Подклассы «цепочечные и ленточные силикаты». Общая характеристика

Главнейшими представителями силикатов данных подклассов являются пироксены (цепочечные) и амфиболы (ленточные). Несмотря на существенное различие в количественных соотношениях составляющих компонентов, пироксены и амфиболы имеют ряд общих характерных черт: аналогичный облик кристаллов, близкие кристаллические структуры, одинаковая степень проявления спайности, много общего в оптических свойствах, близкие плотности, близкая твердость и т. д.

Наибольшим распространением в природе пользуются железо-магнезиальные пироксены и амфиболы, являющиеся важнейшими породообразующими минералами во многих магматических горных породах. Общее их количество по весу в земной коре достигает 16%.

Физические свойства цепочечных и ленточных силикатов обусловлены особенностями их кристаллического строения. Кристаллическая структура представляет собой вытянутые в одном направлении (вдоль оси с) анионные комплексы непрерывно связанных друг с другом кремнекислородных тетраэдров. Главнейшие физические особенности минералов рассматриваемых подклассов сводятся к следующим:

- кристаллические индивиды обычно вытянуты в одном направлении. В отличие от цепочечных и ленточных силикатов минералы группы оливина обладают изометрическим обликом;

- по сравнению с минералами группы оливина в цепочечных и ленточных силикатах гораздо четче проявлена спайность. Характерно, что спайность устанавливается по призме согласно вытянутости индивидов;

- показатели преломления и двупреломление по сравнению с минералами группы оливина, как правило, ниже;

- плотность цепочечных и ленточных силикатов, благодаря относительно менее плотной упаковке ионов, несколько меньше, чем у минералов группы оливина.

Между цепочечными и ленточными силикатами, несмотря на многие общие свойства, имеются и существенные отличия. Эти отличия обусловлены различным кристаллическим строением рассматриваемых минералов:

- пироксены характеризуются спайностью по призме под углом 87⁰;

- амфиболы – спайность по призме под углом 124⁰;

- кристаллы пироксенов имеют в поперечном сечении псевдотетрагональный облик (рис. 1, а);

- кристаллы амфиболов имеют в поперечном сечении псевдогексагональный облик (рис. 1, б).

Рисунок – Поперечные сечения кристаллов пироксенов (а) и амфиболов (б)

Подкласс «цепочечные силикаты» Группа пироксенов

Группа пироксенов является наиболее распространенной группой минералов в подклассе «Цепочечные силикаты». Минералы этой группы подразделяются на моноклинные и ромбические пироксены.

Моноклинные пироксены: диопсид - CaMg [Si₂O₆]; геденбергит - CaFe [Si₂O₆]; сподумен - LiAl [Si₂O₆]; авгит - Ca (Mg, Fe, Al)[(Si, Al)₂O₆]; жадеит - NaAl [Si₂O₆]; эгирин - NaFe[Si₂O₆].

Ромбические пироксены: энстатит - Mg₂[Si₂O₆]; гиперстен - (Mg, Fe)₂ [Si₂O₆].

Моноклинные пироксены в природе широко распространены. Среди моноклинных пироксенов программой курса «Общая геология» предусмотрено рассмотрение диопсида, геденбергита, сподумена.

Ромбические пироксены также довольно широко распространены в природе. Однако программой рассмотрение ромбических пироксенов в настоящем курсе не предусмотрено.

Кроме пироксенов в подкласс цепочечных силикатов входят минералы группы волластонита - Ca₃[Si₃O₉] или СаSiO₃ и ряд других менее распространенных минералов. В настоящем курсе не рассматриваются.

Таблица – Наиболее распространенные минералы подкласса «Цепочечные силикаты»

Подкласс	Группа	Подгруппа	Наиболее распространенные минералы подгруппы
Цепочечные силикаты	Пироксены	Моноклинные пироксены	Диопсид - CaMg [Si2O6]; Геденбергит - CaFe [Si2O6]; Сподумен - LiAl [Si2O6]; Авгит - Ca (Mg, Fe, Al)[(Si, Al)2O6]; Жадеит - NaAl [Si2O6]; Эгирин - NaFe[Si2O6]
		Ромбические пироксены	Энстатит - Mg2[Si2O6]; Гиперстен - (Mg, Fe)2 [Si2O6]
	Волластонита	Наиболее распространен минерал волластонит Ca3[Si3O9]

Диопсид - CaMg[Si₂O₆]. Название происходит от греческих слов: "дис" - дважды и "опсис" - появление. Диопсид представляет собой типичное двойное соединение и является крайним членом изоморфного ряда CaMg[Si₂O₆] – CaFe²⁺ [Si₂O₆] (диопсид -геденбергит); промежуточный по составу минеральный вид носит название салита. Диопсид широко распространен как породообразующий минерал во многих магматических породах, а также в контактово-метасоматических образованиях.

Химический состав. CaO - 25,9%, MgO - 18,5%, SiO₂ - 55,6%. В виде примесей содержит FeO, MnO, иногда Al₂O₃, Fe₂O₃, Cr₂O₃ до нескольких процентов (хромдиопсид), V₂O₃ до 2-4% (лавровит), нередко ТiO₂.

Сингония моноклинная. Облик кристаллов. Хорошо образованные кристаллы встречаются сравнительно редко. Обычно они имеют короткостолбчатый облик с преимущественным развитием пинакоидов {100} и {010} (рис.1). Двойники нередки. Агрегаты. Сплошные массы диопсида чаще всего представлены зернистыми агрегатами, но в контактово-метасоматических образованиях встречаются шестоватые или радиальнолучистые агрегаты индивидов.

Рисунок – Кристалл диопсида. Справа – форма поперечного разреза

Цвет. Редко бывает бесцветный. Обычно окрашен в различные, преимущественно бледные оттенки грязно-зеленого или серого цвета. Блеск стеклянный. Твердость 5,5-6. Хрупок. Спайность по призме средняя с углом 87°. Нередко наблюдается также отдельность по {010}. Плотность 3,27-3,38.

Диагностические признаки. Хорошо образованные кристаллы диопсида отличаются от кристаллов авгита по своему облику (преимущественным развитием вертикальных пинакоидов) и серыми или светлозеленоватыми оттенками окраски. Но так как диопсид способен образовывать изоморфные смеси с различными другими пироксенами, то точная диагностика его может быть произведена только путем определения оптических констант, а в ряде случаев - с помощью химического анализа.

П. п. тр. плавится с трудом. В кислотах почти не разлагается.

Геденбергит – CaFe²⁺ [Si₂O₆]. Название дано по фамилии Л. Геденберга, шведского химика, впервые анализировавшего этот минерал.

Химический состав. CaO - 22,2%, FeO - 29,4%, SiO₂ - 48,4%. Богатая MgO разновидность называется салитом. Довольно часто содержит также MnO (до 7%) - мангангеденбергит. В небольших количествах устанавливаются очень незначительные содержания щелочей и Al₂O₃.

Сингония моноклинная. Облик кристаллов. Кристаллы очень редки. Агрегаты. Встречается преимущественно в радиальнолучистых или крупношестоватых агрегатах.

Цвет темно-зеленый до черно-зеленого. Черта светло-серая с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Твердость 5,5-6. Спайность по призме с углом 87°. Плотность 3,5-3,6.

Диагностические признаки. Довольно легко узнается по шестоватым агрегатам, темно-зеленому или зеленовато-черному цвету. Так же как и салит, обычно располагается по контакту интрузивных пород с мраморизованными известняками.

П. п. тр. плавится в черное магнитное стекло.

Сподумен – LiAl[Si₂O₆]. Занимает несколько особое положение среди группы пироксенов. Не образует с другими пироксенами изоморфных смесей.

Химический состав. Li₂O - 8,1%, Аl₂О₃ - 27,4%, SiО₂ - 64,5%. В виде примесей присутствуют Na₂O, в незначительных количествах CaO, MgO, изредка Сr₂O₃. Некоторые разновидности содержат также редкие земли и гелий, иногда цезий.

Сингония моноклинная. Облик кристаллов призматический. Вертикальные грани имеют штриховку. Нередко встречаются очень крупные кристаллы (иногда до 16 м в длину). Отмечаются двойники. Агрегаты пластинчато-шестоватые. Наблюдается также в плотных скрытокристаллических массах.

Цвет серовато-белый, нередко с зеленоватым оттенком, желтовато-зеленый, фиолетовый (кунцит). Блеск стеклянный, на плоскостях спайности со слабым перламутровым отливом. Твердость 6,5-7 (у измененных разновидностей ниже). Спайность по призме совершенная или средняя; по {100} отдельность. Плотность 3,13-3,20.

Диагностические признаки. С полной уверенностью может быть установлен под микроскопом по оптическим константам.

П. п. тр. вспучивается, временами окрашивая пламя в слабый красный цвет(Li). Сплавляется в прозрачное стекло. После сплавления с CaF₂+KHSO₄ окрашивает пламя в яркий красный цвет (Li). В НСl не растворяется.