Подгруппа гиалофана

К этой подгруппе относятся кали-бариевые полевые шпаты, кристал­лизующиеся в моноклинной сингонии. Они представлены изоморфны­ми смесями ряда K[AlSi₃0₈] — Ba[Al₂Si₂O_g]. Кроме того, в их состав вхо­дят в небольших количествах Na[AlSi₃0₈] и Ca[Al₂Si₂0₈].

ГИАЛОФАН - (50 % - n)K[AlSi₃0₈] • (50 % + n) Ba[Al₂Si₂0₈],где п = 0-30 %. В виде примесей устанавливаются Na₂0, CaO, иногда SrO и др. В изодиморфной серии ортоклаз (K[AlSi₃OJ) — цельзиан (Ba[Al₂Si₂0₈]). Сингония моноклинная. Кристаллы гиалофанов аналогичны кристал­лам ортоклаза (адуляра). Двойники те же. Тождественны и их кристал­лические структуры, что обусловливается близостью ионных радиусов катионов К¹⁺ и Ва²⁺ (1,33 и 1,38 А). Замене ионов К¹⁺ ионами Ва²^ отвеча­ет эквивалентная замена Si⁴⁺ на А1³⁺ по схеме изоморфизма, формально аналогичной плагиоклазовой.

Кристаллы водяно-прозрачные, иногда серые с желтоватым, зелено­ватым или голубоватым оттенком, реже красные. Встречаются в виде друз в пустотах или в виде прожилков. Блеск стеклянный, на плоскостях спай­ности перламутровый.

Твердость 6-6,5. Спайность такая же, как у ортоклаза. Уд. вес 3,01-3,32 (последняя цифра для гиалофана с 30 % Ba[Al₂Si₂OJ). П. п. тр. пла­вятся с большим трудом. В кислотах не растворяются. От ортоклаза мо­гут быть отличены по присутствию бария и явно повышенному удельному весу, а также по оптическим константам.

Ортоклазы, содержащие в небольших количествах барий, встречают­ся в магматических изверженных породах. Богатые барием разности на­блюдались в контактово-метасоматических месторождениях. Найдены в районе р. Слюдянш (Южное Прибайкалье) во флогопито-кальциевых жилах, где они в виде серых кристаллов ассоциируют с диопсидом, ска­политом и кальцитом или непосредственно развиваются метасоматиче-ским путем по розовому ортоклазу.

ЦЕЛЬЗИАН — Ba[Al₂Si₂O_g]. Содержание ВаО обычно колеблется от 34 до 42 %. Сингония моноклинная. Структура цельзиана (как и анортита от альбита) несколько отличается от структуры ор­токлаза, что выражается удвоением ячейки. Известны и длиинопризматические формы. Цвет прозрачный, бесцветный или просвечивающий. Блеск стеклянный. Твердость 6.

2.Группа фельдшпатоидов

Фельдшпатоиды (от нем. Feldspat — полевой шпат) — породообразующие минералы, каркасные алюмосиликаты натрия, калия, отчасти кальция. По химическому составу близки к полевым шпатам, но содержат меньше кремния. Образуются в магмах, очень бедных кремнезёмом. К фельдшпатоидам относятся лейцит, содалит, нефелин (элеолит), канкринит, нозеан и гаюин, из поделочных камней — лазурит, тугтупит. Как породообразующие минералы щёлочных изверженных пород заменяют полевые шпаты в породах, пересыщенных щёлочами и лишённых кварца. Фельдшпатизация — процесс обогащения горных пород новообразованиями полевых шпатов. Вызывается щелочным метасамотозом или воздействием на горные породы гидротермальных растворов.

ЛЕЙЦИТ - K[AlSi₂0₆] или К₂0 • А1₂0₃ • 4Si0₂. Химический состав. К₂0 - 21,5 %, А1₂0₈ - 23,5 %, Si0₂ - 55 %. Ввиде примесей присутствуют в незначительных количествах Na₂0, CaO, Н₂0. Сингония. Обладает диморфизмом. При температу­ре выше 620 °С устойчива кубическая модификация, ниже этой температуры лейцит претерпевает полиморф­ное превращение в тетрагональную модификацию. Цвет. Бесцветный, белый с сероватым или желтоватым оттенком; часто также пепельно-серый. Блеск в изломе стеклянный, жирный. Ng - 1,509 nNp- 1,508. Твердость 5-6. Хрупок. Спайность отсутствует. Излом раковистый. Уд. вес 2,45-2,5. Диагностические признаки. Весьма характерны форма кристаллов и светлая окраска, а под микроскопом — оптические аномалии и низкий показатель преломления.

СОДАЛИТ - Na₈[ AlSi0₄]₆Cl₂ или 3Na₂0 • ЗА1₂О_э • 6Si0₂ • 2NaCl. Химический состав. Na₂0 - 25,5 %, А1₂0₃ - 31,7 %, Si0₂ - 37,1 %, С1-7,3 %. В небольших количествах устанавливается также К₂0 и Са₂0. Со­держащая серу разновидность называется гакманитом. Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Кристаллическая структура типичная каркасная. Облик кристаллов ромоододека-эдрический. Агрегаты. Встречается также в зернистых массах. Цвет. Бесцветный или серый с желтоватым или синеватым оттенком, синий до фиолетового, зеленый, розовый до малинового. Блеск стеклянный, в изломе жирный. N = 1,483-1,490. Твердость 5,5-6. Спайность по {110} ясная. Излом неровный. Уд. вес 2,13-2,29. Диагностические признаки. От щелочных силикатов других групп отличается оптической изотропией. Однако от нозеана и гаюина отли­чить без химической реакции очень трудно. От темноокрашенного флю­орита отличается легкой разлагаемостью кислотами.

НЕФЕЛИН - KNa₃[AlSi0₄], или, приближенно, Na₂0 • А1,0, • 2Si0₂. Химический состав точно не отвечает формуле. Si0₂ всегда содержит­ся в некотором избытке (до 12 %), что связано с заменой некоторого ко­личества ионов натрия на вакансии с сопряженным замещением алюми­ния ионом кремния по схеме: Si⁴⁺—> Na¹⁺Al³⁺. Содержание К₂0 молекулы также колеблется, так как нефелин образует ограниченный изоморфный ряд с калъсилитом K[AlSiOJ. Кроме того, устанавливаются примеси СаО (0,5-7 %), иногда Fe₂0₃, CI и Н₂0. Сингония гексагональная; гексагонально-пирамидальный в. с. I⁶. Пр. гр. Р6₃ (Ср. a_Q= 10,05; с₀= 8,38. Кристаллическая структура основана на алюмокремнекислородном каркасе, подобном каркасу тридимита, но слег­ка деформированном. Дальнейшее понижение симметрии связано с упо­рядоченным распределением катионов натрия и калия по пустотам кар­каса. Алюминий и кремний также упорядочены, располагаясь в тетраэдрах через один. Две трети ионов алюминия в структуре расположены иначе, чем одна треть, что сказывается на технологическом процессе извлече­ния окиси алюминия из нефелина; одна треть А1 труднее переходит в рас­твор. Замечательно также, что при разложении его в природных услови­ях две трети ионов алюминия образуют натролит, а одна треть — каолинит или гиббсит. Облик кристаллов призматический, короткостолбчатый. Твердость 5-6. Хрупок. Спайность практически отсутствует или на­блюдается несовершенная спайность по {0001} и {1010}. Уд. вес 2,6. Диагностические признаки. На глаз нефелин не всегда легко узнать. В щелочных, богатых натрием породах он характеризуется сероватой ок­раской с теми или иными оттенками и типичным жирным блеском. На выветрелых поверхностях легко узнается по небольшим матовым плен­кам или корочкам, образующимся в углублениях в виде продуктов хими­ческого разрушения.П. п. тр. плавится, иногда довольно легко, окрашивая пламя в желтый цвет. Кислотами разлагается. Происхождение и месторождения. Нефелин распространен почти исключительно в магматических, бедных кремнеземом щелочных горных породах: нефелиновых сиенитах и их пегматитах, фонолитах и др. Среди них иногда встречаются шлиры, почти сплошь состоящие из нефелина. В более богатых кремнеземом магматических дериватах он ассоциирует с альбитом и содалитом, а при избытке Si0₂, выражающемся в Присут­ствии свободного кремнезема (кварца, например), уже не встречается.

КАНКРИНИТ - Na₆Ca₂[Al₆Si₆0₂₄] (C0₃,S0₄) • 2H₂0. Сингония гексагональная; гексагонально-пирамидальный в. с. Облик кристаллов. Кристаллы встречаются редко, обычно в виде призм с гранями тупой дипирамиды. Цвет канкринита белый, желтый, серый с желтоватым или зеленова­тым оттенком, иногда красновато-розовый (от микроскопических чешу­ек Fe₂0₃), вишневит — серый, светло-голубой или синевато-голубой, си­ний (бывают и бесцветные разности). Блеск на плоскостях спайности стеклянный с перламутровым отблеском, в изломе не по спайности — жирный. Для карбонат-канкринита: Nm = 1,515-1,524 и Np - 1,491-1,502. Для вишневита Nm - 1,489-1,530 и Np- 1,488-1,535. Твердость 5-5,5. Хрупок. Спайность по призме {1010} ясная или со­вершенная. Уд. вес 2,42-2,48. Диагностические признаки. Канкринит, как правило, встречается в нефелиновых породах. От нефелина, за счет которого он образуется, отличается наличием спайности. Вишневит легко узнается по синевато-голубой окраске и спайности.П. п. тр. плавится с трудом в пузыристое стекло. При накаливании в противоположность нефелину становится мутным, очевидно, вслед­ствие освобождения С0₂. В НС1 растворяется с шипением. Студенистый кремнезем начинает осаждаться лишь при кипячении и выпаривании. Происхождение и месторождения. Образуется в постмагматиче­скую стадию при воздействии углекислых или сернокислых растворов на ранее выкристаллизовавшиеся массы нефелина.

НОЗЕАН — Na₈[AlSiO4]₆[SO4] ■ Н₂0. Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Кристаллическая структура близка к содалито-вой, но каркас существенно раздвинут из-за вхождения сульфат-ионов, более крупных в сравнении с хлором. Упорядоченное распределение суль­фат-ионов и воды приводит к изменению симметрии структуры. По свой­ствам чрезвычайно похож на содалит. Цвет серый с желтоватым, зеленоватым или голубым оттенком, реже белый. N= 1,495. Твердость 5,5. Спайность по (110) средняя. Уд. вес 2,28-2,4. Часто содержит включения посторонних минералов. Кристаллы вследствие этого производят впечатление сильно разъеденных.Встречается в щелочных изверженных породах.

ГАЮИН -Na_4,5Ca₂K[AlSiO4]₆[SO4]1,₅(ОН)_0,5. Сингония кубическая; гексатетраэдрический в. с. Кристаллическая структура. Изоструктурен содалиту, но каркас сильно раздвинут. Различные по составу катион-анионные кла­стеры упорядочены, так что локальная симметрия понижена, но в реаль­ных кристаллах чередуются области (домены) с различной ориентацией, так что средняя пространственная симметрия такая же, как у содалита. Цвет ярко-синий, небесно-голубой, зеленовато-синий, реже желтый и красный. Блеск стеклянный, жирный в изломе. N = 1,495-1,504. Твердость 5,5. Спайность по {110} средняя. Уд. вес 2,4-2,5. П. п. тр. растрескивается, сплавляется в зеленовато-голубое стекло.

69.Карбонатитовые месторождения

Карбонатитами называются эндогенные скопления карбонатов, пространственно и генетически связанные с формациями у/основных щелочных пород и нефелиновых сиенитов, формирующиеся в обстановке активизации платформ. В настоящее время известно более 400 массивов интрузивных пород, с котор. ассоциируют карбонатитовые

месторождения. Среди них крупнейшими являются Араша (Бразилия), Гулинское (Сибирь), Ковдорское (Кольский полуостров), Палабора (Южная Африка). Геологические особенности. Все выявленные карбонатитовые месторождения связаны исключительно с платформенным этапом геологического развития и ассоциируют только с комплексами у/основных щелочных пород. Они известны на площадях активизированных платформ, разбитых крупными тектоническими расколами. Карбонатиты имеют различн. возраст; докембрийского, каледонского, герцинского, киммерийского и альпийского циклов развития. Интрузии, с которыми связаны карбонатиты, имеют трубообразную форму, дифференцир. состав и концентрически- зональное строение. В них выделяются следующие разновид-ти: ранние у/основные породы (дуниты, перидотиты, пироксениты); последующие щелочные породы (мельтейгиты – ийолиты, щелочные и нефелиновые сиениты); карбонатиты. Они сопровождаются дайками разного состава. Вмещ. породы подвергаются щелочному метасоматозу (фенитизация). Залежи карбонатитов образ. штоки, конические жилы, кольцевые жилы, радиальные дайки. Среди них известны штоки с поперечником от неск. 100 м до7-8 км и жилы мощн. до10 м при длине неск. 100 м. Карбонатитовые жилы приурочены к круговым структурам: радиальным, кольцевым, коническим. Мин. состав определяется карбонатами, содержание которых 80-99%. Наиб. распространены кальцитовые карбонатиты или севиты. Реже встреч. доломитовые, еще реже анкеритовые и совсем редко – сидеритовые карбонатиты. Остальные минер. явл-ся акцессорными. Акцессорные типоморфные мин.: флогопит, апатит, флюорит, а также более редкие: бадделеит, пирохлор, перовскит, фтор карбонаты редких земель. Для большинства карбонатитов хар-рен стадийный хар-р минералообразования. В первую стадию формир. ранние крупнозернистые кальциты с минералами Ti и Zr, во вторую – среднезернистые кальциты с минералами Ti, иногда U, тория, в третью – кальцит-доломитовый агрегат с характерной ниобиевой минерализацией, в четвертую – мелкозернистая масса доломит- анкеритового состава с редкоземельными карбонатами. Текстура карбонатитов массивная, полосчатая, узловатая и плойчатая. Физ-хим усл. образования Формир. массивов у/основных щел. пород, завершающееся образованием карбонатитов, охватывает длит. период времени неск. 10-ков и даже первых 100 мил. лет. Последовательное внедрение магм разного состава сопровождается метасоматическим преобразованием пород. Эндоконтактовый метасоматоз приводит к возникновению нефелин-пироксеновых, пироксен-флогопитовых, пироксен-амфиболовых скоплений в ранее сформированных гипербазитах. Экзоконтактовый метасоматоз проявляется в образовании ореолов фенитизации во вмещающих породах. Среди карбонатитов различают открытые, когда магма достигла поверхности, и закрытые, не доходившие до дневной поверхности. Будучи приповерхностными в верхних точках, они распростран. на значит. глубину: вертикальный интервал развития был неменее 10 км. Являясь в значительной мере приповерхностными по усл. локализации, карбонатиты рассматриваются как производные базальтоидных магм, которые принадлежат глубинным магматтическим очагам. Длительное развитие карбонатитов происходило на фоне постепенного снижения температуры от 520-6300 до 200-3000С, давление при этом также менялось от верхнего уровня до глубинных горизонтов в широком диапазоне. Генезис. На условия образования две гипотезы:магматическая и гидротермальная. В доказательство каждой из них приводятся объективные геологические и экспериментальные данные. На этом основании Смирнов в группе карбонатитовых месторождений выделяет 3 класса: магматические, метасоматические и комбинированные. В наст. время более убедительной представляется точка зрения о том, что формирование этих рудных образований тесно связано с эволюцией щелочного у/основного магматизма, протекало в закрытых системах и начиналось с несомненно магматических процессов, а завершалось гидротермальными метасоматтическими преобразованиям и в связи с этим выделяется один класс месторождений – флюидно- магматический (Старостин, Игнатов). Установлены все стадии карбонатизации исходных щелочных перидотитовых магм вплоть до образования переходных к карбонатитам слюдисто-карбонатных пород. Рудные формации. С карбонатитами связаны крупные ресурсы ниобия, тантала и редкихземель; значительные запасы железных руд, титана, флюорита, флогопита,апатита. Основные рудные формации:редкометальная (гатчеттолит-пирохлоровая);редкоземельная (бастнезит-паризит монацитовая); апатит - магнетитовая; флогопитовая; флюоритовая.