Минералогия_2 / Бетехтин / betehtin_2

636	Описательная часть

приходится на долю метаморфических горных пород, преимущественно гнейсов и кристаллических сланцев; остальные 10–11 % падают главным образом на песчаники и конгломераты, в которых полевые шпаты встре чаются в виде окатанных зерен или входят в состав галек.

По своему химическому составу полевые шпаты представляют алю мосиликаты Na, К и Са — Na[AlSi3O8], K[AlSi3O8], Ca[Al2Si2O8], изредка Ba — Ba[Al2Si2O8]. Иногда в ничтожных количествах присутствуют Li, Rb, Cs в виде изоморфной примеси к щелочам и Sr, заменяющий Са.

Другой характерной особенностью минералов этой группы является их способность образовывать изоморфные, главным образом бинарные ряды. Таковы, например, ряды: Na[AlSi3O8]—Ca[Al2Si3O8], Na[AlSi3O8]— K[AlSi3O8] и K[AlSi3O8]—Ba[Al2Si2O8]. Для первых двух пар наглядное представление о степени распространенности и совершенства явлений изоморфизма дает диаграмма составов полевых шпатов (рис. 346).

Рис. 346. Диаграмма колебаний химического состава полевых шпатов

Кристаллизуются эти минералы в моноклинной или триклинной син гонии, причем те и другие по морфологическим признакам малоотличимы друг от друга. Рентгенометрические исследования показывают большое сходство в кристаллической структуре всех полевых шпатов (рис. 347).

Много общего мы находим и в физических свойствах этих минера лов. Все они имеют преимущественно светлую окраску; относительно низкие показатели преломления; большую твердость (6–6,5); совер шенную спайность по двум направлениям, пересекающимся под углом, близким к 90°, и сравнительно небольшие удельные веса (2,5–2,7). По этим признакам они довольно легко отличаются от похожих на них минералов.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)	637
В крупнокристаллических мас
сах они наблюдаются в гранит
ных пегматитах в ассоциации с
кварцем, часто крупнокристал
лической слюдой и редкими ми
нералами, содержащими летучие
компоненты (топаз, берилл, тур
малин и др.). В миаролитовых по
лостях иногда встречаются друзы
хорошо образованных крупных
кристаллов полевых шпатов.
Соответственно особенностям
химического состава полевые

	шпаты разбиваются на следу	Рис. 347. Основной мотив структуры
	ющие три подгруппы.	полевых шпатов в шариковой модели (а)
	А. Подгруппа натриево каль	и в полиэдрах (б) — зигзагообразная лента
		из четверных колец, вырезанная из каркаса.
	циевых полевых шпатов, называ
		По Н. В. Белову
	емых плагиоклазами, представля

ющих непрерывный при высоких температурах изоморфный ряд Na[AlSi3O8]—Ca[Al2Si2O8]; нередко в незначительных количествах в виде изоморфной примеси в них содержится также K[AlSi3O8].

Б. Подгруппа кали натриевых полевых шпатов, которые при высоких температурах также способны давать непрерывные твердые растворы K[AlSi3O8]—Na[AlSi3O8], распадающиеся при медленном охлаждении на два компонента существенно калиевых и существенно натриевых (ср. га лит–сильвин). Содержание в виде изоморфной примеси Ca[Al2Si2O8] обычно совершенно незначительно.

В. Подгруппа редко встречающихся кали бариевых полевых шпатов, называемых гиалофанами, представляющими также изоморфные смеси K[AlSi3O8]—Ba[Al2Si2O8].

Подгруппа плагиоклазов

Как уже указано, относящиеся к этой подгруппе минералы представ ляют прекрасно изученный бинарный ряд изоморфных смесей, крайние члены которого носят названия альбит — Na[AlSi3O8] и анортит — Ca[Al2Si2O8]. Согласно данным о природных и искусственных соедине ниях, существуют все разности беспрерывно меняющегося состава от чистого альбита (Ab) до анортита (An).

Классификация минеральных видов этого изоморфного ряда услов но дается в табл. 19.

ПЛАГИОКЛАЗЫ — (100 – n)Na[AlSi3O8] nCa[Al2Si2O8], где n меня ется от 0 до 100. Плагиоклаз в переводе с греч. — косораскалывающийся. По сравнению с другими полевыми шпатами, у которых угол между

638	Описательная часть
			Таблица 19
Классификация подгруппы плагиоклазов
Минерал		Содержание	Сингония
		анортитовой
		молекулы
		(An), %
Альбит (Ab) — Na[AlSi3O8]		0–10	Триклинная сингония
Изоморфные смеси Ab + An:			Триклинная сингония
Олигоклаз		10–30	»
Андезин		30–50	»
Лабрадор		50–70	»
Битовнит		70–90	»
Анортит (An) — Ca[Al2Si2O8]		90–100	»

плоскостями спайности (001) и (010) равен 90° или очень близок к этой цифре, у плагиоклазов он меньше — 86°24′–86°50′. Название «альбит» про исходит от лат. albus — белый; анортит — от греч. анортос — косой (име ется в виду кристаллизация в триклинной сингонии).

Ввиду исключительного значения состава плагиоклазов для система тики изверженных пород Е. С. Федоров предложил очень удобную и наи более рациональную классификацию с обозначением каждого плагиокла за определенным номером соответственно процентному содержанию в нем анортитовой молекулы. Так, например, плагиоклаз № 72 представляет изо морфную смесь, содержащую 72 % анортита и 28 % альбита. При этом пре небрегают обычно незначительной изоморфной примесью K[AlSi3O8].

Иногда для общих соображений при систематике изверженных по род удобно придерживаться грубого деления плагиоклазов по их составу,

а именно:
·	плагиоклазы кислые № 0–30;
·	плагиоклазы средние № 30–60;
·	плагиоклазы основные № 60–100.

Здесь названия «кислый», «средний», «основный» применены не в обычном смысле: они обусловлены тем, что содержание SiO2 (кремне кислоты) от альбита к анортиту постепенно падает; это можно видеть из сопоставления химических формул конечных членов данного изоморф ного ряда.

Химический состав (теоретический) приведен в табл. 20, где показа ны содержания Na2O, CaO, Al2О3 и SiO2 для пяти номеров плагиоклазов.

Почти всегда имеется примесь К2О, иногда до нескольких процентов. Часты также ничтожные примеси BaO (до 0,2 %), SrO (до 0,2 %), FeO, Fe2O3 и др.

	Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)					639
						Таблица 20
	Химический состав и удельные веса плагиоклазов
Состав			Плагиоклазы
	№ 0	№ 25	№ 50		№ 75	№ 100
Na2O	10,76	8,84	5,89		2,92	—
CaO	—	5,03	10,05		15,08	20,10
Al2O3	19,40	23,70	28,01		32,33	36,62
SiO2	68,81	62,43	56,05		49,67	43,28
Уд. вес	2,624	2,643	2,669		2,705	2,758

Гомогенные при высоких температурах твердые растворы плагиокла зов, испытывая медленное охлаждение в эндогенных условиях, испыты вают ряд структурных превращений. При понижении температуры упо рядочение Al и Si по позициям в каркасе чистого альбита является весьма энергетически выгодным процессом, поэтому в изначально гомогенной фазе происходят изменения, которые ведут к обособлению плагиоклаза с малыми номерами. Так происходит постепенный спинодальный рас пад в нескольких интервалах, с образованием двухфазных пластинча

°

тых структур распада с масштабами выделений от 500 до 5000 A. Обра зующиеся при распаде пары фаз отвечают составам с номерами приб лизительно № 0–№ 33, № 45–№ 60 и № 65–№ 90. Плагиоклазы с соста вами вне этих интервалов, как показала электронная микроскопия, так же не остаются гомогенными твердыми растворами, но приобретают мо дулированную тонкую структуру с частичным перераспределением натрия и кальция между по разному ориентированными в зависимости от номера плагиоклаза плоскопараллельными доменами. Домены, поло вина которых имеет альбитоподобную структуру, а половина — анорти топодобную, имеют в зависимости от начального состава плагиоклаза по

°

перечный масштаб от 25 до 180 A. В низкотемпературном (субсолидусном) поведении медленно охлаждавшихся, так называемых «низких» плаги оклазов остается еще много спорного и не до конца объясненного.

Быстро охладившиеся, вулканогенные твердые растворы плагиоклазов метастабильно сохраняют свое гомогенное состояние в течение тысяч лет благодаря эффекту закалки. Такие плагиоклазы называются «высокими».

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Пр. гр. Р1 (С1i). Альбит: a0 = 8,23; b0 = 13,03; с0 = 7,25; α = 94°03′; β = 116°29′; γ = 88°09′. Анортит: a0 = 8,18; b0 = 12,89; c0 = 2 × 7,09; α = 93°13′; β = 115°5б′; γ = 91°12′ (анортит имеет несколько иную структуру, отличающуюся от альбитовой лишь удво ением одного параметра ячейки из за другой схемы упорядочения Al и Si). Облик кристаллов. Хорошо образованные простые кристаллы встречаются относительно редко. Они имеют таблитчатый и таблитчато призматический облик. Наиболее обычный вид их представлен на рис. 348.

640	Описательная часть
		Простые двойники редки, зато
		чрезвычайно широко распростране
		ны сложные полисинтетические
		двойники (рис. 349), наблюдаемые
		нередко невооруженным глазом в
	Рис. 349. Штрихов	виде характерной частой штрихов
		ки на плоскостях спайности по
	ка на плоскости
		(001). В тонких прозрачных шли
Рис. 348. Крис	спайности плагиок
талл альбита. Угол	лаза как признак	фах полисинтетические двойники
между (001) и	полисинтетического	сразу обнаруживаются при скре
(010) равен 86°24′	двойникования	щенных николях и настолько ти

пичны, что позволяют быстро отличить плагиоклазы от других минера лов. Для кристаллов плагиоклаза характерно зональное распределение состава, в большинстве случаев внутренняя область (ядро) кристаллов магматогенных плагиоклазов имеет более основной состав, что соответ ствует высокой температуре плавления анортита в сравнении с альби том. Периферия характеризуется более кислым составом.

Агрегаты. Альбит в миаролитовых пустотах среди пегматитов доволь но часто наблюдается в виде друз или агрегатов, пластинчатых кристал лов, иногда называемых клевеландитом. Встречаются также зернисто кристаллические породы, состоящие почти целиком из плагиоклазов. Таковы, например, сахаровидная альбитовая порода, образующаяся не редко метасоматическим путем в пегматитах, анортозиты или лабрадо риты Украины, используемые в качестве облицовочного камня, и др.

Цвет белый, серовато белый, иногда с зеленоватым, синеватым, реже красноватым оттенком. Лабрадоры нередко выглядят темно серыми до черных благодаря обильным включениям титаномагнетита. Блеск стек лянный. Показатели преломления закономерно возрастают от альбита (Ng = 1,536, Nm = l,529, Np = 1,525) до анортита (Ng = l,588, Nm = 1,583, Np = 1,575). Однако более тонкие особенности кристаллооптики плагиокла зов зависят от структурного их состояния, поэтому следует использовать разные наборы справочных данных для высоких и низких плагиоклазов.

Разновидности, получившие особые названия благодаря некоторым оптическим эффектам, заслуживают подробного описания:

1) лунный камень — изредка плагиоклаз (но чаще — кали натровый полевой шпат), обладающий рассеянным в широком угловом интервале, своеобразным нежно синеватым отливом или сиянием в объеме, напо минающим лунный свет. Нередко лунные камни и проявляемый ими эффект незаслуженно смешивают с иризацией (см. ниже). Однако при рода адуляресценции (так называется присущий лунным камням эффект) связана с рассеянием белого света на субмикроскопических точечных, непротяженных дефектах типа микропертитовых вростков, простран ственных флуктуаций состава и т. п. Согласно теории Рэлея, коротковол

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

641

новое излучение рассеивается сильнее, поэтому отраженный и рассеян ный свет будет более голубым, чем исходный;

2)беломорит, перистерит и другие иризирующие плагиоклазы, как, например, многие лабрадоры, обладают узконаправленным (15–20°) при близительно вдоль оси b цветным радужным отблеском, обычно в краси вых голубых и синих, реже — в зеленых, желтых и красноватых тонах. Иризация (от греч. ирида — радуга) представляет собой особый вид псев дохроматизма, вызываемый интерференцией света на соразмерных дли не его волны структурах спинодального распада. Бывает также характер на изредка для некоторых калиевых полевых шпатов, антофиллита и часто для энстатита (бронзита).

3)солнечный камень, или авантюрин, — кислый плагиоклаз, а также кали натровый полевой шпат, обладающий красивым искристо золотис тым отливом, обусловленным включениями тончайших чешуек желез ного блеска (гематита) или биотита.

Твердость 6–6,5. Спайность совершенная по {001} и чуть хуже — по {010}. Уд. вес непрерывно возрастает от 2,61 (альбит) до 2,76 (анортит).

Диагностические признаки. В более или менее крупных кристаллах

изернах плагиоклазы от похожих на них кали натровых полевых шпатов можно отличить по косому углу их спайности. Обнаружение параллель ной штриховки полисинтетического двойникование является надежным критерием для отличия плагиоклаза от калишпата. Однако внутри ряда плагиоклазов визуально отличить различные минеральные виды друг от друга не представляется возможным без микроскопических исследований.

П. п. тр. плавятся с трудом в стекло, часто окрашивая пламя в желтый цвет (Na). В кислотах не растворяются.

Происхождение и изменение. Плагиоклазы, являющиеся наиболее рас пространенными из группы полевых шпатов, присутствуют в подавляющем большинстве изверженных (магматических) и метаморфических пород. Ха рактерно, что в соответствии со степенью основности породы находится и состав плагиоклазов: в основных породах, т. е. сравнительно бедных кремне земом (габбро, базальты и др.), распространены богатые кальцием основные плагиоклазы обычно в ассоциации с магнезиально железистыми силиката ми; в более кислых изверженных породах (диоритах, гранитах, кварцевых порфирах и др.) как породообразующие минералы распространены средние

икислые плагиоклазы, нередко совместно с кали натровыми полевыми шпа тами, кварцем и др.

В пегматитах, генетически связанных с гранитами и с щелочными интрузивными породами, из плагиоклазов встречается главным образом альбит, развивающийся большей частью позднее, метасоматическим пу тем в виде мелкозернистых масс преимущественно за счет кали натровых полевых шпатов. Основные плагиоклазы известны лишь в редко встреча ющихся пегматитах основных интрузивных пород (габбро). Гранитные

642	Описательная часть

пегматиты, залегающие среди основных пород (габбро, амфиболиты), могут оказаться существенно плагиоклазовыми (олигоклазовыми), без кали натровых полевых шпатов.

В процессе регионального метаморфизма при образовании кристалли ческих сланцев и жил так называемого альпийского типа развивается пре имущественно альбит (богатые кальцием плагиоклазы менее устойчивы).

При гидротермальном изменении плагиоклазы замещаются канкрини том, кальцитом и цеолитами. При выветривании кислые плагиоклазы заме щаются галлуазитом, средние и основные — монтмориллонитом и иногда гиббситом. При выветривании горных пород плагиоклазы с течением вре мени подвергаются полному разложению под действием почвенных вод, со держащих CO2, O2, гуминовые кислоты и т. д. Щелочи и щелочные земли при этом выносятся и не исключена возможность образования бокситов.

Практическое значение и месторождения. Сплошные скопления плагиоклазов вследствие пониженного содержания в них щелочей редко могут представлять промышленный интерес. Кислые плагиоклазы упо требляются для некоторых специфических видов керамики и стекольно го производства, в частности, при изготовлении телевизионных трубок.

Плагиоклазы с лунным отливом известны в некоторых пегматитовых жилах Шайтанки и Липовки (Ср. Урал), а также в Уточкиной пади близ Улан Удэ (Бурятия).

Иризирующие плагиоклазы (альбит олигоклаз) в значительных ко личествах присутствуют в слюдоносно керамических гранитных пегма титах Северной Карелии, в качестве примера можно привести Слюдяно борское месторождение в Беломорском районе и Хетоламбинское в Лоухском.

Красиво отливающие синим цветом темно серые или почти черные лабрадориты используются в качестве облицовочного полированного камня. Они добываются на Головинском месторождении в Житомирской области на Украине. Эти месторождения были случайно открыты при прокладке дороги в 1835 г. В то время лабрадоровые камни ценились очень высоко. В России амфиболизированные габбро со светлоокрашенным, полупрозрачным, в отличие от украинского, лабрадором, известны в Кем ском районе (Северная Карелия).

Солнечный и лунный камни, иризирующие полевые шпаты употреб ляются обычно для изготовления вставок в ювелирные изделия в виде кабошонов.

Прекрасно образованные кристаллы кислого плагиоклаза удается выбить на границе полевошпатовой и кварцевой зон в пегматитовой жиле Медведка Южная близ Чупы (Северная Карелия). Пластинчатые до лин зовидных кристаллы битовнита и их сростки наблюдаются в составе ла пиллей (мелких вулканических бомбочек) вулкана Большой Толбачик (Камчатка).

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

643

Подгруппа ортоклаза (кали-натриевых полевых шпатов)

Относящиеся сюда кали натриевые полевые шпаты в зависимости от температуры могут кристаллизоваться в разных модификациях (моно клинной и триклинной). Вследствие того что К1+ и Na1+ существенно от личны друг от друга по размерам ионных радиусов (соответственно: 1,33 и 0,98 Е), образующиеся при высоких температурах твердые растворы при постепенном понижении температуры распадаются, образуя так называ емые пертиты, обычно представляющие закономерные срастания про дуктов распада твердых растворов.

Все это, естественно, обусловливает значительные усложнения в со ставе и структуре относящихся сюда минеральных видов. Общую их си стематику в соответствии с имеющимися данными можно представить в следующем виде.

Моноклинный высокотемпературный ряд:

·	санидин — K[AlSi3O8];
	натронсанидин — (К,Na)[AlSi O ].
		3	8
·Моноклинный низкотемпературный ряд:
·	ортоклаз — K[AlSi3O8];
	натронортоклаз—(Na, К)[AlSi O ].
·Триклинный ряд:		3	8
·	микроклин — К[AlSi3O8];
	анортоклаз — (Na,К)(AlSi O ).
	3	8		O ] существуют прежде всего
·Таким образом, для соединения K[AlSi
			3	8

две моноклинные модификации (санидин, устойчивый при температуре выше 900 °С, и ортоклаз, устойчивый при более низкой температуре) и одна триклинная, но очень близкая к моноклинным, называемая микро клином. Переход от моноклинных модификаций к триклинной является постепенным и протекает чрезвычайно медленно.

САНИДИН — K[AlSi3O8]. Из примесей большей частью содержит Na2O, изредка BaO (до 5 %).

Сингония моноклинная; моноклинно призматический в. с. L2PC. Пр. гр. С2/т(C32h). a0 = 8,42; b0 = 12,92; с0 = 7,14; β=116°06′. Кристаллы бесцвет ные, прозрачные. Как высокотемпературный минерал встречается в виде порфировых выделений в современных лавах и некоторых эффузивных изверженных породах (в частности, трахитах).

Блеск типичный стеклянный. Показатели преломления, спайность, твердость, удельный вес — такие же, как у ортоклаза (см. ниже). Отлича ется от ортоклаза по некоторым оптическим константам, главным обра зом по малому углу оптических осей: у санидина не больше 30°, тогда как у ортоклаза 60–80°.

Впервые был встречен в трахитах на о. Пантеллерия (Италия). На блюдался также в трахитах и других эффузивных породах на Кавказе, в вулканических выбросах на Монте Сомма и др.

644	Описательная часть

ОРТОКЛАЗ — K[AlSi3O8] или К2О · Al2О3 · 6SiO2. От греч. ортоклаз — прямораскалывающийся. Действительно, угол между спайностями равен 90°. Бесцветная прозрачная разновидность ортоклаза, нередко псевдором боэдрического облика, носит название адуляра. В процессе нагревания при температуре около 900 °С переходит в санидин — модификацию, отлича ющуюся по некоторым оптическим константам.

Химический состав. Для чисто калиевой разности: К2О — 16,9 %, Al2О3 — 18,4 %, SiO2 — 64,7 %. Часто присутствует Na2O в количестве нескольких процентов, иногда превышая содержание К2О (натронортоклаз). Приме си: BaO, FeO, Fe2O3 и др.

Сингония моноклинная; моноклинно призматический в. с. L2PC. Пр. гр. С2/т(C32h). a0 = 8,60; b0 = 13,06; с0 = 7,19. Облик кристаллов чаще всего призматический (рис. 350). Господствующие грани призмы {110} обычно сочетаются с гранями пинакоидов {010}, {001}, иногда {101}, {201} и др. Прозрачные или полупрозрачные кристаллы адуляра обладают характер ной формой, изображенной на рис. 351. Двойники простые довольно час ты. Плоскостью срастания чаще всего служит (010), а двойниковой осью является ±(010) — двойниковые по карлсбадскому закону (рис. 352). При этом грань (001) одного индивида иногда сливается с гранью другого ин дивида в одну плоскость (рис. 352, справа). Различие между ними уста навливается лишь по блеску и направлениям спайности. Изредка наблю дается бавенский — с двойниковой плоскостью (021) (рис. 353) — и другие законы двойникования (рис. 354).

Рис. 350. Кристаллы	Рис. 351. Кристалл
калиевого полевого шпата	адуляра

		Рис. 354. Двойники калиевых
		полевых шпатов: а — по мане
Рис. 352. Двойники по	Рис. 353. Двойники	бахскому; б — по альбитовому и
карлсбадскому закону	по бавенскому закону	в — по периклиновому законам

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

645

Цвет. Обычные непрозрачные ортоклазы обладают кремовым, телес ным, светло розовым, желтовато серым, буровато желтым, красновато белым, иногда мясо красным цветом. Блеск стеклянный, особенно у аду ляра.

Твердость 6–6,5. Спайность совершенная по {001} и {010} под углом 90°. Диагностические признаки. Макроскопически ортоклазы довольно легко узнаются по желтоватым и красноватым светлым окраскам, высо кой твердости и углу между спайностями. Правда, отличить его от не ме нее распространенного микроклина аналогичной окраски на глаз (без

микроскопического изучения) невозможно.

Происхождение. Ортоклаз, как и другие кали натриевые полевые шпаты, встречается главным образом в кислых, частью в средних по кис лотности изверженных породах.

В гранитных пегматитах ортоклаз по сравнению с микроклином от носительно редок. Так же как и микроклин он в более поздние стадии пегматитового процесса подвергается альбитизации, т. е. замещению аль битом. При процессах выветривания под влиянием действия поверхност ных агентов (O2, CO2, Н2О и др.) ортоклаз, микроклин и другие полевые шпаты подвергаются каолинизации. Остаточные продукты выветрива ния в виде каолиновых глин накопляются в коре выветривания или раз мываются текучими водами. В условиях тропического или субтропиче ского выветривания, как уже указывалось, могут возникать бокситы

идругие продукты латеритного выветривания.

Опрактическом значении ортоклазовых пород сказано ниже, при опи сании микроклина.

МИКРОКЛИН — K[AlSi3O8]. От греч. микроклин — незначительно отклоненный: угол между плоскостями спайности (010) : (001) отличает ся от прямого угла всего на 20′.

Химический состав аналогичен составу ортоклаза. Почти всегда со

держит Na2O в существенных количествах. Кроме того, в зеленых разно стях микроклина устанавливаются чаще, чем в обычных микроклинах

иортоклазах, примеси Rb2O (иногда до 1,4 %) и Cs2O (до 0,2 %). Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Пр. гр. Р1(С1i). Двойники

имеют такой же вид, как у ортоклаза. Весьма характерны тонкие полисин тетические и решетчатые двойники, наблюдаемые в отдельных зернах под микроскопом при скрещенных николях. Агрегаты. В пегматитовых жилах часто наблюдается в виде необычайно крупнокристаллических агрегатов, легко раскалывающихся при ударе по плоскостям спайности. Размеры ин дивидов, устанавливаемых по спайности, нередко измеряются десятками сантиметров, иногда даже метрами. Часто встречается также в виде друз хорошо образованных кристаллов.

Цвет микроклина обычно такой же, как ортоклаза. Встречается, одна ко, разновидность интенсивного зеленого цвета, называемая амазонитом.