Материал: Betekhtin

Описательная часть

506

Из местонахождений в России заслуживают внимания пегматиты

сиенитов и миаскитовых нефелиновых сиенитов из 

Ильменских

 и 

Виш

невых

 гор. Встречается циркон и в пегматитах нефелиновых сиенитов

Хибинских

 и 

Ловозерских

 тундр (Кольский полуостров). Из иностранных

районов отметим район крупных месторождений циркона в Южной Нор
вегии в нефелиновых сиенитах, местами в весьма значительных количе
ствах: Гитерё, Крагерё, Телемаркен и др., а также россыпи на о. Цейлон,
в Бразилии, Австралии и на о. Мадагаскаре.

Практическое значение.

 Прозрачные красиво окрашенные разно

сти используются в ювелирном деле. Обычно перерабатывается для
получения ZrO

2

, обладающей слабой теплопроводностью и малым ко

эффициентом расширения, идущей на изготовление кислото и огне
упорных тиглей (температура плавления около 3000 °С). В виде при
меси добавляется к кварцевому стеклу (до 2,5 %) с целью получения
жаро и кислотоупорной лабораторной посуды. Используется в виде
огнеупорных кирпичей и цемента, применяемых для футеровки элек
троплавильных печей, а также для изготовления белых эмалей и весь
ма устойчивых красок.

Металлический цирконий в сплавах с магнием (40 %) употребляется

для бездымных вспышек (при световой сигнализации и фотографирова
нии). Чистый цирконий, благодаря ковкости, заменяет платину при про
изводстве приборов для научноисследовательских работ. Он может быть
применен также для свечей в двигателях внутреннего сгорания и для тер
моэлементов в пирометрах.

Примесь его в определенных количествах в виде ферроциркония или

других сплавов к стали, меди, латуни и др. улучшает качество отливок,
увеличивает твердость и химическую стойкость сплавов. В металлургии
стали цирконий играет роль лучшего раскислителя. Благодаря способ
ности образовывать соединения с азотом, цирконий полностью освобож
дает сталь от вредных нитридов.

Гафний

, извлекаемый из циркона при переработке, применяется в виде

окисла, вводимого в сплавы при изготовлении нитей электронных ламп.
Благодаря высокой точке плавления и высокой термоэлектронной эмис
сии, гафний может найти применение при изготовлении радиоламп, для
покрытия поверхностей катодов рентгеновских трубок и других целей.

ТОРИТ

 — Th[SiO

4

]. Разновидности: оранжит — прозрачные разно

сти оранжевого цвета; ураноторит c UO

2

 до 10–16 %, маккинтошит и то

рогуммит — тоже с UO

2

, но более богатые Н

2

О; ауэрлит — фосфорсодер

жащая разность, богатая водой. Содержит также редкие земли, CaO, Fe

2

O

3

до 13 % (ферриторит) и др.

Сингония

 тетрагональная. Кристаллы очень редки; имеют тот же об

лик, что и кристаллы циркона (рис. 277). Обычно встречается в виде
вкрапленных зерен, реже в сплошных массах.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

507

Цвет

 черный, бурый, желтый, оран

жевый. 

Черта

 темнобурая, светло

оранжевая (у оранжита). 

Блеск

 стек

лянный, жирный. 

N = 

1,68–1,82.

Твердость

 4,5–5 (у измененных

разностей падает). Хрупкий. 

Спай8

ность 

отсутствует. Излом раковистый.

Уд. вес

 5,4 (у измененных разностей

падает до 4,8 и даже до 4,0). Все разно
сти сильно радиоактивны.

Диагностические признаки.

 П. п. тр. не плавится. В стеклянной трубке

выделяет воду. Растворяется в HCl с выделением студенистого кремне
зема. Из раствора при прибавлении щавелевой кислоты выпадает осадок,
растворимый в щавелевокислом аммонии. С бурой дает оранжевое стек
ло, бледнеющее при охлаждении.

Происхождение и месторождения. 

Образуется обычно в поздние

стадии кристаллизации некоторых кислых и щелочных магматических
пород. Чаще распространен в пегматитовых образованиях и ореолах кон
тактового изменения вмещающих интрузивы пород. Наиболее характе
рен в качестве акцессорного минерала гранитоидов. Изредка наблюдает
ся в высокотемпературных гидротермальных образованиях. Оранжит и
торит встречаются в ряде мест 

Лангезундфиорда

 (Норвегия) в гранитах и

сиенитах в ассоциации с роговой обманкой, черной слюдой, цирконом;
на о. 

Лёвен

, на о. 

Ланбё

 (в больших черных кристаллах) и в других пунк

тах. В небольших количествах известен также в Швеции близ 

Линденеса

,

на о. Мадагаскаре (ферриторит) и в других местах.

2. Группа оливина

К этой группе относятся силикаты типа 

A

2

··

[SiO

4

], где 

A = 

Mg

, 

Fe, Mn,

Ni, Co, Zn, Ca и Pb. Все они, за исключением Са и Pb, в кристаллических
структурах изоморфно замещают
друг друга. Последние два элемента
вследствие больших размеров их
ионных радиусов обусловливают об
разование двойных соединений.

ФОРСТЕРИТ

 — Mg

2

[SiO

4

]. Яв

ляется чистым магнезиальным чле
ном изоморфного ряда: форстерит
Mg

2

[SiO

4

]

— фаялит Fe

2

[SiO

4

] (рис.

278). 

Теоретический состав

. MgO —

57,1 %, SiO

2

 — 42,9 %. Примеси: NiO —

0,1–0,3, СоО 

— 

до 0,01; часто присут

ствует марганец, иногда в заметных

Рис. 277.

 Кристаллы торита

Рис. 278.

 Поле составов и номенклатура

минеральных видов группы оливина

Описательная часть

508

количествах, образуя ряд до тефроита Mn

2

[SiO

4

]. Часть железа устанав

ливается в окисной форме (в частично серпентинизированных оливинах).

Поскольку форстерит и фаялит являются двумя важнейшими пере

менными компонентами в группе оливина, через содержание форстерита
в процентах можно охарактеризовать состав определенного минерала,
записывая его в виде, например Fo

80

, что означает: в минерале в твердом

растворе содержится 80 % мол. форстерита и 20 % фаялита. Синонимы:
хризолит, перидот (термин геологов США) — зеленый прозрачный же
лезистый форстерит (а иногда и фаялит).

Сингония

 ромбическая; ромбоди

пирамидальный в. с. 3

L

2

3

PC

. Пр. гр.

Pbnm 

(

D

16

2

h

). 

а

0 

= 4,77; 

b

0 

= 10,28; 

с

0 

= 6,00.

Кристаллическая структура.

 Структу

ра оливина, по Брэггу и Брауну, изоб
ражена на рис. 279 и 280 в проекции на
плоскость (100). Особенности ее сво
дятся к следующему: 1) все кислород
ные ионы находятся в упаковке, близ
кой к гексагональной плотнейшей
укладке, и в пределах элементарной
ячейки располагаются в двух слоях, па
раллельных (100); на рис. 279 один слой
показан в виде заштрихованных круж
ков; 2) каждый ион Si окружен четырь
мя кислородными ионами (изолиро
ванные тетраэдрические группировки
на рис. 280 оконтурены); 3) каждый ион

Рис. 279.

 Кристаллическая структура

форстерита в проекции на плоскость

(в схематизированном виде). Струк

тура построена из отдельных блоков

(

а 

и 

б

). Тетраэдры поочередно

вершинами направлены вверх и вниз,

причем в разных блоках расположены

на разных уровнях (заштрихованные

тетраэдры расположены относитель

но выше). Малыми кружками обозна

чены ионы магния

Рис. 280

. Полиэдрическое изображение структуры форстерита. Два типа октаэдров,

содержащих катионы магния, образуют зигзагообразные цепочки в плоскости слоев

плотнейшей упаковки кислорода

а

б

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

509

Mg находится в шестерном (октаэдрическом) окружении кислородных
ионов. Центрированные катионами Mg

2+

 октаэдры через общие ребра свя

заны в цепочки, вытянутые вдоль оси 

с

, связь между такими цепочками в

пределах слоя осуществляется через кремнекислородные тетраэдры (рис.
280), а с цепочками в смежных слоях — также через объединенные вер
шины октаэдров.

Облик кристаллов

. Встречающиеся кри

сталлы имеют изометрический или слегка уп
лощенный облик и представляют комбина
цию следующих форм (рис. 281): {100}, {110},
{010}, {111}, {001} и др. Двойники редки, боль
шей частью по (011). Хорошо образованные
кристаллы в пустотах (или вросшие в мета
морфических породах) встречаются сравни
тельно редко. Обычно распространен в зернистых агрегатах.

Цвет

. Чистый форстерит бесцветен; в агрегатах светлосерый до блед

ножелтого, по мере возрастания содержания железа делается все более
зеленым (он приобретает ложный зеленый оттенок, обязанный серпен
тину, развивающемуся метасоматическим путем вдоль трещинок в оли
вине). Прозрачен в невыветренном состоянии. 

Блеск

 стеклянный, силь

ный, на выветренной поверхности тусклый, до воскового. Показатели
преломления 

N

g = l,670, 

Nm

 = l,651 и 

Np

 = l,635; с ростом содержания фа

ялитового компонента показатели растут.

Твердость 

6–6,5. Хрупок.

 Спайность 

средняя или несовершенная по

{010}, реже по {100}. Излом часто раковистый. 

Уд. вес

 3,217–3,5 (в изо

морфном ряду форстерит–фаялит форстерит обладает наименьшим
удельным весом, который возрастает с увеличением содержания FeO).

Диагностические признаки. 

В оливиновых базальтах крупные вкрап

ленные зерна оливина на глаз узнаются по темной зеленоватожелтой
окраске, стеклянному блеску и неровному излому. В интрузивных оли
виновых горных породах характерен парагенезис с магнезиальными си
ликатами (серпентином, пироксенами) и хромшпинелидами.

Точно определяется в шлифах под микроскопом по оптическим кон

стантам (показателям преломления, двупреломлению и углу оптических
осей). Несвежие оливины с поверхности и на глубину часто бывают за
мещены серпентином, что снижает их твердость, блеск и степень прозрач
ности. При процессах выветривания в оливине происходит окисление
закисного железа, что выражается в побурении зерен.

П. п. тр. не плавится. Не растворяется в HCl. Порошок в концентри

рованной H

2

SO

4

 дает студень SiO

2

.

Происхождение и месторождения. 

В главной своей массе оливин

имеет 

магматическое

 происхождение. Магнезиальные оливины не могут

сосуществовать с кварцем, так как, реагируя химически, дадут пироксен —

Рис. 281.

 Кристаллы оливина

Описательная часть

510

энстатит, поэтому находки форстерита в кислых породах исключены.
В горных районах встречаются целые массивы бедных кремнеземом из
верженных оливиновых горных пород: 1) дунита, состоящего почти на
цело из оливина с незначительной примесью хромшпинелидов; 2) пери
дотитов, в которых, кроме оливина, присутствуют также пироксены.
Правда, в большинстве случаев оливин в них подвергся серпентиниза
ции (последующему гидротермальному процессу изменения). Форстерит
составов Fo

<80

 является породообразующим минералом ультраосновных

магматических пород: дунитов и базальтов, а также кимберлитов.

Кроме того, нередко оливин, относящийся по видовой принадлежно

сти к форстериту, является составной частью таких горных пород, как
габбро, диабаз, базальт и туфы основных эффузивов, а также карбонати
тов. Примером месторождений последнего типа является 

Ковдорский

щелочноультраосновной массив с карбонатитами (Кольский полуост
ров), где форстерит с кальцитом, диопсидом и флогопитом сопровожда
ет магнетитовые руды. Чистый форстерит чаще встречается в контакто
вометасоматических породах — кальцифирах (преобразованных
доломитах и известняках), например в районе ст. 

Слюдянка

 (Прибайка

лье) в ассоциации с хондродитом — Mg

5

[SiO

4

]

2

(OH,F) и флогопитом, в

НиколаеМаксимилиановской

 копи в Назямских горах (Ю. Урал, Златоу

стовский район) среди голубоватого грубозернистого мрамора с клино
гумитом, бруситом и др. Известны случаи образования форстерита за счет
серпентизированных ультраосновных пород, например в 

Снаруме

 (Нор

вегия), в ассоциации с магнезитом, флогопитом, гематитом и шпинелью,
очевидно как результат переработки под влиянием флюида в окислитель
ных условиях. Описаны также находки форстерита с оливином в древ
них вулканических выбросах Везувия на 

МонтеСомма

 в сопровожде

нии шпинели и авгита.

Крупные массивы оливиновых и оливиновопироксеновых пород,

правда, большей частью сильно серпентинизированных, распространены
в различных местах Урала, Северного Кавказа, Закавказья и вдоль юж
ной окраины Сибири. Ко многим из них приурочены месторождения хро
мистого железняка, иногда платины (Средний и Северный Урал).

Довольно крупные кристаллы и окатанные гальки прозрачного оливина

красивого зеленого или желтоватозеленого цвета (так называемые хризо
литы) встречаются в россыпях Верхнего Египта (к востоку от 

Эсне

), Индии,

Бразилии и в других местах. Особой известностью пользуются ювелирного
качества хризолиты с острова 

Зебергед

 в Красном море. В России хризолит

известен в щелочнобазальтовом массиве 

Кугда

 (Север Средней Сибири).

Практическое значение.

 Маложелезистые чисто оливиновые породы,

неизмененные или частично серпентинизированные, представляют высоко
качественное сырье для изготовления огнеупорных форстеритовых кирпи
чей. Так как при производстве их в условиях окислительного обжига все