ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ, группа наиб. распространенных породообразующих минералов; составляют ок. 50% массы земной коры. Представляют собой изоморфные смеси алюмосиликатов К, Na и Ca; общая ф-ла M (Si, Al)4O8, где M-преим. K+, Na+, Ca2+, реже Ba2+, 3558-1.jpg , иногда (в следовых кол-вах) Rb+, Cs+, Sr2 + , Pb2+, Fe2 + , РЗЭ. Отношение Al : Si составляет 1:3 или 2:2, если M-соотв. одно-или двухвалентный катион.

Состав большинства полевых шпатов определяется соотношением компонентов тройной системы NaAlSi3O8-KAlSi3O8--CaAl2Si2O8. Выделяют две серии минералов: 1) щелочные-изоморфные смеси KAlSi3O8 и NaAlSi3O8; 2) плагиоклазы-изоморфные смеси NaAlSi3O8 и CaAl2Si2O8.

При высоких т-рах существуют непрерывные ряды твердых р-ров в пределах каждой серии (см. рис.). Среди плагиоклазов различают (в скобках указано содержание CaAl2Si2O8 в мол. %): альбит (0-10), олигоклаз (10-30), андезин (30-50), Лабрадор (50-70), битовнит (70-90) и анортит (90-100). Среди щелочных полевых шпатов выделяют (в скобках указано содержание NaAlSi3O8 в мол. %): санидин (0-63), ортоклаз (O), микроклин (О), представляющие собой полиморфные модификации KAlSi3O8, и анортоклаз (63-90).

3558-2.jpg

При низких т-рах твердые р-ры щелочных полевых шпатов распадаются на натриевую и калиевую фазы, а в системе NaAlSi3O8-CaAl2Si2O8 получаются плагиоклазы сложной доменной структуры с содержанием NaAlSi3O8 2-16, 48-58 и 70-90 мол. %. При распаде этих плагиоклазов образуются т. наз. прорастания-специфич. весьма сложные структуры, что в случае олигоклаза и Лабрадора приводит к иризации (т.е. появлению радужной игры цветов на гранях и плоскостях спайности при прохождении через них света).

Основа кристаллич. структуры полевых шпатов-трехмерный каркас, построенный из тетраэдров SiO4 и AlO4, связанных между собой вершинами. Тетраэдры в каркасе сочленяются таким образом, что образуют четырехчленные кольца, к-рые в свою очередь объединяются в коленчато-зигзагообразные цепочки, вытянутые параллельно кристаллографич. оси а. Между соседними цепочками имеются крупные полости, в к-рых располагаются катионы щелочных или щелочно-зе-мельных металлов, координированные в зависимости от их размера с девятью (в случае К) или шестью-семью (Na, Ca) ионами кислорода.

Симметрия структуры с катионами Na+ и Ca2+ триклин-ная. Калиевые полевые шпаты могут быть как триклинными (микроклин), так и моноклинными (санидин, ортоклаз). В зависимости от расположения атомов Al и Si по возможным тетраэдрич. позициям калиевые полевые шпаты бывают упорядоченными (определенные позиции заняты только атомами Al), разупорядоченными (атомы Al и Si распределены статистически) и с промежут. степенью упорядоченности. Разупоря-доченные полевые шпаты, как правило, высокотемпературные, упорядоченные - низкотемпературные.

Т-ра плавления чистого KAlSi3O8 при атм. давлении 11500C. Чистые альбит NaAlSi3O8 и анортит CaAl2Si3O8 при давлении 105 Па плавятся при 1118 и 15500C соответственно. В присутствии H2O при повышении давления т-ра плавления полевых шпатов понижается, и при 5-108 Па альбит, напр., плавится при 7500C, анортит-при 12250C. Кристаллизующийся плагиоклаз всегда содержит больше ионов Ca2 + , чем жидкость, с к-рой он находится в равновесии.

Твердость полевых шпатов по минералогич. шкале 6-6,5; плотн. 2500-2800 кг/м3. Полевые шпаты бесцветны, однако мельчайшие включения оксидов железа и др. в-в придают им разл. окраску.

Известны две полиморфные модификации бариевого полевого шпата BaAl2Si2O8-цельзиан и парацельзиан, а также полевого шпата состава NH4AlSi3O8 (бадингтонит) и NaBSi3O8 (рид-мерджнерит).

Синтезированы искусств. аналоги полевых шпатов, напр. KFeSi3O8, RbAlSi3O8, NaGaSi3O8, CaGaSi2O8, KAlGe3O8, KGaGeO8.

Наиб. пром. интерес представляют калиевые полевые шпаты, к-рые используют в произ-ве фарфора. Самые богатые калием полевые шпаты применяют для получения электрокерамики, особо чистые сорта идут на изготовление фарфоровых зубов и спец. опалесцирующих стекол. В произ-ве глазури, эмалей, опалесцирующих стекол используют плагиоклазы с высоким содержанием Na. Окрашенные и иризирующие разновидности полевых шпатов-поделочные камни. Порода, богатая Лабрадором (лабрадорит), применяется в качестве облицовочного материала.

Лит.: Дир У. А., Хауи P. А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, M., 1966; Августиник А. И., Керамика, 2 изд., Л., 1975; Каменцев И. E., Сметанникова О. Г., в кн.: Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты), Л., 1983, с. 245; Патнис А., Мак-Коннел Дж., Основные черты поведения минералов, пер. с англ., M., 1983; Донней Дж., в кн.: Минералогическая энциклопедия, под ред. К. Фрея, пер. с англ., Л., 1985, с. 259-62. Г. К. Кривоконева.

Плохо отображается? Напишите ниже или на почту