title-icon
Яндекс.Метрика
» » Группа гидрослюд

Группа гидрослюд

В группе гидрослюд мы рассмотрим гидратизированные формы слоистых минералов с морфологически чешуйчатым строением. Эти минералы в большинстве случаев возникают в коре выветривания, а также в последние стадии гидротермальной деятельности, когда растворы близки к холодноводным. Гидрослюды чаще всего образуются при разложении и гидратации парагонита, мусковита, биотита и других минералов группы слюд и отвечают определенным стадиям их изменения. Они возникают также вследствие изменений вблизи земной поверхности других силикатов (например, полевых шпатов). Гидрослюды часто оказываются промежуточными образованиями между слюдами и глинистыми минералами слоистой структуры, а некоторые из них являются главными породообразующими минералами многих глин и вообще осадочных горных пород. Вытеснение калия или натрия из слюд освобождает валентные связи, в результате чего алюминий переходит из четверной координации в шестерную. Освобожденные валентности компенсируются заменой кислорода гидроксилом. Ион калия замещается при этом ионом оксония [Н3О]1+. Последнее особенно характерно для процессов выветривания. Химический состав, оптические свойства гидрослюд и экспериментальные данные свидетельствуют о ступенчатости реакции перехода слюд в гидрослюды. В результате такого изменения в пределах одного листочка часто наблюдаются переходы от мусковита через гидромусковит к каолиниту. При гидратации силикатов с образованием гидрослюд гидрооксоний часто вытесняет основания (калий, натрий, кальций) без разрушения решетки минерала, вследствие чего возникают так называемые выщелоченные минералы. На кривых нагревания гидрослюд и подобных нм образований при низких температурах появляются эндотермические пики, которые являются следствием выделения адсорбционной и межпакетной воды. Некоторые гидрослюды образуются из коллоидных растворов в морской воде, при этом сложные алюмокремниевые гели поглощают калий и другие щелочи и щелочные земли. Гидрослюды обычно отличаются от слюд меньшей степенью замещения Si4+ на Al8+, уменьшением количества межслойных катионов (в частности, калия) и частичным замещением в них калия кальцием, магнием и оксонием. Дальнейшее изменение гидрослюд в связи с потерей щелочей приводит к образованию разбухающих минералов, например вермикулитов и даже монтмориллонитов. Из минералов, относящихся к гидрослюдам, мы рассмотрим гидробиотит, гидромусковит и глауконит.
Гидробиотит — (К, H3O)(Mg, Fe)3(OH)2[(Si, Al)4O10]*nH2O. В отличие от биотита гидробиотит содержит меньшее количество KgO, MgO, FeO и большее количество воды. Отношение окисного железа к закисному по сравнению с неизмененным биотитом здесь увеличивается. При переходе биотита в гидробиотит возрастает угол оптических осей, уменьшается плотность минерала и его показатели преломления. Минерал заметно изменяет цвет от черного через золотисто-желтый до серебряного и белого и по внешнему виду напоминает часто мусковит.
Гидромусковит — (К, H3O)Al2(OH)2[(Si, Al)4O10]*nН2O. Синоним — иллит. По своему химическому составу гидромусковит является промежуточным образованием между мусковитом и каолинитом. По сравнению с мусковитом он содержит меньше окиси калия и больше воды. На кривых нагревания гидромусковита наблюдается смещение эндотермического эффекта в сторону низких температур и появление второй эндотермической низкотемпературной реакции в пределах 80—200° С, соответствующей выделению адсорбционной воды. Кривые дегидратации показывают, что выделение воды в основном заканчивается при нагревании до 600е С. Гидромусковит является основным породообразующим минералом месторождений глин, особенно огнеупорных, а также важным минералом многих других осадочных горных пород.
Глауконит представляет минеральный вид переменного состава — K(Fe3+, Al, Fe2+, Mg)2(OH)2[AlSi3O10]*nH2O, изменяющегося от силиката Fe, Al и Mg селадонита — K(Mg, Fe2+)(Fe3+, Al)(OH)2[Si4O10]*nН2O до алюмосиликата Fe и Mg сколита — K(Fe3+, Fe2+, Mg)2(OH)2[AlSi3O10]*nН2O.
Название глауконита происходит от греч. слова глявкос — зеленоватосиний (по цвету впервые описанных образцов), селадонита — от французского слова селядон — зеленая краска. Сколит назван по местонахождению — Сколе Львовской области.
Химический состав глауконита колеблется в таких пределах: SiO2 — 45,00—58,65%, Al2O3 — 0,56—20,39%, Fe2O3 — 6,42—27,90%; FeO — 0,49—9,58%, MgO — 1,77—6,22 %, CaO — 0,25—5,43 %, K2O — 2,07—7,58%; Na2O — 0,01—3,34%; H2O — 5,70—13,70%. Глауконит некоторых месторождений содержит Li2O и B2O3.
Сингония — моноклинная.
Структурная ячейка — а0 = 5,25—5,20, b0 = 9,07—9,00, c0 = 10,20—10,03; в = 95°00' — 100°5'; а0 : b0 : с0 = 0,578 : 1 : 2,208.
Кристаллическая структура глауконита представляет собой промежуточный тип между структурой слюды и монтмориллонита. Основным ее элементом является трехслойный пакет, состоящий из двух кремнеалюмокислородных тетраэдрических слоев и одного внутреннего октаэдрического слоя. В отличие от слюд содержание алюминия в, тетраэдрах структуры глауконита незначительное (меньше четверти). В промежуточном слое количество калия варьирует от 0,56 до 1 и дополняется до 1 гидрооксонием.

Агрегаты и габитус. Глауконит встречается в виде зернистых и землистых агрегатов, а также единичных зерен (рис. 267) — шаровидных, почковидных, яйцевидных, удлиненных и т. д. Иногда зерна состоят из нескольких индивидов, которые как будто срослись. Размер агрегатных зерен бывает больше 0,15 мм, в глинистых образованиях глауконит часто присутствует в виде пылевидных разностей. Иногда глауконит выполняет ядра раковин фораминифер. Под микроскопом, особенно электронным, обнаруживается пластинчатое и чешуйчатое строение глауконита и селадонита (рис. 268).
Физические свойства. Цвет глауконита зеленый различных оттенков (от малахитово-зеленого до зеленовато-бурого и зеленовато-черного). Блеск матовый, у плотных разностей стеклянный. Спайность устанавливается редко по (001). Твердость — 2—3. Плотность — 2,2—2,9. Оптические свойства: двухосный, отрицательный; ng = 1,586—1,638, nm = 1,582—1,630, nр = 1,559—1,608, ng—nр = 0,020 — 0,030, 2V = 15—65°. Плотность и оптические свойства глауконита зависят от химического состава.
Диагностические признаки глауконита — цвет, низкая твердость и нахождение в осадочных породах. Главные линии на рентгенограммах: 2,580; 1,505; 1,300. В кислотах растворяется, при этом на месте зерен остается очень тонкий белый скелет кремнезема с сохранением общей формы зерен глауконита. П. п. т. плавится, образуя пузырчатую шлаковидную массу, а затем черное стекло. В закрытой трубке выделяет воду. На кривых нагревания глауконита (см. рис. 262) наблюдаются три довольно четко выраженных эндотермических эффекта: 1) при 40—150° С, 2) при 450—600° С и 3) при 900—950° С. Первый эффект вызван выделением адсорбционной воды, а второй и третий — (ОН)-, который связан с разными группировками катионов в структуре глауконита. Максимальное количество воды выделяется при температуре около 100 и около 650° С.
Образование и месторождения. Глауконит возникает главным образом осадочным путем за счет диагенетического превращения алюмосиликатного и железистого материала илов (биотита, роговых обманок и пироксенов), полевых шпатов, глинистых минералов и др., а также за счет синтеза из коллоидных растворов (с поглощением, в частности, ионов калия из вод илов, что часто происходит в присутствии разлагающихся органических веществ). Известны образования глауконита в коре выветривания горных пород и в почвах. Этот минерал возникает также за счет изменения основных пород гидротермальными и холодными растворами. Значительные скопления глауконита отмечаются в нижне- и верхнемеловых, а также третичных отложениях восточного склона Урала, Поволжья, Днепровско-Донецкой впадины, а также Подолии и Волыни.
Разрушение. В условиях выветривания глауконит неустойчив и разлагается с образованием гидроокислов железа и кремнезема.
Практическое значение. Глауконит используется для получения калиевых удобрений, дешевой зеленой краски, а также в стекольной промышленности. Под названием неопермутита он используется для смягчения жесткой воды в котельном хозяйстве (это свойство глауконита основано на способности его к катионному обмену).