Материал: Betekhtin
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
581
ТАЛЬК —
Mg
3
[Si
4
O
10
][OH]
2
, или 3MgO
.
4SiO
2
.
H
2
O. Старинное араб
ское название минерала.
Химический состав.
MgO — 31,7 %, SiO
2
— 63,5 %, Н
2
О — 4,8 %. Обыч
но часть MgO бывает замещена FeO (до 2–5 %). Кроме того, довольно
часто присутствует Al
2
О
3
(до 2 %), изредка в небольших количествах (до
десятых долей процента) NiO.
Сингония
моноклинная. Пр. гр.
C
2/
c
(
C
6
2
h
)
или
Cc
(
С
4
S
)
. а
0
= 5,26;
b
0
= 9,10;
с
0
= 18,81;
β =
100°00
′
. Очень редко наблюдается в таблитчатых
кристаллах гексагонального и ромбического облика, непригодных, одна
ко, для измерения.
Агрегаты.
Весьма характерны листоватые, чешуйча
тые, часто плотные массы, называемые жировиком, стеатитом, мыльным
или горшочным камнем.
Цвет
талька бледнозеленый (для крупнолистовых масс) или белый
с желтоватым, буроватым, зеленоватым, иногда интенсивным оттенком.
Тонкие листочки прозрачны или просвечивают. Блеск стеклянный с пер
ламутровым отливом.
Ng =
1,575–1,590 и
Np =
1,538–1,545.
Твердость
около 1. Жирен на ощупь. Листочки гибки, но не упруги.
Спайность
весьма совершенная по {001}. Спайные листочки дают шести
лучевую фигуру удара и часто обнаруживают направления спайности,
параллельные линиям удара. Вследствие этого нередко раскалывается на
ромбические или гексагональные кусочки.
Уд. вес
2,7–2,8.
Прочие свой8
ства.
Плохой проводник тепла и электричества. Огнеупорен. Тальковый
камень не плавится до температуры 1300–1400 °С.
Диагностические признаки.
Легко узнается по низкой твердости,
жирному ощущению в руках, светлой окраске и совершенной спайности
листоватых разностей. Однако от пирофиллита, особенно в тонкокрис
таллических массах, отличим лишь по химическим реакциям.
П. п. тр. белеет, расщепляется и с трудом оплавляется по краям в бе
лую эмаль. Будучи сильно прокален, приобретает значительную твердость
(около 6). В кислотах нерастворим даже при нагревании. С раствором
азотнокислого кобальта после прокаливания становится бледнорозовым
(отличие от пирофиллита).
Происхождение и месторождения.
Тальк чаще всего встречается как
продукт
гидротермального изменения
богатых магнезией ультраосновных
пород. В этих случаях он, как правило, ассоциирует с остаточными зер
нами хромшпинелидов и с новообразованиями карбонатов магния (брей
неритом (Feмагнезитом), магнезитом), иногда кальция. Очень характер
ны в качестве новообразований также метакристаллы гематита или
магнетита, изредка апатита. Судя по парагенезису минералов, образова
ние талька за счет силикатов магния происходит с помощью гидротерм,
содержащих углекислоту, по следующей схеме реакции:
4(Mg,Fe)
2
SiO
4
+ Н
2
O + 3СО
2
→
Mg
3
[Si
4
O
10
][ОН]
2
+ 3MgCO
3
+ Fe
2
O
3
.
оливин
тальк
магнезит гематит
Описательная часть
582
Присутствие гематита указывает на окислительную обстановку реак
ции. В восстановительной среде образуются магнетит и брейнерит и сам
тальк содержит некоторое количество FeO.
Примером может являться
Шабровское
месторождение талькового
камня (в 25 км
к
югу от Екатеринбурга), известное еще с 20х гг. XIX
столетия. Оно образовалось в связи с воздействием на серпентиниты
гидротерм, богатых CO
2
и генетически связанных с более молодыми гра
нитными интрузиями. В результате этого воздействия возникли самые
разнообразные по составу породы: талькохлоритовые, нередко с крис
таллами турмалина, иногда магнетита, и зернами эпидота, апатита и дру
гих минералов; пироксеногранатоэпидотовые, образовавшиеся вслед
ствие привноса вместе с летучими компонентами кремнезема;
талькокарбонатные с гематитом и магнетитом; талькохлоритоакти
нолитовые породы и пр. Крупнопластинчатый тальк встречается в виде
прожилков и жил, располагающихся вкрест простирания среди тальк
содержащих пород.
Месторождения талька связаны и с контактовометасоматическими
процессами. Они образуются в гидротермальную стадию на границе до
ломитов с интрузивными породами. В этих случаях тальк встречается в
виде линзообразных тел и отличается чистотой и высокосортностью.
Образование его происходит, очевидно, по следующей схеме:
3CaMg[CO
3
]
2
+ 4SiO
2
+ H
2
O
→
Mg
3
[Si
4
O
10
][ОН]
2
+ 3СаСО
3
+ 3СО
2
.
доломит
тальк
кальцит
Крупные месторождения, связанные с карбонатными породами, из
вестны в
Канаде
в Мэдокском округе. Линзообразные тальковые залежи
состоят из листоватого талька снежнобелого, светлосерого и коричне
вого цвета с примесью карбонатов (кальцита и доломита), тремолита и
других минералов.
Практическое значение.
Тальк широко используется в промышлен
ности. Он находит применение главным образом в молотом виде (таль
ковый порошок) и отчасти в форме кускового талька.
Тонкоразмолотый тальк широко используется в бумажной, а также
в резиновой промышленности в качестве наполнителя для увеличения
объема данного материала без существенного изменения его полезных
свойств. Высшие безжелезистые сорта применяются в парфюмерии (при
изготовлении пудры, мазей, пасты). В красочной промышленности упот
ребляется для изготовления огнезащитных и светоупорных красок и мяг
ких карандашей для стекла, материй, металла. В текстильной промыш
ленности используются адсорбционные свойства талькового порошка,
в связи с чем он применяется для беления хлопка, вывода жирных пя
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
583
тен и для других целей. В керамической промышленности тальковый
порошок применяется для изготовления высоковольтных электроизо
ляторов, глазурей, кислото и щелочеупорных сосудов, водосточных
труб и т. д.
Тальковый камень, обычно содержащий примеси других минералов
(главным образом карбонатов и хлоритов), применяется в виде кирпи
чей, плит и пр. Особенно отличаются огнеупорными свойствами талько
вые камни, богатые примесью магнезита. Применяются они для футеров
ки металлургических печей, топок паровозов и др. Наконец, из молотых
тальковых камней с помощью флотационного обогащения можно полу
чить чистый тальковый продукт.
ПИРОФИЛЛИТ
—Al
2
[Si
4
O
10
][ОН]
2
, или Al
2
О
3
.
4SiO
2
.
Н
2
О. От греч.
пирос
— огонь,
филлон
— лист. Название дано вследствие способности
этого минерала расщепляться на тонкие листочки перед паяльной труб
кой. Впервые как минеральный вид был установлен Р. Германом (1829 г.)
в Березовском золоторудном месторождении (Урал).
Химический состав.
Al
2
О
3
— 28,3 %, SiO
2
— 66,7 %, Н
2
О — 5,0 %. Содер
жание отдельных компонентов колеблется в довольно широких пределах.
В виде примесей устанавливаются: MgO (до 9 % и, вероятно, выше), FeO
(до 5 %), Fe
2
O
8
, в ничтожных количествах CaO, щелочи и окись титана.
Сингония
моноклинная. Пр. гр.
C
2/c(
C
6
2
h
)
или
Cc
(
C
4
S
).
а
0
=
5,14;
b
0
= 8,90;
с
0
= 18,55;
β =
99°55
′
. Кристаллы, пригодные для измерения, не
встречаются. Обычно распространен в виде пластинчатолучистых агре
гатов или скрыточешуйчатой плотной породы, носящей название агаль
матолита, или пагодита (от греч.
агальма
— статуя,
пагода
— буддийский
идол и храм). Из этого камня выделывались фигуры китайских божков.
Цвет
пирофиллита белый с желтоватым оттенком или бледнозеле
ный; нередко полупрозрачный.
Блеск
стеклянный с перламутровым от
ливом для пластинчатых агрегатов.
Ng =
1,600,
Nm
=
1,588 и
Np =
1,552.
Твердость
около 1. Жирный на ощупь. Тонкие листочки гибки, уп
ругостью не обладают.
Спайность
совершенная по {001}.
Уд. вес
2,66–
2,90.
Диагностические признаки.
Характерны очень низкая твердость, свет
лая окраска, перламутровый или мерцающий блеск. От талька без хими
ческих анализов или реакции с азотнокислым кобальтом неотличим. Весь
ма вероятно, что во многих случаях ошибочно принимается за тальк.
Известны случаи, когда пирофиллитовые месторождения вначале раз
ведывались как тальковые.
П. п. тр не плавится. Расщепляется на тончайшие листочки и обраща
ется в снежнобелую массу. При прокаливании в закрытой трубке выде
ляет воду при высокой температуре и принимает серебристый отлив.
В кислотах не разлагается. С раствором Co[NO
3
]
2
после прокаливания
принимает синий цвет (присутствие Al).
Описательная часть
584
Происхождение и месторождения.
Встречается в некоторых
гидро
термальных
жильных месторождениях как низкотемпературный мине
рал в ассоциации с кварцем, карбонатами, гематитом и другими минера
лами, образовавшимися в результате гидротермального разложения
обычно кислых изверженных пород.
Распространен также в некоторых богатых глиноземом метаморфи
ческих сланцах, иногда в весьма значительных массах. Известен также в
виде псевдоморфоз по андалузиту, кианиту, мусковиту и другим силика
там алюминия и алюмосиликатам, образующимся, повидимому, в про
цессе наложения гидротермальной деятельности.
Замечательные по бледнозеленой окраске и перламутровому блеску
звездчатые и пластинчатолучистые агрегаты пирофиллита встречаются
в кварцевых жилах среди пирофиллитокарбонатных пород в районе меж
ду
Березовским
и
Пышминским
месторождениями на Урале (близ Екате
ринбурга). Пирофиллит здесь наблюдается в виде оторочек на стенках
жил, выполненных в середине кварцем. В мелколистоватых и плотных
массах встречен также около г. Миасса (Ю. Урал). Агальматолит извес
тен в
СарыХая
(Тува).
Крупные месторождения агальматолита известны в
Китае
. В виде
пирофиллитового сланца в значительных массах распространен в шта
тах Арканзас, Джорджия и Северная Каролина (США). В Бразилии, близ
ОуроПрето
(МинасЖерайс), встречен в форме листоватых агрегатов в
ассоциации с топазом. Вообще нужно сказать, что пирофиллит пользует
ся широким распространением.
Практическое значение
. В случаях скоплений в виде сплошных, зна
чительных по размерам масс имеет несомненный промышленный инте
рес. Свойства пирофиллита таковы, что он может быть широко исполь
зован в бумажной, керамической, строительной (в качестве огнеупорного
камня), электротехнической (для изоляторов), резиновой (в качестве
наполнителя) и других отраслях промышленности. Подробнее о приме
нении было сказано выше (см. тальк). В древние времена в Китае плот
ные разности его, известные под названием «китайского агальматолита»,
употреблялись для изготовления различных безделушек, статуэток, гри
фельных карандашей и пр.
2. Группа слюд
Слюды принадлежат к числу широко распространенных в природе
минералов. Нередко они являются породообразующими минералами.
Общее количество их в земной коре достигает примерно 3,8 %, причем в
главной массе они встречаются в кислых интрузивных породах и крис
таллических слюдяных сланцах.
В структурном отношении слюды подобны тальку и пирофиллиту,
однако слюдяные пакеты, образованные бруситовым или гиббситовым
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
585
слоем с покрывающими его кремнекислородными тетраэдрическими сет
ками, не являются электрически нейтральными. Это позволяет прини
мать в межслоевое пространство крупные катионы, которые служат уси
лению связи между несущими отрицательный заряд пакетами. Так как в
основе слюдяных пакетов могут лежать как бруситовые, так и гиббсито
вые слои, то по этому признаку слюды делятся соответственно на три
и диоктаэдрические.
Химический состав минералов группы слюд необычайно изменчив.
Весьма широко распространены явления замены одних катионов дру
гими. С химической точки зрения, эти минералы представляют особую
группу алюмосиликатов. Типические их составы могут быть выражены
в следующем виде: R
+
R
3
2+
[AlSi
3
О
10
][ОН]
2
или R
+
R
2
3+
[AlSi
3
О
10
][ОН]
2
, где
R
+
= К; R
3+
= Al, часто Fe
3+
, Mn
3+
, изредка Cr
3+
, V
3+
, в некоторых случаях
Ti
4+
;
R
··
=
Mg
,
часто Fe
2+
, Mn
2+
, а также Li
1+ 1
и др. Ион Na
1+
в составе слюд
редко принимает участие в существенных количествах, а Са
2+
и Ва
2+
обыч
но отсутствуют. Гидроксил может замещаться F (главным образом в маг
ниевых и литиевых слюдах).
Таким образом, в слюдах устанавливаются широкие изоморфные сме
си, в которых, с одной стороны, как обычно, Mg
2+
заменяется Fe
2+
, Al
3+
—
Fe
3+
, а с другой, — несомненно, существуют гетеровалентные изоморф
ные замещения Mg
2+
(Fe
2+
)—Al(Fe
3+
) и др.
Большинство минеральных видов группы слюд кристаллизуется
в моноклинной сингонии, причем формы кристаллов близки к гексаго
нальным благодаря строению тетраэдрических и октаэдрических сеток
структуры. Кристаллические структуры являются типичными слоисты
ми, что приводит к существованию многочисленных политипов.
Различия между политипами являются весьма тонкими. Суть поли
типии в слюдах сводится к следующим моментам. Между положениями
иона гидроксила с нижней и верхней сторон бруситовых или гиббсито
вых октаэдрических слоев всегда существует сдвиг (см. рис. 326, внизу),
в то время как такие же гидроксилы на встречных сторонах двух октаэд
рических слоев из смежных пакетов, разделенных двумя кремнекисло
родными сетками и межслоевым катионом, находятся непосредственно
один над другим (рис. 328). Симметрия в результате сдвига понижается
настолько, что в плоскости слоя приходится выбирать так называемую
ортогексагональную ячейку с прямым углом между горизонтальными
ребрами, как это сделано на рис. 326, вверху. При переходе от одного окра
эдрического слоя к следующему, из верхней пачки, вся конфигурация ока
жется сдвинутой в горизонтальной плоскости на третью часть вектора ячей
ки
a
(см. рис. 326), т. е. кратчайшего расстояния между центрами колец
1 Замещение магния литием идет с одновременным вхождением алюминия по схе
ме: 3Mg
2+
→
Li
1+
1,5
Al
3+
1,5
.