Cтраница 3
В состав природных силикатов, кроме кремния и кислорода, входят различные другие элементы. Из них важнейшую роль играет алюминий, так как он входит в состав наиболее распространенных силикатов. Алюминий может содержаться в силикатах в двух формах. При этом вследствие того, что у атома алюминия меньше валентных электронов, чем у атома кремния, число свободных отрицательных валентностей тетраэдра возрастает до пяти - AlOip. При замещении кремния на алюминий увеличивается отрицательный заряд комплексного аниона на единицу в каждом тетраэдре, что приводит к увеличению и общего заряда катионов. [31]
В настоящее время говорить о форме, в которой бериллий находится в изверженных породах, можно лишь в значительной степени предположительно. Как уже отмечалось, имеется основание полагать, что бериллий может замещать кремний в решетке породообразующих минералов. Однако возможность замещения в решетке кремния бериллием не является совершенно неизвестной. Махачки [6] показал, что эта замена имеет место в бериллиеносном титановом клиногумите. Кроме того, в породообразующих силикатах происходит весьма ограниченное замещение кремния бериллием. Если предположить, что эта замена имеет место, то излишек двух отрицательных зарядов может быть компенсирован введением в минерал трехвалентного катиона вместо одновалентного. Например, Ранкама и Сахама [8] объясняют присутствие лантана в калиевых полевых шпатах одновременной заменой К на La, a Si на Be. Отсутствие бериллия в кварце ( кварцевый монцонит Роквилла, табл. 2) может быть следствием трудности компенсации избытка отрицательного заряда при замещении кремния бериллием. [32]
Многообразие изоморфных замещений приводит к ] значительным изменениям их хим. состава. В гидробиотите 2А1 замещены на 3 ( Mg, Fe), вместе с калием в структуру входит некоторое количество натрия, кальция и магния. Замещение части ионов О на ОН - также приводит к возрастанию содержания воды, но его роль в реальных структурах не выяснена. Такими слоями могут быть слюдоподобные и разбухающие слои с молекуляр ной водой, сходные с теми, что ветре чаются в вермикулите и бейделлите. В глауконите степень замещения кремния на алюминий составляет от 0 5 до 0 2, а окта-эдрический алюминий в значительной степени замещен двух - и трехвалентным железом и магнием. [33]
Переходы между указанными выше структурами имеют реконструктивный характер и в связи с этим затруднены. Устойчивые только при высоких температурах модификации кремнезема ( кристобалит и тридимит) при охлаждении подвержены деформационным превращениям. Эти структуры отличаются рыхлостью и могут быть стабилизированы крупными ионами щелочных металлов. Тридимит, по-видимому, пока еще не был синтезирован из безводных систем или систем, не содержащих посторонних ионов. Коусит и кеатит - полиморфные модификации SiOa, устойчивые при высоких давлениях. Особенно большое значение для кристаллических каркасных силикатов имеет возможность замещения кремния в кремнекислородных тетраэдрах алюминием при сохранении мотива взаимного сочленения тетраэдров. Так, например, в кварце половина всего количества атомов кремния может быть замещена на алюминий, но при этом для компенсации имеющиеся в структуре небольшие полости должны быть заполнены ионами лития; возникает соединение с кристаллохимической формулой Li [ ( SiAl) t4iO4 ] гк. Аналогичные замещения возможны и в тридимите. Все эти структуры в основе имеют одинаковый тетраэдрический каркас. [34]
Отмечаются структуры с неупорядоченным расположением слоев. Некоторые минералы находятся в полиморфных отношениях с истинными хлоритами. Особенностью их структуры является чередование триоктаэдрических каолини-топодобных слоев состава ( Mg, Fe) 3X X [ ( Si, A1) 206 ] ( OH) 4, представляющих собой половинки норм, хлоритовых слоев. Поскольку высота слоев равна 1 / 2 - 147 А, предложено называть эти минералы септохлоритами. К ним относятся амезит, гриналит, кронштедит и некоторые шамозиты. В полиморфных отношениях находят-ся каолинит и хлориты ряда донбассит - кукеит. Область устойчивости септохлоритов определяется составом ( степенью замещения кремния на алюминий) и т-рой. Выше т-ры 400 - 500 С они полиморфно переходят в норм, хлориты. Оптические св-ва зависят от содержания кремния и суммарного содержания железа. [35]
В настоящее время говорить о форме, в которой бериллий находится в изверженных породах, можно лишь в значительной степени предположительно. Как уже отмечалось, имеется основание полагать, что бериллий может замещать кремний в решетке породообразующих минералов. Однако возможность замещения в решетке кремния бериллием не является совершенно неизвестной. Махачки [6] показал, что эта замена имеет место в бериллиеносном титановом клиногумите. Кроме того, в породообразующих силикатах происходит весьма ограниченное замещение кремния бериллием. Если предположить, что эта замена имеет место, то излишек двух отрицательных зарядов может быть компенсирован введением в минерал трехвалентного катиона вместо одновалентного. Например, Ранкама и Сахама [8] объясняют присутствие лантана в калиевых полевых шпатах одновременной заменой К на La, a Si на Be. Отсутствие бериллия в кварце ( кварцевый монцонит Роквилла, табл. 2) может быть следствием трудности компенсации избытка отрицательного заряда при замещении кремния бериллием. [36]