Цеолиты

07.12.2016

Следующими минералами будут у нас цеолиты. Мы разберем их кратко, как группу минералов, — это водные алюмосиликаты, главным образом кальция и натрия, реже калия. [В их химических формулах всегда имеется строгое соответствие между содержанием больших катионов K+, Na+, Ca2+, реже Ba2+, еще реже Sr2+ с содержанием Al, т. к. замещение одного атома Si4+ на Al3+ в каркасе Компенсируется валентностью внедряемых в большие пустоты крупных катионов. По содержанию кремнезема они широко варьируют от отношения Si:Al = 1:1 (состав нефелина) до Si:Al = 4:1 в мордените, содержание кремнекислоты в которых выше, чем в альбите. Многие цеолиты имеют переменный состав, причем наряду с изоморфизмом такого типа, как в плагиоклазах, т. е. NaSi — CaAl, здесь имеет место также замена с изменением числа катионов по схеме Ca2+ — 2Na+, что значительно усложняет написание формул. Вода имеет особый характер. Так называемая цеолитовая вода, занимает места в каналах структуры и может быть полностью или частично удалена без разрушения кристаллической решетки минерала, после чего легко может происходить катионный обмен и можно искусственно получить самые различные формы. После удаления воды цеолиты приобретают свойства молекулярных сит, причем для каждой формы характерны каналы определенного диаметра. Возможность катионного обмена, а также внедрения в цеолиты различных органических групп приводят к их широкому применению в технике]. Сингония преимущественно ромбическая и моноклинная; нередко встречаются одноосные цеолиты и очень редко кубические или триклинные. Группа цеолитов, надо сказать, еще недостаточно изучена, хотя в самое последнее время появилось несколько сочинений по цеолитам, правда, преимущественно с химической их характеристикой.
Характерны для этой группы минералов формы и, следовательно, разрезы. Цеолиты представляют собой в огромном большинстве случаев агрегаты: волокнистые, игольчатые, нередко радиальнолучистые, листовидные, чешуйчатые, сноповидные и т. д.; встречаются также в виде лейсточек и иногда табличек. Чаще всего они бесцветны, но нередко замазаны буроватыми, зеленоватыми и красноватыми потеками от окислов железа. Характерно для них низкое преломление, у огромного большинства их заметно меньшее, чем у канадского бальзама. Двупреломление у них низкое, у огромного большинства не выше 0,012, большею частью колеблется от 0,003, до 0,007, только у одного цеолита — томсонита — двупреломление поднимается по 0,020 [очень редко], а преломление иногда превышает таковое же канадского бальзама, доходя до Ng = 1,542.
Цеолиты сами представляют собой вторичный продукт и потому трудно выветриваются, но если они разрушаются, то конечным продуктом являются глинистые образования, так называемые пелитовые частицы — водные, часто аморфные, алюмосиликаты. Цеолиты — эпимагматические, гидротермальные и вторичные минералы, часто замещающие полевые шпаты и фельдшпатиды. Довольно часто цеолиты встречаются в пустотах изверженных пород, лав, особенно базальтов. По форме агрегатов цеолиты хорошо выделяются среди остальных минералов, если принять во внимание их низкое преломление, так что в этом отношении их трудно смешать с теми главными минералами, с которыми мы имеем обыкновенно дело.
Из этих главных минералов может быть их можно спутать с одним только халцедоном, который встречается в сходных агрегатах. Ho у халцедона преломление не ниже 1,53, значит немногим менее преломления канадского бальзама, в то время как у цеолитов оно значительно ниже. Кроме того, отличие по ассоциации. Если цеолитовидный агрегат вы встречаете в опале, то, конечно, это будет, скорее всего, халцедон, а не цеолит. Очень характерно для цеолитов их вспучивание при нагревании.
[Детальное определение цеолитов лучше всего вести по справочнику Винчелла, конечно, после точного определения констант. Для предварительного разделения весьма полезно определение знака удлинения и угла погасания, а также оценки двупреломления и показателя преломления. Один из наиболее распространенных цеолитов — натролит, характеризуется прямым погасанием при положительном удлинении, стильбит — отрицательным удлинением с углом погасания до 5°, томсонит — удлинением ±. Для всех указанных цеолитов характерен длиннопризматический и даже игольчатый габитус при сравнительно высоком (особенно для томсонита) двупреломлении. Из других лучистых цеолитов сколецит характеризуется значительными углами погасания — до 18°, с отрицательным удлинением, а мезолит — при отрицательном удлинеиии — очень низким двупреломлением. Морденит — удлинение отрицательное с углом погасания до 4°, двупреломление до 0,005, один из самых низких для цеолитов показателей преломления — до 1,482. Ломонтит при призматическом габитусе характеризуется большими углами погасания — с Ng до 36°. Для шабазита характерны секториальные шестерники, обычно при очень низком двупреломлении и т. д.
Пожалуй, наибольшее значение как породообразующий минерал играет ломонтит, для которого приведем некоторые данные. Ломонтит представляет собой Са-цеолит с небольшим содержанием Na, с приблизительной формулой CaAl2Si4O12 4Н2О. Сингония моноклинная. Кристаллы призматические. Спайность совершенная по (010) и (110). Двойники по (100) с углом призмы 94°. Показатели преломления и двупреломления наиболее высокие в группе цеолитов. Np = 1,504-1,513, Nm = 1,514-1,524, Ng = 1,516-1,525, Ng-Np = 0,011-0,016, 2V = -25°-35°, cNg = 20-36°. Легко теряет часть воды, при этом изменяясь с понижением показателя преломления (леонгардит), что иногда может служить диагностическим признаком. Встречается вместе с анальцимом, кварцем в породах, метаморфизованных при сравнительно низкой температуре, иногда выделяемых в специальную цеолитовую фацию.
В настоящее время цеолиты приобретают большое практическое значение в качестве молекулярных сит, сорбентов, ионообменников и т. п. Метаморфизованные вулканогенно-осадочные месторождения таких цеолитов как клиноптилолит (высококремнистый гейлапдит), эрионит, морденит, филлипсит и шабазит могут иметь запасы 10в8 и более тонн (Россия, США, Болгария и др.). Однако кристаллы их обычно чрезвычайно мелкие (микроны) и основным методом диагностики служит фазовый рентгеновский анализ.]