Курс минералогии

Главнейшими представителями силикатов данного подкласса являются пироксены и амфиболы, считающиеся типичными метасиликатами. Несмотря на существенное различие в количественных соотношениях составляющих компонентов, эти минералы имеют ряд общих характерных внешних черт: аналогичный облик кристаллов, близкие кристаллические структуры, одинаковую степень проявления спайности, много общего в оптических свойствах, близкие удельные веса, близкую твердость и т. д. Среди катионов в пироксенах и амфиболах представлены главным образом следующие элементы: Mg2+, Fe2+, Ca2+, Na1+, иногда Li1+, а также Al3+, Fe3+, а среди анионов: [SiO]4–, иногда [AlO4]5–, а также [OH]1–, F1– и Cl1– (в амфиболах).

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

От железомагнезиальных породообразующих ортосиликатов (минералов группы оливина) пироксены и амфиболы отличаются следующими химическими особенностями:

1) содержат больше SiO2 (при недостатке SiO2 в расплавах образуются оливины);

2) кроме Mg и Fe в них весьма существенную роль играет Са (в ортосиликатах его роль совершенно ничтожна), в соответствии с чем в них широко представлены двойные соединения (диопсид, тремолит и др.);

3) многие пироксены и амфиболы, особенно те, что представлены двойными соединениями, часто содержат примеси Al2О3, Na2O, иногда Fe2O3 и др. (ортосиликаты характеризуются сравнительной чистотой состава).

Физические свойства описываемых здесь минералов находятся в полном соответствии с их кристаллической структурой, отличающейся уже весьма существенно от структур ортосиликатов тем, что здесь принимают участие вытянутые в одном направлении (вдоль оси с) анионные комплексы непрерывно связанных друг с другом кремнекислородных тетраэдров. Главнейшие особенности минералов этого подкласса сводятся к следующему.

1. Кристаллические индивиды обычно вытянуты в одном направлении (минералы группы оливина обладают изометрическим обликом). Это обусловлено тем обстоятельством, что связь Si—О—Si вследствие более неполярного характера прочнее, чем существенно ионная связь кислорода и металлических катионов Са2+ и Mg2+, располагающихся между цепочками и несущих небольшой заряд; именно поэтому расщепление кристалла вдоль оси с происходит несравненно легче, чем разрыв самих цепочек.

2. По сравнению с ортосиликатами здесь резче проявлена спайность, причем характерно, что она устанавливается по призме согласно вытянутости индивидов.

3. Показатели преломления и двупреломление по сравнению с минералами группы оливина, как правило, ниже.

4. Удельные веса пироксенов и амфиболов благодаря относительно менее плотной упаковке ионов несколько меньше, чем у соответству­ющих минералов группы оливина.

Пироксены и амфиболы наряду со сходством существенно отличаются друг от друга некоторыми особенностями. Отметим наиболее важные из них.

А. Было указано, что, согласно рентгенометрическим исследованиям, в кристаллических структурах пироксенов анионные радикалы представлены простыми одинарными цепочками кремнекислородных тетраэдров с формулой [SiO3]∞, а в структурах амфиболов — сдвоенными цепочками с формулой [Si4O11]∞ (см. рис. 272). Для дальнейшего важно обратить внимание на проекции 2 и 5 вдоль оси с (рис. 314).

Рис. 314. Кремнекислородные цепочки в трех проекциях
(1, 2, 3 — в пироксенах; 4, 5 и 3 — в амфиболах)

Б. Как следствие, отсюда вытекает различие в углах призматической спайности у пироксенов и амфиболов, параллельной вытянутости цепочек. На рисунке 315 схематически изображены структуры диопсида и тремолита, состоящие из четырех элементарных ячеек, в проекции на (001). Цепочки кремнекислородных тетраэдров очерчены линиями в виде трапеций — блоков. Из рисунков видно, что подобные блоки у амфиболов имеют вдвое больший размер по оси b, чем у пироксенов. Плоскости спайности, как показывают жирные линии, не разрывая цепочек, в обоих случаях проходят в диагональных направлениях между ними, т. е. параллельно призме {110}. Нетрудно видеть, что в целом направления ломаных линий для пироксенов будут иметь фигуру, приближающуюся к квадрату, с углом 87°, а для амфиболов — фигуру ромба с углом 124°.

Рис. 315. Проекции схематически изображенных кристаллических
структур пироксена и амфибола вдоль оси с.
Слева показаны в той же проекции кремнекислородные цепочки

В. В полном соответствии с этим находится и облик кристаллов. При этом в поперечном разрезе (рис. 316) кристаллы пироксена имеют псевдотетрагональные, а кристаллы амфибола — псевдогексагональные формы.

Рис. 316. Поперечные разрезы кристаллов пироксена (а) и амфибола (б)
с направлениями следов спайности (под разными углами в каждом из них)

В последнее время для минералов группы волластонита, как уже указывалось, был установлен новый тип анионного радикала, выражающегося формулой [Si3O9]∞, представляющий естественный очередной член в ряду силикатов данного подкласса.

В данном подклассе, согласно сказанному, выделяются следующие типы.

1. Силикаты с одинарными цепочками — [Si2O6]∞ (группа пироксенов).

2. Силикаты со сдвоенными цепочками (лентами) — [Si4O11]∞ (группа амфиболов).

3. Силикаты с одинарными цепочками — [SinO3n]∞ при n > 3 (группа волластонита).

4. Силикаты с разветвленными цепочками — [Si4O11] ∞ (группа астрофиллита).

1. Силикаты с одинарными анионными цепочками

Группа пироксенов

По кристаллографическим признакам среди этой сравнительно большой группы минералов давно различались две подгруппы: моноклинных и ромбических пироксенов.

Мы опишем следующие минеральные виды, относящиеся к этой группе.

Моноклинные пироксены:

· диопсид — CaMg [Si2O6];

· геденбергит — CaFe [Si2O6];

· авгит — Са(Mg,Fe, Al)[(Si,Al)2O6];

· жадеит — NaAl [Si2O6];

· эгирин — NaFe···[Si2O6];

· сподумен — LiAl[Si2O6].

Ромбические пироксены:

· энстатит — Mg2 [Si2O6];

· ферросилит —Fe2[Si2O6].

Моноклинные пироксены в главной своей массе представлены двойными и более сложными соединениями, в кристаллических структурах которых в качестве катионов участвуют в одних случаях Mg2+ и Fe2+, замещающие друг друга, а также Ca2+, в других — Na1+ (Li1+) с Fe3+ и Al3+. Кроме того, известен пироксен, получивший название авгита, в котором, кроме (Mg,Fe) и Са, присутствуют Al, Fe3+ иногда Ti4+, причем часть Al, очевидно, замещает Si в кремнекислородных цепочках (т. е. по существу мы имеем здесь дело уже с алюмосиликатом). Так как при замене части ионов Si4+ ионами Al3+ общий отрицательный заряд цепочек соответственно возрастает, то он, естественно, должен компенсироваться путем вхождения в кристаллическую структуру минерала более высоковалентных катионов.

Ромбические пироксены представляют собой метасиликаты Mg и Fe и так же, как это мы имели в группе оливина, образуют непрерывный ряд изоморфных смесей: Mg2[Si2O6]—Fe2[Si2O6]. В природных условиях весьма широко распространены магнезиальные и магнезиально-железистые разности пироксенов этого ряда.

ДИОПСИД — CaMg[Si2O6]. Название происходит от греч. дис — дважды и опсис — появление. Диопсид представляет собой типичное двойное соединение и является крайним членом важного изоморфного ряда CaMg[Si2O6]—CaFe2+[Si2O6] (диопсид — геденбергит); промежуточные по составу разности имеют название салита. Диопсид широко распространен как породообразующий минерал во многих изверженных 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 Al2О3, Fe2O3, Cr2O3 до нескольких процентов (хромдиопсид), V2O3 — 2–4 % (лавровит), иногда Na2O, нередко TiO2.

Сингония моноклинная; призматиче­ский в. с. L2PC. Пр. гр. C2/c(C 62h). а0 = 9,71; b0 = 8,89; с0 = 5,24; β = 105°51′. Облик кристаллов. Хорошо образованные кристаллы встречаются сравнительно редко. Обычно они имеют короткостолбчатый облик (рис. 317) с преимущественным развитием пинакоидов {101) и {010}. Двойники по (100) и (102) нередки. Агрегаты. Сплошные массы диопсида чаще всего представлены зернистыми агрегатами, но в контактово-метасоматических образованиях встречаются шестоватые или радиально-лучистые агрегаты индивидов.

Рис. 317. Кристалл диопсида.
Справа — форма поперечного разреза и спайность

Цвет. Редко бывает бесцветный. Обычно окрашен в различные, преимущественно бледные оттенки грязно-зеленого или серого цвета. Блеск стеклянный. Показатели преломления меняются в зависимости от содержания геденбергитовой молекулы. Для чистого диопсида: Ng = 1,694, Nm = 1,671 и Np = 1,664.

Твердость 5,5–6. Хрупок. Спайность по призме {110} средняя с углом 87°. Нередко наблюдается также отдельность по {001}, реже по {010}. Уд. вес 3,27–3,38.

Диагностические признаки. Хорошо образованные кристаллы диопсида отличаются от кристаллов авгита по своему облику (преимущественным развитием вертикальных пинакоидов) и серыми или светло-зеленоватыми 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.

Происхождение и месторождения. Диопсид как минерал магматического происхождения широко распространен в основных и ультраосновных изверженных породах (пироксенитах, перидотитах, габбро, диабазах), иногда в пироксеновых диоритах, сиенитах, а также в базальтах, долеритах и др. Крупные выделения, а также хорошо образованные кристаллы наблюдаются в пироксенитах и карбонатитах Ковдорского щелочно-ультраосновного массива (Кольский п-ов).

В контактово-метасоматических образованиях диопсид очень часто принимает существенное участие, входя в состав скарнов и контактовых роговиков вместе с волластонитом, гранатами и другими минералами в многочисленных месторождениях магнитных железняков и других полезных ископаемых на Урале, в Средней Азии, Сибири, в Закавказье и других местах.

Подобного же происхождения диопсид в хороших кристаллах встречается в Назямских горах (Златоустовский район, Урал) в Ахматовской копи среди хлоритовых сланцев с гранатом, клинохлором и др. Крупные кристаллы диопсида известны из мраморизованных известняков на Монте-Сомма (Везувий). Очень крупные, хорошо образованные кристаллы под названием «байкалит» были описаны еще акад. В. М. Севергиным в Слюдянском районе (Юго-Западное Прибайкалье) в флогопитовых месторождениях.

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 магнезией разность называется салитом. В небольших количествах устанавливаются очень незначительные содержания щелочей и глинозема. Возможны повышенные содержания Mn2+ вплоть до манган-доминантного йохансенита.

Сингония моноклинная; призматический в. с. Встречается преимущественно в радиально-лучистых или крупношестоватых агрегатах.

Цвет геденбергита темно-зеленый до черно-зеленого. Черта светло-серая с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Для чистого геденбергита: Ng = 1,757, Nm = 1,745 и Np = 1,739.

Твердость 5,5–6. Спайность по призме {110} с углом 87°. Уд. вес 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.

Происхождение и месторождения. Наряду с салитом является характерным минералом многих контактово-метасоматических месторождений магнетита, иногда медных сульфидных руд, а также некоторых высокотемпературных гидротермальных месторождений метасоматического происхождения в известняках. В парагенезисе с геденбергитом встречаются такие минералы, как ильваит, магнетит, железистые гранаты, сульфиды, (пирротин, халькопирит, черный сфалерит), кальцит, эпидот и др.

Геденбергит в этих месторождениях развивается явно путем замещения известняка или мрамора. В свою очередь по геденбергиту, как и по салиту, метасоматически образуются сульфиды железа и меди, ильваит, иногда эпидот, хлориты и другие минералы.

В России известен в Турьинских медных рудниках (в зоне скарнов), в скарновом Pb-Zn месторождении Дальнегорское (Приморье), в Троицком руднике (Алтай) и в других местах.

АВГИТ — (Ca,Na)(Mg,Fe,Al)[(Si,Al)2O6]. Глиноземистый пироксен. Название происходит от греч. авге — блеск (кристаллы его имеют нередко блестящие грани). Авгит является важным породообразующим минералом некоторых изверженных пород.

Химический состав авгита гораздо сложнее, чем других пироксенов. Почти постоянно устанавливаются избыток MgO, FeO и, что особенно важно, обогащение Al2О3 (до 4–9 %) и Fe2O3, а также Na2O. Часть MgO замещается FeO и MnO. Статус авгита как минерального вида не вполне ясен.

Эгирин-авгит — разность, богатая Na2O и Fe2O3,— отличается от обыкновенного авгита по оптическим свойствам. Распространен в щелочных изверженных породах. Разность, промежуточная по составу между авгитом и эгирин-авгитом, названа федоровитом (в честь русского кристаллографа Е. С. Федорова).

Титан-авгит (правильнее было бы: титанистый авгит) — разность, обогащенная TiO2, Fe2O3 и Al2О3 (TiO2 — 8–9 %, в обыкновенном авгите — 0,1–0,7 %).

Сингония моноклинная; приз­матический в. с. Облик кристаллов короткостолбчатый, таблитчатый, реже изометрический. В отличие от диопсида грани призмы {110}, как правило, развиты больше, чем пинакоиды. Наиболее обычная форма кристаллов и поперечный разрез приведены на рисунке 318. Для разрезов характерны очертания восьмиугольника с более или менее одинаково развитыми сторонами. Двойники часты по (100) (рис. 319). Агрегаты сплошных масс зернистые.

Рис. 318. Кристалл авгита. Справа — форма поперечного разреза и спайность

Рис. 319. Двойник авгита по (100)

Цвет черный, зеленовато- и буровато-черный, реже темно-зеленый или бурый. Блеск стеклянный. Ng =
= 1,710–1,724, Nm = 1,692–1,706, Np = 1,685–1,700.

Твердость 5–6. Спайность по призме {110} средняя. Нередко бывает развита отдельность по {100}. Те авгиты, а также другие моноклинные пироксены, у которых чрезвычайно резко проявлена эта отдельность, носят название диаллага. Уд. вес 3,2–3,6.

Диагностические признаки. Отдельные кристаллы авгита, легко освобождающиеся из вулканических туфов и пеплов основных пород, довольно просто определяются по своим характерным формам (см. рис. 318) и черному цвету. В других случаях точная диагностика его без тщательных микроскопических исследований и химических анализов невозможна.

П. п. тр. плавится с трудом. В кислотах не растворяется. Титанавгит разлагается в горячей HCl полностью.

Происхождение и месторождения. Авгит чаще всего встречается в некоторых магматических эффузивных породах основного состава: андезитах, фонолитах, базальтах, в их туфах и вулканических пеплах. В этих породах иногда можно встретить довольно крупные кристаллы характерной формы (см. рис. 318 и 319). В ассоциации с ним наблюдаются обычно основные плагиоклазы, магнетит, иногда оливин и др.

Эгирин-авгит встречается в щелочных изверженных породах, например в нефелиновых сиенитах в Ильменских горах (Южный Урал), а также в эффузивных их аналогах — фонолитах, лейцитофирах и др.

В постмагматическую стадию для авгита, как и для других моноклинных пироксенов, устанавливаются явления замещения его минералами группы амфибола. Под микроскопом нередко удается наблюдать, что роговая обманка в этих случаях развивается как единое целое с сохранением формы пироксена. Подобные псевдоморфозы носят название уралита (впервые были установлены на Урале).

При гидротермальном изменении изверженных горных пород авгит, разлагаясь, часто подвергается замещению эпидотом, хлоритами, кальцитом и другими минералами.

ЖАДЕИТ — NaAl[Si2O6]. Жадеитовая молекула входит в состав диопсида и эгирина, обусловливая в них повышенное содержание Na2O и Al2О3.

Сингония моноклинная. Кристаллы редки; чаще наблюдается в плотных зернистых агрегатах яблочно-зеленого, зеленовато-голубого и белого цвета. Блеск стеклянный. Ng = 1,667, Nm = 1,659 и Np = 1,654.

Твердость 6,5–7. Необычайно вязкий. Спайность по призме {110} средняя, по {010} и {100) несовершенная. Излом скрытокристаллических разностей неровный, занозистый. Очень похож на нефрит (из группы амфибола). Уд. вес 3,3–3,4. П. п. тр. легко плавится в полупрозрачное стекло. Кислоты действуют только после сплавления.

Жадеит — минерал высоких давлений, образование которого может быть связано с разложением альбитовой составляющей полевых шпатов с выделением кварца. Высокобарические пироксены с заметной примесью жадеитовой молекулы называются омфацитами. Собственно жадеит встречается в метаморфических щелочных породах, реже в контактово-метасоматических образованиях. В России известны месторождения Левокечпельское (Полярный Урал) и Борусское (Западный Саян).

В Казахстане имеется Итмурундинское месторождение жадеита, отвечающего требованиям к декоративно-поделочным камням, а в Юго-Восточной Азии (Таиланд) этот минерал на месторождении Таумау встречается в виде разностей, достигающих иногда столь высокого качества, что используется как ювелирный камень.

ЭГИРИН — NaFe3+[Si2O6]. Название происходит от имени исланд­ского бога моря — Эгир. Синоним: акмит. Важнейший породообразующий минерал многих богатых щелочами изверженных пород.

Химический состав. Na2O — 13,4 %, Fe2O3 — 34,6 %, SiO2 — 52 %. Примеси: К2О, нередко CaO, FeO, MnO, MgO, Al2О3, TiO2, иногда V2O3, изредка в очень небольшом количестве редкие земли, BeO, ZrO2 и ThO2. Между эгирином и авгитом, эгирином и диопсидом, а также эгирином и геденбергитом существуют изоморфные смеси. Промежуточные по составу разности носят названия: эгирин-авгит, эгирин-диопсид и эгирин-геденбергит.

Сингония моноклинная; призматический в. с. Облик кристаллов. Обычно длиннопризматические столбчатые или игольчатые (рис. 320). На гранях наблюдается вертикальная штриховка или борозды. Грань (100) почти всегда хорошо развита. Двойники довольно часты по (100); нередко полисинтетические двойники. Агрегаты. В сплошных массах наблюдаются шестоватые, радиально-лучистые, а также звездчатые агрегаты.

Рис. 320. Кристалл эгирина

Цвет обычно зеленовато-черный, темно-зеленый, иногда бурый или красновато-бурый (акмит). Черта светло-зеленая. Блеск стеклянный. Ng = 1,787, Nm = 1,768 и Np = 1,742.

Твердость 5,5–6. Спайность по призме ясная с углом 87°; по {010} и {001} устанавливается отдельность. Уд. вес 3,43–3,6.

Диагностические признаки. Узнается довольно легко по столбчатому облику кристаллов, темно-зеленому или зеленовато-черному цвету и ассоциации с щелочными силикатами (нефелином, полевыми шпатами, щелочными амфиболами). От похожего на него темно-зеленого турмалина отличается более низкой твердостью и наличием ясной спайности.

П. п. тр. легко плавится в черный блестящий магнитный королек и окрашивает пламя в желтый цвет. Кислоты действуют слабо.

Происхождение и месторождения. Эгирин является типичным породообразующим минералом богатых щелочами изверженных интрузивных и эффузивных горных пород (нефелиновых сиенитов, фонолитов, лейцитофиров и др.). Широко распространен в Хибинском и Ловозерском массивах. Изредка наблюдается в контактово-метасоматических образованиях как продуктах реакций щелочных магм с окружающими породами.

В крупных кристаллах он встречается в пегматитах нефелиновых сиенитов в Вишневых и Ильменских горах на Урале. В ассоциации с ним, кроме нефелина, полевых шпатов и роговых обманок, наблюдаются черные слюды, иногда замещающие кристаллы эгирина, содалит, канкринит и другие редкие силикаты.

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

Химический состав. Li2O — 8,1 %, Al2О2 — 27,4 %, SiO2 — 64,5 %. В виде примесей присутствуют Na2O, в незначительных количествах CaO, MgO, изредка Cr2О3. Некоторые разности содержат также редкие земли, иногда цезий.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L2PC. Пр. гр. C2/c(C 62h) а0 = 9,50; b0 = 8,30; c0 = 5,24; β = 110°20′. Облик кристаллов призматиче­ский. Вертикальные грани имеют штриховку. Нередко встречаются очень крупные кристаллы (иногда длиной до 16 м). Двойники по (100). Агрегаты пластинчато-шестоватые. Наблюдается также в плотных скрытокристаллических массах.

Цвет серовато-белый, нередко с зеленоватым оттенком, желтовато-зеленый, розово-фиолетовый (кунцит), зеленый (гидденит). Блеск стеклянный, на плоскостях спайности со слабым перламутровым отливом. Ng = 1,675, Nm = 1,66 и Np = l,65.

Твердость 6,5–7 (у измененных разностей ниже). Спайность по приз­ме совершенная или средняя; по {100}-отдельность. Уд. вес 3,13–3,2.

Диагностические признаки. С полной уверенностью может быть установлен под микроскопом по оптическим константам. Для сподумена характерен наименьший из моноклинных пироксенов угол угасания.

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 HCl не растворяется.

Происхождение и месторождения. Встречается в гранитных пегматитах в ассоциации с кварцем, полевыми шпатами, литиевыми слюдами, турмалином и др.

Легко подвергается позднейшим изменениям. Под действием растворов, содержащих Na2O, разлагается с образованием эвкриптита (LiAlSiO4), альбита (NaAlSi3O8) и серицита (калиевой слюды).

В России встречается в гранитных пегматитах Вороньих тундр (Кольский полуостров), в Енашимо (Красноярский край), в Завитинском (Восточное Забайкалье) и в месторождении Кара-Адыр (Тува), где его кристаллы достигают метровых размеров.

Из довольно многочисленных зарубежных месторождений сподумена отметим лишь некоторые. Бакенное месторождение близ пос. Огневка в Восточном Казахстане славится крупными кристаллами сподумена и других литиевых минералов. Ювелирные разности сподумена находили в Куламе (Афганистан) и в многочисленных пегматитовых месторождениях штатата Минас-Жерайс (Бразилия). Большой известностью пользуется крупное месторождение Кийстон в Южной Дакоте (США), где встречаются гигантские кристаллы измененного сподумена до 16 м в длину и около 1 м в поперечнике (весом до 90 т). Пегматитовые месторождения о. Мадагаскара интересны тем, что там встречаются неизмененные прозрачные разности различной окраски: желтовато-зеленой, желтой, розовой. В Брэнчвилле в Коннектикуте (США) измененные крупные кристаллы сподумена наблюдаются в ассоциации с литиофиллитом, уранинитом, различными фосфатами марганца и другими минералами.

Практическое значение. Вместе с литиевыми слюдами служит источником для получения препаратов лития, употребляемых в медицине, пиротехнике, фотографии, стеклоделии, рентгенографии и для других целей. Прозрачные, красиво окрашенные разности сподумена употреблялись как драгоценные камни. В последнее время литий как металл нашел применение в термоядерных реакциях.

ЭНСТАТИТ — Mg2[Si2O6]. Название произошло от греч. энстатес — противный (из-за его тугоплавкости). Обычно к энстатиту условно относят разности с содержанием FeO — до 5 %; разности с содержанием FeO от 5 до 14 % (25 % FeSiO3) называют бронзитом (бронзовый отлив, однако, наблюдается у выветрелых разностей или содержащих ориентированные включения). По современным правилам выделения минеральных видов следует считать энстатитом такие ортопироксены, в которых магний преобладает над железом. Является важным породообразующим минералом в магнезиальных изверженных породах.

Химический состав. По сравнению с оливином более богат SiO2, содержание которого для чисто магнезиальной разности равно 60 %; MgO — 40,0%. Нередко содержит также NiO (обычно до 0,2 %). Иногда устанавливаются примеси CaO, MnO, Аl2О3 и Fe2O3.

Сингония ромбическая; ромбо-дипирамидальный в. с. 3L23PC. Пр. гр. Pbca(D 152h). а0 = 18,2; b0 = 8,86; с0 = 5,20. Облик кристаллов. Редко наблюдающиеся кристаллы энстатита обладают призматическим (рис. 321), реже таблитчатым обликом. Широко распространенные в горных породах неправильной формы зерна часто имеют удлиненный облик. Наблюдались закономерные срастания с моноклинными пироксенами.

Рис. 321. Кристалл энстатита

Цвет. Бесцветный, серовато-белый с зеленоватым оттенком, реже буровато-зеленый. Блеск стеклянный. Ng = 1,665, Nm = 1,659 и Np = 1,656.

Твердость 5,5. Спайность по призме {110} средняя; угол между плоскостями спайности 85°. Уд. вес 3,1–3,3 (повышается с увеличением содержания FeO).

Диагностические признаки. В неправильных зернах с уверенностью может быть определен лишь в тонких шлифах под микроскопом по оптическим константам. От моноклинных пироксенов отличается по прямому углу погасания, иногда по слабому плеохроизму, а от гиперстена — по оптическому знаку и углу оптических осей.

П. п. тр. почти не плавится. В кислотах не растворяется.

Происхождение и месторождения. Типичный минерал многих богатых магнезией магматических горных пород. В ассоциации с оливином часто слагает так называемые перидотиты, в частности гарцбургиты, а также является существенной составной частью габбро-норитов, иногда диоритов. Наблюдается и в эффузивных породах (базальтах, андезитах). Гораздо реже встречается в контактово-метасоматических образованиях, но зато нередко в больших хорошо образованных кристаллах: совершенно белые кристаллы с флогопитом, форстеритом и тальком в районе Мульводжа, Юго-Западный Памир (Таджикистан).

При наложении в постмагматическую стадию гидротермальных процессов легче, чем оливин и моноклинные пироксены, превращается в серпентин — бастит, псевдоморфозы которого по зернам энстатита представляют целые кристаллические индивиды с характерной прекрасно выраженной отдельностью (спайностью) в определенной кристаллографической ориентировке по отношению к замещенному пироксену. Бастит обладает золотисто-желтым или бронзовым отливом по спайности, благодаря чему легко узнается в измененных энстатитсодержащих породах.

Как породообразующий минерал часто встречается во многих богатых магнезией, но бедных окисью кальция изверженных горных породах, особенно интрузивных (гарцбургитах, лерцолитах и др.), широко распространенных на Урале, Северном Кавказе, в Закавказье, в ряде мест Сибири и в других районах.

ФЕРРОСИЛИТ — (Fe, Mg,)2[Si2O6]. Чистый ферросилит неустойчив, обычно встречаются средние члены энстатит-ферросилитового ряда, называемые гиперстенами. Название произошло от греч. ипер и стенос — очень крепкий. К гиперстену обычно относят те разности ромбических пироксенов, которые содержат больше 14 % FeO.

Многие физические свойства гиперстена аналогичны энстатиту. Вследствие большого содержания FeO показатели преломления выше, чем у энстатита: Ng = 1,69–1,73 и Np = 1,68–1,71.

Цвет зеленый до зеленовато- или буровато-черного. Уд. вес 3,3–3,5. П. п. тр. плавится в зеленовато-черную эмаль, магнитную у более железистых разностей. В HCl частично разлагается.

Встречается в обогащенных железом основных изверженных породах (габбро-норитах, некоторых разностях трахита и андезита).

В Слюдянском районе (Юго-Западное Прибайкалье) сильножелезистые гиперстены в значительных количествах иногда встречаются в пироксен-
амфиболовых, а также в биотитовых и гранатовых гнейсах. Найден, кроме того, в метеоритах.

2. Силикаты со сдвоенными анионными цепочками

Группа амфиболов

Конституция амфиболов по сравнению с пироксенами является более сложной, хотя с точки зрения качественного состава между теми и другими много общего.

Согласно рентгенометрическим исследованиям, характерной особенностью амфиболов, как уже указывалось, является то, что в их кристаллических структурах принимают участие сдвоенные цепочки (ленты) кремнекислородных тетраэдров состава [Si4O11]6– (вместо Si4O12, как полагалось бы с химической точки зрения для метасиликата). Остающийся ион кислорода входит в состав самостоятельного одновалентного аниона [OH]1–. Таким образом, общий отрицательный заряд анионного комплекса равен 7. Отсюда становится понятной химическая формула, например, такого простого по составу амфибола, как антофиллит: Mg7[Si4O11]2[OH]2. Замена двух не связанных с Si ионов кислорода двумя одновалентными ионами [OH]1– обусловливает снижение количества катионов: число ионов Mg для антифиллита не восемь, как это принималось раньше, исходя из формулы MgSiO3, а семь.

Точно так же в двойных соединениях группы амфиболов, например для тремолита, мы имеем формулу Ca2Mg5[Si4O11]2[OH]2, тогда как раньше, до рентгенометрических исследований, она писалась в следующем виде: Ca2Mg6Si8O24. To же самое подтверждается и при пересчетах данных химических анализов с введением в формулу аниона [ОН]1–. Отношение Са : Mg(Fe) = 2 : 5, тогда как в пироксенах соответствующего состава, например в диопсиде, как мы знаем, это отношение равно 1 : 1. В этом также заключается существенное отличие амфиболов от пироксенов.

Наконец, в тех двойных соединениях, которые богаты трехвалентными (Al и Fe3+) и одновалентными (Na и К) металлами, устанавливается следующая картина отношений отдельных групп металлов: (Ca,Na) : (Mg,Fe2+,Al,Fe3+) = 3 : 5. Объясняется это тем, что в данных случаях существенная часть ионов Al3+ заменяет ионы Si4+ в цепочках кремнекислородных тетраэдров. Вследствие этого общий отрицательный заряд цепочки соответственно повышается и, следовательно, должен нейтрализоваться дополнительными катионами (преимущественно Na1+ и К1+). В кристаллической структуре амфиболов (в отличие от пироксенов) имеются соответствующие места для становления дополнительных ионов щелочных металлов, необходимость введения которых возникает при замене кремния на алюминий по схеме Si4+ > Al3+Na1+. Поэтому общее число положительно заряженных ионов в структуре повышается с семи до восьми (примерно). Отношение Al : Si в кремнекислородных цепочках, согласно расчетам данных химических анализов, обычно не превышает 1 : 3. Такова общая формула роговой обманки:

(Са,Na)2–3(Mg,Fe,Al)5[(Si,Al)Si3O11]2[OH]2.

При полной замене в радикале одного иона Si ионом Al число (Са, Na) было бы равно трем, что в действительности и устанавливается (при условии, если, согласно расчету, остаточное количество ионов Al3+ или Fe3+, присоединяемое к Mg и Fe2+, оказывается незначительным). В противном случае может иметь место также дополнительная компенсация отрицательного заряда путем замены магния алюминием. Судя по данным химических анализов, такие случаи все же встречаются редко (кокшаровит, гастингсит).

К сказанному о химической характеристике амфиболов следует добавить, что ОН часто замещается F и Cl. Общее количество этих ионов, согласно химической формуле, должно быть равно двум, но бывает меньше (очевидно, они частично замещаются ионами кислорода).

Несмотря на сравнительно широкое разнообразие химического состава, все амфиболы по многим физическим и химическим свойствам сходны между собой. Условия образования амфиболов в природе несколько иные, чем пироксенов. Наличие в амфиболах гидроксила, фтора и хлора свидетельствует о том, что образование их в изверженных и метаморфических породах связано с участием минерализаторов, обусловливающих кристаллизацию при относительно пониженных температурах. Часто наблюдаемые замещения амфиболами пироксенов также говорят о сравнительно позднем их образовании. Д. П. Григорьеву удалось искусственно получить амфиболы лишь при кристаллизации фторсодержащего силикатного расплава. Амфиболы, отвечающие природным соединениям, т. е. содержащие ОН, искусственно получены И. А. Островским.

Из группы амфиболов опишем следующие минеральные виды.

Моноклинные амфиболы:

· тремолит — Ca2Mg5 [Si4O11]2[ОН]2;

· актинолит — Са (Fe, Mg)5 [Si4O11]2[OH]2;

· роговая обманка — Ca2Na (Mg,Fe)4(Al,Fe)[(Si,Al)4O11]2[OH]2;

· глаукофан — Na2(Mg,Fe)3Al2 [Si4O11]2[OH,F]2;

· арфведсонит — Na3(Fe,Mg)4(Fe,Al)[Si4O11]2[OH,F]2.

Ромбические амфиболы:

· антофиллит — (Mg,Fe)7[Si4O11]2[OH]2.

ТРЕМОЛИТ — Ca2Mg5[Si4O11]2[OH]2. Название дано по месту открытия — долине Тремоль (на южной стороне Сен-Готтарда). Тремолит является одним из наиболее распространенных амфиболов в природе.

Химический состав. CaO — 13,8 %, MgO — 24,6 %, SiO2 — 58,8 %, Н2О — 2,8 %. В виде изоморфной примеси к MgO присутствуют иногда в незначительном количестве (до 3 %) FeO (в переходных разностях к актинолиту), MnO, также Al2О3, щелочи и др.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L2PC. Пр. гр. С2/т (С 32h). а0 = 9,78; b0 = 17,8; с0 = 5,26; β = 106°02′. Облик кристаллов. Наблюдались довольно простые по форме длиннопризматические, игольчатые, иногда волосовидные кристаллы, вытянутые вдоль оси с. Чаще встречается в виде тонколучистых, шестоватых или волокнистых, иногда войлокоподобных агрегатов. Реже попадается в виде плотных, скрытокристаллических, необычайно вязких с занозистым изломом масс светлой окраски, носящих название нефрита (см. также актинолит), и в виде асбеста, имеющего важное практическое значение.

Цвет белый или светлоокрашенный, преимущественно в сероватые оттенки. Блеск стеклянный. Ng = 1,624, Nm = 1,613 и Np = 1,599.

Твердость 5,5–6. Хрупок. Игольчатые и волосовидные кристаллы ломки. Спайность по призме {110} совершенная с углом 124°, по (010) несовершенная. Уд. вес 2,9–3.

Диагностические признаки. От актинолита, чрезвычайно близкого по физическим свойствам, тремолит отличается главным образом светлой окраской (белой или серовато-белой).

П. п. тр. плавится с трудом в прозрачное бесцветное стекло (отличие от актинолита). Кислоты на него почти не действуют.

Происхождение и месторождения. Как и все другие амфиболы, тремолит, встречающийся в изверженных горных породах, является типичным эпимагматическим, сравнительно низкотемпературным минералом, нередко образующимся по кальциево-магнезиальным пироксенам. Часто его находят в метаморфизованных кристаллических известняках и доломитах, а также в кристаллических сланцах и роговиках.

Хорошо образованные кристаллы наблюдаются в жилах альпийского типа в ряде мест Швейцарии, в Восточных Альпах, Богемии и в других районах. В России тремолит описан в доломитах по pекам Санарке и Каменке в Кочкарском районе (Южный Урал), в Слюдянском районе (Юго-Западное Прибайкалье) и во многих других местах.

АКТИНОЛИТ — Ca2(Fe2+, Mg)5[Si4O11]2[OH]2. Собственно железистый конечный член ряда называется ферроактинолитом и имеет статус минерального вида, но пока этот термин не прижился в отечественной литературе. Название составлено из греческих слов: актис — луч и литос — камень. Оно связано с часто наблюдаемыми игольчато-лучистыми агрегатами этого широко распространенного в природе минерала. Отсюда синоним: лучистый камень.

По многим физическим свойствам актинолит совершенно аналогичен описанному выше тремолиту, отличаясь от него главным образом зеленой окраской (вследствие содержания железа) и оптическими свойствами. Отметим отличительные особенности актинолита.

Химический состав. С точки зрения химического состава актинолит по существу представляет железистую разновидность тремолита. Содержание FeO обычно колеблется в пределах 6–13 %. Нередко содержит также Al2О3, а в связи с этим и некоторое количество щелочей (Na2O).

Цвет актинолита бутылочно-зеленый разных оттенков: от светлых зеленовато-серых до темно-зеленых. Уд. вес 3,1–3,3 (увеличивается с возрастанием содержания FeO).

П. п. тр. с трудом сплавляется в серовато-зеленое или зеленовато-черное стекло.

Разновидности. По морфологическим признакам и строению агрегатов различают следующие главные разновидности.

1. Нефрит (жад) — скрытокристаллические, плотные, необычайно вязкие, различных зеленых оттенков, с занозистым изломом и иногда мерцающим блеском (от греч. нефрос — почка).

2. Амиант — амфиболовый асбест (тремолит-асбест, актинолит-асбест и др.). Для этой разновидности амфиболов весьма характерно то, что она наблюдается в виде прожилков (до нескольких сантиметров мощностью), обладающих строго параллельно-волокнистым строением, причем волокна расположены перпендикулярно стенкам прожилков. Замечательной и очень важной особенностью типичных амфибол-асбестов является их способность механическим путем расщепляться на тончайшие эластичные и прочные волокна, поперечный размер которых близок к размерам дисперсных фаз в коллоидах. Кроме того, они обладают огнеупорностью и кислотоупорностью, что и обусловливает их применение в ряде отраслей промышленности.

Происхождение и месторождения. Актинолит, как и все другие амфиболы, устойчив при относительно более низких температурах. Чаще встречается в кристаллических сланцах, образовавшихся на небольших глубинах (иногда в весьма значительных количествах). Под микроскопом он наряду с тремолитом устанавливается во многих изверженных, преимущественно основных горных породах, подвергшихся гидротермальному метаморфизму. В ассоциации с ним наблюдаются эпидот, хлорит, кварц, цоизит, тальк и другие минералы.

Актинолит-асбест в виде прожилков известен в колчеданных (пирито-халькопиритовых залежах) Белореченского и Калатинского месторождений на Урале (к северу от Екатеринбурга). Характерно, что по соседству с прожилками асбеста наблюдаются длинные игольчатые кристаллы актинолита как более ранние образования среди пирито-халькопиритовой массы, характеризующейся типичным метаколлоидным строением.

Нефрит в виде хорошо окатанных гладких валунов травяно-зеленого цвета встречается по pекам Онон, Чикой и в коренном залегании среди актинолитовых сланцев у ручья Хара-Желга (к западу от оз. Байкал), а также в Средней Азии по р. Раском-Дарья (восточный Памир) и в других местах. Из зарубежных месторождений отметим следующие: в Новой Зеландии, Тасмании, Новой Каледонии и на других островах Полинезии, где туземцы до недавнего времени из него изготовляли топоры, наконечники копий и другие предметы; в хребте Кунь-Лунь (Западный Китай) и далее к востоку до провинции Гань-су, где он с древнейших времен из россыпей и коренных пород добывался в больших количествах как сравнительно легко поддающийся обработке, необычайно прочный поделочный камень для изготовления священных предметов (божков), амулетов, ваз, тарелок и самых различных предметов, хранящихся во многих музеях.

РОГОВАЯ ОБМАНКА — Ca2Na(Mg,Fe2+)4(Al,Fe3+)[(Si,Al)4O11]2[OH]2. Нередко термин «роговая обманка» неправильно отождествляют с термином амфибол. Важно подчеркнуть, что название «амфибол» является собирательным для всех минеральных видов рассматриваемой группы, а роговой обманкой называют определенный минеральный вид.

Химический состав непостоянен. Широко меняются отношения магния к двухвалентному железу и алюминия к трехвалентному железу. Калий иногда преобладает над натрием. Известны разности, содержащие до 0,3 % фтора. Почти всегда содержится TiO2, обычно в количествах 0,1–1,25 %.

Сингония моноклинная; призматический в. с. L2PC. Пр. гр. С2/т(C 32h). а0 = 9,8; b0 = 17,9; с0 = 5,28; β = 106°. Облик кристаллов призматический, столб­чатый, реже изотермический. На рисунке 322 представлены наиболее обычные формы роговых обманок. Двойник по (100) показан на рисунке 322, справа.

Рис. 322. Кристаллы роговой обманки.
Справа — двойник по (100)

Цвет. Обыкновенно роговые обманки окрашены в зеленый или бурый цвет разных оттенков, преимущественно темных до черного. Черта белая с зеленоватым оттенком. Блеск стеклянный. Ng = 1,65–1,69 и Np = 1,63–1,66.

Твердость 5,5–6. Спайность по призме {110} совершенная под углом около 124° (см. рис. 316, справа), по {001} несовершенная. Уд. вес 3,1–3,3.

Разновидности. Среди многочисленных названий разновидностей, отличающихся главным образом особенностями химического состава и в связи с этим оптическими свойствами, отметим лишь следующие.

1. Базальтическая роговая обманка обычно бурого цвета (в тонких шлифах). Встречается в эффузивных изверженных породах. Отличается большим содержанием полуторных окислов, в частности Fe2O3, и TiO2 (до 2–3 %).

2. Уралит — псевдоморфоза роговой обманки по пироксену. Для этой разности характерна внешняя форма кристаллов пироксена (авгита или диопсида).

Призматическая спайность, наблюдаемая в поперечных разрезах в шлифах под микроскопом, неправильная. Процесс уралитизации пироксенов широко распространен в природе.

Диагностические признаки обыкновенной роговой обманки сводятся к следующему: кристаллы ее легко узнаются по внешнему облику и углу между спайностями (124°), обычно темно-зеленому или темно-бурому цвету, а под микроскопом — по оптическим свойствам.

П. п. тр. с трудом плавится в темно-зеленое стекло. В кислотах не рас­т­воряется. Разлагается лишь после предварительного сплавления.

Происхождение и месторождения. Обыкновенная роговая обманка является типичным минералом многих интрузивных изверженных пород средней основности: сиенитов, диоритов, гранодиоритов и др. В излившихся на земную поверхность эффузивных горных породах она как первичный минерал встречается редко и преимущественно в щелочных разностях.

В виде очень крупных кристаллических зерен или кристаллов она наблюдается в сравнительно редко встречающихся габбровых пегматитах. На горе Соколиной (Исовский район на Северном Урале) в пегматитовых жилах хорошо образованные кристаллы роговой обманки достигают в длину 0,5 м. Роговообманковые породы возникают также в виде реакционно-метасоматических образований в результате воздействия кислых пегматитов на ультраосновные изверженные породы.

Широко распространена в метаморфических горных породах, являясь главной составной частью в так называемых амфиболитах или в амфиболитовых сланцах и гнейсах. Амфиболиты, состоящие из роговой обманки и плагиоклаза, во многих случаях произошли при метаморфизме основных пород, в частности габбро.

При наложении гидротермальных процессов нередки случаи превращения роговой обманки в серпентин, хлорит, эпидот с кальцитом и кварцем.

В процессе выветривания она, как и другие железомагнезиальные силикаты (например, пироксены), разлагается с превращением в нон­тронит, карбонаты, а у дневной поверхности — в лимонит с опалом, галлуазит и др.

ГЛАУКОФАН — Na2(Mg,Fe)3Al2[Si4O11]2[OH,F]2. Состав непостоянен. Содержит также Fe2O3, CaO и др. Устанавливаются переходные разности к актинолиту и роговой обманке.

Сингония моноклинная. Наблюдается в удлиненных зернах, столбчатых, лучистых, волокнистых агрегатах серовато-синего, ярко-синего или голубовато-черного цвета. Черта голубовато-серая. Блеск стеклянный. Для наиболее чистой, не содержащей железа разности: Ng = 1,639, Nm = 1,638 и Np = 1,621.

Твердость 6–6,5. Спайность по призме {110). Уд. вес 3,1–3,2. П. п. тр. легко плавится в зеленое стекло. Окрашивает пламя в желтый цвет (как и все щелочные, богатые натрием амфиболы). В кислотах не растворяется.

Глаукофан характерен для некоторых кристаллических сланцев (глау­кофановых, слюдяных и др.) в ассоциации с альбитом, хлоритами, эпидотом, кварцем и др. Известен в Кривом Роге, в магнетито-амфиболовых сланцах Калбинского хребта (Восточный Казахстан), на Апшеронском полуострове (Азербайджан) и в других пунктах.

АРФВЕДСОНИТ — Na3(Fe, Mg)4(Fe,Al)[Si4O11]2[OH,F]2. Изоморфен с магнезиоарфведсонитом — Na3(Mg, Fe)4(Fe,Al)[Si4O11]2[OH,F]2. Сингония моноклинная. Встречается в столбчатых кристаллах и в шестоватых или зернистых агрегатах черного цвета. Слабо прозрачен даже в тонких шлифах. Черта темная голубовато-серая. Ng = 1,686–1,708 и Np = 1,676–1,695.

Твердость 5,5–6. Спайность призматическая по {110}. Уд. вес 3,44–3,46. П. п. тр. легко плавится в магнитный королек. В кислотах не растворим.

Встречается в богатых щелочами изверженных горных породах. Часто наблюдается в нефелиновых сиенитах в ассоциации с содалитом, эвдиалитом и др. Отдельные кристаллы в пегматитах достигают иногда 20 см. В России распространен в качестве темноцветного породообразующего минерала в нефелиновых сиенитах Хибинского и Ловозерского щелочных массивов, встречается в пегматитах Вишневых гор (Южный Урал) и в других местах.

АНТОФИЛЛИТ — (Mg,Fe)7[Si4O11]2[OH]2. Химический состав. Судя по данным химических анализов, существует изоморфный ряд смесей магнезиально-железистых разностей. Однако как чисто железистой, так и чисто магнезиальной разности в природе пока не встречено.

Сингония ромбическая. Облик кристаллов. Редко встречающиеся кристаллы имеют призматический облик. Обычно наблюдается в сплошных массах в виде лучистых, шестоватых, нередко волокнистых агрегатов.

Цвет буровато- или желтовато-серый, буровато-зеленый, иногда красновато-бурый. Блеск стеклянный. Ng = 1,625–1,698 и Np = 1,605–1,668.

Твердость 5,5–6. Спайность по призме {110} совершенная с углом 125°37′. Уд. вес 2,8–3,2.

П. п. тр. плавится с трудом. В кислотах не растворяется. При нагревании свыше 400 °С переходит в моноклинную модификацию. Следовательно, устойчив лишь при относительно низких температурах. Любопытно также, что при температуре около 1000 °С, как показывают рентгенометрические исследования, переходит в энстатит. Это означает, что при высоких температурах с удалением ОН происходит превращение сдвоенных цепочек тетраэдров SiO4 в одинарные.

Месторождения. Как породообразующий минерал встречается в некоторых кристаллических сланцах. В России он описан в окрестностях Мраморского завода в Екатеринбургской области (Урал) и в других пунктах.

3. Силикаты с высокопериодическими одинарными цепочками

Группа волластонита (пироксеноидов)

Сюда относится группа минералов c высокопериодическими цепочками [SinO3n] при n > 2, носившая ранее название триклинных пироксенов. Эмпирические химические формулы совершенно аналогичны формулам пироксенов и потому относились к метасиликатам. Между тем в структурном отношении (ср. рис. 323а, б и в) и по ряду свойств эти минералы отличаются от пироксенов.

Рис. 323. Одинарные цепочки кремнекислородных тетраэдров
в структурах силикатов: а — пироксеновая; б — волластонитовая;
в — родонитовая; г — астрофиллитовая

Ранее для минералов этой группы была предложена кольцевая форма анионных радикалов — [Si3O9]6–. Однако сейчас надежно установлено, что в этих минералах присутствуют цепочки тетраэдров с большим периодом повторяемости, чем у пироксенов, что связано с приспособлением кремнекислородного радикала к крупным размерам катионов, как показал Н. В. Белов.

ВОЛЛАСТОНИТ — Ca3[Si3O9] или CaSiO3. Назван по фамилии химика В. Волластона (1766–1828). Синоним: дощатый шпат.

Химический состав. CaO — 48,3 %, SiO2 — 51,7 %. Иногда обнаруживается FeO (до 9 %), в незначительных количествах устанавливаются также примеси Na2O, MgO и Al2О3.

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Пр. гр. Р1(C1i). а0 = 7,88; b0 = 7,27; c0 = 7,03; α = 90°; β = 95,16′; γ = 103°25′. Обнаружились и моноклинные политипы. Кристаллическая структура. Согласно исследованиям Н. В. Белова и X. С. Мамедова, в кристаллической структуре волластонита, вопреки представлениям Барника, анионный радикал состоит из одинарной цепочки [Si3O9], в которой два тетраэдра [SiO4] своими активными ионами кислорода обращены в одну сторону от оси, а чередующийся с ними третий тетраэдр [SiO4] — в другую сторону (рис. 323б). С особенностями предложенной структуры хорошо увязываются такие свойства минералов этой группы, как спайность, обусловливающая досковидную форму обломков, часто наблюдаемое волокнистое строение агрегатов и пр.

Облик кристаллов. Волластонит образует таблитчатые (рис. 324), нередко удлиненные по оси b кристаллы, чем и обусловлено прежнее название этого минерала (дощатый шпат). Главное развитие имеет пинакоид {001}, в меньшей степени {100}, а также грани призм {110}, {101} и др. Двойники по (100) или (001). Агрегаты листоватые, радиально-лучистые или шестоватые, скорлуповатые, реже волокнистые с параллельным и сетчатым расположением отдельных волокон.

Рис. 324. Кристалл волластонита

Цвет волластонита белый с сероватым или красноватым оттенком, реже мясо-красный. Встречаются и совершенно прозрачные бесцветные разности.

Блеск стеклянный, на плоскостях спайности иногда с перламутровым отливом. Ng = 1,631, Nm = 1,623 и Np = 1,616.

Твердость 4,5–5. Спайность по {100} совершенная и по {001} средняя с углом 74°; по другим направлениям несовершенная. Уд. вес 2,78–2,91.

Диагностические признаки. В сплошных массах, встречающихся в контактово измененных известняках, узнается обычно по белому или серовато-белому цвету, радиально-шестоватым агрегатам, спайности и по парагенезису с другими минералами контактово-метасоматического происхождения (гранатами, диопсидом и пр.).

П. п. тр. сплавляется с трудом. В HCl вполне разлагается с выделением кремнезема.

Происхождение и месторождения. Встречается главным образом в мраморизованных известняках, подвергшихся воздействию кислой магмы, или в ксенолитах перекристаллизованных известняков в изверженных горных породах. В ассоциации с ним наблюдаются известковистые гранаты, диопсид, везувиан и другие минералы скарновых зон. Таковы, например, случаи нахождения волластонита в Турьинских рудниках (Северный Урал), некоторых Минусинских контактово-метасоматических рудных месторождениях и др. Волластонит с геденбергитом и отчасти датолитом и данбуритом слагает ритмично-зональные скарновые сферолиты в Дальнегорском месторождении (Приморье). Заслуживают упоминания исключительно редко встречающиеся огромные массы (в несколько тысяч кубических метров) волластонита близ Санта-Фе в Нью-Мексико (США). В виде кристаллов наблюдался в вулканических выбросах на Монте-Сомма (Везувий).

Волластонит встречается также в известковистых кристаллических сланцах, образующихся при метаморфизме в условиях глубинных зон.

Чисто волластонитовые горные породы используются для изготовления «горной шерсти» белого цвета, большой прочности и значительной длины волокна. Плавка производится в электропечах.

РОДОНИТ — CaMn4[Si5O15]. Название происходит от греч. родон — розовый. Синоним: орлец (на русском языке).

Химический состав (в %): MnO — 30–46, FeO — 2–12, CaO — 4–6,5 (в природных образцах больше не бывает, чем отличается от бустамита (Mn,Ca)3[Si3O9]), SiO2 — 45–48. В виде примесей присутствует FeO, в очень незначительных количествах щелочи и Al2О3.

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Облик кристаллов. Редко встречающиеся в пустотах кристаллы обычно плохо образованы, с шероховатыми гранями и закругленными ребрами. Однако акад. Н. И. Кокшаровым были описаны кристаллы, число форм в которых доходило до 40. Чаще встречаются кристаллы таблитчатой, изометрической, реже приз­матической формы. Агрегаты. Преимущественно наблюдается в виде сплошных плотных или зернистых масс.

Цвет родонита характерный розовый, иногда розовато-серый. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности с перламутровым отливом. Ng = 1,730, Nm = 1,726 и Np = 1,721.

Твердость 5–5,5. Спайность по {110} и {110} совершенная, по {001} менее совершенная. Уд. вес 3,4–3,75.

Диагностические признаки. В сплошных массах узнается по розовому цвету. В образцах, частично затронутых окислением, чрезвычайно характерны черные прожилки гидроокислов марганца.

П. п. тр. в окислительном пламени буреет и затем чернеет (окисление марганца). В восстановительном пламени сплавляется в красное или бурое стекло. С бурой и фосфорной солью дает реакцию на Mn. В HCl медленно разлагается с образованием белого порошка кремнезема.

Происхождение и месторождения. Как сравнительно низкотемпературный минерал встречается иногда в гидротермальных, а также в контактово-метасоматических месторождениях в ассоциации с родохрозитом, бустамитом и другими минералами марганца, а иногда с сульфидами Mn, Zn, Pb и др.

В значительных массах образуется в процессе регионального метаморфизма осадочных марганцевых руд за счет окислов или карбонатов марганца и опала или кварца. В парагенезисе с ним почти постоянно наблюдаются практически незаметные на глаз скопления бустамита, часто марганцовистых гранатов желтого цвета и карбонатов марганца.

При выветривании чрезвычайно легко поддается окислению с образованием налетов, корок, прожилков черных гидроокислов марганца. Двухвалентный марганец непосредственно переходит в четырехвалентный. Даже в течение года глыбы свежего розового родонита с поверхности покрываются блестящими черными налетами вернадита.

Лучшее месторождение родонита находится на Урале, близ д. Малая Седельниковая (к югу от Екатеринбурга), откуда в свое время было добыто немало монолитных глыб, использованных для крупных и мелких поделок, многие из которых хранятся в музеях. Аналогичные месторождения метаморфизованных осадочных руд марганца, но меньших размеров встречаются во многих пунктах Примагнитогорского района (Урал) среди слоистых красных яшм, туффитов и других метаморфизованных осадочных пород; зоны окисления представлены богатыми рудами марганца; эти руды используются в черной металлургии.

Практическое значение. Массивные породы, сплошь состоящие из родонита, употребляются в качестве поделочного камня для изготовления ваз, письменных приборов, облицовки колонн и т. д. В частности, он был использован при отделке станции «Маяковская» московского метрополитена.

4. Силикаты с разветвленными цепочками кремнекислородных тетраэдров

Группа астрофиллита

Описывается только астрофиллит, в структуре которого имеется разветвленная цепочка кремнекислородных тетраэдров (рис. 323г).

АСТРОФИЛЛИТ — (К, Na)3(Fe2+, Mn)7Ti2[Si4O12]2[OH, F]7. Соотношение между Mn и Fe колеблется в широких пределах. Содержит также ZrO2, BaO, MgO, Al2O3 и Nb2O5.

Сингония триклинная. Структура (см. выше: рис. 323г, а также общее описание семейства лампрофиллита — сейдозерита). Похож на лампрофиллит. Кристаллы редки и несовершенны. Характерен пластинчатый или игольчатый по оси b облик (рис. 325). Распространен в пластинчатых, иногда эффектных звездчатых агрегатах.

Рис. 325. Кристаллы астрофиллита

Цвет бронзово-бурый, золотисто-желтый, оранжевый. Блеск стеклянный с перламутровым отливом на плоскостях спайности. Ng = 1,733, Nm = 1,703 и Np = 1,678.

Твердость 3–3,5. Хрупок. Спайность совершенная по {100} и несовершенная по {001}. По спайности легко выбиваются ломкие тонкие пластинки Уд. вес 3,28–3,3.

П. п. тр. легко сплавляется в черный магнитный (в отличие от лампрофиллита) шарик. В закрытой трубке выделяет немного воды. В HCl и H2SO4 разлагается.

Происхождение и месторождения. Встречается в щелочных интрузивных изверженных породах (нефелиновых сиенитах и др.) в ассоциации с эгирином, черной слюдой, полевыми шпатами, цирконом, титанитом и др. в Хибинском массиве (Кольский полуостров). Известен в кварцевых ядрах пегматитов сиенито-гнейсов в Кейвах (Кольский полуостров), в Инаглинском щелочно-ультраосновном массиве (Южная Якутия) и Бурпале (Забайкалье). Впервые установлен на островах в Лангезундфиорде (Норвегия) в цирконовом сиените.

Широко распространен в пегматитах щелочных изверженных пород, иногда в виде крупных пластинчатых выделений или спутанно-пластинчатых агрегатов, часто в виде игольчатых индивидов. Наблюдаются также радиально-лучистые скопления — «солнца».