Полевые шпаты

(минер.). — По своей роли в строении и жизни земной коры, по распространенности своей П. Шпаты принадлежать к числу важнейших. По химическому составу они — силикаты глинозема и щелочей, щелочных земель или тех и других вместе. Вследствие этого их делят на следующие главные группы. 1) калиевый полевой шпат. Состав его может быть выражен формулой К2O∙Al2О3∙6SiOз или KAlSi3O8, что отвечает 16,9% кали, 18,4% глинозема и 61,7% кремнезема. 2) Натровый полевой шпат. Химическая формула его подобна предыдущей, только вместо кали здесь находится натр. Na2O∙Al2O3∙6SiO2 или NaAlSi3O8, соответственно чему процентное содержание указанных частей будет. Натра 11,8%, глинозема 19,6% и кремнезема 68,6%. 3) Известковый полевой шпат, формула которого уклоняется от двух предыдущих и может быть представлена в таком виде.

CaO∙Al2О3∙2SiO2, что отвечает 20,1% извести, 36,9% глинозема и 43,0% кремнезема. 4) Смешанные натрово-калиевые полевые шпаты. 5) смешанные известково-натровые полевые шпаты [Найден также смешанный баритово-калиевый полевой шпат (BaO∙Al2O3∙2SiO2)(Na2O∙Al2О3∙6SiO2).]. В них относительные количества натра и кали, натра и извести колеблются в самых широких границах. Смешанные полевые шпаты могут быть рассматриваемы как изоморфные смеси указанных выше простых полевых шпатов. Для некоторых из подобных смесей, колеблющихся в известных границах, присвоены особенные названия, напр. Олигоклаз, лабрадор (или лабрадорит) и пр. (см. Ниже). Несмотря на разнообразие в своем составе, полевые шпаты представляют большое сходство между собою в отношении различных физических и кристаллографических свойств.

Так, хотя их кристаллы относятся к двум системам — одноклиномерной и трехклиномерной, но представляют большое сходство в своем внешнем виде (вследствие господства соответствующих форм). У всех них наблюдается совершенная спайность, идущая по двум пинакоидам — второму [010] и третьему [001]. Далее, твердость их колеблется от 6 до 6,5. Точно так же они имеют близкие удельные веса — от 2,5 до 2,7. В чистом виде бесцветны или белого цвета. Кислоты действуют слабо. Впрочем, П. Шпаты, содержащие кальций, разлагаются гораздо легче, нежели чистые щелочные. В кристаллографическом отношении П. Шпаты делят обыкновенно на две группы. А) ортоклазы, относящиеся к одноклиномерной системе и характеризующиеся двумя направлениями спайности, пересекающимися под прямым углом [В последнее время некоторые ученые склонны считать одноклиномерные полевые шпаты за миметические, кристаллы которых образовались на многих неделимых, относящихся к трехклиномерной системе], и В) плагиоклазы, принадлежащие к трехклиномерной системе.

Они характеризуются косым углом спайности (от 85° 50' до 86° 50'). Это деление отчасти совпадает с различием в химическом составе. Так, известковистый и известково-натровые П. Шпаты кристаллизуются в трехклиномерной системе, точно так же и чисто натровый П. Шпат, или альбит. Калиевый же и калиево-натровые П. Шпаты известны и в одноклиномерной (ортоклаз, санидин), и трехклиномерной (микроклин). К одноклиномерным П. Шпатам относятся следующие главные представители. 1) ортоклаз — калиевый П. Шпат KAlSi3О8. Весьма часто образует отличные кристаллы, которые всегда имеют столбчатый (призматический) вид или вследствие развития призмы 3-го рода (110), или же 2-го (010) и 3-го (001) пинакоидов. Типичные формы изображены на фиг.

1 и 2, где Р = [001] основной, или 3-й, пинакоид. Фиг. 1. Фиг. 2. М = [010] клинопинакоид, или 2-й пинакоид. L = [110] призма 3-го рода. X = [101] пинакоид 2-го рода (или гемиортодома). У = [201] другой пинакоид 2-го рода. N = [021] призма 1-го рода (или клинодома). O = [111] призма 4-го рода (или гемипирамида). Указанные формы образуют между собою углы:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------| l : l = 61° 12'  | ||-----------------------------------|  || l : M = 59° 24'  | Отношение кристаллических осей а:b:с = 0,6586:1:0,5558; угол между  ||-----------------------------------| осями a и с (β) = 116°7'.  || P: у = 80° 23' | ||-----------------------------------|  || Р : М = 90° | |------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ Нередки также двойники, образованные по трем законам.

Манебахскому, бавенскому и карлсбадскому. Первый закон выражается в том, что двойниковой плоскостью и плоскостью срастания служит 3-й пинакоид (основной пинакоид). Неделимые обыкновенно бывают вытянуты по оси α (клинооси). По второму закону двойниковой плоскостью и плоскостью срастания является плоскость призмы первого рода [021] (или клинодомы). И в этом случае неделимые бывают вытянуты по оси а и имеют вид квадратных призм. Подобный двойник изображен на фиг. 3 (значение букв то же самое, что и на приведенных выше фиг.). Третий, карлсбадский закон состоит в том, что двойниковой осью служит вертикальная ось с, а срастаются неделимые плоскостями 2-го пинакоида, или правого (010), или левого (010). Подобный двойник представлен на фиг.

4. Здесь неделимые срослись своими правыми пинакоидами (010). Фиг. 3. Фиг. 4. Спайность ортоклаза очень совершенная по плоскостям второго (010) и третьего (001) пинакоидов. Кроме того, несовершенная спайность наблюдается по плоскостям призмы 3-го рода [110]. Излом ортоклаза раковистый. Тв. = 6, уд. В. 2,58—2,60. Оптически отрицателен. На пластинках, выбитых по спайности [010], направление затемнения для красного цвета делает с ребром РМ угол 5° 18', а с ребром lM 69° 11'. На пластинках же, параллельных [001], затемнение прямое относительно ребра РМ. Плоскость оптических осей большею частью перпендикулярна к плоскости [010] и образует с плоскостью |001] около 5°. Острая биссектриса (первая средняя линия) лежит в плоскости, параллельной (010).

Вторая же средняя линия совпадает с осью симметрии (ось b). Таким образом, дисперсия будет горизонтальною. Угол оптических осей 2Е = 120° 12'. При нагревании ортоклаза угол оптических осей уменьшается. При некоторой температуре делается равным 0, а при дальнейшем повышении оси снова расходятся, но уже в другом направлении, перпендикулярном первоначальному. При этом изменяется характер дисперсии биссектрис. Дисперсия делается наклонною. Если нагревание было не очень сильно, то при охлаждении оптические оси снова принимают первоначальное положение, в противном же случае новое положение оптических осей сохраняется и по охлаждении. В природе иногда встречаются подобного рода П. Шпаты (в вулканических породах), которые, как надо полагать, подвергались когда-нибудь действию высокой температуры.

Ортоклаз то бесцветен и водяно-прозрачен, то окрашен в красноватый, желтоватый, зеленоватый и др. Цвета. Окраска происходит от посторонних примесей, напр. Железа, марганца или посторонних включений. Кислоты на ортоклаз действуют весьма слабо. В настоящее время кристаллы ортоклаза искусственно воспроизведены многими исследователями и притом различными путями. А) мокрым путем, подвергая смесь силикатов калия и алюминия с водою действию краснокалильного жара в течение 36 часов в плотно закрытой железной трубке, в которую вставлена платиновая трубка (Фридель и Сарасэн). Здесь, очевидно, большую роль играет высокое давление водяных паров, образовавшихся в накаленной закрытой трубке. B) Сплавлением составных частей ортоклаза — кремнезема (SiO2), глинозема (Al2O3) с фосфорнокислым кали в присутствии фтористых соединений (Готфейль).

С) Возгонкой, очевидно, получаются те кристаллы ортоклаза, которые были находимы в доменных печах. Все эти наблюдения показывают, что и в природе кристаллы ортоклаза могли образоваться различными путями. Между ортоклазами различают несколько разновидностей. 1) адуляр — чистейшая разность ортоклаза (см.). 2) Обыкновенный ортоклаз (ортоклаз в собственном смысле слова). Непрозрачен. Белый, желтоватый, голубоватый, мясо-красный и пр. Имеет огромное распространение, входя в состав гранитов, гнейсов, сиенитов, порфиров и др. Пород. Он также находится в виде хорошо образованных кристаллов в трещинах и пустотах названных пород, причем кристаллы достигают значительных размеров. Сплошной П. Шпат гранитов, гнейсов и сиенитов называется иногда пегматолитом.

Некоторые ортоклазы представляют правильное срастание с альбитом, в таком случае их называют пертитом. Хорошими кристаллами ортоклаза славятся дер. Алабашка и Липовая на Урале, о-ва Эльба и Бавено, а также Саксония, Силезия и др. 3) Санидин — ортоклаз новейших вулканических пород. Всегда содержит большее или меньшее количество натрия, иногда превышающее содержание калия. Он рассматривается, как изоморфная смесь калиевого ортоклаза с натровым, который в самостоятельном виде не найден. Главными местами нахождения служат трахиты и фонолиты (Драхенфельс, Эйфель, Везувий, Кавказ, Камчатка и др.). Под влиянием атмосферных деятелей ортоклаз легко изменяется. Теряет щелочи и часть кремнезема, а к оставшейся группе глинозема и кремнезема присоединяется вода, и получается водный кремнекислый глинозем, или каолинит.

Кроме этого всюду распространенного процесса, существует также превращение ортоклаза в слюду, иногда в эпидот и некот. Другие. При действии паров сернистой кислоты, а также в присутствии разлагающегося пирита из ортоклаза образуются сернокислые соединения щелочей и глинозема, например алунит, квасцы и друг. Некоторые разновидности (лунный камень) идут на украшения. Обыкновенный же ортоклаз идет в большом количестве на фарфоровое производство и для приготовления эмали и глазури. Вследствие содержания кали может служить хорошим удобрительным средством. В) Плагиоклазы, или трехклиномерные П. Шпаты. 1) микроклин калиевый плагиоклаз по форме кристаллов подобен ортоклазу, однако кристаллы его несомненно имеют миметический характер и состоят из множества неделимых трехклиномерной системы, сросшихся в двойниковом положении по плоскости 2-го пинакоида (010).

Угол спайности в отдельных пластинках уклоняется от прямого на несколько минут (89° 40') Такой же несимметрический характер представляет спайность по плоскостям вертикальной призмы [110]. Оптические свойства иные, нежели у ортоклаза. Как у всех плагиоклазов, прямого затемнения на плоскостях (001) не наблюдается. Косое затемнение составляет здесь с ребром Ρ и M угол +15°, а на плоскостях (010) +5° с тем же ребром. К микроклину относится амазонский камень, зеленого цвета. Хорошие и крупные кристаллы его находят в Пенсильвании, Колорадо, Ильменских горах и др. 2) Натровый плагиоклаз, или альбит NaAlSi3O8. В кристаллах альбита наиболее развитою плоскостью является плоскость 2-го пинакоида (010), отчего они принимают таблитчатый габитус.

Двойниковое срастание чрезвычайно распространено и по различным законам. Кроме тех, которые наблюдаются у ортоклазов, здесь встречаются двойники (самые обыкновенные) по плоскости (010). Этот закон срастания называется альбитовым. Реже срастание происходит по некоторой плоскости, делающей небольшой угол с вертикальной осью и имеющей форму ромба (так назыв. Ромбическое сечение). Такое срастание наблюдается у кристаллов альбита, вытянутых по оси b. Подобные альбиты называют периклинами, а отсюда и закон двойникового срастания носит название периклинового. Нередки двойники (или правильнее — тройники, четверники и т. Д.), образованные по нескольким законам одновременно. Кроме кристаллов, альбит встречается в сплошном виде в зернистых и лучистых агрегатах или в виде вкраплений.

Удельный вес 2,62—2,65. Цвет различный, большей частью белый. В оптическом отношении характеризуется следующими признаками. На пластинках, выбитых по 001, угол затемнения составляет с ребром РМ 4° 30', на плоскости же M 19°. Перед паяльной трубкой плавится трудно. Кислоты действуют весьма слабо. Кристаллы альбита получены также и искусственно. Как существенная составная часть диоритов, диоритовых порфиров, а также в гранитах, сиенитах, сланцах является очень распространенным. Хорошими же кристаллами славятся разные местности Швейцарии, Тироля, Урала (Киребинский рудник, Алабашка). В известняках и доломитах встречаются кристаллы альбита, образованные с обоих концов (Савойя, Пиринеи). 3) Анортит — чистый известковый плагиоклаз (или только с малым содержанием натрового плагиоклаза).

Химический состав. CaAl2Si2О8 (43% SiO2, 36,9 Al2O2 и 20,1 CaO). В кристаллографическом отношении представляет большое сходство с альбитом. Кроме кристаллов, встречается в виде зерен и различных агрегатов. Направление затемнения на плоскостях (001) (P) и (010) (М) совершенно иное, нежели у альбита. На первой плоскости оно составляет с ребром РМ — 37°, а на второй с тем же ребром — 36°. Уд. Вес 2,75. С увеличением содержания натра несколько уменьшается. Соляная кислота разлагает анортит совершенно с выделением иловатого кремнезема. Вообще анортит легко подвергается выветриванию. Находится в вулканических бомбах Монте-Соммы, в лавах Исландии, Явы, в шаровом диорите Корсики и др. 4) Известково-натровые плагиоклазы по всем своим свойствам представляют целый ряд переходов от альбита к анортиту, вследствие чего и рассматриваются обыкновенно как изоморфные смеси двух указанных сейчас силикатов, несмотря на отсутствие полной аналогии в химическом составе (впрочем, эту аналогию в составе можно представить себе, если принять во внимание не характер, а число атомов в частице.

Это число окажется одинаковым в альбите и анортите. NaAlSi2O3 = 13 атом., CaAl2Si2O3 = 13 атом. Точно так же и эквивалентность того и другого одинакова). 5) Между известково-натровыми П. Шпатами различают несколько представителей. А) олигоклаз, в состав которого входит главным образом натровый П. Шпат (альбит = Ab), к которому примешивается известковый П. Шпат (анортит = An), от почти чистого Ab до Ab,An. Уд. Вес от 2,62 до 2,659. Угол затемнения на P = +1° 4'. На Μ = +4° 36'. Как составная часть, находится во многих гранитах, гнейсах, диоритах, порфирах, трахитах и др. Породах. Разности сплошного олигоклаза, проросшего листочками железного блеска, называются солнечным камнем. 6) Андезин, состав колеблется от Ab2An, до Ab1An1.

Уд. Вес от 2,65 до 2,69. Угол затемнения на P = —5° 10' на M = —16°. Распространен менее, нежели олигоклаз. Встречается в некоторых гранитах, сиенитах и изверженных породах (порфире, андезите). Лабрадорит или лабрадор. Химический состав от Ab1An1 до Ab1An3. Уд. Вес от 2,69 до 2,72. Направление затемнения с ребром РМ на P = —17° 40'. На М = —29° 38'. Цвет лабрадора главным образом серый и буроватый. Реже бесцветен. На плоскостях 1-го пинакоида (M), а также пинакоида 3-го рода (призма) [110] иногда обнаруживает весьма красивую игру цветов — голубого, красного, зеленого, золотистого, стально-серого и др. Такие лабрадоры употребляются на различные украшения. Лучшие образцы добываются на берегах Лабрадора, в Канаде. В России известностью пользуется Городище (Черкасский у.

Киевской губ.). Кроме того, лабрадор известен в Радомысльском у. Той же губернии, в Финляндии. В виде валунов он попадается в окрестностях С.-Петербурга. Обыкновенный же лабрадор находится во многих местах. Как составная часть входит в габбро, нориты, долериты, базальты и др. Следующая таблица наглядно представляет тесную связь между химическим составом плагиоклазов с одной стороны, оптическими свойствами и уд. Весом с другой:--------------------------------------------------------------------| | Угол затемнения на || | плоскостях || |--------------------------------------------------|| | Уд. вес  | Р. | М. ||------------------------------------------------------------------|| Ab | 2,624 | + 4°30'  | +19°0' ||------------------------------------------------------------------|| Ab3An1  | 2,659 | + 1°4' | + 4°46' ||------------------------------------------------------------------|| Ab1An1  | 2,694 | -5°10' | -16°0' ||------------------------------------------------------------------|| Ab1An3  | 2,728 | -17°40' | -9°38' ||------------------------------------------------------------------|| Au | 2,758 | -37°0' | -36°0' *)  |-------------------------------------------------------------------- *) + обозначают направление поворота пластинки плагиоклазов (для maximum затемнения при перекрещенных николях микроскопа) по движению часовой стрелки в направлении обратном.

Исходным пунктом служит положение на данной плоскости длиннейшей оси светового эллипсоида. Литература о П. Шпатах весьма обстоятельно указана в книге С. Hintze, "Handbuch der Mineralogie" (IX—XII вып. 1897). Ср. H. Кокшаров, "Материалы по минералогии России" (4 и 5 кн.). G. V. Rath, "Ann. Der Phys. Und Chemie" (135 Bd.) и "Monatsberichte d. Berliner Akademie" (1876). "Pogg. Annalen" (138 и 147 Bd.). Bischof, "Chem. Und pnys. Geologie" (l Bd.). Tschermak, "Sizb. Akad. Wien." (L Bd.) и "Mineral. Mittheilungen" L Bd.). G. Rose, "Gilbert's Ann." 1892. "Pogg. Ann." 125, 129). Descloizeaux, "Manuel de Minéralogie". M. Schuster, "Miner. Und petrogr. Mittheil." (III и V Bd.). Многочисленные статьи в "Zeitschrift für Krystallographie". П. Земятченский..