СТРУКТУРНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ СИЛИКАТОВ

Рис. 1. Островные линейные группы в структурах силикатов: а - изогнутые триортогруппы [Si3O10] в Na4Cd2[Si3O10], б - линейные триортогруппы [Si3O10] в Na2Cd3[Si3O10], в - тетраэдрические анионы [Si3AsO13] в тирагаллоите Mn4[AsSi3O12(OH)], г - тетраэдрические анионы [VSi5O18(OH)] в медаите HMn6[VSi5O19]. Синим и красным цветом выделены As-тетраэдр (тирагаллоит) и V-тетраэдр (медаит).

Общее число различных цепочек из тетраэдров, выявленных в структурах силикатов и их аналогов, достигло 15. Их различные конфигурации изображены на рис. 2. На примере большой группы силикатов и фосфатов выявлены количественные корреляции между степенью вытянутости цепочек и важнейшими свойствами контактирующих с ними катионов - электроотрицательностью, валентностью и размером. Кремнекислородные цепочки с периодом в два тетраэдра, контактирующие с лентами шириной в два октаэдра, - характерный структурный элемент пироксенов, распространенных породообразующих минералов. На рис. 3 показано, как изменение ширины лент с двух до трех октаэдров влияет на форму кремнекислородных цепочек в структурах легко сопоставимых с пироксенами минералов, получивших название пироксеноидов. С кольцевыми и цепочечными кремнекислородными комплексами связаны так называемые разветвленные, к остову которых подвешиваются дополнительные тетраэдры-отростки (рис. 4). При объединении тетраэдрических цепочек образуются ленты, установленные в структурах большой группы силикатов, в том числе широко распространенных амфиболов. Изучение ленточных силикатов методом электронной микроскопии высокого разрешения способствовало в последние годы развитию представлений об их реальной структуре. Например, в структурах биопириболов, характеризующихся элементами, общими для пироксенов, амфиболов и слюд, установлены многорядные ленты, образованные тремя, четырьмя и вплоть до десяти пироксеновыми цепочками, представляющими собой постепенный переход от лент к слоям. Структуры основных   породообразующих слоистых силикатов содержат плотнейшую упаковку анионов О^2- или (ОН)^- , в которой меньшие по размеру катионы (Si⁴⁺, Al³⁺ ) размещаются в тетраэдрических позициях, а более крупные (Mg²⁺,Fe²⁺, Al³⁺,Fe³⁺ ) - в октаэдрических. Таким образом осуществляется чередование тетраэдрических кремнекислородных и октаэдрических слоев, которые, соединяясь между собой, образуют двух- или трехслойные пакеты. В двухслойном пакете, называемом каолинитовым, объединяются один тетраэдрический и один октаэдрический слой (их отношение 1 : 1). В трехслойном пакете, называемом слюдяным, октаэдрический слой зажат с двух сторон тетраэдрическими (отношение тетраэдрических и октаэдрических слоев 2 : 1). В хлоритовых пакетах между соседними слюдяными вставляется дополнительный октаэдрический слой, по форме аналогичный бруситовому (отношение тетраэдрических и октаэдрических сеток 2 : 2). Тетраэдрические сетки каолинита, слюд, хлорита и других минералов содержат шестерные кольца, апофиллита - восьмерные и четверные, окенита - восьмерные и пятерные, манганопиросмалита - двенадцатерные, шестерные и четверные и т.д.  Кристаллические структуры каркасных силикатов характеризуются большим разнообразием.

Следующая страница| Назад