Геология / 1 курс / Минералогия / Слюды

ный компонент амфиболовых сланцев и гнейсов, отвечающих так же, как и амфиболиты, средней ступени метаморфизма.

Изменение. В эндогенных условиях замещается хлоритом, карбонатами, эпидотом с кварцем и кальцитом, реже серпентином. В экзогенных переходит в глинистые минералы в смеси с гидроксидами железа и кремнеземом.

Значение. Темноцветный породообразующий минерал магматических и метаморфических пород.

АРФВЕДСОНИТ – Na₃(Fe²⁺_,Mg)₄(Fe³⁺,Al)[(Si,Al)₄O₁₁]₂(OH,F)₂

Химический состав непостоянен. Кроме отмеченных в формуле изоморфных замещений часто присутствуют примеси K, Ca, иногда Mn и Ti. Арфведсонит подобно роговой обманке также является алюмосиликатом.

Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L₂PC).

Кристаллы призматические, часто значительно вытянутые по оси с (рис. 70).

Агрегаты шестоватые, лучистые, удлиненные зерна, редко плотные массы.

Спайность совершенная по призме {110} в двух направлениях с углом между плоскостями спайности 124^о и 56^о. Излом ступенчато-неровный до занозистого. Твердость 5,5–6. Хрупкий. Плотность 3,4–3,5 г/см³.

Ц

Рис. 70. Призматические кристаллы арфведсонита в щелочной породе. geo.web.ru

вет черный, иссиня-черный. Черта серая, голубовато-серая. Блеск стеклянный.

Диагностические признаки. Для арфведсонита в качестве диагностического признака можно рассматривать его характерный парагенезис. Он входит в состав щелочных пород вместе с нефелином, эгирином, полевыми шпатами. Весьма похож на эгирин, от которого отличается цветом черты (зеленая у эгирина) и углами между плоскостями спайности.

Образование. Является типичным позднемагматическим минералом щелочных магматических пород и пегматитов нефелиновых сиенитов. Для него обычен парагенезис с нефелином, альбитом, эгирином, эвдиалитом, содалитом, полевыми шпатами.

Арфведсонит присутствует в составе некоторых карбонатитов.

Изменение. Кроме изменений, описанных для других амфиболов, арфведсонит в щелочных пегматитах замещается поздним лепидомеланом (железистая слюда).

Значение. Темноцветный породообразующий минерал в ряде щелочных пород.

4. КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЙ ТИП СТРУКТУРЫ СЛОИСТЫЙ

4.1. ПОДКЛАСС: СИЛИКАТЫ С НЕПРЕРЫВНЫМИ СЛОЯМИ

КРЕМНЕКИСЛОРОДНЫХ ТЕТРАЭДРОВ

(СЛОИСТЫЕ СИЛИКАТЫ И АЛЮМОСИЛИКАТЫ)

Структурной особенностью слоистых силикатов является присутствие в них слоев кремнекислородных тетраэдров, сочлененных между собой через три кислородные вершины. При этом в каждом кремнекислородном тетраэдре остается по одной нескомпенсированной отрицательной валентности кислорода. Общая формула радикала слоистых силикатов записывается как [Si₄O₁₀]^4–. В случае алюмосиликатов при вхождении в состав радикала Al³⁺ в позицию Si⁴⁺ отрицательная валентность радикала увеличивается на число, равное количеству замещенных ионов кремния. В этом случае общий радикал слоистого алюмосиликата записывается как [Al_xSi_4-xO₁₀]^(4+x)–. Слоистые структуры в своем составе содержат дополнительную анионную группу (OH)^1–, которая может изоморфно замещаться F^1– и даже Cl^1–. В качестве катионов в таких структурах выступают Al³⁺ и Mg²⁺, реже Fe²⁺и др. катионы. Среди катионов широко развит как изовалентный, так и гетеровалентный изоморфизм, с чем связано появление минеральных видов переменного состава.

Слоистые структуры относятся к двумерным с повторяющимся сетчатым гексагональным мотивом. Наряду со слоями кремнекислородных тетраэдров в таких структурах принимают участие слои, включающие катионы, компенсирующие валентность слоев кремнекислородных тетраэдров. Эти катионы образуют так называемый октаэдрический слой, в котором каждый катион окружен шестью ионами кислорода или гидроксила. В зависимости от валентности входящих в октаэдрический слой катионов различают триоктаэдрические слои с двухвалентными катионами Mg²⁺, Fe²⁺и др., когда все октаэдры заняты катионами, и диоктаэдрические с трехвалентными катионами Al³⁺, Fe³⁺ и др., когда каждый третий октаэдр остается свободным. Структуры слоистых силикатов бывают 2-х типов. В первом случае присутствуют трехслойные нейтральные пачки, в которых два слоя кремнекислородных тетраэдров своими свободными отрицательными валентностями обращены друг к другу. Между ними, компенсируя отрицательную валентность слоев кремнекислородных тетраэдров, располагаются катионные октаэдры. В другом случае образуются двухслойные пачки, состоящие из одного слоя кремнекислородных тетраэдров, отрицательная валентность которых компенсируется катионными октаэдрами.

Слоистые силикаты и алюмосиликаты благодаря особенностям структуры отличаются своеобразным проявлением некоторых физических свойств. Для них закономерно образование пластинчатых, таблитчатых, листоватых агрегатов с весьма совершенной спайностью в одном направлении и появление в направлении перпендикулярном плоскостям спайности перламутрового отлива. Особо показательно, что среди минералов с другими кристаллохимическими типами структур слоистые силикаты и алюмосиликаты выделяются низкой твердостью, которая для них колеблется в интервале 1-3,5.

4.1.1. ГРУППА СЛЮД С РАДИКАЛОМ [AlSi₃O₁₀]^5–

Слюды относятся к слоистым алюмосиликатам с общей формулой А¹⁺В²⁺⁽³⁺⁾₃₍₂₎[AlSi₃O₁₀]^5–(OH,F)^1–₂. В качестве катионов в составе большинства слюд в позиции А выступает K¹⁺, в некоторых более редких минеральных видах – Na¹⁺, например, в парагоните – NaAl³⁺₂[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂. Рассматриваемые далее наиболее распространенные слюды, имея в позиции А K¹⁺, отличаются лишь катионами во второй позиции. Такими катионами выступают двухвалентные Mg²⁺ и Fe²⁺, а также трехвалентный Al³⁺ или сочетание (Al³⁺+Li¹⁺). Наиболее распространенными минеральными видами среди калиевых слюд являются:

мусковит – KAl³⁺₂[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂ – алюминиевая слюда;

биотит – K(Fe,Mg)²⁺₃[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂ – железистая слюда;

флогопит – KMg²⁺₃[AlSi₃0₁₀](OH,F)₂ – магнезиальная слюда;

лепидолит – KLi¹⁺_1,5Al³⁺_1,5[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂ – литиевая слюда.

Благодаря сходству химического состава и слоистой структуре слюды имеют ряд близких физических свойств и общих диагностических признаков. Все слюды кристаллизуются в моноклинной сингонии. В соответствии с решетчатым гексагональным мотивом структуры образуемые ими кристаллы часто имеют псевдогексагональное либо ромбическое поперечное сечение. Для слюд характерна весьма совершенная спайность в одном направлении по третьему пинакоиду {001}. При этом спайные листочки обладают упругостью. Весьма совершенная спайность в одном направлении сопровождается усилением обычного стеклянного блеска слюд до металловидного и появлением у них перламутрового отлива в направлении перпендикулярном направлению спайности. Слюды характеризуются низкой твердостью, которая составляет 2,5–3. Плотность слюд остается средней и колеблется в зависимости от катионного состава от 2,7 до 3,1 г/см³.

Участие с составе слюд летучих компонентов определяет то, что они являются типичными позднемагматическими минералами, образуясь в соответствии с их катионной частью в определенных по основности и химизму породах. Слюды – обычные минералы пегматитов, где их индивиды могут достигать значительных размеров. Они являются постоянными и практически главными продуктами пневматолитово-гидротермального процесса, входя в состав грейзенов и слюдитов. Слюды встречаются и в продуктах гидротермального процесса. Широко распространены слюды в метаморфических породах, входя в состав гнейсов и кристаллических сланцев.

МУСКОВИТ – KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH,F)₂

М

Рис. 71. Пластинчатые кристаллы мусковита с псевдогексагональным сечением

усковит относится к одной из наиболее распространенных слюд. Название минерала произошло от слова «Муска» – итальянское название г. Москвы. Когда-то крупные кристаллы минерала под названием «московское стекло» вывозили из России через Москву, что и послужило причиной появления названия.

Х

Рис. 72. Скорлуповатые агрегаты мусковита («барботов глаз»). www.mudrost-vekov.ru

имический состав минерала часто близок к идеальному. Могут присутствовать изоморфные примеси Na, Ba, Li, Cs, Rb, реже Fe, Mg, Mn, Ti, Cr (фуксит), Sc.

Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L₂PC).

Кристаллы короткостолбчатые, пластинчатые с ромбическим или гексагональным сечением (рис. 71).

А

Рис. 73. Пластинчато-лучистые агрегаты ярко-зеленого фуксита. pewc.net

грегаты листоватые, чешуйчатые, скорлуповато-чешуйчатые (барботов глаз) (рис. 72), пластинчато-лучистые (рис. 73) мелкочешуйчатые до скрыточешуйчатых (серицит). Возможны эпитаксические срастания с биотитом и другими минералами. Известны многочисленные псевдоморфозы мусковита по полевым шпатам, корунду, дистену, андалузиту, турмалину, сподумену и др минералам.

Спайность весьма совершенная по {001}. Спайные листочки упругие. Излом ровный. Твердость 2,5–3. Плотность 2,8–2,9 г/см³.

Цвет. В тонких пластинках бесцветен, в толстых – сероватый, зеленовато-серый, желтовато-серый. Мусковит с примесью Fe, Mn, Ti – красноватый, Li – сиреневатый, Cr – ярко-зеленый (фуксит) (рис. 73), серицит – светло-зеленый, желтовато-зеленый. Минерал прозрачный, легко просвечивает в тонких сколах, оставаясь при этом почти бесцветным или слегка желтоватым. Блеск стеклянный. На плоскостях спайности усиление блеска создает эффект металловидности чешуйчатых агрегатов мусковита с появлением перламутрового отлива.

Диагностические признаки. Мусковит – светлоокрашенная слюда. Характерны листоватые, чешуйчатые агрегаты с низкой твердостью. В крупнолистоватых агрегатах – весьма совершенная спайность и перламутровый отлив, хорошая просвечиваемость в тонких пластинах. От хлоритов отличается упругостью спайных листочков. Для мусковита характерен парагенезис кислых магматических пород и нахождение с другими содержащими алюминий минералами. Из слюд совместно с мусковитом может находиться только биотит и лепидолит, но не флогопит.

Образование. Мусковит является породообразующим минералом кислых интрузивных магматических пород. Крупные скопления мусковита известны в связи с гранитными, особенно глубинными слюдоносными пегматитами, в которых его выделения достигают площади 4-7 м². Различают одно- и двуслюдяные (мусковит и биотит) магматические породы и пегматиты.

Мусковит – закономерный минерал грейзенов, в которых его образование связано с гидролизом и замещением полевого шпата кварц-мусковитовым агрегатом. По сути грейзеном называется именно кварц-мусковитовая порода. Грейзены являются вмещающими породами для целого ряда рудной минерализации (W, Mo, Sn, Bi, Be и др.).

Явно чешуйчатый мусковит может сопутствовать высокотемпературной гидротермальной минерализации. Серицит и фуксит – типичные минералы продуктов средне-низкотемпературного гидротермального изменения алюмосиликатных пород. При этом скрытокристаллический серицит развивается при изменении кислых пород с образованием серицитолитов – существенно серицитовых пород и березитов – кварц-серицитовых пород с пиритом. В процессе гидротермального изменения ультраосновных, реже основных и средних магматических пород образуются листвениты – карбонат-кварцевые с фукситом, тальком, хлоритом, пиритом и др. минералами породы. И березиты, и листвениты обычно сопутствуют золото-сульфидному оруденению.

Мусковит – обычный минерал метаморфических пород низкой и начала средней ступени метаморфизма. В условиях низкой ступени метаморфизма образуется в основном серицит, входящий с состав альбит-хлорит-серицитовых сланцев. В условиях средней ступени – это типичный чешуйчатый мусковит, входящий часто вместе с биотитом в различные по составу кристаллические сланцы и гнейсы.

Изменение. В процессе метаморфизма при повышении температуры и давления мусковит переходит в полевые шпаты, гранаты. В процессе выветривания за счет мусковита образуются вначале гидрослюда (иллит), а затем глинистые минералы.

Значение. Мусковит – породообразующий минерал магматических и метаморфических пород. Используется в электротехнической промышленности в качестве изолятора, при производстве огнеупорных, смазочных и взрывчатых материалов.

БИОТИТ – K(Fe,Mg)²⁺₃[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂

Биотит, как и мусковит, является достаточно распространенной слюдой. Свое название получил в честь французского минералога и физика Ж.Б. Био.

Химический состав редко соответствует теоретической формуле. Биотит относится к минералам с высокой изоморфной ёмкостью, причем его состав часто оказывается типоморфным. В качестве изоморфных примесей отмечаются Al, Fe³⁺, Ti, Na, Ca, Rb, Ba, Cs, Li, Sr, V и др.

Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L₂PC).

К

Рис. 74. Псевдогексагональные кристаллы биотита в породе. www.ecosystema.ru

ристаллы таблитчатые псевдогексагональные (рис. 74), столбчатые, пирамидальные. Известны эпитаксические сростки с мусковитом.

Агрегаты чешуйчатые, листоватые.

Спайность весьма совершенная по {001}. Спайные листочки упругие. Излом ровный. Твердость 2,5–3. Плотность 3,0–3,1 г/см³.

Цвет черный даже в тонких пластинках, реже буроватый с зеленоватым, оранжевым и красноватым оттенками. В тонких пластинках очень слабо просвечивает. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности более сильный.

Диагностические признаки. Определяется по свойствам, характерным для всех слюд (характер агрегатов, низкая твердость, весьма совершенная спайность, гибкость спайных листочков). От мусковита отличается цветом, от флогопита, с которым может иметь одинаковый цвет, парагенезисом. В качестве диагностического признака можно использовать то, что из темных слюд в одном парагенезисе с мусковитом может находиться только биотит.

Образование. Биотит по сравнению с мусковитом является более высокотемпературным (присутствие Fe и Mg), поэтому его образование в магматическом и пегматитовом процессах предшествует образованию мусковита, а в метаморфическом соответствует более высокой степени метаморфизма. Биотит встречается в составе кислых, средних, щелочных интрузивных магматических породах.

Крупные индивиды биотита образуются в гранитных пегматитах и пегматитах нефелиновых сиенитов.

Биотит иногда вместе с флогопитом образуется в составе грейзенов по ультраосновным или основным породам, называемых слюдитами. Особенностью таких грейзенов является не только присутствие темных слюд, но апатита, хлоритов и талька, а при наличии источника Be образование в них изумруда, хризоберилла (александрита).

Биотит практически не встречается в составе гидротермальных образований.

В метаморфических породах биотит широко распространен и входит в состав различных сланцев и гнейсов, продуктов регионального метаморфизма.

Биотит – характерный минерал контактовых роговиков совместно с андалузитом (узловатые сланцы), кордиеритом, плагиоклазом, гиперстеном, диопсидом, кварцем.

Изменение. При воздействии гидротермальных растворов может переходить в хлориты. В процессе выветривания вначале переходит в гидрослюды (вермикулит) и затем в глинистые минералы.

Значение. См. мусковит.

ФЛОГОПИТ – KMg²⁺₃[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂

С

Рис. 75. Хорошо образованные псевдогексагональные кристаллы флогопита. vk.com

вое название минерал получил от греческого «флогопос» – огнеподобный из-за часто заметного легкого красноватого оттенка.

Химический состав непостоянен. Поскольку флогопит является минеральным видом изоморфного ряда KMg₃[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂ – KFe₃[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂ (аннит) практически всегда в составе флогопита присутствует то или иное количество Fe, благодаря чему и его окраска отличается непостоянством. Он может относиться как к светлым в случае малого количества Fe, так и к темным при заметном количестве Fe слюдам. В качестве других изоморфных примесей могут присутствовать Ba, Mn, Ca, Cr, Ni, Na.

Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L₂PC).

Кристаллы таблитчатые псевдогексагональные (рис. 75), усеченно-пирамидальные. Кристаллы грубообразованные с заметной штриховкой на боковых гранях. Часты двойники по так называемому слюдяному закону двойникования, когда двойниковая ось лежит в плоскости срастания индивидов (001) перпендикулярно оси с.

Агрегаты чешуйчатые, листоватые, часто с неровной, «помятой» поверхностью (рис. 76). Известны псевдоморфозы флогопита по роговой обманке, скаполиту, лазуриту.

С

Рис. 76. Листоватые агрегаты буроватого и золотистого флогопита с неровной поверхностью индивидов. vk.com

пайность весьма совершенная по {001}. Спайные листочки упругие. Излом ровный. Твердость 2,5–3. Плотность 2,7–2,8 г/см³.

Цвет от почти бесцветного (безжелезистый) и светлого желтовато-бурого (золотистый флогопит) до темно-бурого и красновато-бурого (железистого). Окраска часто пятнистая. Светлоокрашенные разновидности имеют золотистый оттенок. Блеск стеклянный. На плоскостях спайности перламутровый отлив.

Диагностические признаки. Для флогопита характерны те же диагностические признаки, которые отличают минералы группы слюд (характер агрегатов, низкая твердость, весьма совершенная спайность, гибкость спайных листочков). Бесцветный флогопит очень похож на мусковит в то время, как темно-бурый – на биотит. Из визуальных отличий можно использовать то, что агрегаты флогопита в отличие от других слюд часто бывают как бы слегка помятыми с неровной поверхностью, а при небольшом содержании железа у него появляется золотистый оттенок. Более надежным косвенным диагностическим признаком флогопита является его парагенезис другими магний содержащими минералами (диопсидом, форстеритом, энстатитом, шпинелью, доломитом, тальком). Однако надежная диагностика возможна только при определении оптических констант.

Образование. Флогопит является наиболее высокотемпературной слюдой (Mg!) и кристаллизуется непосредственно из магматического расплава. Он известен в составе таких магматических интрузивных пород как перидотиты и кимберлиты (хотя присутствие его в этих породах иногда трактуется как более позднее метасоматическое). Флогопит частый и можно сказать типоморфный минерал карбонатитов.

Он известен в составе контактово-метасоматических (магнезиальные скарны) и метаморфических (кальцефиры) образований по исходным магнезиальным карбонатным толщам (доломитам с примесью полевого шпата или мусковита). В таких образованиях для него характерен парагенезис с диопсидом, форстеритом, шпинелью, апатитом, иногда лазуритом, скаполитом.

Флогопит закономерный минерал слюдитов – пневматолитово-гидротермальных образований (грейзенов) по ультраосновным, реже основным породам. В парагенезисе слюдитов часто присутствует изумруд, хризоберилл, в том числе его ювелирная разновидность александрит, актинолит, флюорит, молибденит.

Изменение. В поверхностных условиях наиболее часто переходит сначала в вермикулит, затем глинистые минералы.

Значение. Породообразующий минерал некоторых магматических пород, карбонатитов и слюдитов. Практическое применение см. мусковит.

ЛЕПИДОЛИТ – KLi¹⁺_1,5Al³⁺_1,5[AlSi₃О₁₀](OH,F)₂

Название минерала происходит от греческого «лепис» – чешуя.

Химический состав весьма переменный. Непостоянно содержание Li, часто в качестве изоморфных примесей отмечаются Rb, Cs, реже Na, Fe, Mg, Mn, Ca. Особенностью лепидолита, отличающей его от других слюд, является более высокое содержание F.

Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L₂PC).

Кристаллы весьма редки и плохо образованы, как и у всех слюд имеют пластинчатую форму.

А

Рис. 77. Тонкочешуйчатый агрегат сиреневого лепидолита. mineralog.livejournal.com

грегаты листоватые, чешуйчатые, скорлуповато-чешуйчатые («барботов глаз»), часто мелкочешуйчатые до плотных скрыточешуйчатых (рис. 77). Известны псевдоморфозы по мусковиту, рубеллиту, клевеландиту.

Спайность весьма совершенная по {001}. Спайные листочки упругие. Излом ровный. Твердость 3. Плотность 2,8–2,9 г/см³.

Цвет светлый розовато-фиолетовый до отчетливого сиреневого и фиолетового, реже розовато-желтый (персиковый). Блеск стеклянный. На плоскостях спайности перламутровый отлив.

Диагностические признаки. Характерные для всех минералов группы слюд, а это чешуйчатые, листоватые агрегаты, низкая твердость, весьма совершенная

94