Общая характеристика минералов группы хлоритов.

Минералы, принадлежащие к этой группе, во многих отношениях напоминают слюды. Кристаллизуются они в моноклинной сингонии, обладают слюдообразной спайностью, низкой твердостью, небольшим удельным весом. Для большинства из них характерна бутылочно-зеленая окраска, что и послужило основанием для общего названия этой группы минералов (от греч. хлорос — зеленый). С химической точки зрения хлориты представляют алюмосиликаты, главным образом Mg, Fe· и Al, отчасти Ni, Fe···, Cr···. Явно индивидуализированные в кристаллографическом отношении, богатые магнезией минеральные виды получили общее название ортохлоритов. Химическая их формула выражается следующим образом: (Mg,Fе)6–p(Al,Fe)2pSi4–pO10[OH]6. Одна половина трехвалентных ионов (р) участвует в составе анионного комплекса в виде [AlО4]5– , другая — в качестве обычных катионов. Богатые железом, преимущественно колломорфные минеральные виды, характеризующиеся часто очень непостоянным составом, обычно выделяются в особую подгруппу алюмо_феррисиликатов под общим названием лептохлоритов. Большинство их принадлежит к числу наиболее бедных кремнеземом минералов не только среди слюдообразных минералов, но и среди вообще силикатов. Во многих из них Fe2+ преобладает над Fe2+, значение коэффициента p нередко выше, чем в обычных ортохлоритах, часто присутствует молекулярная вода. Общая формула: (Fe,Mg)n–p(Al,Fe)2pSi4–pO10[OH]2(n–p)* хH2O, где n обычно около 5. Минералы рассматриваемой группы широко распространены в природе. Они преимущественно образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, особенно при изменении горных пород, содержащих алюмо_магнезиальные и железистые силикаты. Лептохлориты главным образом распространены в осадочных железорудных месторождениях, слагая особую фацию силикатных руд железа, возникающую, согласно геологическим данным, в условиях недостатка кислорода среди морских осадков, богатых железом. Классификацией минералов группы хлорита занимались многие исследователи. Согласно Чермаку, ортохлориты представляют изоморфные смеси: антигорита (Ant.)—Mg6[Si4O10][OH]8 и относительно бедного кремнеземом, но более богатого глиноземом амезита (Am) — Mg4Al2[Al2Si2O10][OH]8. При этом Mg2+ может заменяться Fe2+ и Ni2+, a Al3+ — Fe+3 и Cr3+. В зависимости от химического состава существует весьма большое количество названий отдельных разновидностей хлоритов. В соответствии с установкой Чермака, среди ортохлоритов выделяются следующие минеральные виды моноклинной сингонии (в порядке от малоглиноземистых к более богатым R2O3): Пеннин (Mg,Fe)5Al[AlSi3O10][OH]8 ; Клинохлор; Прохлорит (100 – n)Ant. nAm; Корундофиллит; Амезит (Mg, Fe)4Al2[Al2Si2O10][OH]8 .Из физических свойств кристаллических хлоритов наиболее характерно то, что легко отщепляющиеся тонкие листочки хотя и гибки, но не обладают упругостью (сохраняются в согнутом положении). Это свойство связано с особенностями их кристаллического строения.

Общая характеристика минералов группы цеолитов.

Сюда относят обширную группу минералов, представляющих собой по существу водные алюмосиликаты, главным образом Са и Na, отчасти Ba, Sr, K и крайне редко Mg и Mn. Несмотря на то что общее число элементов, участвующих в этих соединениях, невелико, мы имеем весьма значительное количество минеральных видов, отличающихся друг от друга не столько по содержанию воды, сколько по соотношениям катионов между собой, часто не укладывающимся в простые химические формулы. Общая химическая формула может быть выражена таким образом: АтХрО2р · nН2О, где Х = Si, Al. Каких-либо определенных соотношений между содержанием щелочей и кремнезема в различных минералах не наблюдается. Цеолиты обладают целым рядом общих совершенно своеобразных свойств, и не вызывает никакого сомнения то, что они составляют особую группу или семейство. Рентгенометрические исследования показывают, что кристаллические структуры их состоят из каркасов алюмокремнекислородных тетраэдров, отличающихся от других типов каркасных структур тем, что полости в них представлены более широкими «каналами». Такая более открытая кристаллическая жесткая основа содержит в себе слабо связанные с ней молекулы воды. При осторожном нагревании вода может быть постепенно удалена без разрушения кристаллической структуры в целом. Замечательно, что удаленная этим путем вода вслед за тем снова может быть поглощена до прежних пределов или заменена молекулами других веществ (сероводорода, этилового спирта, аммиака и пр.), причем кристаллическая среда сохраняет однородность; соответственно меняются лишь оптические свойства. Отсюда естественно, что содержание воды в цеолитах является переменной величиной и зависит от внешних условий (температуры и упругости паров воды в окружающей среде). Так называемая цеолитная вода именно тем и отличается от кристаллизационной, что при нагревании она выделяется не скачками при каких-либо определенных температурах, а постепенно. Другой характерной особенностью, ярко выраженной у большинства цеолитов, является та легкость, с какой происходит обмен между катионами, уравновешивающими отрицательный заряд каркаса кристаллической решетки, и катионами в окружающем водном растворе. Те или иные катионы раствора способны вытеснять катионы, располагающиеся в «пустотах» среди каркаса цеолитов, без нарушения их структуры. В структурах цеолитов свободные пространства использованы не полностью. При сопоставлении данных химических анализов в соответствии со структурами выясняется, что, помимо обычно наблюдаемого в полевых шпатах типа замены катионов с сохранением общего заряда, числа ионов и объема (например, NaSi–CaAl или KSi–BaAl), в цеолитах существует другой тип замены: Са–Na2, Ba–K2, NaCa2–Na3Ca. Как видим, в этих случаях общий заряд заменяемых катионов одинаков с зарядом заменяющих примерно равновеликих катионов, однако число ионов различно. Очевидно, кристаллические структуры цеолитов имеют какой-то «запас» пространства для такого рода подстановок. Минералы группы цеолитов по сравнению с безводными алюмосиликатами характеризуются меньшей твердостью, меньшим удельным весом, меньшими показателями преломления и более легкой разлагаемостью кислотами. Большинство их вспучивается перед паяльной трубкой, чем и обусловлено их название: от греч. цео — вскипать. Много общего мы находим и в условиях их образования. При эндогенных процессах они возникают в условиях низких давлений в самые последние низкотемпературные стадии гидротермальных процессов, встречаясь в ассоциации большей частью с кальцитом, халцедоном, кварцем, гиббситом и другими минералами. Они встречаются, как правило, в гидротермально измененных магматических породах, часто в пузыристых эффузивах (мандельштейнах), особенно в базальтах (при подводных извержениях), затем в пегматитах, где образуется в числе последних минералов, либо в пустотах, либо метасоматическим путем за счет ранее выделившихся минералов (полевых шпатов, нефелина и др.); в ряде гидротермальных рудных месторождений и в некоторых современных отложениях горячих источников. В экзогенных условиях цеолиты имеют также широкие области распространения. Имеются указания, например, на образование цеолитов в почвах. Как новообразования цеолиты встречаются в осадочных породах молодого возраста. Цеолиты, как природные, так и их синтетические аналоги, находят широкое применение в промышленности, особенно в химической, в качестве материала поверхностей для нанесения катализаторов, в роли сорбентов, ионообменников и молекулярных сит для разделения нефтепродуктов на фракции, в вакуумных насосах. Минералы: ШАБАЗИТ_Ca — (Са,K2,Na2,Sr)[Al2Si4O8] · 6H2O, НАТРОЛИТ — Na2[Al2Si3O10] · 2H2O, СКОЛЕЦИТ — Ca[Al2Si3O10] · 3H2O, ГЕЙЛАНДИТ8Ca — (Ca,Sr,K2,Na2)[Al2Si6O16] · 5H2O, ФИЛЛИПСИТ8K — (K2,Ca, Na2, Ba)2_3[Al4_6Si12_9O32] · 12H2O, ГАРМОТОМ — (Ba,К2,Na2,Ca)5[Al10Si22O64] · 24H2O, СТИЛЬБИТ — (Ca, Na2)[Al2Si6O16] · 6H2O.