Полевой шпат и другие минералы. Полевой шпат и его свойства Полевой шпат описание для детей 2

Происхождение полевого шпата

Полевой шпат (от нем. Feldspat, где Feld- поле), входящий в состав большинства горных пород, едва ли не самый распространенный минерал, на долю которого приходится примерно 60% веса земной коры. Однако, несмотря на это, из 40 его разновидностей, идентифицированных к настоя­щему времени, хорошо изучены лишь девять.

Хотя полевой шпат кристаллизуется преимущественно в магматических породах, он присутству­ет и во многих метаморфических породах.

Термин шпат полевой относится к минералам кристаллического алюмосиликатного происхождения, которые делятся на две под­группы, в зависимости от своего химического состава. К калиевой подгруппе относятся , микроклин и другие минералы.

К подгруппе пла­гиоклаза, в которой и замещают друг друга, образуя непрерывную серию, относят­ся , и (драгоценная разновидность олигоклаза называется солнечным камнем).

Свойства полевых шпатов

Несмотря на разный химический состав, у полевых шпатов много общих свойств, в частности об­разование -двойников. Сами по себе полевые шпаты - бесцветные минералы, и их окраска зависит исключительно от присутствия примесей.

Все они имеют две хорошие спайности, одна из которых - совершенная. Поверхность совершенной спайности имеет перламутровый , и в перпендикулярных ей направлениях может наблюдаться радужная игра цвета.

Применение полевого шпата

Полевые шпаты широко распространены . Их часто обнаруживают в поверхностном слое почвы, где продукты их выветривания служат питательными веществами для растений. Полевые шпаты находят разнообразное применение в промышленности: в производстве

Минералы группы полевых шпатов привлекают внимание красотой цветовой гаммы и необычностью эффектов в виде иризации, шеллиризации, астеризма и кошачьего глаза.

Фото: 1 - серьги с лабрадором, 2 - серьги с амазонитом и эмалью, 3 - бриллиантовые серьги с лунным каменем и адуляром, 4 - бриллиантовое кольцо с лабрадором, 5 - кольцо с солнечным камнем и опаллами, 6 - кулон с лунным камнем и беломоритом, 7 - подвеска с резным амазонитом и эмалью

Лунные камни и амазонит издревле пользовались успехом в изготовлении украшений в Древнем Египте и странах Востока. Что касается «солнечного камня» - гелиолита, то он стал популярен только в начале XXI столетия: его успех – впереди.

Описание

Полевые шпаты – это обширная группа минералов, относящихся к классу силикатов. В соответствии с химическим составом выделяют три разновидности полевых шпатов:

1. натриево-кальциевые;
2. калиевые;
3. калиево-бариевые.

Эти минералы имеют широкое распространение в природе и находят применение как сырье для производства рубидия и других веществ, а также используются в изготовлении керамических и стеклянных изделий. Однако, среди полевых шпатов немало прозрачных и полупрозрачных минералов, применяемых в ювелирном деле как поделочные камни. К ним относятся:

• беломорит – разновидность лунного камня с иризацией голубоватыми отсветами - олигоклаз, в составе которого преобладает альбит;
• андезин – просвечивающая или прозрачная разновидность плагиоклаза, имеющая цветовую гамму в оттенках желтоватого, розового, оранжево-красного, светло-зеленого и белого цвета;
• лабрадор («павлиний камень», «таусиный камень») – лунный камень из числа плагиоклазов, имеющий темно-синий или сине-черный цвет с иризацией в цветовой гамме павлиньего пера;
• спектролит – разновидность лабрадора с иризацией в цветах спектра;
• «бычий глаз» - фиолетово-коричневая разновидность лабрадора, иризирующая красным цветом;
• адуляр – лунный камень, являющийся прозрачной или полупрозрачной разновидностью калиевого шпата с иризацией серебристо-голубоватого оттенка;
• амазонит – микроклин оттенков голубого и яркого голубовато-зеленого тона;
• гелиолит («солнечный камень») – прозрачный или полупрозрачный ортоклаз в золотисто-желтых, оранжевых и красных оттенках, имеющий эффект шиллеризации, заключающийся в наличии золотистого блеска благодаря содержанию в его кристаллах включений чешуек гематита и мелко-дисперсного порошка меди.

Камни полевого шпата имеют твердость в пределах 6-6,5 единиц по шкале Мооса.

Оценка

Стоимость полевых шпатов зависит от редкости их разновидности, степени прозрачности, цвета, наличия эффекта иризации и шиллеризации на поверхности камней и места их происхождения. Например, стоимость одного грамма амазонита зеленого цвета с большим количеством вкраплений составляет 1-3 доллара, а образцы этого камня чистого темно-бирюзового тона оцениваются в 10 и более долларов за грамм.

Дороже других полевых шпатов стоит солнечный камень – гелиолит, одна бусина которого стоит 1,5$, а колье из него оценивается в 100$.

Месторождения

Обширные залежи полевого шпата есть на всех континентах Земли. Месторождениями гелиолита славятся Танзания, США, Мадагаскар, Норвегия, Россия. В РФ его добывают на территории Урала и Карелии.

Месторождения адуляра находятся в таких странах Востока, как Шри-Ланка, Индия, Таджикистане, а также – в Швейцарии, США и др.

Добыча амазонита осуществляется в странах среднеазиатского региона, На Украине, в Бразилии, Индии, Канаде, Монголии и др.

Лабрадор добывают на территории таких стран, как Украина, Канада, Бразилия, Египет, Индия, Канада, Монголия, Норвегия.

Фото - кольца: 1 - с амозонитом, 2 - с андезитом, 3 - солнечным камнем, 4 - с лабрадором, 5 - с бычьим глазом, 6 - перстень с лабрадором и чернной шпинелью

Магические свойства

Камни с эффектами иризации всегда притягивали внимание своей необычностью, поэтому наделялись различными колдовскими качествами. Разновидностям лунного камня приписывались свойства развивать в человеке способности к ясновидению и мистике. Амазонит считался способным укреплять семейные узы.

Лечебные свойства

Полевые шпаты используются литотерапевтами в лечении многих заболеваний. С помощью массажа шарами из амазонита снимается нервное напряжение и укрепляется сердечно-сосудистая система. Лабрадор используется для лечения бесплодия, заболеваний суставно-двигательного аппарата, воспалений простаты. Адуляр применяют в лечении эпилепсии и душевных расстройств.

Огранка

Основным видом огранки полевых шпатов ювелирного назначения является кабошон, позволяющий выявить красоту эффектов иризации, шиллеризации, астеризма и кошачьего глаза, присущих этим минералам. Прозрачные образцы камней могут подвергаться любой фасетной огранке.

Украшения с полевыми шпатами

Твердость полевых шпатов позволяет использовать их для изготовления все видов ювелирных украшений и бижутерии – колец, колье, серег, браслетов, брошей, бус. Для оправы камней, имеющих цвет или иризацию в холодной цветовой гамме голубых, синеватых, серебристых оттенков применяется оправа из белого золота, серебра, мельхиора, медицинского сплава и др. Камни с окраской в теплой цветовой гамме оправляют в красное или желтое золото.

Имитации и подделки полевых шпатов

Гелиолит имитируют с помощью стекла, в составе которого содержатся чешуйки меди. Для имитации адуляра и беломорита применяется матовое стекло, рассеивающее свет, но не имеющее характерных ярких отсверков, которые характерны для натуральных камней.

Кому походят полевые шпаты

Украшения со светлыми лунными камнями – беломоритами и адулярами – великолепно будут смотреться на платиновых блондинках, особенно цветотипа Лето. Впрочем, брюнеткам они тоже подойдут. Яркие амазониты, имеющие окраску в зеленых тонах, и оранжево-красные гелиолиты будут гармонично сочетаться с внешностью шатенок, брюнеток и женщин, имеющих цвет волос с оттенками «бургундия», «красное, дерево» (цветотип Осень). Обладательницам светлых волос с желтоватым оттенком и рыжеволосым женщинам подойдут амазониты светло-зеленых тонов и камни желто-оранжевых оттенков (осенний и весенний цветотип).

Астрологи рекомендуют носить украшения с адулярами представителям знаков Воды - Ракам и Рыбам, с амазонитом – Близнецам, Водолеям, Весам. Насчет остальных полевых шпатов указаний нет, поэтому их могут себе позволить носить все желающие.

Разнообразные по цвету и эффектам, полевые шпаты привлекают внимание любительниц украшений своим необычным внешним видом, позволяющим придать образу оригинальность и неповторимость.

Полевые шпаты – обобщающий термин группы минералов, формирующих скальные горные породы, дающих начало осадочным отложениям. Литосфера Земли по массе на 50% состоит из этих минералов и продуктов их выветривания (каолинит, монтмориллонит).

Минералогический состав горных пород (интрузивного, метаморфического, метасоматического генезиса) на 60-65 % представлен полевыми шпатами.

История, химический состав и особенности структуры

Почему полевой, почему шпат? Шведским геологом Тиласом в 1740 году минерал назван фельдшпатом (Feldtspat). Обломки кристаллов сравнимы с пластинами, брусками, отсюда название шпат (греческое слово «спате» – пластина). Полевым назван из-за частых находок минералов на распаханных полях Швеции (фельд – по-шведски «поле»).

Геологами установлено: происхождение минерала полевой шпат связано с магматическими и метаморфическими геологическими процессами.

Магматогенный генезис: силикатный расплав магмы внедряется в слои литосферы, изливаясь на поверхность, или застывает на глубине. В образованных интрузивах и эффузивах минерал содержатся в больших количествах.

Ортоклазы магматического происхождения – гигантские кристаллы, проросшие зернами кварца, заполняют сплошь пегматитовые жилы, образуя письменную структуру. Соотношение ортоклаза к кварцу в пегматитах 3:1. Метаморфические ортоклазы, образованные в контактной зоне кислой магмы с глинами, крупнозернистые, придающие породам порфировидную структуру.

Тройную систему твердых растворов К (ортоклаз) – Na (альбит) – Са (анортит) представляют 2 изоморфных ряда:

• ряд ортоклаза – альбита (в кристаллах преобладает ортоклазная составляющая, содержание анортита до 10%);
• ряд альбито-анортитовый (преобладает анортит с примесью альбита – натриевый полевой шпат, примеси ортоклаза не более 10%).

По химсоставу шпаты делят на 3 группы:

• щелочные;
• плагиоклазы (алюмосиликатные соединения натрия с кальцием);
• бариевые.

Кроме основных ингредиентов, присутствуют примеси других химических элементов, придающих различную окраску минералам. Минералы полевых шпатов строением кристаллографической решетки относятся к каркасным алюмосиликатам.

Структура их схожа с непрерывным каркасом, сложенным трехмерными тетраэдрами, объединенными общими вершинами. Атомы кислорода в решетке соединяют кремний и алюминий, являясь общими для них.

Благодаря появлению в молекуле минерала одной свободной связи (у кремнекислородного тетраэдра валентность на единицу больше, чем у алюмокислородного).

Полевые шпаты, сформированные при кристаллизации магмы в условиях господства высокого давления, характеризует совершенная спайность по двум направлениям, ориентированных друг к другу перпендикулярно. Эта характеристика проявляется в раскалывании кристаллов на прямоугольные бруски, таблички, пластины.

Интересно: прозрачную разновидность кальцита с двойным лучепреломлением тоже называют шпатом исландским. Этот минерал раскалывается на бруски, пластины, но в отличие от прямоугольных пластин полевых шпатов, форма их ромбовидная.

Шпаты щелочной группы

Изоморфный ряд состоит из ортоклаза («прямой раскол») и микроклина («маленький угол»). Тот и другой – чисто калиевый полевой шпат без примеси натрия. Отличие этих двух минералов можно разглядеть только под микроскопом: спайность в микроклине не достигает прямого угла (всего-навсего не хватает 20 минут).

К щелочным отнесены разновидности ортоклаза и микроклина:

Интересно: все минералы щелочной группы описывает одна химическая формула (KAlSi3O8), но они имеют разные цвета (их определяют примеси других химических элементов) и различные степени упорядоченности кристаллических решеток.

Группа плагиоклазы и коллекционные минералы

Сюда отнесены полевые шпаты с натриево-кальциевым составом, совершенной спайности также в 2-х направлениях, но под углом несколько меньшим прямого (около 86 градусов), например:

Среди плагиоклазов встречаются иризирующие. Таковыми свойствами наделены разновидности лабрадора:

• отливает радужными расцветками спектролит;
• светятся изнутри голубизной полированные образцы черного лунного камня;
• обладают золотистым мерцанием, которое создают включения мельчайших частиц окислов железа авантюриновые (солнечные) камни.

Калиево-бариевые шпаты представлены:

• Цельзианом – бесцветные, желтоватые, кремовые короткостолбчатые кристаллы;
• (в общей массе от 5 до 30% цельзиана).

Кристаллы бариевого шпата находят в доломитах и месторождениях марганца, это очень редкий и самый тяжелый – удельный вес 3,4 г/см3. Красивые образцы являются коллекционными.

Характерные признаки

Полевой шпат характеризуют следующие свойства:

Общие свойства шпатов делают затруднительным определение минералов по внешнему облику. Для точного определения нужен микроскоп. Описание макроскопических отличий плагиоклазов от ортоклазов:

• разные цвета (у первых – серый различных оттенков, у вторых – от белого, желтого до розового и мясо-красного);
• взаиморасположение плоскостей спайности (у ортоклаза 90 градусов, плагиоклазов 86).

Важным отличием является такой признак, как плагиоклазовая двойниковая штриховка. Просто определяется лабрадор, имеющий цвет от насыщенно-серого до серовато-черного с переливами сине-зеленого.

Практическое использование

Применение минералов полевого шпата следующее:

Полевые шпаты важны не только как породообразующие минералы скальных горных пород. При выветривании они распадаются до минерала каолинита – ценной белой глины, сырья, применяемого в различных отраслях промышленности.

Месторождения и синтез полевых шпатов

Полевошпатовое сырье в основном сосредоточено в гигантских гранитных пегматитах (керамических, мусковитовых, редкометальных, хрусталеносных). В России запасы (50% калиевых минералов и 40% олигоклаза) сосредотачивают пегматиты севера Карелии (рудник имени В. Чкалова) и Прибайкалья (Нарын-Кунтинское месторождение), Северного Приладожья и Карелии (Питкяранта, Люпикко, Хето-Ламбины).

Известны калиево-натриевые месторождения на Среднем Урале (Малышевское) и Восточном Забайкалье. Крупнейшим является месторождение Режик на Среднем Урале: здесь граниты-аляскиты содержат до 45% микроклина и свыше 50% альбита с олигоклазом.

Щелочные пегматиты разрабатывают на Вишневогорском месторождении Южного Урала возле Свердловска, крупные щелочные комплексы шпатов на Кольском полуострове (Хибинские и Ловозерские нефелиновые сиениты). Беломорит встречается вдоль береговой линии Белого моря, солнечными камнями славятся Пальдер (Прибайкалье), Уральские горы, Уточкино (возле Улан-Удэ).

Амазониты добывают на Кольском полуострове (Кейве, Плоскогорское, Краснощелье). Пегматитовые жилы с амозонитом встречаются по Восточной Сибири (Улан-Нурское месторождение Прибайкалья).

Амазонитом богат африканский континент, известны крупные месторождения Индостана, Канады, Бразилии. Роскошным лабрадором славятся Украина, китайский Тибет, Финляндия, Индия, Канада, Гренландия Германия. Высококачественный адуляр содержат гидротермальные жилы горных пород Индии, острова Шри-Ланка, Памир Таджикистана, Щвейцарии, США.

Искусственный щелочной шпат получают из стекол, применяя стехиометрические коэффициенты смешивания химических элементов в составе (К,Na,Rb,NH4){(Al, B, Ga, Fe)(Si,Ge)3O8}. Применяют 2 способа:

• сухой (температура синтеза от 700 до 1000 о С);
• гидротермальный (температура 550 о, давление 1 кбар, время 140 час).

Из предлагаемого набора химических элементов получились триклинные (с натрием) и моноклинные (с калием и рубидием) искусственные полевошпатовые материалы. Синтетический шпат состава NaFeSi3O8 гидротермальным способом не получился, взамен синтезировался минерал пироксен.

Моноклинные шпаты серебра, лития, цезия образуются при ионном обмене санидина с анальбитом в расплаве хлорида соответствующего элемента.

Природа не поскупилась полезными свойствами для полевого шпата и его запасами. Месторождения разбросаны по всему земному шару.

А ведь на долю полевых шпатов приходится половина массы земной коры и две трети ее объема! Многие из горных пород фактически являются разновидностями шпатов, смешанных с теми или иными минеральными добавками.

Слово, пришедшее из Швеции

Слово «спайность» в русской минералогии произрастает из шведо-немецких корней, и вообще-то должно бы произноситься как «шпатность». Для неподготовленного слушателя «спайность» звучит почти как «спаянность», хотя значения у «спайности» и «спаянности» диаметрально противоположны.

Некоторые из полевых шпатов красивы

Любой из полевых шпатов теоретически бесцветен и невзрачен – как и положено соединениям кремния. Однако без примесей подобные минералы практически не встречаются, и потому многие из шпатов весьма привлекательны внешне.

Классификация полевых шпатов

Еще более редок минерал цельзиан – калиево-бариевый шпат, встречающийся в виде вкраплений в метаморфических массивах. Ювелирной ценности зеленый или зеленовато-коричневый цельзиан не имеет, поскольку непрозрачен, но как коллекционный материал ценится весьма высоко.

Происхождение полевых шпатов...

На Луне, кстати, полевого шпата так же много, как и на Земле. Многие метеориты тоже содержат полевой шпат.

Вследствие чрезвычайной распространенности минерала, его добыча ведется на всех континентах. Лучшие лабрадоры поступают на рынок из Канады и Гренландии – хотя немало камней хорошего качества дает и Украина, и Бразилия, и Индия. Прекрасный амазонит, окрашенный в чередующиеся бирюзовые и бежевые цвета, был найден в Южной Америке, но добывается на российском севере и в магматических обнажениях Прибайкалья.

Lunar Ferroan Anorthosite

Alkali feldspar perthite (7cm long X 3cm width)

Полевые шпаты (рус. полевые шпаты , англ. feldspars; нем. Feldspate m pl, Feldspte m pl, Feldspat-Familie f, Feld-spatgruppe f ) - Группа наиболее распространенных породообразующий минералов класса силикатов каркасной структуры, которые характеризуются сравнительно высокой твердостью.

Полевик - староукраинское название полевых шпатов.

1. Общая характеристика

Полевые шпаты составляют ок. 50% массы земной коры. Примерно 60% их содержится в изверженных горных породах, в метаморфических - ок. 30%, в осадочных - 10-11%. Плотность 2,6-2,8. Соч. 6-6,5. По химическому составу - это алюмосиликаты натрия, кальция, калия, бария, как изоморфные примеси содержат рубидий , свинец , стронций и т.д.. С.ш. используются в стекольной, бумажной и других отраслях промышленности, некоторые полевые шпаты как облицовочный материал и поделочные камни.

С.ш. подразделяют на 3 группы:

Ортоклаз - калиевые полевые шпаты состава K 2 O.Al 2 O 3 .6 SiO 2. Встречаются в виде кристаллов, Иногда очень крупных, но в основном в виде мелкозернистых масс. Непрозрачные, имеют стеклянный или перламутровый блеск. Комплексное-натриевые полевые шпаты - состав Na 2 O.Al 2 O 3 .6 SiO 2. Встречаются в виде мелкозернистых масс. Более прозрачные, чем ортоклаз. Анортит-кальциевые полевые шпаты состава CaO.Al 2 O 3 .6 SiO 2. Образуют такие же кристаллы (всегда мелкие) и кристаллические массы, как ортоклаз и альбит.

Подгруппа плагиоклаза представляет собой непрерывный изоморфный ряд альбит Na и анортит Са . Для них характерна пластинчатая строение. В зависимости от содержания кальциевой (анортитовои) молекулы плагиоклазы делятся на 100 номеров. По содержанию SiO2 их разделяют на кислые (№ 0-30), средние (№ 30-50) и основные (№ 50-100). В подгруппе щелочных с.ш. наиболее распространенными являются ортоклаз и микроклин. Оба минерала имеют одинаковый состав К и отличаются лишь сингонии: ортоклаз моноклинной, а микроклин - Триклинная сингонии. Закономерные прорастания ортоклаза или микроклин альбитом называют пертит, а прорастание плагиоклаза ортоклазом или микроклином - антипертитом. К плагиоклаза относятся битовнит, лабрадор и другие минералы. Подгруппа гиалофанив (изоморфная смесь К и Ва ) встречается редко и практического значения не имеет. Из всех с.ш. крупнейший промышленный интерес представляют щелочные с.ш. В нашей стране почти 2/3 общей добычи полевошпатового сырья используется в стекольной промышленности и около 1/3 в керамической.

2. Горные породы и руды

Полевошпатовые изверженные горные породы непегматитового характера можно разделить на две подгруппы:

• а) алюмосиликатные породы, состоящие преимущественно из полевых шпатов и кварца - граниты, фельзиты, Аплит, аляскиты и др..;

• б) алюмосиликатные породы, в которых кварца нет, а полевой шпат заменен щелочными минералами - нефелиновые сиениты, миаскиты и др..

Среди них можно назвать месторождения аляскитив в США (Спрус-Пайн), тела измененных пород гранитного ряда (кора выветривания) в Англии, Польше, Японии, Франции. Одним из классических примеров этой подгруппы является месторождение Шеблув в Польше. Как полевошпатового сырья используют также грейзенизовани граниты с месторождения Сент-Стивенс (графство Корнуэлл, Англия). К этому типу относятся слюдяные граниты в Узбекистане (Лянгарське месторождение), альбититах в Казахстане (гора Аксоран), лейкократови граниты в Таджикистане (Такобське месторождение), мусковитовые граниты на Урале , гранитные массивы в Украине (Кировоградская область) и другие.

Наиболее высококачественными полевошпатовым рудами для стекольной и керамической промышленности являются крупнозернистые и гигант-зернистые полевошпатовые пегматитовых жили. Во многих странах используют также Аплит , полевошпатовые пески, изменены граниты, липариты , фельзит-порфиры и др.. За рубежом около 2/3 всей добычи полевого шпата приходится на пегматитов сырье.

3. Месторождения

Все месторождения полевошпатового сырья можно разделить на три группы:

• 1. Гранитные и частично щелочные пегматиты.
• 2. Полевошпатовые изверженные горные породы непегматитового характера.
• 3. Полевошпатовые пески. Пегматиты являются комплексными месторождениями, и полевой шпат добывается из них как специально, так и попутно.

Крупнейшими месторождениями гранитных пегматитов являются месторождения в РФ (Карелия, Урал, Прибайкалье, Вост. Сибирь, Забайкалье, Дальний Восток), Швеции, Норвегии, США и других странах. Нефелиновые пегматиты известны на Урале (Вишневогорське месторождение и др.).. Крупные месторождения гранитных пегматитов есть в Украине (Елисеивське, Зеленая Могила).

4. Добыча

Feldspar output in 2005. Click the image for the details.

В конце ХХ в. в мире наблюдалось увеличение добычи с.ш. (Demand for feldspar in ceramics to increase / / Skill. Mining Rev. - 2000. - 89, 2. - Р. 8.). Мировая добыча с.ш. в 1998 г. составил 11,5 млн т, из них в Китае, Италии, Японии, Турции и США 63%. Промышленная добыча нефелинового сиенита проводится преимущественно в Канаде и Норвегии. В керамические-ном производстве потребления с.ш. и нефелинового сиенита составляет примерно 5,5 млн т / год или 41% от общего спроса. Ожидаемый рост потребления составляет примерно 10% в год. В стекольном производстве потребления полевого шпата и нефелинового сиенита составляет примерно 5750000 т / год с общим сокращением спроса за счет увеличения использования стеклянного боя.