title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Группа каолинита

Группа каолинита

В группе каолинита мы рассмотрим каолинит, диккит, накрит, а также галлуазит и ферригаллуазит.
Каолинит, диккит, накрит — Аl4(ОН)8[Si4O10]. Названные минералы представляют собой политипные модификации, среди которых наиболее распространенным является каолинит. Название каолинита происходит от китайского слова Кау-Линг, что означает высокая гряда (название горного района в Китае), накрита — от французского слова nacre — перламутр (благодаря перламутровому блеску на гранях). Диккит назван в честь американского минералога А.В. Дикка.
Химический состав: Al2O3 — 39,5%, SiO2 — 46,5 %, H2O — 14,0%.
Сингония моноклинная. Характеристика структурной ячейки приведена в табл. 89.

Кристаллическая структура каолинита, диккита и накрита состоит из двухслойных пакетов, содержащих один кремнекислородный тетраэдрический слой состава [Si2nO5n]2n- и один алюмокислородно-гидроксильный октаэдрический слой состава [Аl2n(ОН)4n]2n+. Оба слоя объединяются в пакет с помощью общих кислородов кремнекислородного слоя.
Агрегаты и габитус. Каолинит встречается в скрытокристаллических, а диккит и накрит — микрокристаллических скоплениях.
Физические свойства. Отдельные чешуйки каолинита бесцветны, сплошные массы белые. Блеск чешуек и пластинок перламутровый, сплошных скоплений — матовый. Спайность весьма совершенная по (001). Твердость — 2,5—3. Плотность — 2,58—2,63. Оптические свойства приведены в табл. 90.

Под микроскопом все три минерала наблюдаются в виде гексагональных табличек и чешуек (рис. 257). Особенно четко их морфологические особенности выступают под электронным микроскопом.
На кривых нагревания наблюдаются: 1) эндотермический эффект при температуре 500—600°; 2) два экзотермических эффекта при температуре 950—1000° С и 1200° С (рис. 258). Эндотермический эффект при 500—600° С возникает в результате потери гидроксильных ионов (это четко фиксируется на кривой обезвоживания) и аморфизации минерала. Первая экзотермическая реакция при 900—1000° С вызвана началом кристаллизации муллита, а иногда y-Al2O3, вторая же — образованием кристобалита. На кривой нагревания диккита эндотермическая реакция фиксируется при более высокой температуре (600—700° С).


Диагностические признаки описываемых минералов — оптическая и термическая характеристика и рентгенометрические данные. Главные линии на рентгенограммах: 7,14; 3,57; 1,487 (для каолинита); 7,15; 3,59; 2,416 (для накрита); 3,592; 2,345; 1,666 (для диккита). Растворяются сравнительно легко в H2SO4, особенно при нагревании; HCl и HNO3 почти не действуют. П. п. т. не плавятся.
Искусственное получение. Каолинит, диккит и накрит получены при действии CO2, HF и других соединений на некоторые алюмосиликаты.
Образование и месторождения. Каолинит возникает преимущественно экзогенным путем при выветривании различных алюмосиликатов в кислой среде. Он входит в состав глин, мергелей и глинистых сланцев. Процесс образования каолинита может быть изображен в виде такой схемы:
Группа каолинита

Диккит и накрит могут возникать в гидротермальных условиях, однако при этом не образуют больших скоплений. При метаморфизме каолинит муллитизируется или превращается в дистен и силлиманит по такой реакции:

Вода, выделяющаяся при этом, играет важную роль в гидротермальных процессах. Среди месторождений каолинита различают первичные и вторичные. Первичные месторождения представляют собой продукт разрушения алюмосиликатных пород, которые остались на месте залегания материнской породы, образуя так называемые первичные каолины. Здесь каолинит находится в ассоциации с кварцем и окислами железа. Первичные каолины, подвергаясь перемыву, отмучиваются. Отмучивание заключается в том, что водой захватываются и переносятся тонкие чешуйки каолинита, которые затем отлагаются в пониженных частях рельефа. Так возникают месторождения вторичного каолинита, уже свободного от примесей кварца и окислов железа. Изучением каолинитовых месторождений в нашей стране занимались П.А. Замятченский, Д.С. Белянкин, И.И. Гинзбург, М.К. Шматько и др. Месторождения каолинита известны в пределах Украинской кристаллической полосы (Глуховец кое, Турбовское, Просянское), на Урале, в Восточной Сибири и Закарпатье. За пределами России крупные месторождения каолинита имеются в Китае, в Чехии (вблизи Карловых Вар), Саксонии, Баварии, Англии (в Корнуэлле и Девоншире). Диккит в значительных количествах найден в Кара-Чеку и Коун-раде (Казахстан), а на Украине — в Нагольном кряже в Донбассе и в окрестностях Симферополя в Крыму. Накрит встречается в ряде месторождений Рудных гор в Саксонии и в месторождениях Сан-Питерс Дом (Колорадо, США).

Разрушение. На земной поверхности каолинит устойчивый. В незначительной степени в его структуре изменяется только упорядоченность размещения структурных пакетов, что часто вызывает повышение огнеупорности минерала. В тропических и субтропических странах каолинит при выветривании может целиком разлагаться с образованием свободных гидратов глинозема и кремнезема.
Практическое значение. Из описываемых минералов наибольшее практическое значение имеет каолинит, который является важным сырьем для керамической, бумажной и других отраслей промышленности. В некоторых местах диккит, образующий сплошные плотные массы, используется как поделочный камень («казахский агальматолит»).
Галлуазит — Al4(OH)8[Si4O10]*4H2O. Галлуазит получил название в честь О. Галлуа, впервые нашедшего этот минерал.
Химический состав: SiO2 — 40,9%, Al2O3 — 34,7%, H2O — 24,4% (часто наблюдаются значительные колебания). Содержит примеси Cr2O3, NiO, CuO, ZnO, CaO, MgO и Fe2O3; Fe2O3 изоморфно замещает Al2O3 с образованием ферригаллуазита — (Al, Fe)4(OH)8[Si4O10]*4Н2O.

Сингония — моноклинная, вид симметрии — диэдрический безосный — Cs — m(Р).
Структурная ячейка содержит одну единицу. Пространственная группа — Cs3 — Cm; а0 = 5,15, b0 = 8,9, с0 = 10,1 — 9,5; в = 100°12'.
Кристаллическая структура галлуазита состоит из каолинитовых двухслойных пакетов, беспорядочно смещенных один относительно другого вдоль осей а и b. При рассмотрении их под электронным микроскопом заметна трубчатость (рис. 259, а). Довольно интересным является то, что ферригаллуазит такой трубчатости не обнаруживает.
Агрегаты. Галлуазит встречается в виде гелеподобных полуматовых масс.
Физические свойства. Цвет галлуазита белый, часто с желтоватым, красноватым и голубоватым оттенком. Блеск у свежих разностей восковой, пористых и хрупких — матовый. Твердость — 1—2. Хрупкий. Плотность — 2—2,6. Показатель преломления колеблется от 1,507 до 1,550 (увеличивается с уменьшением содержания воды и обычно находится в пределах 1,535—1,550). Двупреломление агрегатов очень низкое, они почти изотропные.
Диагностические признаки. По внешним признакам галлуазит трудно отличить от тонкодисперсного каолинита. Это можно сделать только с помощью термического и электронномикроскопического исследования. Главные линии на рентгенограммах: 10,4; 4,41; 1,483. В кислотах частично растворяется, особенно после нагревания. П. п. т. не плавится. В закрытой трубке выделяет большое количество воды. При нагревании до 60—140° С (см. рис. 258) галлуазит теряет межпакетную воду (первый эндотермический эффект), а при 500—600° С— гидроксил. При 950—990° С наблюдается, как и у каолинита, отчетливый экзотермический эффект. При дегидратации галлуазита трубочки его обычно разрушаются, расщепляются или развертываются.
Образование и месторождения. Образуется галлуазит экзогенным путем в коре выветривания сульфидных месторождений за счет изверженных горных пород в кислой или нейтральной среде. Встречается он в почвах, обогащенных органическими кислотами, и в карстовых пустотах среди известняков. В месторождениях глин галлуазит находится в ассоциации с каолинитом, часто с алунитом и монтмориллонитом. Месторождения галлуазита имеются в Бельгии (вблизи Льежа), а в России — в Казахстане, в Хакассии, на Украине (в районе Кривого Рога и в ряде пунктов Закарпатья).
Практическое значение. Вместе с каолинитом галлуазит используется в керамической промышленности.