Полевые шпаты. Что такое полевой шпат

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/11/polevoj-shpat-1.jpg" alt="полевой шпат" width="330" height="223"> Шпат – это общее название старинного происхождения для целой группы минералов. Чаще всего употребляется в отношении полевого шпата, свойства которого нашли применение в поделочном деле и в промышленности. О глобальном значении этого камня, его разновидностях и особенностях и пойдёт далее речь.

Полевой шпат как минерал

Название термина «шпат» заимствовано из немецкого языка, где «Spath» в прямом переводе означает «брусок». Первое, что следует обязательно упомянуть об этом уникальном камне, – он главный компонент земной коры. Если говорить о её массе, то полевой шпат составляет ½ часть. Причём многие горные породы – это не что иное, как шпатовая разновидность в соединении с каким-либо минералом. Распадаясь, камень превращается в глины или другие осадочные вещества. Поэтому его так много в природе, и геологи даже окрестили минерал «каменным хозяином планеты».

Минералы шпата – это силикаты, для которых характерен сложный химический состав. Выделяют три главные группы:

1. Na –натриевые;
2. Са – кальциевые;
3. К – калиевые полевые шпаты.

Для всех разновидностей минерала характерна совершенная спайность. При расколе камней, как правило, образуются обломки призматической формы. Их поверхность обычно гладкая. Твёрдость приличная, до 6,5 баллов в системе измерения Мооса. Ещё одно интересное свойство камня – слоистость: кристаллы способны раскалываться на пластины. Эта характеристика в профессиональном кругу называется шпатность.

Залежи породы в изобилии расположились на всех континентах. Добыча ведётся повсеместно.

Png" alt="" width="80" height="68"> Единственным разграничением месторождений выступают разновидности минерала: например, адуляр добывают преимущественно в восточных регионах Земли – Индии, Таджикистане. Гелиолитовые разработки ведутся в США, на Мадагаскаре, в российских областях Карелии и Урала. Лабрадор, амазонит традиционно находят в Бразилии, Канаде, Украине Монголии и т.д.

Драгоценные разновидности

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/06/lunnyj-kamen-8.jpg" alt="Оликоглаз лунный камень" width="250" height="178">
Среди всего разнообразия этого примечательного минерала есть несколько самоцветов, которые прочно удерживают высокое положение среди ювелирных камней. Самый ценный с этой точки зрения адуляр – лунный камень. Его безусловная привлекательность сформирована путем тонкого срастания тоненьких слоек ортоклаза (чистого калиевого шпата) с альбитом. Последний представляет собой натриевый белый силикат. Причём чем тоньше пластины-слойки, тем благороднее и красивее голубое сияние лунного камня.

Ещё один ювелирный представитель – гелиолит, солнечный камень. Он переливается желтоватым либо красноватым мерцанием. Своей красотой обязан кристалликам железа (гематита, гетита). Они рассеиваются по структуре кристалла-хозяина и отражают свет, который и дает цветовую игру камня. Самое эффектное мерцание получается, если вкрапления железа имеют чешуйчатую форму. Такой камень получил название «авантюриновый полевой шпат».

Также в качестве поделочного ювелирного материала используются такие подвиды, как андезин, беломорит, лабрадор, амазонит и т.п.

Области применения минералов шпатов

Помимо ювелирного дела, практическое использование разновидностей камня зафиксировано в следующих сферах промышленности:

• Калиевые минералы необходимы в производстве тонкой керамики и качественных оконных стекол.
• Калиево-натриевые соединения пригодились в изготовлении строительной керамической продукции, а также прочного технического стекла.
• Некоторые виды служат сырьём для извлечения из них алюминия, рубидия.
• Текстура минералов этой группы подходит для изготовления лёгких абразивов, что нашло применение в косметической промышленности и мыловарении.
• На основе некоторых видов делают минеральные краски, резину.
• В производстве изоляторов и электродов, кабелей технического назначения тоже участвуют минералы полевого шпата.
• Бруски полевых шпатов служат отличным облицовочным минералом (амазонит, лабрадор).

Лечебные и магические свойства

Data-lazy-type="image" data-src="https://karatto.ru/wp-content/uploads/2017/11/polevoj-shpat-2.jpg" alt="полевой шпат" width="280" height="204">
Поскольку шпат – многоликий минерал, его магическая сила проявляет себя по-разному, смотря какой своей разновидностью он представлен. Также и в литотерапии виды минерала разделили свои лечебные функции:

1. Полевые шпаты вулканического происхождения – заслон от сглаза и порчи.
2. Амазонит – талисман верности, супружества. Восстанавливающим образом действует на сердце и нервную систему.
3. Ортоклаз – хранитель семейных устоев, домашнего очага. Маги считают, что если ортоклаз начинает менять цвет – это сигнал к тому, что брак даёт трещину, супруги на грани развода.
4. Лунный камень – концентратор чувственного восприятия, снимает душевные расстройства.
5. Лабрадор – камень познания мира, аккумулятор энергии. Укрепляет суставы, исцеляет органы репродукции.

Также литотерапевтами отмечено эффективное воздействие альбита при недугах выводящей системы, гелиолита – при дерматологических проблемах, андезина – при депрессивных состояниях. Зафиксированы случаи, когда полевой шпат помогал при эпилептических приступах, снижая их частоту и силу. Эту способность приписывают ортоклазам и адулярам. В качестве амулета минералы нужно преподносить людям, которые борются с онкологией.

Шпат в астрологии

Для любого знака зодиака найдётся свой талисман среди видов полевого шпата. В общем смысле, минерал носит универсальный характер в астрологии. Но если внести немного конкретики, то распределение камней этой группы по знакам зодиака выглядит так:

• Лабрадор оказывает поддержку людям, родившимся под покровительством созвездий Овна, Льва, Дев и Скорпиона. Раку, Козерогу и Водолею не подходит.
• Адуляр, особенно в украшениях, – это действенный и надёжный покровитель Раков и Рыб.
• Андезин – помощник и стимулятор жизненного тонуса у Овнов и Львов.
• Амазонит – талисман благополучия для Овнов, Раков, Тельцов, Скорпионов. Но никак не уживается со Стрельцами.
• Альбит – лучший шпатовый амулет для всех знаков зодиака, кроме Льва и всех «водных» созвездий.

Это лишь немногие интересные сведения о полевом шпате. Минерал этот безгранично уникален. Несмотря на свою глубокую изученность, он по-прежнему привлекает к себе и учёных, и простых людей. Многоликость камня – его самая большая загадка. А доказанный факт, что он есть на Луне и на других космических объектах, придаёт ему ещё больше притягательности.

История происхождения названия специально исследована Зензеном и Спенсером. Термин впервые введен Тиласом в 1740 г. - feldtspat, от шведского, feldt или fait (поле, пашня) и немецкого spath (пластина, брусок). В “Минералогии” Валлериуса предложен другой термин - feltspat, от шведского, felt (моренное поле, ледниковая долина) и spat (табличка, выколоток по спайности). В немецком переводе “Минералогии” Валлериуса (1750) термин видоизменен как feldspath (“полевой шпат”), а в английском (1772) как fieldspar. В результате их смешения появился современный термин - feldspar. Кроме того, во 2-м издании “Минералогии” Кирвана (1794) использован термин felspa, от немецкого fels (скала, горная порода), т.е. “породообразующий” шпат.

Реже используются термины: felspar (английский), feldspath (французский).

Химический состав

По химическому составу полевые шпаты представляют собой алюмосиликаты и состоят из окиси алюминия (Аl 2 O 3 ), Окиси калия (К 2 О), окиси натрия (Na 2 O) или из Аl 2 O 3 , Na 2 O и окиси кальция (СаО) в сочетании с двуокисью кремния (SiO 2 ).

Полевые шпаты - главные породообразующие минералы многих магматических, метаморфических и осадочных пород с химическим составом М[Т 4 O 8 ], где М - щелочные, М + = (Н, Li, Na, К, Rb, Cs, Tl, 4 ) + или щелочноземельные, M 2+ = (Са, Sr, Ва, Pb, Еn) 2+ катионы, а Т - Si 4+ или заменяющие его в бесконечном кремнекислородном каркасе (А1, В, Fe, Ga) 3+ , (Ge) 4+ , осуществляющие анионную функцию в [ТО] 4 -тетраэдрах, компенсирующие заряд М-катионов.

Разновидности

Полевые шпаты классифицируются по химическому составу, кристаллической структуре и структурному состоянию (Si/Al-упорядоченности), чем исчерпываются все их “структурно-химические разновидности”. Целесообразно выделять “минеральные виды”, их “разновидности” (по химическому составу, структурным модификациям, по морфологическим особенностям, физическим свойствам) и типы “блок-кристаллов”.

Полевые шпаты составляют 50-60 мае. % земной коры; они наряду с кварцем , оливином , слюдами, пироксенами и амфиболами относятся к наиболее распространенным породообразующим минералам. Их значение необычайно велико. Среди них выделяют калий-натриевые (щелочные) полевые шпаты, составляющие подгруппу ортоклаза, к которой относятся собственно ортоклаз, натриевый ортоклаз, микроклин, анортоклаз, санидин, адуляр, и известково-натриевые, или натриево-кальциевые, полевые шпаты (подгруппа плагиоклаза).

Форма нахождения в природе

Для всех полевых шпатов характерны двойники роста (срастания, прорастания), а также двойники превращения, возникающие в результате фазовых превращений в полевошпатовых блок-кристаллах.

В нормальных двойниках (закон грани) двойниковая ось перпендикулярна плоскости срастания, которая одновременно является двойниковой плоскостью и плоскостью симметрии двойника (обычно это наиболее распространенная грань). В параллельных двойниках (закон оси) двойниковая ось лежит в плоскости срастания двойника, которой может быть любая грань, лежащая в зоне, ребром которой служит данная двойниковая ось. В сложных двойниках (сложные законы) двойниковая ось перпендикулярна одному из ребер и лежит в какой-либо важной кристаллографической плоскости, которая является плоскостью срастания двойников.
Иногда различают карлсбадский-А (плоскость срастания - (010)) и карлсбадский-В (плоскость срастания - (100)) двойники . Аклиновый-А закон рассматривается как частный случай периклинового закона с плоскостью срастания (001), а Ала-А и Ала-В законы - как частный случай эстерельского закона с плоскостями срастания (001) и (010).
Наиболее часто встречаются двойники с плоскостью срастания (010). Для моноклинных Калиевых полевых шпатов наиболее характерны карлсбадские, манебахские и бавенские двойники, для триклинных (Калиевые полевые шпаты, Na-полевые шпаты, плагиоклазы) - альбитовые, а также периклиновые и карлсбадские. Альбитовые и периклиновые двойники в моноклинных полевых шпатах вследствие их симметрии невозможны (хороший диагностический признак). Наоборот, в триклинных полевых шпатах они обычны.
Положение “ромбического сечения” зависит от химического состава полевого шпата. По этой причине различается ориентировка альбит-периклиновых двойников в микроклине и в существенно натриевом щелочном полевом шпате - анортоклазе: под микроскопом в микроклине в разрезах по (010) наблюдаются только периклиновые двойники (под углом 83° к трещинам спайности по (001)), в разрезе по (100) - только альбитовые двойники (параллельно трещинам спайности по (010)), а в разрезе по (001) - решетка из альбитовых и периклиновых двойников под углом 90° (микроклиновая решетка)", в анортоклазе в разрезах по (010) также наблюдаются только периклиновые двойники, но они почти параллельны (под углом всего 2-5°) трещинам спайности по (001), в разрезе по (100) - решетка из альбитовых и периклиновых двойников под углом 90°, а в разрезе по (001) - только альбитовые двойники, параллельные трещинам спайности по (010).
В полевых шпатах широко распространены комплексные двойники, для изучения которых Варданянцем разработана специальная теория “двойниковых триад”.
Структурное объяснение двойникованию дано Тэйлором с соавтарами на примере ортоклаза. Двойники связываются через общие для обоих сдвойникованных индивидов атомы кислорода, и благодаря тому, что они находятся на общих элементах симметрии, как бы продолжается рост единого монокристалла (в ориентировке каждого из сдвойникованных индивидов). При этом не происходит разрыва или существенного искажения четверных колец из [(Si,Аl)O 4 ]-тетраэдров в каркасе структуры. В манебахских двойниках плоскости симметрии (010) в обоих индивидах совпадают, а общие атомы кислорода O(Al) лежат на общих осях вращения. В бавенских двойниках общие атомы кислорода O(А2) находятся на плоскостях симметрии (010) или отклоняются от них всего на 0,2 А, а сами плоскости симметрии в двойниковых индивидах ориентированы под углом 90°. В карлсбадских двойниках два общих атома кислорода O(Al) и O(А2) лежат соответственно на оси вращения и плоскости симметрии (010) одного из индивидов, а другая пара общих атомов O(Аl) и O(А2) - на оси и плоскости (010) второго индивида. Поскольку атом O(Al) на высоте 4,7 А в двойнике и в монокристалле находится в одной и той же позиции (цепи Si-O-Si-O в двойнике отличаются от конфигурации в монокристалле только незначительным разворотом атомов кислорода вокруг атомов кремния в - и -тетраэдрах на высотах 4,1 и 5,05 А), образуются двойники срастания (“контактные двойники”) по плоскости (010). Однако так как она одновременно является и плоскостью симметрии, то возможны “правые” и “левые” двоиники. А поскольку ту же позицию занимают атомы O(Al) на высоте 1,8 А в цепи Si-O-Si-O второго двойникового индивида, в данном случае возможны также и двойники “прорастания”.

Альбитовые и периклиновые двойники в триклинных полевых шпатах, согласно Тэйлору с соавторами получаются соответственно отражением в плоскости (010) или вращением вокруг оси , которая близка к перпендиулярно (010). Поэтому (особенно при полисинтетическом двойниковании или при одновременном альбит-периклиновом двойниковании) двойник повышает свою симметрию до моноклинной. Для альбит-периклиновых двойников в микроклине (“М”-двойники, “микроклиновая” решетка) это является доказательством образования его из первично-моноклинного полевого шпата в результате твердофазовых превращений. В моноклинных полевых шпатах альбитовые и периклиновые двойники невозможны, так как = перпендикуляру (010).

Агрегаты.

Физические свойства

Оптические

Цвет. Окраска полевых шпатов разнообразная, как правило, светлая: белая, желтоватая, зеленоватая, красноватая, коричневатая. Зеленые и голубовато-зеленые разности носят название амазонита. Описаны янтарно-желтые железистые полевые шпаты.

Прозрачность. Прозрачные, водяно-прозрачные.

Показатели преломления

Ng = , Nm = и Np =

Механические

Твердость. 6-6,5.

Плотность. 2,54-2,57 для калиевых полевых шпатов, 2,62-2,65 для альбита, 2,74-2,76 для анортита, до 3,4 для цельзиана. Промежуточные значения - для K,Na- и Ca,Na-полевых шпатов.

Спайность. Все полевые шпаты имеют спайность в двух направлениях - под углом 90° или незначительно отличающемся от прямого (20" - в микроклине, 3,5-4°- в плагиоклазах), как правило, совершенную по (001) и совершенную или хорошую по (010). В этих направлениях разрывается наименьшее число тетраэдрических связей на единицу площади; при этом рвутся только связи между цепочками тетраэдров, но сохраняются четверные кольца.

Химические свойства

Полевые шпаты кислотоупорны, не растворяются в кислотах, кроме HF (К-полевые шпаты и альбит), или легко (анортит) или с трудом (основные плагиоклазы) разлагаются в концентрированной НСl с выделением студенистого осадка кремнезема.

Прочие свойства

Некоторые полевые шпаты обладают способностью опалесценции (адулярисценции), авантюрисценции или лабрадорисценции, которые в отечественной литературе обобщенно принято называть иризацией. Опалесценция дает мерцание в голубоватых, зеленоватых, жемчужно-белых и бледно-желтых тонах в K,Na-полевые шпаты. (криптопертитах) (лунные камни) и олигоклазах (беломориты) или переливчатую игру света в голубовато-сиреневых или серо-синих тонах, напоминающую отлив перьев на шее голубя (олигоклазы-перистериты), и вызвана пертитовым строением щелочных полевых шпатов или аналогичным явлением фазового распада в олигоклазах. Лабрадорисценция - аналогичное явление в лабрадорах (один из синонимов лабрадора - тавусит, от персидского “тавуси” - павлин). Авантюрисценция- яркое свечение минерала точечными бликами в оранжево-красных, ярко- желтых и малиновых тонах (солнечные камни), вызванное отражением света от мелких рассеянных пластинок гематита (в К-полевых шпатах, альбите или олигоклазе), ильменита или самородной меди (в лабрадорах).

Искусственное получение минерала

Синтез щелочных полевых шпатов состава (Na, К, Rb, NH 4 )[(Al, Ga, Fe, B)(Si, Ge) 3 O 8 ] осуществляется обычно из стекол стехиометричного состава сухим (при температуре 700-1000°) или гидротермальным (например, 550°, 1 кбар, 140 ч) путем. Впервые искусственные аналоги полевых шпатов составов NaGaSi 3 O 8 , NaAlGe 3 O 8 , NaGaGe 3 O 8 (триклинные) и KGaSi 3 O 8 , KAlGe 3 O 8 , KGaGe 3 O 8 (моноклинные) получены в , моноклинный RbAlSi3Og - в . Полевой шпат состава NaFeGe 3 O 8 не удалось синтезировать (вместо него в гидротермальных условиях кристаллизовался пироксен состава NaFe, а вместо CsAlSi 3 O 8 - поллуцит. Предполагалось, что Cs-noлевые шпаты не могут существовать из-за слишком большого размера атома Cs, так же как и Li-полевые шпаты, но, наоборот, из-за слишком маленького размера атома Li (Smith, Brown, 1988). Однако моноклинный CsAlSi 3 O 8 все же удалось получить ионным обменом между анальбитом или санидином и расплавом соли CsCl. Аналогичным путем были синтезированы полевые шпаты лития, водорода и серебра: LiAlSi 3 O 8 , HAlSi 3 O 8 и AgAlSi 3 O 8 .

Синтезированы также полевые шпаты состава K.

Диагностические признаки

Ортоклазы ассоциируются с кварцем, кислым плагиоклазом, мусковитом , биотитом и роговой обманкой . Анортоклазы - Ti-авгитом, апатитом , ильменитом . Плагиоклазы - спессартин , родонит , Mn - эпидот , санборнит, джиллеспит.

Происхождение и нахождение

Полевые шпаты являются главными породообразующими минералами магматических, метаморфических, ряда осадочных пород, пегматитов, метасоматитов и гидротермальных жил.

Полевые шпаты, будучи одними из главных породообразующих минералов, кристаллизуются следующим образом:
1. Из магматических расплавов гранитного, сиенитового, диоритового и габброидного состава.

2. В ходе постмагматических процессов (главным образом кислые плагиоклазы и щелочные полевые шпаты) - из пегматитовых расплавов, гидротермальных растворов, при процессах грейзенизации.

3. Путем ионного обмена в кристаллических сланцах (хлоритовые и слюдистые сланцы, слюдистые гнейсосланцы и гнейсы различных типов) как продукты бластеза (греч. «бластос» - росток, зародыш, почка) при средних температурах порядка нескольких сотен градусов (из твердого субстрата), т. е. при перекристаллизации вещества в твердом состоянии.

Разнообразие химического состава полевых шпатов послужило основой для классификации изверженных горных пород. В общем составе земной коры плагиоклазы занимают около 40%. Кислые плагиоклазы являются составными частями континентальных масс гранитного состава (сиаль); основные плагиоклазы входят в состав базальтово-габброидного нижнего слоя земной коры (оима).

Санидины характерны для кислых и щелочных вулканических пород: риолитов, трахитов, фонолитов и интрузий неглубокого залегания. Считается, что они гомогенны, но современные методы исследования показывают, что в большинстве они являются санидин-криптопертитами. В ультракремнекислых породах, таких как обсидианы и риолиты, могут образовывать сферолиты в срастании с кристобалитом и пучки игольчатых кристаллов. В метаморфических породах образуются в условиях санидиновой фации метаморфизма при высокой температуре и низком давлении. Иногда устанавливаются как аутигенные образования в осадочных породах.

Практическое применение

Полевые шпаты имеют важное практическое значение. Полевошпато-вое сырье используется в разных отраслях промышленности в качестве флюсующего, глиноземистого, щелочного или глиноземисто-щелочного компонентов, а также инертных наполнителей. Предпочтительны полевош-патовые породы с содержанием К 2 O + Na 2 Oболее 7 мас.%, СаО + MgO не более 2, Аl 2 O 3 более 11 и SiO 2 63-80%. Поэтому в качестве сырья используются в основном кислые (реже средние, щелочные) алюмосиликатные магматические, метаморфические или осадочные породы полевошпатового, кварц-полевошпатового, каолинит-полевошпат-кварцевого или нефелин-полевошпатового состава. Основные и ультраосновные породы практически не используются.
Общемировые запасы и ресурсы полевошпатового сырья не оценены. В России в настоящее время они составляют 115 млн т (52% запасов стран СНГ); из них 88 млн т (76%) приходится на гранитные пегматиты. Мировая добыча полевошпатового сырья составляет 5 млн т/год: Италия - 1500, США - 700, Франция - 400, Германия - 330, Таиланд - 330, Южная Корея - 240, Мексика - 200 тыс. т. В мировой добыче стран СНГ - 10-15%, из которых доля России около 48%, Казахстана - 30, Украины - 15, Узбекистана - 7%. Основной объем добычи в России приходится на Карелию и Мурманскую область.
По содержанию кварца сырье подразделяется на собственно полевош-патовое (кварца меньше 10%) и кварц-полевошпатовое (кварца больше 10%); по соотношению щелочей - на высококалиевое (“калиевый модуль” = K 2 O/Na 2 O > 3 мас. %), используемое в электротехнической и абразивной промышленности, а также для производства сварочных электродов, калиевое (“модуль” не менее 2), применяемое в электротехнической и фарфорофаянсовой промышленности, калиево-натриевое (“модуль” не менее 0,9), используемое для производства строительной керамики, и натриевое (“модуль” менее 0,9 или не нормирован), применяемое в стекольной промышленности и для производства эмалей типа “стекловидного фарфора”. Если присутствует нефелин, выделяют нефелин-полевошпатовое сырье.
Высококалиевые полевошпатовые материалы (с высоким “калиевым модулем” - выше 4, низким содержанием СаО и MgO - не более 1,5% и FeO и Fe 2 O 3 - не выше 0,15-0,30%) используются в электрокерамическом производстве для изготовления высоковольтных фарфоровых изоляторов, в качестве плавня и сцепляющей массы для производства шлифовальных и точильных абразивных изделий, для керамической обмазки (шлакообразующих изделий, стабилизирующих дугу) в производстве сварочных электродов, в фарфоро-фаянсовом производстве для получения прозрачных глазурных покрытий (“модуль” не менее 3). Полевошпатовые и кварц-полевошпатовые материалы с высоким “калиевым модулем” (2-3 и выше 3 для изделий высших марок) применяют в керамической промышленности в качестве плавня (флюса) для производства тонкой керамики (хозяйственный и художественный фарфор, электротехнический фарфор), калиево-натриевые кварц-полевошпатовые материалы (с низким “модулем” до 0,9) - для производства строительной керамики (санитарно-керамические изделия, облицовочные и отделочные плитки), а натриевые полевые шпаты (с ненормируемым “модулем”) - для производства низкотемпературного фарфора. Кварц- полевошпатовые и нефелин-полевошпатовые материалы используют также в качестве шихты для производства электровакуумного и высокосортного технического стекла, листового технического и оконного стекла и изделий из темно-зеленого и тарного стекла. Натриевые полевошпатовые материалы применяются для эмалевых покрытий чугунных и железных изделий, для увеличения их вязкости и химической стойкости.

Полевые шпаты используются в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности (получаемые краски более стойки, чем с карбонатным наполнителем, к воздействию кислотных дождей и солнечному свету и применяются для наружных работ), в резиновом производстве, при изготовлении опалесцирующего стекла, изразцов, черепицы, бетона, цемента, в стоматологии для производства искусственных зубов и др.
Новыми областями применения полевых шпатов (главным образом из низкокачественных и некондиционных полевошпатовых и нефелин-полевошпатовых материалов, что важно при решении экологических проблем и комплексного освоения месторождений) являются производство стеклокри-сталлических материалов (ситаллы и шлакоситаллы, используемые в строительстве, химической, горнодобывающей и электротехнической промышленности), теплоизоляционных материалов (пеностекло, применяемое в строительстве для изоляции стен и полов, холодильников и др.), а также вя-жущих материалов (пуццол и другие новые цементы), получаемых из сиштофа (стеклоподобной массы с примесью микроклина, эгирина и других со-путствующих минералов) и сульфатно-щелочных удобрений, получаемых из фосфогипса, - промышленных отходов, образующихся при кислотной (с H 2 SO 4 ) переработке хибинских апатит-нефелиновых руд в ходе получения фосфорных удобрений. Нефелин-полевошпатовые материалы используются для получения ангоба - керамической массы, припекаемой в виде глазурий к изделиям из легкого бетона (стеновым панелям и др.).

В последние годы к полевым шпатам привлечено внимание в связи с проблемой захоронения радиоактивных отходов. Вместо распространенной технологии остекловывания предложена фиксация радиоизотопов 90 Sr, 134 Cs и 137 Cs в полиминеральных матричных материалах, состоящих из Sr-содер-жащего полевого шпата с кварцевой оболочкой или поллуцита с оболочкой из К,Na-полевого шпата; эти материалы более устойчивы к выщелачиванию, чем стекла.

Полевые шпаты* из всех силикатов являются наиболее распространенными в земной коре, составляя около 50% ее массы. Примерно 60% полевых шпатов заключено в магматических горных породах; около 30% приходится на долю метаморфических горных пород, преимущественно кристаллических сланцев; остальные 10-11% находятся в осадочных горных породах - главным образом в песчаниках и конгломератах.

*Шпаты – минералы, обладающие совершенной спайностью в двух направлениях. Происхождение термина «полевые шпаты » не ясно. Возможно, чаще всего, обломки этих минералов находили в средние века именно на крестьянских полях.

По химическому составу полевые шпаты представляют алюмосиликаты Na, К и Са, изредка Ва. Иногда в ничтожных количествах присутствуют Li, Rb, Cs в виде изоморфной примеси к щелочам и Sr, заменяющий Са.

Кристаллизуются полевые шпаты в моноклинной или триклинной сингонии, причем те и другие по морфологическим признакам мало отличимы друг от друга. Рентгенометрические исследования показывают большое сходство в кристаллической структуре всех шпатов.

Много общего в физических свойствах полевых шпатов. Все они преимущественно имеют светлую окраску; относительно низкие показатели преломления; большую твердость - 6-6,5; совершенную спайность по двум направлениям, пересекающимся под углом, близким к 90°; сравнительно небольшие плотности - 2,5-2,7. По этим признакам полевые шпаты довольно легко отличаются от похожих на них минералов.

В соответствии с химическим составом и параметрами кристаллического строения группа полевых шпатов классифицируется на три подгруппы:

Подгруппа натриево-кальциевых полевых шпатов, называемых плагиоклазами. Представляют собой непрерывный изоморфный ряд альбит Na – анортит Ca;

Подгруппа кали-натриевых полевых шпатов, которые при высоких температурах также дают непрерывные твердые растворы K - Na, распадающиеся при медленном охлаждении на два компонента - существенно калиевый и существенно натриевый;

Подгруппа редко встречающихся кали-бариевых полевых шпатов, называемых гиалофанами. Представляют собой изоморфные смеси K - Ba.

В настоящем курсе рассмотрим наиболее распространенные среди полевых шпатов плагиоклазы и кали-натриевые полевые шпаты.

Подгруппа «плагиоклазы» или кальций-натриевые полевые шпаты

Плагиоклазы - (100-n)Na - nCa, где n – содержание анортитовой (составляющей (таблица 1) - меняется от 0 до 100. "Плагиоклаз" в переводе с греческого языка - косораскалывающийся. По сравнению с другими полевыми шпатами, у которых угол между плоскостями спайности (001) и (010) равен 90° или очень близок к этой цифре, у плагиоклазов он меньше - 86°24"-86°50".

Таблица 1 – Плагиоклазы

Русский минералог и кристаллограф Евграф Степанович Федоров в ХIХ веке предложил очень удобную и наиболее рациональную классификацию с обозначением каждого плагиоклаза определенным номером соответственно процентному содержанию в нем анортитовой молекулы. Так, например, плагиоклаз № 72 представляет изоморфную смесь, содержащую 72% анортита и 28% альбита.

Иногда для общих соображений при систематике магматических пород удобно придерживаться грубого деления плагиоклазов по их составу, а именно: плагиоклазы кислые - № 0-30; плагиоклазы средние - № 30-60; плагиоклазы основные - № 60-100.

Здесь названия "кислый", "средний", "основный" применены не в обычном смысле - они обусловлены тем, что содержание Si0 2 ("кремнекислоты") от альбита к анортиту постепенно падает (табл. 2).

Таблица 2 – Систематика плагиоклазов

Плагиоклазы кристаллизуются в триклинной сингонии . Облик кристаллов . Хорошо образованные простые кристаллы встречаются относительно редко. Имеют таблитчатый и таблитчато-призматический облик (рисунок). Простые двойники редки, зато чрезвычайно широко распространены сложные полисинтетические двойники, наблюдаемые и в зернах неправильной формы. В прозрачных шлифах полисинтетические двойники сразу обнаруживаются при окрещенных николях и настолько типичны, что позволяют быстро отличить плагиоклазы от других минералов.

Рисунок – Кристалл альбита. Угол между (010) и (001) равен 86°24"

Агрегаты . Альбит в пустотах среди пегматитов довольно часто наблюдается в виде друз или агрегатов, пластинчатых кристаллов, иногда называемых клевеландитом. Встречаются также зернистокристаллические породы, состоящие почти целиком из плагиоклазов. Таковы, например, сахаровидная альбитовая порода, образующаяся нередко метасоматическим путем в пегматитах; анортозиты или лабрадориты Украины, используемые в качестве облицовочного камня и др.

Цвет белый, серовато-белый, иногда с зеленоватым, синеватым, реже красноватым оттенком. Блеск стеклянный.

Разновидности плагиоклазов, получившие особые названия благодаря некоторым оптическим эффектам:

Лунный камень - кислый плагиоклаз (но чаще кали-натриевый полевой шпат), обладающий своеобразным нежно-синеватым отливом, напоминающим лунный свет;

Авантюрин или солнечный камень - кислый плагиоклаз, а также кали-натриевый полевой шпат, обладающий красивым искристо-золотистым отливом, обусловленным включениями тончайших чешуек железного блеска;

Лабрадор - главный минерал так называемого лабрадорового камня, являющийся основным или средним плагиоклазом, часто обнаруживающий на плоскостях спайности красивый переливчатый отсвет в синих и зеленых тонах.

Твердость плагиоклазов 6-6,5. Спайность совершенная по ; - натронсанидин (К,Na)

Моноклинный низкотемпературный ряд: - ортоклаз K; - натронортоклаз (Na,К)

Триклинный ряд: - микроклин К; - анортоклаз (Na,К)

Таким образом, для соединения K существуют две моноклинные модификации - санидин, устойчивый при температуре выше 900°С; - ортоклаз, устойчивый ниже температуры 900°С, - и одна триклинная модификация, называемая микроклином. В настоящем курсе рассмотрим наиболее часто встречающиеся в природе ортоклаз и микроклин.

Ортоклаз - K или К 2 O Al 2 O 3 6SiO 2 . "Ортоклаз" по-гречески - прямораскалывающийся. Действительно, угол между плоскостями спайностями равен 90°. Бесцветная прозрачная разновидность ортоклаза носит название адуляра . В процессе нагревания при температуре около 900°С ортоклаз переходит в санидин-модификацию, отличающуюся по некоторым оптическим константам.

Химический состав . К 2 O - 16,9%, Аl 2 O 3 - 18,4%, SiO 2 - 64,7%. Часто присутствует Na 2 O в количестве нескольких процентов, иногда превышая содержание К 2 O (натронортоклаз). Примеси: BaO, FeO, Fe 2 O 3 и др.

Сингония моноклинная. Облик кристаллов чаще всего призматический (рисунок). Простые двойники довольно часты.

Рисунок – Кристаллы калиевого полевого шпата

Цвет . Обычные непрозрачные ортоклазы обладают светло-розовым, буровато-желтым, красновато-белым, иногда мясо-красным цветом. Блеск стеклянный, особенно у адуляра. Твердость 6-6,5. Спайность совершенная в двух направлениях под углом 90°. Плотность 2,64-2,57.

Диагностические признаки . Макроскопически ортоклазы довольно легко узнаются по желтоватым и красноватым светлым окраскам, высокой твердости и углу между спайностями. Отличить ортоклаз от не менее распространенного микроклина аналогичной окраски на глаз (без микроскопического изучения) невозможно.

Микроклин - K. "Микроклин" по-гречески - незначительно отклоненный: угол между плоскостями спайности отличается от прямого угла всего на 20".

Химический состав аналогичен составу ортоклаза. Почти всегда содержит Na 2 O в существенных количествах. Кроме того, в зеленых разновидностях микроклина (амазонит ) устанавливаются чаще, чем в обычных микроклинах и ортоклазах, примеси Rb 2 O (иногда до 1,4%) и Cs 2 O (до 0,2%).

Сингония триклинная. Облик кристаллов - аналогично ортоклазу, приведен на рисунке. Агрегаты . В пегматитовых жилах часто наблюдается в виде необычайно крупнокристаллических агрегатов, легко раскалывающихся при ударе по плоскостям спайности. Размеры индивидов, устанавливаемых по спайности, нередко измеряются десятками сантиметров, иногда даже метрами.

Цвет микроклина обычно такой же, как ортоклаза. Встречается разновидность зеленого цвета, называемая амазонитом . Эта окраска бывает неоднородной, приуроченной нередко к периферии кристаллов, или распространяется внутрь их в форме жилок, линзочек или неправильной формы пятен, иногда в соседстве с прожилками белого кварца. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности слегка перламутровый. Твердость 6-6,5. Спайность , так же как у ортоклаза, совершенная в двух направлениях. Плотность 2,54-2,57.

Распространены оригинальные срастания микроклина с кварцем, носящие название "еврейского камня" или "письменного гранита" (рисунок).

Рисунок – Закономерные срастания кварца (темное) с микроклином – «еврейский камень» или «письменный гранит»

Диагностические признаки . По внешним признакам микроклин не отличим от ортоклаза. В прозрачных шлифах под микроскопом легко узнается по характерному решетчатому строению отдельных индивидов, хорошо наблюдаемому при скрещенных николях. Нерешетчатый микроклин диагностируется по оптическим константам.

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.

Легко раскалывающиеся на пластины; "полевой" — ввиду частого нахождения обломков на шведских пашнях, располагающихся на моренных отложениях, богатых разрушенным материалом гранитов * а. feldspars; н. Feldspate, Feldspat-Familie; ф. feldspaths; и. feldespatos) — семейство минералов, каркасные алюмосиликаты Ca, Na, К, Ba. Подразделяются на 3 группы: калиево-натриевые (щелочные), кальциево-натриевые (плагиоклазы) и очень редкие калиево-бариевые полевые шпаты. Щелочные полевые шпаты и плагиоклазы — наиболее распространённые породообразующие минералы верхней части земной коры; на их долю приходится около 50% её массы (60-65% объёма). Группы щелочных полевых шпатов и плагиоклазов представлены сериями высокотемпературных твёрдых растворов: ортоклаз (Or) — альбит (Ab) и альбит (Ab) — анортит (An). Взаимная смесимость обеих серий весьма ограниченная.

Все природные плагиоклазы триклинны; среди калиево-натриевых полевых шпатов существуют как триклинные (микроклин), так и моноклинные (санидин, ортоклаз) модификации. Облик кристаллов полевых шпатов короткостолбчатый, у плагиоклазов чаще уплощённый (до пластинчатого у альбита).

Полевые шпаты обычно образуют изометричные или удлинённые (лейстовидные) зёрна в ; кристаллы встречаются главным образом в пустотах пегматитов или в альпийского жилах . Для триклинных полевых шпатов характерно полисинтетическое двойникование; моноклинные полевые шпаты образуют двойники прорастания (карлсбадские, манебахские, бавенские). Цвет белый, желтоватый, кремовый, бледно-розовый, иногда водяно-прозрачный, бесцветный (санидин, альбит). Характерны также алло-хроматические окраски, вызываемые высокодисперсными минеральными включениями: тёмно-серая или мясо-красная у щелочных полевых шпатов, тёмная до почти чёрной у основных плагиоклазов. Амазонит (разновидность микроклина) окрашен в зелёный или голубовато-зелёный цвет ввиду присутствия в его кристаллической решётке центров Pb+. Известны иризирующие щелочные полевые шпаты (лунный камень) и плагиоклазы (перистериты; лабрадор), а также авантюриновые полевые шпаты с мельчайшими чешуйчатыми включениями гематита или гётита, вызывающими золотистое мерцание (солнечный камень). Блеск стеклянный. Спайность совершенная в двух направлениях, менее совершенная — в третьем. Твердость 6-6,5. Плотность 2550-2750, у цельзиана — BaAl 2 Si 2 О 8 — до 3400 кг/м 3 . Хрупкие .

Полевые шпаты — главные составные части большинства магматических и метаморфических пород, присутствуют в составе лунных пород и метеоритов. Щелочные полевые шпаты часто образуются гидротермическим и метасоматическим путём, в результате процессов альбитизации, микроклинизации, фенитизации и др. При интенсивном воздействии водных растворов подвергаются гидролизу с образованием серицита или минералов группы каолинита: кислые плагиоклазы легко поддаются серицитизации , а основные — соссюритизации либо замещаются , скаполитом , цеолитами , хлоритом , кальцитом . При грейзенизации по полевым шпатам развиваются мусковит , топаз , флюорит , кварц . В корах выветривания все полевые шпаты переходят в различные глинистые минералы .

Полевые шпаты имеют большое практическое значение: чистые ортоклаз и микроклин — ценное керамического сырьё; полевошпатовые продукты, получаемые попутно при обогащении редкометалльных руд , используются в стекольной, абразивной и электротехнической промышленности. Лунный камень относится к драгоценным; амазонит, иризирующие плагиоклазы и авантюриновые полевые шпаты — к поделочным камням . При попутном получении полевых шпатов обогащение производится методами магнитной сепарации или флотации с магнитной сепарацией . Схемы флотации включают измельчение , обесшламливание , удаление слюд и кварца, активационную обработку плавиковой кислотой или полигидрофторидами (бифторид аммония, калия или натрия) и флотацию полевых шпатов катионными собирателями и смесью нефтяных масел при pH 2,5-3,5. Разделение