- •Лекция 1 Минерал, минеральный вид, разновидность
- •Число, состав и симметрия минералов
- •Распространенность химических элементов в земной коре и число минералов для них
- •Классификация минералов
- •Названия минералов
- •Лекция 2 Простые вещества Общие сведения о минералах
- •Кристаллохимические особенности
- •Морфология кристаллов и физические свойства
- •Особенности условий образования
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 3 Сернистые соединения и их аналоги
- •Сернистые соединения и их аналоги
- •Кристаллохимические особенности
- •Лекция 4 Сернистые соединения и их аналоги Морфология кристаллов и физические свойства
- •Особенности условий образования сульфидов
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 5
- •Процессы окисления сульфидов в приповерхностных условиях
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 6 Оксиды
- •Группа рутила
- •Лекция 7
- •Группа шпинели
- •Гидроксиды
- •Кристаллохимические особенности
- •Лекция 8 Морфология кристаллов и физические свойства гидроксидов
- •Краткие сведения о минералах
- •Силикаты и их аналоги Общие особенности состава и структур
- •Структурные типы анионных радикалов
- •Классификация силикатов
- •Островные силикаты
- •Лекция 9 Кристаллохимические особенности островных силикатов
- •Морфология кристаллов и физические свойства
- •Особенности условий образования
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 10
- •Кольцевые силикаты (общие сведения)
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 11
- •Цепочечные и ленточные силикаты
- •Волластонит и родонит
- •Кристаллохимические особенности пироксенов и амфиболов
- •Морфология кристаллов и физические свойства пироксенов и амфиболов
- •Особенности условий образования пироксенов и амфиболов
- •Лекция 12
- •Слоистые (листовые) силикаты и алюмосиликаты
- •Кристаллохимические особенности
- •Морфология кристаллов и физические свойства слоистых силикатов (алюмосиликатов) с простыми сетками тетраэдров
- •Краткие сведения о минералах
- •Лекция 13
- •Условия образования и использование
- •Каркасные алюмосиликаты
- •Кристаллохимические особенности
- •Морфология кристаллов и физические свойства
- •Лекция 14 Каркасные алюмосиликаты Краткие сведения о минералах
- •Лекция 15
- •Соли кислородных кислот
- •Фосфаты, арсенаты, ванадаты
- •Краткая характеристика минералов
- •Сульфаты
- •Лекция 16
- •Вольфраматы и молибдаты
- •Хроматы
- •Карбонаты
- •Краткая характеристика минералов
- •Лекция 17 Галогенные и прочие соединения
- •Общая характеристика галогенных соединений
- •Краткие сведения о минералах
- •Прочие соединения
Кольцевые силикаты (общие сведения)
Подкласс кольцевых силикатов объединяет сравнительно небольшую группу редких в природе минералов. Среди них только два минерала – турмалин и берилл – играют в некоторых случаях роль второстепенных, а иногда и даже главных минералов ряда минеральных месторождений.
Главными структурными элементами кольцевых силикатов являются одно- или двухъярусные тройные, четверные, шестерные, девятерные кольца тетраэдров. Турмалин и берилл характеризуются шестерными одноярусными кольцами, но разной конфигурации. В турмалине все тетраэдры в кольце лежат своими основаниями в одной плоскости, вершины обращены в одну сторону (рисунок кольца – г), сечение кольца не просто шестиугольное, а дитригональное. В структуре минерала кольца ориентированы одинаково – вершинами тетраэдров вверх, структура получается резко асимметричная по строению и свойствам, кристалл турмалина имеет дитригональное сечение и неодинаковые концы. Они растут с неодинаковой скоростью, по-разному адсорбируют вещества, в том числе пигментирующие изоморфные примеси, и потому разные концы граней могут быть окрашены в разные цвета; из-за асимметрии структуры в турмалине хорошо проявлен пироэлектрический эффект.
В бериллах кольцо гексагональное с горизонтальной плоскостью симметрии (рисунок кольца – в). Оба конца кристалла берилла одинаковы по огранкет и своим свойствам. В эвдиалитах сочетаются кольца двух типов – трехчленные (Si3O9) и девятерные (Si9O27). Значительно более сложна структура кордиерита – в ней есть шестерные и четверные кольца, соединяющиеся друг с другом через общие тетраэдры в единый каркас.
Кольца в структуре минералов скрепляются катионами, внутри колец нередко располагаются дополнительные анионы (OH)–или молекулярная вода. В целом структуры кольцевых силикатов сложные и неплотные. Сингония минералов определяется геометрией их колец. Преобладают тригональные и гексагональные минералы. Кордиерит ромбический, псевдагексагональный минерал.
Краткие сведения о минералах
Берилл Be3Al2(Si6O18). Сингония гексагональная. Структура образована кольцами, соединяемыми атомами бериллия (координационное число 4) и алюминия (координационное число 6). Кольца (Si6O18) располагаются друг под другом, так что образуют длинные каналы, проходящие вдоль кристалла. В этих каналах могут располагаться дополнительные (как бы сверх идеальной формулы) катионы щелочных металлов и молекулы воды. В качестве примесей (до 7 %) могут бытьNa,K,Li,Cs,Rb,Cr,Fe2+,Fe3+,Mg,Ca,Sc,Mn,Ti,V,Ga,Ge,B,P. Кольца соединяются через атомы бериллия и алюминия.
В бериллах, кроме того, алюминий может замещаться в ограниченных количествах марганцем, трехвалентным железом и хромом, а бериллий и кремний микроколичествами железа.
Кристаллы берилла часто характеризуются правильной формой. Размер их сильно варьирует. Обычно габитус кристалла призматический. При растворении иногда образуют копьевидные или «обсосанные» кристаллы. Берилл встречается также в виде параллельных, сноповидных, радиально-лучистых и шестоватых агрегатов. Каждая разновидность берилла характеризуется своими значениями плотности и оптическими характеристиками. Спайности нет, наблюдается отдельность по пинакоиду. Излом неровный, раковистый. Твердость 7,5–8. Твердость граней пинакоида несколько ниже. Устойчив в кислотах. Очень медленно растворяется в расплаве щелочей при 1420º С. При нагревании свыше 1000º С берилл обесцвечивается, мутнеет и растрескивается.
Берилл наиболее распространенный минерал бериллия. Он встречается в пегматитах, грейзенах, гидротермальных образованиях, в россыпях
Месторождения ювелирных бериллов известны в Бразилии, Мозамбике, ЮАР, Мадагаскаре, Намибии, США, Шри-Ланке. Известны месторождения ювелирного берилла на Урале и в Забайкалье, но они уже отработаны.
Берилл, окрашенный в зеленый цвет хромом, называется изумрудом. Зеленая окраска изумруда обусловлена трехвалентным хромом, изоморфно замещающим ионы алюминия в октаэдрических позициях структуры берилла. Интенсивность окраски связана с содержанием этой примеси хрома.
В течение многих столетий разрабатывались месторождения изумрудов в Колумбии. Изумруды Колумбии дают от 55 до 90 % мировой добычи. Около 60 % изумрудов, добываемых в Колумбии, торгового качества, 25 % – среднего, остальные – высокого качества.
Значительны по масштабам месторождения Бразилии, которые в настоящее время дают около четверти мировой добычи изумрудов. Они находятся в штатах Баия (Карнаиба и др.), Минас-Жерайс и Гояс. Первые находки изумрудов в Европе относятся к 1797 г., когда были найдены кристаллы в Австрии – в Зальцбурге (Восточные Альпы). Изучение и разработка месторождения Хабахталь проводилась с 1860 по 1914 г.