Группа талька-пирофиллита

Эта группа представлена двумя весьма характерными по физическим свойствам минералами, являющимися, повидимому, крайними членами особого изоморфного ряда.

Как уже было указано во введении к слюдоподобным минералам, кристаллические структуры этих минералов чрезвычайно близки одна к другой. Различие заключается лишь в том, что в структуре талька катионы Mg²⁺ заполняют все шестикоординационные места между двумя гексагональносетчатыми слоями [Si₄O₁₀], а в структуре пирофиллита катионы Аl³⁺ занимают только две трети этих мест. В реже встречающихся промежуточных по составу разностях (например, в пирофиллите примерно с 30% молекул талька), повидимому, имеет место периодическое внедрение магнезиальных или глиноземистых пакетов в зависимости от общего состава.

В противоположность многим другим группам минералов данного подкласса, изоморфное замещение Mg²⁺ на Fe²⁺ и Ni²⁺, а также Аl³⁺ на Fe³⁺- в ряду тальк-пирофиллит устанавливалось пока в узких пределах. Близость многих физических свойств этих минералов настолько велика, что по внешним признакам часто пирофиллит принимают за тальк и наоборот.

Тальк - Mg₃[Si₄O₁₀][OH]₂, или 3MgO•4SiO₂•Н₂O. Старинное арабское название минерала.

Химический состав. MgO 31, 7%, SiO₂ 63, 5%, Н₂O 4, 8%. Обычно часть MgO бывает замещена FeO (до 2-5%). Кроме того, довольно часто присутствует Аl₂O₃ (до 2%), изредка в небольших количествах (до десятых долей процента) NiO.

Сингония моноклинная. Очень редко наблюдается в таблитчатых кристаллах гексагонального и ромбического облика, непригодных, однако, для измерения. Агрегаты. Весьма характерны листоватые, чешуйчатые, 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 перламутровым 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 шестилучевую 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 свойства. Плохой проводник тепла и электричества. Огнеупорен. Тальковый камень не плавится до температуры 1300-1400°.

Диагностические признаки. Легко узнается по низкой твердости, жирному ощущению в руках, светлой окраске и совершенной спайности листоватых разностей. Однако от пирофиллита, особенно в тонкокристаллических массах, отличим лишь по химическим реакциям.

П. п. тр. белеет, расщепляется и с трудом оплавляется по краям в белую 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. Тальк чаще всего встречается как продукт гидротермального изменения богатых магнезией ультраосновных пород. В этих случаях он, как правило, ассоциирует с остаточными зернами хромшпинелидов и с новообразованиями карбонатов магния (брейнеритом, магнезитом), иногда кальция. Очень характерны в качестве новообразований также метакристаллы гематита или магнетита, изредка апатита. Судя по парагенезису минералов, образование талька за счет силикатов магния происходит с помощью гидротерм, содержащих углекислоту, по следующей схеме реакции:

Присутствие гематита указывает на окислительную обстановку реакции. В восстановительной среде образуются магнетит и брейнерит и сам тальк содержит некоторое количество FeO.

Месторождения талька связаны и с контактово-метасоматическими процессами, образуясь в гидротермальной стадии на границе доломитов с интрузивными породами. В этих случаях он встречается в виде линзообразных тел и отличается чистотой и высокосортностью. Образование его происходит, очевидно, по следующей схеме:

Известны псевдоморфозы тонкочешуйчатых агрегатов талька по оливину, энстатиту, диопсиду, актинолиту и другим магнийсодержащим минералам.

Практическое значение. Тальк широко используется в промышленности. Он находит применение главным образом в молотом виде (тальковый 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 употребляется для изготовления огнезащитных и светоупорных красок и мягких карандашей для стекла, материй, металла. В текстильной промышленности используются адсорбционные свойства талькового порошка, в связи с чем он применяется для беления хлопка, вывода жирных пятен и других целей. В керамической промышленности тальковый порошок применяется для изготовления высоковольтных электроизоляторов, 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 кирпичей, плит и пр. Особенно отличаются огнеупорными свойствами тальковые камни, богатые примесью магнезита. Применяются они для футеровки металлургических печей, топок паровозов и др. Наконец, из молотых тальковых камней с помощью флотационного обогащения можно получать чистый тальковый продукт.

64. Серпентин

Cepпeнтин - Mg₆[Si₄O₁₀][OH]₈, или 3MgO•2SiO₂•2H₂O. " Серпентариа" по-латыни - змеевидный (серпентиновые породы иногда имеют некоторое сходство по пятнистому рисунку, особенно в полированных образцах, со змеиной кожей). Отсюда и русское название - змеевик, относящееся, правда, к горной породе - серпентиниту, состоящему почти сплошь из серпентина. Раньше употреблялось название офит (с греческого - змея); теперь это название, иногда измененное в серпофит, сохранилось за опаловидной или гелеподобной, богатой водой разностью серпентина, обладающей восковым блеском и однородной окраской (бледнозеленой, желтовато-белой, реже буровато-зеленой). Эта же разность называлась благородным змеевиком; по оптическим и другим свойствам представляет типичный гель.

Листоватая разность, похожая на хлорит, но обладающая меньшим совершенством базальной спайности и хрупкостью, носит название антигорита (долина Антигорио, близ Пьемонта в Италии). О ней упоминалось при описании группы хлоритов.

Химический состав. MgO 43, 0%, SiO₂ 44, 1 %, H₂O 12, 9%. Соотношения компонентов несколько колеблются, особенно в разностях, аналогичных типичным коллоидам, более богатым водой (обычно до 13-17%). В виде примесей почти всегда присутствуют FeO, Fe₂O₃ и NiO.

Сингония не известна. В хорошо образованных кристаллах никогда не встречается. Явнокристаллической разностью является лишь антигорит, принадлежащий, вероятно, к моноклинной сингонии. Кристаллическая структура. Основное отличие кристаллической структуры антигорита от таковой каолина заключается в том, что в антигорите характеризуюшие слоистую структуру пакеты своими " бруситовыми" слоями обращены друг к другу (см. рис. 340), т. е. разделяются парными листами гидроксильных ионов. Агрегаты. Обычно распространен в плотных массах, часто смятых, со следами скольжения, иногда с тончайшими прожилками асбеста или прожилками офита. В антигоритовых серпентинитах редко наблюдается на глаз пластинчатое строение.

Цвет темнозеленый в тонких осколках, бутылочно-зеленый различных оттенков до зеленовато-черного, иногда и буровато-зеленый. Офит часто имеет бледную оливково-зеленую окраску с желтым оттенком. Антигорит серый, нередко со слабым синеватым оттенком. Блеск стеклянный, жирный, у офита восковой.

Твердость обычного серпентина 2, 5-3, антигорита 3, 5, офита 2. Спайность наблюдается только у более крупнопластинчатых разностей антигорита: по {001} совершенная и менее совершенная по {01O}. Отщепляемые листочки ломки. Уд. вес 2, 5-2, 7.

Диагностические признаки. Макроскопически серпентиновые массы узнаются сравнительно легко по характерным темнозеленым оттенкам, невысокой твердости, зеркалам скольжения, жирному блеску в изломе и т. д. Антигоритовые серпентиниты обладают характерными серыми оттенками, исключительной вязкостью, ощущаемой при обработке образцов молотком, более высокой твердостью по сравнению с обычными серпентинитами.

П. п. тр. с трудом оплавляются по краям. Разлагаются в HCl и H₂SO₄. В закрытой трубке выделяют много воды.

Происхождение. Серпентиниты образуются в процессе массового гидротермального изменения ультраосновных, главным образом оливинсодержащих пород (дунитов, перидотитов и др.). Легче всех замещению серпентином подвергаются оливин и энстатит, затем диопсид, роговые обманки и др.

В процессе выветривания серпентинизированные породы постепенно карбонатизируются и разлагаются, особенно сильно в условиях субтропического и тропического климата. При этом в виде остаточных продуктов на поверхности накапливаются землистые гидроокислы железа. Магнезия, связываясь с углекислотой воздуха, в виде бикарбонатов уходит в нижние горизонты зоны окисления. Кремнезем переходит в коллоидный раствор и выделяется в виде опала, нередко замещающего коренные породы. Точно так же никель в виде гидросиликатов подвергается некоторому переносу и отлагается в более низких горизонтах.

Практическое значение. Плотные, красиво окрашенные разности серпентинита иногда употребляются в качестве облицовочного поделочного камня, пригодного для изготовления разных изделий (шкатулок, пепельниц, чернильных приборов и т. д.). Более бедные кремнеземом разности (серпентинизированные дуниты) с небольшими добавками магнезита могут служить сырьем для изготовления высокосортных огнеупорных форстеритовых кирпичей для черной металлургии. Может являться сырьем также для химической промышленности при получении соединений магния.

На перечислении месторождений останавливаться не будем. Укажем лишь, что серпентинитовые массивы широко распространены на всем протяжении Урала, на Северном Кавказе, в Закавказье (Армения) и в ряде мест Сибири и Казахстана

Хризотил-асбест. В сущности представляет собой тонковолокнистую разновидность серпентина. Первоначально был назван просто хризотилом. " Хризос" по-гречески - золото, " тилос" - волокно. Минерал иногда действительно имеет золотистый отлив. Обычно называют асбестом или хризотил-асбестом в отличие от роговообманковых асбестов.

65. Флогопит