або бору та рідкісні шпати екзотичного складу - бадінгтоніт (NH 4) AlSi 3 O 8 × 0,5 H 2 O, рубіклін Rb (AlSi 3 O 8), і Ва - Sr складу. Склад ПШ можна виразити загальною формулою АВ 4 Про 8, А = К, Na, Ca, іноді Ba, в невеликих кількостях Rb, Cs, Li, Sr; Pb; Mg (Ti); B = Si Al, в невеликій мірі Fe 3 +, Ti, B. Таким чином, більшість ПШ є представниками потрійної системи K [ALSi 3 O 8] (Or) - Na [ALSi 3 O 8] (Ab) - Ca [Al 2 Si 3 O 8] (An), в якій намічаються два ізоморфних ряду : 1) альбіт (Ab) - ортоклаз (Or), 2) альбіт (Ab) - анортит (An).

При високих температурах існують безперервні ряди твердих розчинів у межах кожної серії (див. рис.). Серед плагиоклазов розрізняють (в дужках вказано вміст CaAl 2 Si 2 O 8 в мол.%): Альбіт (0-10), олігоклаз (10-30), андезин (30-50), лабрадор (50-70), бітовніт ( 70-90) і анортит (90-100). Серед лужних ПШ виділяють (у дужках вказано вміст NaAlSi 3 O 8 в мол.%): Санідін (0-63), ортоклаз (O), мікроклін (О), що представляють собою поліморфні модифікації KAlSi 3 O 8, і анортоклаз (63 - 90).

Основа кристалічна структури ПШ-тривимірний каркас, побудований з тетраедрів SiO 4 і AlO 4, пов'язаних між собою вершинами. Тетраедри в каркасі зчленовуються таким чином, що утворюють чотирьохчленні кільця, які в свою чергу об'єднуються в колінчасто-зигзагоподібні ланцюжки, витягнуті паралельно кристалографічні осі а. Між сусідніми ланцюжками є великі порожнини, в яких розташовуються катіон-лужних або лужноземельних металів. координовані в залежності від їх розміру з дев'ятьма (у випадку К) або шістьма-сімома (Na, Ca) іонами кисню.

Симетрія структури з катіонами Na + і Ca 2 + Триклінна. Калієві польові шпати можуть бути як тріклінной (мікроклін), так і моноклінної (санідін, ортоклаз). У залежності від розташування атомів Al і Si по можливих тетраедричних позиціях КПШ бувають впорядкованими (певні позиції зайняті тільки атомами Al, разупорядкований (атоми Al і Si розподілені статистично) і з проміжною ступенем упорядкованості. Разупорядкований ПШ, як правило, високотемпературні, впорядковані - низькотемпературні.

Температура плавлення чистого KAlSi 3 O 8 при атмосферному тиску 1150 0 C. Чисті альбіт NaAlSi 3 O 8 і анортит CaAl 2 Si 3 O 8 при тиску 10 5 Па плавляться при 1118 і 1550 0 C відповідно. У присутності H 2 O при підвищенні тиску температура плавлення ПШ знижується, і при 5-10 8 Па альбіт, наприклад, плавиться при 750 0 C, анортит - при тисячі двісті двадцять п'ять 0 C. Кристалізується плагіоклаз завжди містить більше іонів Ca 2 +, ніж рідина, з якою він перебуває в рівновазі.

Серед ПШ виділяють дві головні групи: 1) Калев польові шпати (КПШ), до яких поряд з ортоклазом і мікрокліном відносять санідін (K, Na) [AlSi 3 O 8], 2) натрій-кальцієві ПШ - плагиоклази (альбіт, олігоклаз, андезин, лабрадор, бітовніт, анортит).

Особливе місце серед ПШ займають рідкісні в природі члени ряду Or - Cn (Ba [Al 2 Si 2 O 8] - цельзіан).

Фізичні властивості ПШ також подібні. Всі вони мають досконалу спайність в двох напрямках (паралельних базального і бічного пінакоідам, утворюють прямий або близький до прямого кут), однакову твердість 6, щільність від 2,55 до 2,76 (у барієвих польових шпатів - до 3,1-3, 4). Два дуже рідкісних ПШ - барієвий банальсіт і стронцієвий строналсіт - мають ромбічної сингонії. ПШ - головні породообразующие мінерали більшості вивержених гірських порід (крім ультраосновних, піроксенітах і деяких лужних порід), а також багатьох метаморфічних порід (гнейсів та ін.) Тип і склад ПШ в значній мірі визначають назву породи. ПШ складають більшу частину обсягу пегматитів і можуть зустрічатися в гідротермальних жильних родовищах. Вони схильні до вивітрюванню (хімічному впливу атмосферних агентів і просочуються грунтових вод), що приводить до розкладання польових шпатів з утворенням різних глинистих мінералів.

Спайність під прямим кутом дала ім'я моноклінного ПШ ортоклаз (грец. - «прямо колеться») - алюмосилікати калію KAlSi 3 O 8. Хоча ортоклаз найчастіше зустрічається у вигляді неправильних зерен у вивержених гірських породах, він може утворювати таблітчатиє кристали з найбільш розвиненою гранню, паралельної бічного пінакоіду. Досить часто відзначаються двійники, особливо Карлсбадська типу, з поворотом навколо Двійникові осі с (вертикальної) і площиною зрощення по боковому пінакоіду. Забарвлення зазвичай світла, найчастіше біла, нерідко від рожевої до червоної (через розсіяних часток гематиту), іноді жовтувата або сіра. Ортоклаз відрізняється найнижчою щільністю серед ПШ - 2,55-2,56. Безбарвна, що просвічує або прозорий різновид ортоклаза у вигляді кристалів, що мають схожість з ромбоедрів, відома як адуляр; якщо у нього спостерігається ніжно-блакитна ірізациі, то його називають місячним каменем.

Склоподібний санідін KAlSi 3 O 8 зустрічається у вигляді вкрапленніков в ріолітов та інших кислих ізлівшіхся гірських породах, дуже часто в трахіту, а також у деяких малоглубінних калієвих лужних інтрузивних породах типу синнирітов (названі по Синнирскому масиву у Північному Прибайкалля). Найтиповіша обстановка знаходження ортоклаза - граніт, який може містити до 60% цього мінералу (однополевошпатовий граніт). У граніті замість ортоклаза часто присутній тріклінной КПШ мікроклін. До інших інтрузивним породам зі значною участю ортоклаза відносяться гранодіорит і сієніт. Ефузивні аналоги кислих інтрузивних порід - ріоліт, дацит і трахіт - також містять ортоклаз, хоча нерідко він там заміщений санідіном. Крім того, ортоклаз присутній у гнейсах, мігматити та інших породах високого ступеня метаморфізму, що утворилися за участю гранітизації. Він може з'являтися як жильного мінералу в гідротермальних жилах, особливо високотемпературних. Нарешті, ортоклаз зустрічається в польовошпатових пісковиках (аркозо), при формуванні яких піщинки накопичувалися так швидко, що руйнування польового шпату з утворенням глинистих мінералів не відбувалося.

Мікроклін представляє собою тріклінной КПШ з тією ж формулою, що й у ортоклаза, - KAlSi 3 O 8. Натрій може частково заміщати калій (але в меншій пропорції, ніж у ортоклаз). Високотемпературний тріклінной лужної ПШ, в якому натрію більше, ніж калію, називається анортоклазом (Na, K) AlSi 3 O 8; він характерний для деяких багатих натрієм ефузивних, рідше інтрузивних, лужних порід. За своїм фізичним властивостям, включаючи характер двійникування, анортоклаз дуже схожий на мікроклін. Хоча мікроклін і є тріклінной, відхилення осі b від напрямку 90 становить всього 30, так що відмінності кута спайності у мікрокліну і ортоклаза недостатні для візуальної диференціації цих мінералів. Крім Карлсбадська та інших простих двійників, властивих ортоклаз, мікроклін може бути полісінтетіческі сдвойнікованние по альбітовому законом, коли бічний пінакоід є одночасно Двійникові площиною і площиною зрощення, і по перікліновому законом, коли Двійникові віссю служить вісь b. Перетин цих двох серій Двійникові смужок майже під прямим кутом створює ефект «грати» при спостереженні мікрокліну під мікроскопом у поляризованому світлі. Однак гратчастими є лише т.зв. максимальні мікрокліну, що характеризуються найбільшим ступенем структурної впорядкованості. Колір мікрокліну в основному білий, часто від рожевого до червоного (через гематитової «пилу»), сірий (в рідкіснометальних пегматитах - до темно-сірого), а іноді зелений (амазоніт).

Закономірні взаімопрорастанія кварцу і ПШ (зазвичай мікрокліну) називають письмовим гранітом, або єврейським каменем, так як за формою вростками кварцу він нагадує іудейські письмена. Орієнтовані зрощення мікрокліну і натрієвого польового шпату альбіта, що утворює в мікрокліну пластинчасті вростки, називаються пертітом. Мікроклін зустрічається у вивержених породах замість ортоклаза або поряд з ним. Це переважний польовий шпат і разом з тим найпоширеніший мінерал гранітних пегматитів, в яких його окремі кристали можуть досягати декількох метрів у поперечнику (наприклад, з кристала, знайденого в Карелії, отримали понад 2000 т польовошпатової сировини, тобто його обсяг становив ~ 80 м 3). Амазоніт, використовуваний як декоративно-виробний камінь, добувається в США (поблизу Флоріссанта, Колорадо), в Росії (на Уралі, Кольському півострові і в Забайкаллі), на Мадагаскарі. Калієво-натрієві польові шпати - ортоклаз, мікроклін, санідін, анортоклаз, а також альбіт - часто називають лужними. Вони складають одну з головних груп в сімействі польових шпатів.

Інша група ПШ - плагиоклази (тріклінной натрієво-кальцієві польові шпати) - утворює безперервний ряд від натрієвого плагіоклазу альбіта NaAlSi 3 O 8 до вапняного (кальцієвого) плагіоклазу анортита CaAl 2 Si 2 O 8. Плагиоклази трохи важче, ніж калієві польові шпати, їх щільність зростає від 2,62 (альбіт) до 2,76 (анортит). Кут між напрямками спайності по базального і бічного пінакоідам у альбіта 93, а у аноріта - 94. Плагиоклази майже завжди сдвойнікованние по альбітовому законом. Оскільки це двійникування повторюється багато разів в кожному окремому зразку (полісінтетіческіе двійники), площини базальної спайності плагиоклазов покриті паралельними штрихами, які представляють собою сліди виходу на поверхню Двійникові швів і контактів між сдвойнікованние індивідами.

Плагиоклази зазвичай поділяються на шість мінеральних видів, але межі між ними умовні. Класифікація заснована на співвідношенні між чистою альбітовой (Ab) молекулою (NaAlSi 3 O 8) і чистої анортітовой (An) молекулою (CaAl 2 Si 2 O 8). Найпоширеніший мінерал серед плагиоклазов - альбіт, його склад (в мол.%) 100-90% Ab і 0-10% An. Він зустрічається разом з іншими лужними польового шпату в лужних гранітах і ріолітов, лужних сиенітах і трахіту. Дуже поширений у вигляді пертітових зрощень з мікрокліном в гранітних і сієнітових пегматитах, а також в прожилках і тілах заміщення в пегматитах. У таких умовах альбіт утворює або таблітчатиє і крупношарового розеткоподібні агрегати, часто ніжно-блакитного кольору, звані клевеландітом, або масивні дрібнозернисті агрегати «сахаровідного» альбіта. Подібно ортоклаз, альбіт і наступний член ряду - олігоклаз - можуть іноді проявляти переливчастість кольору (молочно-білий і блакитнувату ірізациі), хоча й більш слабку; тоді його називають місячним каменем. Альбіт вельми поширений в зелених сланцях - метаморфічних породах низькому ступені метаморфізму. Олігоклаз містить 70-90% Ab і 10-30% An і поряд з андезин, наступним членом ряду плагиоклазов, є головним компонентом вивержених порід кислого і середнього складу, в тому числі гранітів, гранодиоритов, монцонітів, сієнітів, діоритів та їх ефузивних аналогів. Олігоклаз з включеннями гематиту, що додає йому мерехтливий блиск, називають сонячним каменем (бувають також альбітовие, ортоклазовие, мікрокліновие сонячні камені). Олігоклазовий місячний камінь носить назву біломоро. Наступний член плагіоклазовие ряду, що містить 50-70% Ab, удосталь присутній в андезитового лавах в Андах і тому названий андезин. Основний (багатий кальцієм) плагіоклаз, який містить 50-70% An, отримав назву лабрадориту за місцем першої знахідки мінералу на п-ові Лабрадор (Канада), де містять його породи (анортозита) залягають у вигляді великих масивів. Спайние площині лабрадориту проявляють дуже красиву ірізациі. Лабрадорит - єдиний істотний компонент гірської породи, що називається анортозитів, а також головний (поряд з піроксенами) породоутворюючий мінерал інших видів основних вивержених порід, включаючи габро і базальти. Бітовніт (70-90% An) і анортит (90-100% An) відносно рідкісні. Вони можуть зустрічатися спільно з лабрадоритом чи нарізно в основних вивержених породах.

Лужні ПШ, особливо калієві, у меншому ступені альбіт, широко використовуються в промисловості. Їх джерелом служать пегматити, переважно керамічні та слюдоносние, почасти рідкометальних, з яких іноді витягають також слюду, рідше берил, колумбіт та інші цінні мінерали.

КПШ - необхідний інгредієнт тонкої кераміки та електрокераміки, оскільки входить до складу порцелянової шихти, широко споживається скляно-керамічної промисловістю, у виробництві фарфорових виробів (включаючи самі вироби і глазурі), а також емалей. Польові шпати видобуваються в США, Канаді, Швеції, Норвегії, Фінляндії, Німеччини, Чехії, Італії, Китаї та інших країнах. У Росії видобуток калієвого польового шпату зосереджена в основному в Карелії і на Кольському півострові; альбіт для скляної промисловості добувається також на Уралі. Місячний і сонячний камені, амазоніт і рідко зустрічається прозорий жовтий залізистий ортоклаз з пегматитів Мадагаскару - ювелірно-виробне каміння.

Умови утворення, мінеральний склад і практичне значення гранітних пегматитів

Пегматити (франц. pegmatite, від грец. P égma, родовий відмінок p égmatos - скріплення, зв'язок, щось згуртоване), вивержені, переважно жильні породи, що володіють такими властивостями і особливостями: великими розмірами складають мінералів; підвищеним вмістом мінералів, що містять легколетучие компоненти - воду, фтор, хлор, бром і ін; складним і різноманітним мінеральним складом, в якому разом з головними мінералами, загальними для пегматитів і материнських порід, значне місце займають мінерали рідкісних і розсіяних елементів, таких, як Li, Rb, Cs, Be , Nb, Ta, Zr, Hf, Th, U, Sc і ін; наявністю великої кількості мінералів, що утворюються в процесі метасоматичного заміщення та гідролізу польових шпатів. Концентрація легколетучих, рідкісних і розсіяних елементів у П. інколи в сотні і тисячі разів більше, ніж у відповідних материнських породах.

Термін «пегматит» був вперше введений в 1801 французьким вченим Р.Ж. Аюї для позначення письмового граніту, або, однією із структурних різновидів пегматиту - єврейського каменю, який дуже часто зустрічається в пегматитах.

Більше поширення і практичне значення мають гранітні пегматити, генетично пов'язані з інтрузіями гранітів. Серед них виділяють декілька типів. Слюдяні пегматити утворюються на великих глибинах (понад 6 км) і складаються з плагіоклазу, мікрокліну, кварцу, мусковіту, біотиту, чорного турмаліну, апатиту, берилу, порівняно з ін пегматитами вони бідні мінеральними видами і служать джерелом одержання листового мусковіту, керамічних матеріалів - мікрокліну і кварцу.

Рідкіснометалеві П. формуються на середніх глибинах (4-6 км), містять мікроклін, кварц, альбіт, іноді сподумен, мусковіт, лепідоліт і берил, а також кольорові турмаліни, колумбіт, танталіт, каситерит, поллуціт та ін; характерні процеси метасоматичні заміщення (альбітізація, грейзенізація); служать джерелом отримання Li, Cs, Be, Ta, Sn, а також аквамарину, Геліодора, топазу і ін

Хрусталеносние П. утворюються на відносно невеликих глибинах (3-4 км), містять мікроклін, кварц, а також альбіт, мусковіт, біотит, і служать джерелом отримання гірського кришталю (п'єзооптичної сировини) й оптичного флюориту, іноді топазу, берилу, аметисту, які розміщуються на стінках порожнин у кварцових зонах жив.

П. мають велике практичне значення. Вони є основним джерелом польових шпатів для керамічної і скляної промисловості, слюди і п'єзокварцу - для електротехнічної промисловості, а також дорогоцінних каменів. У Росії найбільшою популярністю користуються П. Карелії, Україна, Уралу; за кордоном - Швеції, Норвегії, США.

Мінерали пегматитів

Типи пегматитів

Головні мінерали

Другорядні мінерали

Гранітні пегматити (керамічні та мусковитовий)

Плагіоклаз, мікроклін, кварц, мусковіт, біотит

Гранат, берил, монацит, циркон, апатит

Гранітні пегматити (рідкіснометалеві)

Клевеландіт, кварц, мікроклін, сподумен, лепідоліт

Мусковіт, берил, турмалін, каситерит

Гранітні пегматити (хрусталеносние)

Кварц, гірський кришталь

Мусковіт, біотит, димчастий кварц, моріон, альбіт, берил

Гранітні пегматити «лінії схрещення»

Флогопіт, біотит, тальк, хлорит, актиноліт, плагіоклаз

Рогова обманка, берил (смарагд), кварц, мусковіт, флюорит

Лужні пегматити

Мікроклін, нефелін, егіриніт, альбіт, рогова обманка

Мусковіт, біотит, сфен, пірохлор, ільменіт, циркон

Існує кілька версій освіти пегматитів:

Версія 1. За теорією академіка А.Є. Ферсмана освіта пегматитів відбувається наступним чином. При кристалізації гранітної магми утвориться залишковий силікатний розплав, збагачений присутністю рідкіснометалевих і рідкоземельних елементів, і летючими речовинами (сполуками фтору, хлору, бору). У силу різниці тиску, цей склад витісняється з основних мас породи і заповнює собою тріщини, порожнини. Під час витіснення пегматитових мас, може відбуватися реакція розплаву з вміщуючими породами, при цьому одні речовини можуть виноситися з розплаву, інші навпаки проникати в нього. Відбувається процес асиміляції.

Версія 2. На думку акад. О.М. Заваріцкого, пегматити утворюються не шляхом кристалізації залишкового розплаву, а є результатом перекристалізації порід під впливом газових розчинів. Тобто є постмагматіческіх утвореннями.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Геологія, гідрологія та геодезія | Контрольна робота
44кб. | скачати


Схожі роботи:
Польові транзистори
Етапи розвитку життя на Землі по ери і періодами Хімічний спосіб розпізнавання мінералів
Польові моделі елементарних частинок
Собача кропива сокирки польові солодка гола
Собача кропива сокирки польові солодка гола 2
© Усі права захищені
написати до нас