Материал: Betekhtin

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

551

главных компонентов (в %): SiO

2

 — 30—44, В

2

О

3

 — 8—12, Аl

2

О

3

 — 18—44.

FeO + Fe

2

O

3

 — 0—38, MgO — 0—25, Na

2

O — 0—6, CaO — 0—4, Н

2

О — 1—4.

Кроме того, в виде изоморфных примесей устанавливаются следующие
элементы: К (до 2,5 % К

2

О), Li (до 1,3 % Li

2

О), Mn

2+

 (до 3,5 % MnO), Cr

(до 10,7 % Cr

2

О

3

), а также F (до 1,2 %) и Cl.

Основные (по распространенности) минеральные виды характеризу

ются тем, что X = Na, а в остальных
катионах происходят изоморфные
замещения:

ДРАВИТ

 — 

Y = Mg, Z = Al;

ШЕРЛ

—

Y = Fe

2+

, Z = Al;

ЭЛЬБАИТ

— Y

3

 = Al

1,5

Li

1,5

, Z = Al.

В позиции Y и Z этих трех мине

ральных видов входят атомы боль
шинства из перечисленных после об
щей формулы элементов, обычно в
количествах, малых, чтобы изменить
минеральный вид, но достаточных
для того, чтобы вызвать интенсивную
разнообразную окраску. Между дра
витом и эльбаитом имеется разрыв
смесимости, между остальными дву
мя парами из перечисленных видов
имеется неограниченный изомор
физм.

Сингония 

тригональная; дитри

гональнопирамидальный в. с. 

L

3

3

P.

Пр. гр. 

R

3

m

(C

5
3v

). 

а

0

= 15,51 — 16,01;

с

0

 = 7,10 — 7,22. 

Кристаллическая

структура 

турмалина изучена в под

робностях и основные ее детали хо
рошо видны из рис. 311, на котором
лишь не показаны BO

3

треуголь

ники. Учитывая, что здесь бор не
имитирует кремний в тетраэдре, а
выполняет собственную функцию
в присущей ему индивидуальной
координации, можно утверждать,
что группа турмалина должна быть
отнесена не к боросиликатам (по
аналогии с алюмосиликатами), а к боратосиликатам. Структура
с большим числом степеней свободы обеспечивает высокую изоморф
ную емкость группы турмалина, в которой выделено более 15 мине

Рис. 311.

 Кристаллическая структура

минералов группы турмалина

XY

3

Z

6

(BO

3

)

3

[Si

6

O

18

](O, OH, F)

4

:

 вокруг вертикальной винтовой оси из

Z

октаэдров навиваются плоские

тройки 

Y

октаэдров, увенчанные

кремнекислородными кольцами, над

которыми «висят» 

X

катионы, сверху

координируемые нижними кислорода

ми вышележащей тройки 

Y

октаэдров.

Для удобства тройки 

Y

октаэдров

показаны через один

(по вертикали)

Описательная часть

552

ральных видов

1

. 

Облик кристаллов. 

Кристаллы турма

лина обычно имеют столбчатый облик и вытянуты вдоль
тройной оси симметрии. Изредка встречаются коротко
призматические кристаллы. Как правило, кристаллы
небольшие, часто микроскопически мелкие, но иногда по
падаются и крупные экземпляры, до 20 см и более в длину
при нескольких сантиметрах в поперечнике. Из форм наи
более часто встречаются призмы {101

–

0} и {112

–

0}, триго

нальные пирамиды {101

–

1}, {022

–

1} и др. (рис. 312). Всего

установлено около 180 простых форм. Нередко концы
кристаллов развиты неодинаково. Очень часто наблюда

ются на гранях призм весьма характерная для турмали
нов вертикальная штриховка и не менее характерная фор
ма сферических треугольников в поперечном разрезе (рис.
313), обусловленная комбинацией многочисленных гра
ней призматического пояса. Двойники очень редки по
(101

–

1). 

Агрегаты.

 Нередко турмалины наблюдаются в ше

стоватых, радиальнолучистых (в виде так называемого
турмалинового солнца), спутанноигольчатых или волок
нистых агрегатов. Реже встречается в сплошных зернис
тых, иногда скрытокристаллических массах.

Цвет

 минералов группы турмалина зависит от его химического соста

ва. Эльбаиты, не содержащие железа или бедные им, окрашены в различ
ные оттенки зеленого, розового, красного цвета. Они обычно бедны MgO и
FeO, но часто богаты Li

2

O и Аl

2

О

3

. Розовый цвет обязан присутствию Mn,

Li и Cs. Темнокрасные эльбаиты носят название 

рубеллита.

 Дравиты чаще

всего обладают бурой и желтой окраской. Шерл практически всегда чер
ный, но по мере продвижения по изморфному ряду к эльбаиту делается
слегка просвечивающим и синеватым (индиголит). Реже наблюдаются со
вершенно бесцветные, прозрачные разности эльбаита. Иногда концы
кристаллов окрашены в какойлибо другой цвет; например, бесцветные
кристаллы с о. Эльбы на конце обладают густой черной окраской. Кроме
того, встречаются разности с кристаллическизональной окраской. Напри
мер, в поперечном изломе ядро имеет красный цвет, а с периферии одна
или несколько резко очерченных полигональных зон окрашены в различ
ные оттенки зеленого или какоголибо другого цвета. 

Блеск

 стеклянный.

Для дравита: 

Nm = 

1,635 и 

Np = 

1,614. Для шерла: 

Nm = 

1,698 и 

Np

 = 1,658.

Твердость

 7—7,5. В направлении, перпендикулярном к оси 

с, 

больше,

чем в параллельном. 

Спайность

 практически отсутствует или весьма не

Рис. 312.

Призматический

кристалл

турмалина

Рис. 313.

 Штри

ховка и форма

поперечного

сечения кристал

лов турмалина

1

 Следует аккуратно применять видовые названия и не смешивать их с названиями

цветовых разновидностей, так как зеленый верделит, например, может быть как эльбаи
том, так и хромдравитом.

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

553

совершенная по призме {112

–

0} и пирамиде {101

–

1}, обычна отдельность по

{0001}. Излом неровный. 

Уд. вес

 2,90—3,25.

Прочие свойства.

 Электризуется при нагревании, трении, давлении,

причем один конец кристалла заряжается положительно, другой — отри
цательно.

Диагностические признаки. 

Кристаллы турмалина легко узнаются по

характерному поперечному сечению (в виде сферического треугольника),
часто сильно проявленной вертикальной штриховке и высокой твердости.
От внешне похожих на него некоторых пироксенов и амфиболов, а также
эпидота отличается по отсутствию спайности и по высокой твердости. От
рутила отличается по твердости, черте и форме поперечного сечения.

П. п. тр. турмалин в зависимости от состава ведет себя неодинаково.

Бесцветные или бледноокрашенные разности, особенно богатые литием,
вообще не плавятся, но становятся мутными, иногда несколько вспучи
ваются. Более богатые железом плавятся с трудом, а железистомагнези
альные сплавляются довольно легко в пузыристое стекло. Все турмали
ны в смеси с CaF

2 

и KHSO

4

 дают реакцию на бор (зеленое окрашивание

пламени). В кислотах не разлагаются.

Происхождение и месторождения.

 Турмалины довольно часто встре

чаются в ассоциации с другими минералами, содержащими летучие и ред
кие компоненты. В

пегматитах

 в ассоциации с минералами, содержащи

ми литий, цезий, рубидий и другие редкие элементы, обычно находки
розовых, красных (рубеллит) и полихромных тэльбаитов. Шерлэльбаи
ты синего цвета (индиголит) и эльбаиты зеленой окраски (верделит), по
А. И. Гинзбургу, широко распространены в пегматитах, подвергшихся аль
битизации, в связи с танталониобиевым и оловянным оруденением.

Нередко они наблюдаются в

 гидротермальных

 рудных месторожде

ниях, а также в различных измененных породах, в том числе кристалли
ческих сланцах, гнейсах, филлитах, подвергшихся воздействию пневма
толитовых агентов.

В виде микроскопических кристалликов наблюдается также в неко

торых гранитах и в их контактовых ореолах, преимущественно в ассоциа
ции с кварцем, иногда с топазом, касситеритом и другими минералами,
особенно в 

грейзенах

.

При выветривании пород он ведет себя как химически стойкий мине

рал и, как остаточный продукт, попадает в россыпи. Устанавливается так
же во многих осадочных породах. Наблюдающиеся иногда на кристаллах
турмалина фигуры разъедания, вероятно, обязаны своим происхождени
ем гидротермальным процессам.

Месторождения, в которых встречается в том или ином количестве

турмалин, весьма многочисленны, причем наибольшим распространени
ем пользуются черные турмалины. Отметим лишь некоторые, наиболее
интересные с минералогической точки зрения месторождения.

Описательная часть

554

Заслуженной славой пользуются месторождения пегматитовых жил

Шайтанки, Мурзинки, Южаковой, Сарапулки 

и

 Липовки

 (на

Урале, к се

веровостоку от Екатеринбурга), где встречаются различных цветов по
лихромные турмалины, нередко в лучистошестоватых сростках. Особен
но замечательны карминнокрасные турмалины Сарапулки. Прекрасные
кристаллы малинового и полихромного эльбаита вместе с лепидолитом
были найдены на северном склоне 

Борщовочного

 кряжа (Забайкалье).

В

НижнеИсетском

 районе Урала, близ дер. Шабры, в трещинах среди за

лежей хромистого железняка и на границах их с тальковыми сланцами
были обнаружены довольно крупные (до нескольких сантиметров в дли
ну и до 1 см в поперечнике) кристаллы хромовых турмалинов темнозе
леного или почти черного цвета.

Из иностранных месторождений упомянем лишь некоторые. Большой

известностью пользуются замечательные по окраске и размерам турмалины
из пегматитовых жил о. 

Мадагаскара

. Красиво окрашенные в различные

цвета (красный, розовый, зеленый, синий, фиолетовый и др.) турмалины
встречаются среди пегматитов 

СанДиего

 и в других местах Калифорнии.

Коричневые, прекрасно образованные кристаллы дравита в слюдяном слан
це встречаются в районе 

Йиннитара

 (Западная Австралия). Из россыпей

о. 

Цейлона

 издавна добывались интенсивно окрашенные прозрачные образ

цы турмалина и вывозились как драгоценные камни в Европу. Частью отсю
да происходят редко встречающиеся синие турмалины (индиголит). Место
рождения штата 

МинасЖерайс

 (Бразилия) богаты высококачественными

эльбаитами любых окрасок, в том числе полихромными.

Практическое значение. 

Красиво окрашенные прозрачные разности

эльбаита и хромдравита применяются в ювелирном деле на мелкие по
делки. Крупные кристаллы, обладающие пьезоэлектрическими свойства
ми, имеют применение в радиотехнике для изготовления пластинок, слу
жащих для стабилизации длин волн передатчиков.

Подкласс В. Силикаты с непрерывными цепочками
или лентами тетраэдров SiO

4

 в кристаллических структурах

Главнейшими представителями силикатов данного подкласса явля

ются пироксены и амфиболы, считающиеся типичными метасиликата
ми. Несмотря на существенное различие в количественных соотношени
ях составляющих компонентов, эти минералы имеют ряд общих
характерных внешних черт: аналогичный облик кристаллов, близкие кри
сталлические структуры, одинаковую степень проявления спайности,
много общего в оптических свойствах, близкие удельные веса, близкую
твердость и т. д. Среди катионов в пироксенах и амфиболах представле
ны главным образом следующие элементы: Mg

2+

, Fe

2+

, Ca

2+

, Na

1+

, иногда

Li

1+

, а также Al

3+

, Fe

3+

, а среди анионов: [SiO]

4–

, иногда [AlO

4

]

5–

, а также

[OH]

1–

, F

–1

 и Cl

1

 (в амфиболах).

Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)

555

Наибольшим распространением в природе пользуются железомагне

зиальные пироксены и амфиболы, являющиеся важнейшими породооб
разующими минералами во многих изверженных горных породах. Общее
их количество по весу в земной коре достигает 16 %.

От железомагнезиальных породообразующих ортосиликатов (мине

ралов группы оливина) пироксены и амфиболы отличаются следующи
ми химическими особенностями:

1) содержат больше SiO

2

 (при недостатке SiO

2

 в расплавах образуют

ся оливины);

2) кроме Mg и Fe, в них весьма существенную роль играет Са (в орто

силикатах 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 двой

ными соединениями, часто содержат примеси Al

2

О

3

, Na

2

O, иногда Fe

2

O

3

и др. (ортосиликаты характеризуются сравнительной чистотой состава).

Физические свойства описываемых здесь минералов находятся в пол

ном соответствии с их кристаллической структурой, отличающейся уже весь
ма существенно от структур ортосиликатов тем, что здесь принимают учас
тие вытянутые в одном направлении (вдоль оси 

с

)

анионные комплексы

непрерывно связанных друг с другом кремнекислородных тетраэдров. Глав
нейшие особенности минералов этого подкласса сводятся к следующему.

1. Кристаллические индивиды обычно вытянуты в одном направлении

(минералы группы оливина обладают изометрическим обликом). Это обус
ловлено тем обстоятельством, что связь Si—О—Si, вследствие более непо
лярного характера, прочнее, чем существенно ионная связь кислорода и
металлических катионов Са

2+

 и Mg

2+

, 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 вытяну
тости индивидов.

3. Показатели преломления и двупреломление по сравнению с мине

ралами 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 

отлича

ются друг от друга

 некоторыми особенностями. Отметим наиболее важ

ные из них.

А. Было указано, что, согласно рентгенометрическим исследованиям,

в кристаллических структурах пироксенов анионные радикалы представ
лены простыми одинарными цепочками кремнекислородных тетраэдров
с формулой [SiO

3

]

∞

, а в структурах амфиболов — сдвоенными цепочками