Большая Советская Энциклопедия.

Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Силикаты

Силикаты (далее С) природные (от лат. silex - кремень), класс наиболее распространенных минералов; природные соединения с комплексным кремнекислородным радикалом. С слагают более 75% земной коры (а вместе с кварцем около 87%) и более 95% изверженных горных пород. С включают около 500 минеральных видов, в том числе важнейшие породообразующие - полевые шпаты, пироксены, амфиболы, слюды и др.

  Современная классификация С основана на данных, обобщающих результаты и рентгенографических исследований структур силикатных минералов (см. Кристаллохимия).

  В основе структур всех С лежит кремнекислородный радикал (4)4- в форме тетраэдра. Важной особенностью С является способность к взаимному сочетанию (полимеризации) двух или нескольких кремнекислородных тетраэдров через общий Характер этого сочетания учитывается при классификации С Кроме того, в классификации С учитываются состав радикалов (, , В, , , , ) и состав катионов (К, , , , , , ), наличие и характер в составе С воды или гидроксильных групп, наличие дополнительных анионных групп.

  В случаях, когда в структуре С другие тетраэдрические радикалы играют одинаковую роль с тетраэдрами (4)4-, выделяют алюмосиликаты, боросиликаты и бериллосиликаты, а также гетерогенные каркасные и слоистые и цирконосиликаты. В номенклатуре С наряду со структурными обозначениями, связанными с типом сочетаний кремнекислородных тетраэдров, иногда используются названия, сохранившиеся от представлений о них как о солях кислот: ортосиликаты - соли ортокремниевой кислоты, метасиликаты - соли метакремниевой кислоты и др.

  Структура С По характеру сочетания кремнекислородных тетраэдров выделяется 5 подклассов С: островные, кольцевые, цепочечные, слоистые, каркасные.

  Островные С Сюда относятся С с изолированными тетраэдрами ( 04)^" - ортосиликаты, связанные посредством расположенных между ними октаэдрических катионов (рис., 1), или с изолированными парами тетраэдров (27)6- - диортосиликаты, которые возникли в результате соединения двух кремнекислородных тетраэдров (рис., 2).

  К ортосиликатам относятся группы оливина ()2(4), циркона (4), гранатов, фенакита 2(4) и др. (без воды и добавочных анионов), топаза 2(4) 2, андалузита 2(4) , титанита (4) и др. (с добавочными анионами -, 2-, -); к диортосиликатам - группы бертрандита 4(27j ()2, ильваита 3×(27) () и др.; к ортодиортосиликатам относятся группы везувиана 19 310(27)4×(4)102()6, эпидота Са, , 3+, 2+, 2(27)× (4) ×() и др.

  Кольцевые С характеризуются кольцевой структурой, в которой группы (4)4- не изолированы, а соединяются общими ионами в кольца (рис., 3). При этом различают кольца двух типов - простые и двойные ("двухэтажные"). К первым относятся кольца типа (39)6- - группа волластонита 3(39), типа (412)8- - группа тарамеллита 22(412)()2, типа (618)12- - группы берилла 32(618), кордиерита 23(AISi518) и др.; типа (824)12- - группа мьюкрита 102(824)×(, , )12×42. Ко вторым относятся кольца типа (820)12- - группа эканита 2 (820), и типа (1230)12- - группа миларита 22AI (1230).

  Цепочечные С Простейшие и наиболее распространенные из них представлены непрерывными цепочками кремнекислородных тетраэдров, соединенных вершинами, типа (3)2- или сдвоенными цепочками-лентами типа (411)6- (рис., 4 и 5). К ним принадлежат группы пироксенов, амфиболов, рамзаита 2(226) 3 и др.

  Слоистые С характеризуются непрерывными в двух направлениях слоями кремнекислородных тетраэдров, образующими бесконечные двухмерные радикалы, которые в зависимости от пространственного положения кремнекислородных тетраэдров в слое имеют различную формулу; для слоя, состоящего из шестерных колец, характерен радикал типа (410)4- (рис., 6); при этом в шестерном кольце тетраэдров слоя каждый из шести принадлежит трем таким кольцам, т. е. по два на каждое кольцо. К этому подклассу относятся слюды группы мусковита и биотита (, 2- 3)(310)×(, )2, группы пирофиллита 2(410)()2 и талька 3(410)×()2, каолинита 4(410)()8 и серпентина 6(410)()8, галлуазита 4(2)4(410)()8, хлоритов; к слоистым относится 2×(2210); к - астрофиллит (К, )3(, )7(2(412)2×2()5; к - склодовскит (3)2 (2(4))2×32 и др.

  Каркасные С характеризуются трехмерным бесконечным каркасом кремнекислородных тетраэдров типа (4)4-, соединенных всеми четырьмя вершинами друг с другом так, что каждый одновременно принадлежит только двум таким тетраэдрам; общая формула (mn-m2n) m-. К ним относятся минералы группы полевых шпатов (AISi38) - (AISi38) - (228), нефелина 3(AISiO4), петалита (AISi410), данбурита (228l, цеолитов, содалита 4(AISiO4)3, гельвина 4(4)3 (см. Содалита группа) и др.

  В структурах С установлено значительное число различных типов цепочек, лент, сеток и каркасов из тетраэдров.

  По составу тетраэдрических радикалов различаются простые С с кремнекислородным радикалом (4)4- и сложные С, в которых вместе с (4)4- присутствуют тетраэдрические группы (алюмосиликаты), бериллия (бериллосиликаты), бора (боросиликаты), ( (цирконосиликаты), ( Наряду с этим выделяются силикаты , , , , в которых эти элементы играют роль таких же катионов, как , и др., соединяясь с кремнекислородными тетраэдрами не вершинами, а ребрами или через вершины, поделенные между двумя тетраэдрами.

  Катионы, входящие в состав С, разделяются прежде всего на 2 группы: малые катионы - 2+, 3+, 2+, 2+ и др., частично 2+, имеющие обычно октаэдрическую координацию (содержащие их соединения составляют первую главу С, по Н. В. Белову, 1961), и крупные катионы - К+, +, 2+, 2+, 2+, редкоземельных элементов, образующие соответственно более крупные координационные полиэдры: 8-, 9-, 12-вершинники, ребра которых соизмеримы уже с размерами не одиночных (4)4- тетраэдров, а групп (27)6- (с этими соединениями связана вторая глава С).

  Для С характерен изоморфизм, проявляющийся особенно широко среди катионов; вследствие этого в С распространены ряды твердых растворов (непрерывные или со значительными пределами замещений), а также изоморфные примеси. Поэтому даже развернутые формулы С, учитывающие основные изоморфные замещения, все же являются неполными вследствие большой сложности состава реальных С Распределение изоморфных катионов в структуре С зависит от температуры и устанавливается рентгенографически или по мессбауэровским и инфракрасным спектрам. Это свойство позволяет использовать С в качестве геотермометра.

  В составе С отмечается разнообразие форм вхождения в их структуру - в виде гидроксильных групп, и цеолитной воды, межслоевой адсорбированной воды и др., изучаемых с помощью ядерного резонанса (ЯМР), термического анализа, инфракрасной спектроскопии. Во всех подклассах С выделяются группы с добавочными анионами (2-, -, -, -, 2-) и радикалами (42-, 32- и др.).

  Дальнейшие усложнения в строении С связаны с явлениями упорядочения (особенно - в алюмосиликатах и - в оливинах, пироксенах, амфиболах), политипии и смешаннослойных прорастаний (в слоистых С), полиморфных превращений (например, андалузит - дистен - силлиманит), распада твердых растворов, образования электронно-дырочных центров (см. Дефекты в кристаллах).

  Большинство С в связи с их сложным строением имеет низкую симметрию: около 45% в моноклинной, 20% имеют ромбическую симметрию, 9% - триклинную, 7% - тетрагональную, 10% - тригональную и гексагональную и 9% - кубическую.

  Весьма характерно двойникование (двойники роста, механических и фазовых превращений).

  Свойства С определяются прежде всего типом кремнекислородного тетраэдра: спайность (несовершенная в островных и кольцевых С, совершенная и зависящая от ориентировки кремнекислородных группировок в цепочечных, слоистых, каркасных С); твердость обычно 5,5-7, кроме слоистых С, в которых она понижается до 2-1; плотность около 2500-3500 кг/м3. Цвет большинства С определяется ионами (2+ - зеленый, 3+ - бурый, красный, желтый, 2+ и 3+ - синий и др.), в отдельных группах - ионами 3+, 4+, 3+, 2+, 2+, 2+, 2+ и их сочетаниями с ионами и др.; в некоторых минералах - электронно-дырочными центрами. В ряде случаев окраска связана с микровключениями окрашенных минералов.

  Большое значение для точной диагностики С имеют их оптические свойства - преломление, оптическая ориентировка и др., измеряемые с помощью Федорова столика, иммерсионного метода и др.

  Происхождение С весьма разнообразно: они возникают при магмы, метаморфических и метасоматических процессах; реже С образуются в гидротермальных жилах. Крупные С возникают в пегматитах.

  Физико- особенности образования С в природных условиях определяются с помощью парагенетического анализа минеральных ассоциаций (см. Парагенезис минералов) с учетом данных детально изученных диаграмм состоянии силикатных систем. При выветривании происходит разрушение большинства С с образованием осадочных горных пород, с выщелачиванием основных соединений, освобождением кремнезема, возникновением за счет алюмосиликатов водных силикатов образованием глинистых минералов, нонтронита, гарниерита и др., а также окислов карбонатов и др.

  С (плагиоклазы, оливин, пироксены и др.) являются также главными минералами лунных пород, входят в состав метеоритов. Полагают, что оливин и плотная модификация со шпинели составляют почти полностью мантию Земли.

  Применение С определяется тем, что многие из них являются важнейшими среди полезных ископаемых. Существенное значение имеют силикатные минералы, составляющие литиевые, бериллиевые руды, руды рассеянных элементов, силикатные руды. Месторождения нефелина поставляют комплексное сырье для получения поташа, соды. Большую долю составляют С в нерудных полезных ископаемых (полевые шпаты, слюды, асбест, тальк, цеолиты, гранаты, бентонитовые и огнеупорные глины), в драгоценных и поделочных камнях (изумруд, аквамарин, топаз, хризолит, турмалин и др.).

  Исследование С как главнейших минералов Земли и Луны, содержащих многие ценные элементы в качестве основных компонентов или примесей, составляет важное направление современной минералогии, тесно связанное с геохимией, литологией, геофизикой и исследованием вещественного состава месторождений полезных ископаемых.

  Лит.: Соболев . С, Введение в минералогию силикатов, Львов, 1949; Белов Н. В., силикатов с крупными катионами, М., 1961; Эйтель В., Физическая силикатов, пер. с англ., М., 1962; Дир У.-А., Хауи Р.-А., 3усман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 1-4, М., 1965 - 66; Поваренных А. С, классификация минеральных видов, К., 1966; Минералы. Справочник, т. 3, в. 1, М., 1972; Коржинский Д. С, Теоретические основы анализа парагенезисов минералов, М., 1973; Марфунин А. С, Введение в физику минералов, М., 1974.

  А. С Марфунин.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 18.08.2018 11:54:14


11:25 Опубликованы новые документы по делу Рихарда Зорге
10:42 Покинуть Москву стало удобнее  
10:38 Семака засыпали угрозами после разгромного поражения «Зенита»
08:56 На Украине грустной улыбкой отреагировали на визит Путина в Австрию
08:25 Грязь засосала полезшего за попугаем мужчину
08:03 В сенате США признали отсутствие сговора Трампа с Россией
07:13 Кит перевернул рыбацкую лодку
06:59 Житель Барнаула умер после отказа скорой помощи приехать к нему
06:19 Минимальную зарплату в Венесуэле увеличили в 60 раз