Материал: Betekhtin
Описательная часть
636
приходится на долю метаморфических горных пород, преимущественно
гнейсов и кристаллических сланцев; остальные 10–11 % падают главным
образом на песчаники и конгломераты, в которых полевые шпаты встре
чаются в виде окатанных зерен или входят в состав галек.
По своему химическому составу полевые шпаты представляют алю
мосиликаты Na, К и Са — Na[AlSi
3
O
8
], K[AlSi
3
O
8
], Ca[Al
2
Si
2
O
8
], изредка
Ba — Ba[Al
2
Si
2
O
8
]. Иногда в ничтожных количествах присутствуют Li,
Rb, Cs в виде изоморфной примеси к щелочам и Sr, заменяющий Са.
Другой характерной особенностью минералов этой группы является
их способность образовывать изоморфные, главным образом бинарные
ряды. Таковы, например, ряды: Na[AlSi
3
O
8
]—Ca[Al
2
Si
3
O
8
], Na[AlSi
3
O
8
]—
K[AlSi
3
O
8
] и K[AlSi
3
O
8
]—Ba[Al
2
Si
2
O
8
]. Для первых двух пар наглядное
представление о степени распространенности и совершенства явлений
изоморфизма дает диаграмма составов полевых шпатов (рис. 346).
Рис. 346.
Диаграмма колебаний химического состава полевых шпатов
Кристаллизуются эти минералы в моноклинной или триклинной син
гонии, причем те и другие по морфологическим признакам малоотличимы
друг от друга. Рентгенометрические исследования показывают большое
сходство в кристаллической структуре всех полевых шпатов (рис. 347).
Много общего мы находим и в физических свойствах этих минера
лов. Все они имеют преимущественно светлую окраску; относительно
низкие показатели преломления; большую твердость (6–6,5); совер
шенную спайность по двум направлениям, пересекающимся под углом,
близким к 90°, и сравнительно небольшие удельные веса (2,5–2,7). По
этим признакам они довольно легко отличаются от похожих на них
минералов.
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
637
В крупнокристаллических мас
сах они наблюдаются в гранит
ных пегматитах в ассоциации с
кварцем, часто крупнокристал
лической слюдой и редкими ми
нералами, содержащими летучие
компоненты (топаз, берилл, тур
малин и др.). В миаролитовых по
лостях иногда встречаются друзы
хорошо образованных крупных
кристаллов полевых шпатов.
Соответственно особенностям
химического состава полевые
шпаты разбиваются на следу
ющие три подгруппы.
А. Подгруппа
натриевокаль
циевых
полевых шпатов, называ
емых плагиоклазами, представля
ющих непрерывный при высоких температурах изоморфный ряд
Na[AlSi
3
O
8
]—Ca[Al
2
Si
2
O
8
]; нередко в незначительных количествах в виде
изоморфной примеси в них содержится также K[AlSi
3
O
8
].
Б. Подгруппа
калинатриевых
полевых шпатов, которые при высоких
температурах также способны давать непрерывные твердые растворы
K[AlSi
3
O
8
]—Na[AlSi
3
O
8
], распадающиеся при медленном охлаждении на
два компонента существенно калиевых и существенно натриевых (ср. га
лит–сильвин). Содержание в виде изоморфной примеси Ca[Al
2
Si
2
O
8
]
обычно совершенно незначительно.
В. Подгруппа редко встречающихся калибариевых полевых шпатов,
называемых
гиалофанами
, представляющими также изоморфные смеси
K[AlSi
3
O
8
]—Ba[Al
2
Si
2
O
8
].
Подгруппа плагиоклазов
Как уже указано, относящиеся к этой подгруппе минералы представ
ляют прекрасно изученный бинарный ряд изоморфных смесей, крайние
члены которого носят названия альбит — Na[AlSi
3
O
8
] и анортит —
Ca[Al
2
Si
2
O
8
]. Согласно данным о природных и искусственных соедине
ниях, существуют все разности беспрерывно меняющегося состава от
чистого альбита (Ab) до анортита (An).
Классификация минеральных видов этого изоморфного ряда услов
но дается в табл. 19.
ПЛАГИОКЛАЗЫ
— (100 –
n
)Na[AlSi
3
O
8
]
n
Ca[Al
2
Si
2
O
8
], где
n
меня
ется от 0 до 100.
Плагиоклаз
в переводе с греч. — косораскалывающийся.
По сравнению с другими полевыми шпатами, у которых угол между
Рис. 347.
Основной мотив структуры
полевых шпатов в шариковой модели (
а
)
и в полиэдрах (
б
) — зигзагообразная лента
из четверных колец, вырезанная из каркаса.
По Н. В. Белову
Описательная часть
638
плоскостями спайности (001) и (010) равен 90° или очень близок к этой
цифре, у плагиоклазов он меньше — 86°24
′
–86°50
′
. Название «альбит» про
исходит от лат.
albus
— белый; анортит — от греч.
анортос
— косой (име
ется в виду кристаллизация в триклинной сингонии).
Ввиду исключительного значения состава плагиоклазов для система
тики изверженных пород Е. С. Федоров предложил очень удобную и наи
более рациональную классификацию с обозначением каждого плагиокла
за определенным номером соответственно процентному содержанию в нем
анортитовой молекулы. Так, например, плагиоклаз № 72 представляет изо
морфную смесь, содержащую 72 % анортита и 28 % альбита. При этом пре
небрегают обычно незначительной изоморфной примесью K[AlSi
3
O
8
].
Иногда для общих соображений при систематике изверженных по
род удобно придерживаться грубого деления плагиоклазов по их составу,
а именно:
·
плагиоклазы кислые № 0–30;
·
плагиоклазы средние № 30–60;
·
плагиоклазы основные № 60–100.
Здесь названия «кислый», «средний», «основный» применены не
в обычном смысле: они обусловлены тем, что содержание SiO
2
(кремне
кислоты) от альбита к анортиту постепенно падает; это можно видеть из
сопоставления химических формул конечных членов данного изоморф
ного ряда.
Химический состав
(теоретический) приведен в табл. 20, где показа
ны содержания Na
2
O, CaO, Al
2
О
3
и SiO
2
для пяти номеров плагиоклазов.
Почти всегда имеется примесь К
2
О, иногда до нескольких процентов.
Часты также ничтожные примеси BaO (до 0,2 %), SrO (до 0,2 %), FeO,
Fe
2
O
3
и др.
Таблица 19
Классификация подгруппы плагиоклазов
Минерал
Содержание
анортитовой
молекулы
(An), %
Сингония
Альбит (Ab) — Na[AlSi
3
O
8
]
0–10
Триклинная сингония
Изоморфные смеси Ab + An:
Олигоклаз
Андезин
Лабрадор
Битовнит
10–30
30–50
50–70
70–90
Триклинная сингония
»
»
»
»
Анортит (An) — Ca[Al
2
Si
2
O
8
]
90–100
»
Раздел V. Кислородные соли (оксисоли)
639
Гомогенные при высоких температурах твердые растворы плагиокла
зов, испытывая медленное охлаждение в эндогенных условиях, испыты
вают ряд структурных превращений. При понижении температуры упо
рядочение Al и Si по позициям в каркасе чистого альбита является весьма
энергетически выгодным процессом, поэтому в изначально гомогенной
фазе происходят изменения, которые ведут к обособлению плагиоклаза
с малыми номерами. Так происходит постепенный спинодальный рас
пад в нескольких интервалах, с образованием двухфазных пластинча
тых структур распада с масштабами выделений от 500 до 5000 A
°. Обра
зующиеся при распаде пары фаз отвечают составам с номерами приб
лизительно № 0–№ 33, № 45–№ 60 и № 65–№ 90. Плагиоклазы с соста
вами вне этих интервалов, как показала электронная микроскопия, так
же не остаются гомогенными твердыми растворами, но приобретают мо
дулированную тонкую структуру с частичным перераспределением
натрия и кальция между поразному ориентированными в зависимости
от номера плагиоклаза плоскопараллельными доменами. Домены, поло
вина которых имеет альбитоподобную структуру, а половина — анорти
топодобную, имеют в зависимости от начального состава плагиоклаза по
перечный масштаб от 25 до 180 A
°. В низкотемпературном (субсолидусном)
поведении медленно охлаждавшихся, так называемых «низких» плаги
оклазов остается еще много спорного и не до конца объясненного.
Быстро охладившиеся, вулканогенные твердые растворы плагиоклазов
метастабильно сохраняют свое гомогенное состояние в течение тысяч лет
благодаря эффекту закалки. Такие плагиоклазы называются «высокими».
Сингония
триклинная; пинакоидальный в. с. Пр. гр.
Р
1 (
С
1
i
)
.
Альбит:
a
0
= 8,23;
b
0
= 13,03;
с
0
= 7,25;
α
= 94°03
′
;
β =
116°29
′
;
γ
= 88°09
′
. Анортит:
a
0
= 8,18;
b
0
= 12,89;
c
0
= 2
×
7,09;
α
= 93°13
′
;
β =
115°5б
′
;
γ
= 91°12
′
(анортит
имеет несколько иную структуру, отличающуюся от альбитовой лишь удво
ением одного параметра ячейки изза другой схемы упорядочения Al и Si).
Облик кристаллов.
Хорошо образованные простые кристаллы встречаются
относительно редко. Они имеют таблитчатый и таблитчатопризматический
облик. Наиболее обычный вид их представлен на рис. 348.
Таблица 20
Химический состав и удельные веса плагиоклазов
Состав
Плагиоклазы
№ 0
№ 25
№ 50
№ 75
№ 100
Na
2
O
CaO
Al
2
O
3
SiO
2
10,76
—
19,40
68,81
8,84
5,03
23,70
62,43
5,89
10,05
28,01
56,05
2,92
15,08
32,33
49,67
—
20,10
36,62
43,28
Уд. вес
2,624
2,643
2,669
2,705
2,758
Описательная часть
640
Простые двойники редки, зато
чрезвычайно широко распростране
ны сложные полисинтетические
двойники (рис. 349), наблюдаемые
нередко невооруженным глазом в
виде характерной частой штрихов
ки на плоскостях спайности по
(001). В тонких прозрачных шли
фах полисинтетические двойники
сразу обнаруживаются при скре
щенных николях и настолько ти
пичны, что позволяют быстро отличить плагиоклазы от других минера
лов. Для кристаллов плагиоклаза характерно зональное распределение
состава, в большинстве случаев внутренняя область (ядро) кристаллов
магматогенных плагиоклазов имеет более основной состав, что соответ
ствует высокой температуре плавления анортита в сравнении с альби
том. Периферия характеризуется более кислым составом.
Агрегаты
. Альбит в миаролитовых пустотах среди пегматитов доволь
но часто наблюдается в виде друз или агрегатов, пластинчатых кристал
лов, иногда называемых клевеландитом. Встречаются также зернисто
кристаллические породы, состоящие почти целиком из плагиоклазов.
Таковы, например, сахаровидная альбитовая порода, образующаяся не
редко метасоматическим путем в пегматитах, анортозиты или лабрадо
риты Украины, используемые в качестве облицовочного камня, и др.
Цвет
белый, сероватобелый, иногда с зеленоватым, синеватым, реже
красноватым оттенком. Лабрадоры нередко выглядят темносерыми до
черных благодаря обильным включениям титаномагнетита.
Блеск
стек
лянный. Показатели преломления закономерно возрастают от альбита
(
Ng
= 1,536,
Nm
= l,529,
Np
= 1,525) до анортита (
Ng
= l,588,
Nm
=
1,583,
Np
=
1,575). Однако более тонкие особенности кристаллооптики плагиокла
зов зависят от структурного их состояния, поэтому следует использовать
разные наборы справочных данных для высоких и низких плагиоклазов.
Разновидности,
получившие особые названия благодаря некоторым
оптическим эффектам, заслуживают подробного описания:
1)
лунный камень
— изредка плагиоклаз (но чаще — калинатровый
полевой шпат), обладающий рассеянным в широком угловом интервале,
своеобразным нежносиневатым отливом или сиянием в объеме, напо
минающим лунный свет. Нередко лунные камни и проявляемый ими
эффект незаслуженно смешивают с иризацией (см. ниже). Однако при
рода
адуляресценции
(так называется присущий лунным камням эффект)
связана с рассеянием белого света на субмикроскопических точечных,
непротяженных дефектах типа микропертитовых вростков, простран
ственных флуктуаций состава и т. п. Согласно теории Рэлея, коротковол
Рис. 348.
Крис
талл альбита. Угол
между (001) и
(010) равен 86°24
′
Рис. 349.
Штрихов
ка на плоскости
спайности плагиок
лаза как признак
полисинтетического
двойникования