«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 К 2 О∙Аl 2 О 3∙6SiO з или KAlSi 3O8, 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: Na 2O∙Al2O3∙6SiO2 или NaAlSi 3O8, coответственно 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: СаО∙Аl 2 О 3 ∙2SiО 2, 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∙Al 2O3∙2SiO2)(Nа 2 О∙Аl 2 О 3∙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 КАlSi 3 О 8. 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' Отношение кристаллических осей а:b: с = 0,6586:1:0,5558; угол между осями a и с (β) = 116°7'. l : M = 59° 24' 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 (SiO 2), глинозема (Al 2O3) 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 [11 0 ]. 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: CaAl 2Si2 О 8 (43% SiO2, 36,9 Аl 2O2 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: NaAlSi 2O3 = 13 атом., CaAl 2Si2O3 = 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 Ab 2 An, до Ab 1An1. 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 Ab 1An1 до Ab 1An3. 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. B erliner Akademie" (1876); "Pogg. Annalen" (138 и 147 Bd.); Bischof, "Chem. und pnys. Geologie" (l Bd.); Tschermak, "Sizb. Akad. Wien." (L Bd.) и "Мineral. Mittheilungen" L Bd.); G. Rose, "Gilbert's Ann." 1892; "Pogg. Ann." 125, 129); Descloizeaux, "Manuel de Miné ralogie"; M. Schuster, "Miner. und petrogr. Mittheil." (III и V Bd.). Многочисленные статьи в "Zeitschrift f ür Krystallographie".

П

. Земятченский.

группа наиболее распространённых породообразующих минералов (См. Породообразующие минералы), составляющих более 50% земных и лунных горных пород и входящих в метеориты. Состав П. ш. определяется в основном соотношением компонентов в тройной системе: NaAISi₃O₈ — KAISi₃O₈ — CaAl₂Si₂O₈, т. е. это алюмосиликаты Na, К, Са (с примесью Ba, Sr, Pb, Fe, Li, Rb, Cs, Eu, Ce и др.). Основой структуры всех П. ш. являются трёхмерный каркас, состоящий из тетраэдрических групп (Al, Si) O₄, в которых от одной трети до половины атомов Si замещено Al. В крупных пустотах этого каркаса располагаются одновалентные катионы К⁺ и Na⁺ (при отношении Al: Si = 1:3) или двухвалентные катионы Ca²⁺ и Ba²⁺ (при Al: Si = 1: 2).

В группе П. ш. выделяются две серии твёрдых растворов: KAISi₃O₈ — NaAISi₃O₈ (кали-натровые, или щелочные, П. ш. и NaAISi₃O₀ — CaAI₂Si₂O₈ — Плагиоклазы). Редко встречаются бариевые П. ш. BaAI₂Si₂O₈ — цельзиан и твёрдые растворы KAISi₃O₀ — BaAl₂Si₂O₈ — гиалофан (до 10—30% Ba).

Большое число разновидностей П. ш. обусловлено сложными соотношениями состава [главных компонентов (см.рис.) и примесей], упорядоченности распределения Al и Si по структурным положениям, распада твёрдых растворов (См. Твёрдые растворы), субмикроскопического двойникования.

Среди существенно калиевых П. ш. различают санидин, имеющий моноклинную симметрию, с неупорядоченным распределением Si и Al, максимальный микроклин (триклинный) с полностью упорядоченным распределением Si и Al, промежуточные микроклины и Ортоклаз(предположительно, псевдомоноклинный), состоящий из субмикроскопически сдвойникованных триклинных доменов.

Высокотемпературные кали-натровые П. ш. являются неупорядоченными и образуют непрерывную серию твёрдых растворов; низкотемпературные претерпевают распад с образованием пертитов — закономерных прорастаний микроклина или ортоклаза и натрового П. ш. — Альбита. Все разновидности плагиоклазов бывают высокотемпературными (неупорядоченными в отношении распределения алюминия и кремния), низкотемпературными (упорядоченными) и промежуточными.

Изменения степени упорядоченности и состава плагиоклазов проявляются при сохранении триклинной симметрии в весьма сложных изменениях структуры и в образовании двух областей чрезвычайно тонкой несмесимости — в ряду олигоклазов илабрадоров, сопровождающемся иризацией (См. Иризация).

Точные определения состава и структурного состояния (упорядоченности) П. ш. проводятся с помощью диаграмм оптической ориентировки, углов оптических осей и др., измеряемых на Федорова столике (См. Фёдорова столик), а также рентгенографическими (дифрактометрическими) методами.

Плагиоклазы и микроклины почти всегда полисинтетически сдвойникованы, т. е. образуют микроскопические срастания многих индивидов по различным характерным двойниковым законам (см. Двойникование).

Таблитчатый или призматический облик П. ш. в горных породах определяется хорошо развитыми гранями {010} и {001}, по которым образуется совершенная спайность под прямым или близким к нему углом, и гранями {110}. Твёрдость П. ш. по минералогической шкале 6—6,5; плотность 2500—2800 кг/м³ П. ш. сами по себе бесцветны: различную окраску (серую, розовую, красную, зелёную, чёрную и др.) им придают мельчайшие включения гематита, гидроокислов железа, роговой обманки, пироксена и др.; окраску амазонита — сине-зелёного или зелёного микроклина — связывают с электронным центром Pb, замещающим К. В спектрах люминесценции П. ш. различаются полосы Pb²⁺, Fe³⁺, Ce³⁺, Eu²⁺. По спектрам электронного парамагнитного резонанса в П. ш. устанавливаются электронные центры Ti³⁺ и дырочные центры Al—O^-—Al, образующиеся в результате захвата дефектами решётки соответственно электрона или дырки.

П. ш. служат основой классификации горных пород. Важнейшие типы горных пород сложены в основном П. ш.: интрузивные — граниты, сиениты (щелочные П. ш. и плагиоклазы), габбро, диориты (плагиоклазы); эффузивные — андезиты, базальты; метаморфические — гнейсы, кристаллические сланцы, контактно- и регионально-метаморфизованные породы, пегматиты. В осадочных породах П. ш. встречаются в виде обломочных зёрен и новообразований (аутигенные П. ш.). В лунных породах (лунные базальты, габбро, анортозиты) отмечены только плагиоклазы.

Значение П. ш. определяется тем, что благодаря широким вариациям состава и свойств они используются при геологопетрографических исследованиях массивов магматических и метаморфических пород. Соотношение изотопов ⁴⁰K/⁴⁰Ar кали-натровых П. ш. используется для определения абсолютного возраста горных пород (см. Геохронология).

Щелочные П. ш. пегматитов и маложелезистых пород применяются в керамической, стекольной, фарфоро-фаянсовой промышленности. Полевошпатовые породы (лабрадориты) служат облицовочным материалом. Амазонит, лунный камень (иризирующий олигоклаз) используются как поделочные камни.

Лит.: Дир У. А., Хауи Р. А., 3усман Л ж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, М., 1966; Марфунин А. С., Полевые шпаты — фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение, М., 1962.

А. С. Марфунин.

Рис. к ст. Полевые шпаты.

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ - группа самых распространенных породообразующих минералов подкласса каркасных силикатов; ок. 50% массы земной коры. Изоморфные смеси алюмосиликатов K, Na, Ca, Ba. Белые, розовые, серые и др. Твердость 6-6,5; плотность 2,6-2,8 г/см³. Различают полевые шпаты: кальциево-натриевые - плагиоклазы; щелочные (калиево-натриевые) - ортоклаз, микроклин, санидин и др. и калиево-бариевые. Применяются в керамической, фарфоровой, стеклянной, цементной промышленности; как поделочные камни.

важнейшее семейство породообразующих минералов; слагают примерно 60% объема земной коры (до 50% ее массы). Название происходит от шведских слов feldt, или felt - поле и spar, или spat - шпат (шведские крестьяне часто находили на своих полях куски шпата). Полевые шпаты являются алюмосиликатами калия, натрия, кальция, реже бария, очень редко стронция или бора и чрезвычайно редко аммония (бадингтонит (NH4)AlSi3O8*0,5H2O). Семейство насчитывает 19 минеральных видов. Два калиевых полевых шпата (санидин и ортоклаз) кристаллизуются в моноклинной сингонии, все прочие обычные полевые шпаты - в триклинной, но их кристаллы очень напоминают моноклинный полевой шпат по габитусу и даже по углам между габитусными гранями. Физические свойства полевых шпатов также сходны. Все они имеют совершенную спайность в двух направлениях (параллельных базальному и боковому пинакоидам, образующими прямой или близкий к прямому угол), одинаковую твердость 6, плотность от 2,55 до 2,76 (у бариевых полевых шпатов - до 3,1-3,4). Два очень редких полевых шпата - бариевый банальсит и стронциевый строналсит - имеют ромбическую сингонию. Полевые шпаты - главные породообразующие минералы большинства изверженных горных пород (кроме ультраосновных, пироксенитов и некоторых щелочных пород), а также многих метаморфических пород (гнейсов и др.). Тип и состав полевого шпата в значительной мере определяют название породы. Полевые шпаты слагают большую часть объема пегматитов и могут встречаться в гидротермальных жильных месторождениях. Они подвержены выветриванию (химическому воздействию атмосферных агентов и просачивающихся грунтовых вод), приводящему к разложению полевых шпатов с образованием разных глинистых минералов. Спайность под прямым углом дала имя моноклинному полевому шпату ортоклазу (греч. - "прямо колющийся") - алюмосиликату калия KAlSi3O8. Хотя ортоклаз чаще всего встречается в виде неправильных зерен в изверженных горных породах, он может образовывать таблитчатые кристаллы с наиболее развитой гранью, параллельной боковому пинакоиду. Довольно часто отмечаются двойники, особенно карлсбадского типа, с поворотом вокруг двойниковой оси с (вертикальной) и плоскостью срастания по боковому пинакоиду. Окраска обычно светлая, чаще всего белая, нередко от розовой до красной (из-за рассеянных частиц гематита), иногда желтоватая или серая. Ортоклаз отличается самой низкой плотностью среди полевых шпатов - 2,55-2,56. Бесцветная, просвечивающая или прозрачная разновидность ортоклаза в виде кристаллов, имеющих сходство с ромбоэдрами, известна как адуляр; если у него наблюдается нежно-голубая иризация, то его называют лунным камнем. Стекловидный санидин KAlSi3O8 встречается в виде вкрапленников в риолитах и других кислых излившихся горных породах, очень часто в трахитах, а также в некоторых малоглубинных калиевых щелочных интрузивных породах типа сынныритов (названы по Сыннырскому массиву в Северном Прибайкалье). Самая типичная обстановка нахождения ортоклаза - гранит, который может содержать до 60% этого минерала (однополевошпатовый гранит). В граните вместо ортоклаза часто присутствует триклинный калиевый полевой шпат микроклин. К другим интрузивным породам со значительным участием ортоклаза относятся гранодиорит и сиенит. Эффузивные аналоги кислых интрузивных пород - риолит, дацит и трахит - также содержат ортоклаз, хотя нередко он там замещен санидином. Кроме того, ортоклаз присутствует в гнейсах, мигматитах и других породах высокой степени метаморфизма, образовавшихся с участием гранитизации. Он может появляться в качестве жильного минерала в гидротермальных жилах, особенно высокотемпературных. Наконец, ортоклаз встречается в полевошпатовых песчаниках (аркозах), при формировании которых песчинки накапливались так быстро, что разрушение полевого шпата с образованием глинистых минералов не происходило. Микроклин представляет собой триклинный калиевый полевой шпат с той же формулой, что и у ортоклаза, - KAlSi3O8. Натрий может частично замещать калий (но в меньшей пропорции, чем в ортоклазе). Высокотемпературный триклинный щелочной полевой шпат, в котором натрия больше, чем калия, называется анортоклазом (Na,K)AlSi3O8; он характерен для некоторых богатых натрием эффузивных, реже интрузивных, щелочных пород. По своим физическим свойствам, включая характер двойникования, анортоклаз очень похож на микроклин. Хотя микроклин и является триклинным, отклонение оси b от направления 90° составляет всего 30ў, так что различия угла спайности у микроклина и ортоклаза (89°30ў и 90° соответственно) недостаточны для визуальной дифференциации этих минералов. Кроме карлсбадского и других простых двойников, свойственных ортоклазу, микроклин может быть полисинтетически сдвойникован по альбитовому закону, когда боковой пинакоид является одновременно двойниковой плоскостью и плоскостью срастания, и по периклиновому закону, когда двойниковой осью служит ось b. Пересечение этих двух серий двойниковых полосок почти под прямым углом создает эффект "решетки" при наблюдении микроклина под микроскопом в поляризованном свете. Однако решетчатыми являются лишь т.н. максимальные микроклины, характеризующиеся наибольшей степенью структурной упорядоченности. Цвет микроклина в основном белый, часто от розового до красного (из-за гематитовой "пыли"), серый (в редкометалльных пегматитах - до темно-серого), а иногда зеленый (амазонит). Закономерные взаимопрорастания кварца и полевого шпата (обычно микроклина) называют письменным гранитом, или еврейским камнем, так как по форме вростков кварца он напоминает иудейские письмена. Ориентированные срастания микроклина и натриевого полевого шпата альбита, образующего в микроклине пластинчатые вростки, называются пертитом. Микроклин встречается в изверженных породах вместо ортоклаза или наряду с ним. Это преобладающий полевой шпат и вместе с тем самый распространенный минерал гранитных пегматитов, в которых его отдельные кристаллы могут достигать нескольких метров в поперечнике (например, из кристалла, найденного в Карелии, получили более 2000 т полевошпатового сырья, т.е. его объем составлял ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ80 м3). Амазонит, используемый как декоративно-поделочный камень, добывается в США (близ Флориссанта, Колорадо), в России (на Урале, Кольском п-ове и в Забайкалье), на Мадагаскаре. Калиево-натриевые полевые шпаты - ортоклаз, микроклин, санидин, анортоклаз, а также альбит - часто называют щелочными. Они составляют одну из главных групп в семействе полевых шпатов. Другая группа полевых шпатов - плагиоклазы (триклинные натриево-кальциевые полевые шпаты) - образует непрерывный ряд от натриевого плагиоклаза альбита NaAlSi3O8 до известкового (кальциевого) плагиоклаза анортита CaAl2Si2O8. Плагиоклазы несколько тяжелее, чем калиевые полевые шпаты, их плотность возрастает от 2,62 (альбит) до 2,76 (анортит). Угол между направлениями спайности по базальному и боковому пинакоидам у альбита 93°34', а у анорита - 94°12'. Плагиоклазы почти всегда сдвойникованы по альбитовому закону. Поскольку это двойникование повторяется многократно в каждом отдельном образце (полисинтетические двойники), плоскости базальной спайности плагиоклазов покрыты параллельными штрихами, которые представляют собой следы выхода на поверхность двойниковых швов и контактов между сдвойникованными индивидами. Плагиоклазы обычно подразделяются на шесть минеральных видов, но границы между ними условные. Классификация основана на соотношении между чистой альбитовой (Ab) молекулой (NaAlSi3O8) и чистой анортитовой (An) молекулой (CaAl2Si2O8). Самый распространенный минерал среди плагиоклазов - альбит; его состав (в мол.%) 100-90% Ab и 0-10% An. Он встречается вместе с другими щелочными полевыми шпатами в щелочных гранитах и риолитах, щелочных сиенитах и трахитах. Весьма распространен в виде пертитовых срастаний с микроклином в гранитных и сиенитовых пегматитах, а также в прожилках и телах замещения в пегматитах. В таких условиях альбит образует либо таблитчатые и крупнопластинчатые розетковидные агрегаты, часто нежно-голубого цвета, называемые клевеландитом, либо массивные мелкозернистые агрегаты "сахаровидного" альбита. Подобно ортоклазу, альбит и следующий член ряда - олигоклаз - могут иногда проявлять переливчатость цвета (молочно-белую и голубоватую иризацию), хотя и более слабую; тогда его называют лунным камнем. Альбит весьма распространен в зеленых сланцах - метаморфических породах низкой ступени метаморфизма. Олигоклаз содержит 70-90% Ab и 10-30% An и наряду с андезином, следующим членом ряда плагиоклазов, является главным компонентом изверженных пород кислого и среднего состава, в том числе гранитов, гранодиоритов, монцонитов, сиенитов, диоритов и их эффузивных аналогов. Олигоклаз с включениями гематита, придающего ему мерцающий блеск, называют солнечным камнем (бывают также альбитовые, ортоклазовые, микроклиновые солнечные камни). Олигоклазовый лунный камень носит название беломорит. Следующий член плагиоклазового ряда, содержащий 50-70% Ab, в изобилии присутствует в андезитовых лавах в Андах и потому назван андезином. Основной (богатый кальцием) плагиоклаз, содержащий 50-70% An, получил название лабрадорита по месту первой находки минерала на п-ове Лабрадор (Канада), где содержащие его породы (анортозиты) залегают в виде крупных массивов. Спайные плоскости лабрадорита проявляют очень красивую иризацию. Лабрадорит - единственный существенный компонент горной породы, именуемой анортозитом, а также главный (наряду с пироксенами) породообразующий минерал других видов основных изверженных пород, включая габбро и базальты. Битовнит (70-90% An) и анортит (90-100% An) относительно редки. Они могут встречаться совместно с лабрадоритом или порознь в основных изверженных породах. Щелочные полевые шпаты, особенно калиевые, в меньшей степени альбит, широко используются в промышленности. Их источником служат пегматиты, преимущественно керамические и слюдоносные, отчасти редкометалльные, из которых иногда извлекают также слюду, реже берилл, колумбит и другие ценные минералы. Калиевый полевой шпат - необходимый ингредиент тонкой керамики и электрокерамики, так как входит в состав фарфоровой шихты, широко потребляется стекольно-керамической промышленностью, в производстве фарфоровых изделий (включая сами изделия и глазури), а также эмалей. Полевые шпаты добываются в США, Канаде, Швеции, Норвегии, Финляндии, Германии, Чехии, Италии, Китае и других странах. В России добыча калиевого полевого шпата сосредоточена в основном в Карелии и на Кольском п-ове; альбит для стекольной промышленности добывается также на Урале. Лунный и солнечный камни, амазонит и редко встречающийся прозрачный желтый железистый ортоклаз из пегматитов Мадагаскара - ювелирно-поделочные камни.

, группа наиб. распространенных породообразующих минералов; составляют ок. 50% массы земной коры. Представляют собой изоморфные смеси алюмосиликатов К, Na и Ca; общая ф-ла M (Si, Al)₄O₈, где M-преим. K⁺, Na⁺, Ca²⁺, реже Ba²⁺, , иногда (в следовых кол-вах) Rb⁺, Cs⁺, Sr^{2 +}, Pb²⁺, Fe^{2 +}, РЗЭ. Отношение Al: Si составляет 1:3 или 2:2, если M-соотв. одно-или двухвалентный катион.

Состав большинства П. ш. определяется соотношением компонентов тройной системы NaAlSi₃O₈-KAlSi₃O₈--CaAl₂Si₂O₈. Выделяют две серии минералов: 1) щелочные-изоморфные смеси KAlSi₃O₈ и NaAlSi₃O₈; 2) плагиоклазы-изоморфные смеси NaAlSi₃O₈ и CaAl₂Si₂O₈.

При высоких т-рах существуют непрерывные ряды твердых р-ров в пределах каждой серии (см. рис.). Среди плагиоклазов различают (в скобках указано содержание CaAl₂Si₂O₈ в мол. %): альбит (0-10), олигоклаз (10-30), андезин (30-50), Лабрадор (50-70), битовнит (70-90) и анортит (90-100). Среди щелочных П. ш. выделяют (в скобках указано содержание NaAlSi₃O₈ в мол. %): санидин (0-63), ортоклаз (O), микроклин (О), представляющие собой полиморфные модификации KAlSi₃O₈, и анортоклаз (63-90).

При низких т-рах твердые р-ры щелочных П. ш. распадаются на натриевую и калиевую фазы, а в системе NaAlSi₃O₈-CaAl₂Si₂O₈ получаются плагиоклазы сложной доменной структуры с содержанием NaAlSi₃O₈ 2-16, 48-58 и 70-90 мол. %. При распаде этих плагиоклазов образуются т. наз. прорастания-специфич. весьма сложные структуры, что в случае олигоклаза и Лабрадора приводит к иризации (т. е. появлению радужной игры цветов на гранях и плоскостях спайности при прохождении через них света).

Основа кристаллич. структуры П. ш.-трехмерный каркас, построенный из тетраэдров SiO₄ и AlO₄, связанных между собой вершинами. Тетраэдры в каркасе сочленяются таким образом, что образуют четырехчленные кольца, к-рые в свою очередь объединяются в коленчато-зигзагообразные цепочки, вытянутые параллельно кристаллографич. оси а. Между соседними цепочками имеются крупные полости, в к-рых располагаются катионы щелочных или щелочно-зе-мельных металлов, координированные в зависимости от их размера с девятью (в случае К) или шестью-семью (Na, Ca) ионами кислорода.

Симметрия структуры с катионами Na⁺ и Ca²⁺ триклин-ная. Калиевые П. ш. могут быть как триклинными (микроклин), так и моноклинными (санидин, ортоклаз). В зависимости от расположения атомов Al и Si по возможным тетраэдрич. позициям калиевые П. ш. бывают упорядоченными (определенные позиции заняты только атомами Al), разупорядоченными (атомы Al и Si распределены статистически) и с промежут. степенью упорядоченности. Разупоря-доченные П. ш., как правило, высокотемпературные, упорядоченные - низкотемпературные.

Т-ра плавления чистого KAlSi₃O₈ при атм. давлении 1150⁰C. Чистые альбит NaAlSi₃O₈ и анортит CaAl₂Si₃O₈ при давлении 10⁵ Па плавятся при 1118 и 1550⁰C соответственно. В присутствии H₂O при повышении давления т-ра плавления П. ш. понижается, и при 5-10⁸ Па альбит, напр., плавится при 750⁰C, анортит-при 1225⁰C. Кристаллизующийся плагиоклаз всегда содержит больше ионов Ca^{2 +}, чем жидкость, с к-рой он находится в равновесии.

Твердость П. ш. по минералогич. шкале 6-6,5; плотн. 2500-2800 кг/м ³. П. ш. бесцветны, однако мельчайшие включения оксидов железа и др. в-в придают им разл. окраску.

Известны две полиморфные модификации бариевого П. ш. BaAl₂Si₂O₈ -цельзиан и парацельзиан, а также П. ш. состава NH₄AlSi₃O₈ (бадингтонит) и NaBSi₃O₈ (рид-мерджнерит).

Синтезированы искусств, аналоги П. ш., напр. KFeSi₃O₈, RbAlSi₃O₈, NaGaSi₃O₈, CaGaSi₂O₈, KAlGe₃O₈, KGaGeO₈.

Наиб. пром. интерес представляют калиевые П. ш., к-рые используют в произ-ве фарфора. Самые богатые калием П. ш. применяют для получения электрокерамики, особо чистые сорта идут на изготовление фарфоровых зубов и спец. опалесцирующих стекол. В произ-ве глазури, эмалей, опалесцирующих стекол используют плагиоклазы с высоким содержанием Na. Окрашенные и иризирующие разновидности П. ш.-поделочные камни. Порода, богатая Лабрадором (лабрадорит), применяется в качестве облицовочного материала.

Лит.: Дир У. А., Хауи P. А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, M., 1966; Августиник А. И., Керамика, 2 изд., Л., 1975; Каменцев И. E., Сметанникова О. Г., в кн.: Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты), Л., 1983, с. 245; Патнис А., Мак-Коннел Дж., Основные черты поведения минералов, пер. с англ., M., 1983; Донней Дж., в кн.: Минералогическая энциклопедия, под ред. К. Фрея, пер. с англ., Л., 1985, с. 259-62. Г. К. Кривоконева.

полевы́е шпа́ты

группа самых распространённых породообразующих минералов подкласса каркасных силикатов; около 50% массы земной коры. Изоморфные смеси алюмосиликатов K, Na, Са, Ва. Белые, розовые, серые и др. Твердость 6—6,5; плотность 2,6—2,8 г/см³. Различают полевые шпаты: кальциево-натриевые — плагиоклазы; щелочные (калиево-натриевые) — ортоклаз, микроклин, санидин и др. и калиево-бариевые. Применяются в керамической, фарфоровой, стекольной, цементной промышленности; как поделочные камни.

* * *

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ

ПОЛЕВЫ́Е ШПА́ТЫ, группа самых распространенных породообразующих минералов подкласса каркасных силикатов(см. СИЛИКАТЫ ПРИРОДНЫЕ); ок. 50% массы земной коры. Изоморфные(см. ИЗОМОРФНЫЕ РЯДЫ) смеси алюмосиликатов(см. АЛЮМОСИЛИКАТЫ) K, Na, Ca, Ba. Белые, розовые, серые и др. Твердость 6—6,5; плотность 2,6—2,8 г/см³. Различают полевые шпаты: кальциево-натриевые — плагиоклазы(см. ПЛАГИОКЛАЗЫ); щелочные (калиево-натриевые) — ортоклаз(см. ОРТОКЛАЗ), микроклин(см. МИКРОКЛИН), санидин(см. САНИДИН) и др. и калиево-бариевые. Применяются в керамической, фарфоровой, стеклянной, цементной промышленности; как поделочные камни.

(термин швед. происхождения, в pyc. и др. европ. языки попал из немецкого; шпатами называются все минералы c хорошей спайностью, легко раскалывающиеся на пластины; "полевой" - ввиду частого нахождения обломков на швед. пашнях, располагающихся на моренных отложениях, богатых разрушенным материалом гранитов * a.feldspars; н.Feldspate, Feldspat-Familie; ф.feldspaths; и.feldespatos) - семейство минералов, каркасные алюмосиликаты Ca, Na, K, Ba. Подразделяются на 3 группы: калиево-натриевые (щелочные), кальциево- натриевые (Плагиоклазы) и очень редкие калиево-бариевые П. ш. Щелочные П. ш. и плагиоклазы - наиболее распространённые породообразующие минералы верхней части земной коры; на их долю приходится ок. 50% её массы (60-65% объёма). Группы щелочных П. ш. и плагиоклазов представлены сериями высокотемпературных твёрдых растворов: Ортоклаз (Or) - Альбит (Ab) и альбит (Ab) - Анортит (An). Bзаимная смесимость обеих серий весьма ограниченная.

Bce природные плагиоклазы триклинны; среди калиево-натриевых П. ш. существуют как триклинные (Микроклин), так и моноклинные (Санидин, ортоклаз) модификации. Oблик кристаллов П. ш. короткостолбчатый, y плагиоклазов чаще уплощённый (до пластинчатого y альбита). П. ш. обычно образуют изометричные или удлинённые (лейстовидные) зёрна в г. п.; кристаллы встречаются гл. обр. в пустотах Пегматитов или в альп. жилах. Для триклинных П. ш. характерно полисинтетич. двойникование; моноклинные П. ш. образуют двойники прорастания (карлсбадские, манебахские, бавенские). Цвет белый, желтоватый, кремовый, бледно-розовый, иногда водяно-прозрачный, бесцветный (санидин, альбит). Xарактерны также алло-хроматич. окраски, вызываемые высокодисперсными минеральными включениями: тёмно-серая или мясо-красная y щелочных П. ш., тёмная до почти чёрной y основных плагиоклазов. Амазонит (разновидность микроклина) окрашен в зелёный или голубовато-зелёный цвет ввиду присутствия в его кристаллич. решётке центров Pb⁺. Известны иризирующие щелочные П. ш. (лунный камень) и плагиоклазы (перистериты; Лабрадор), a также авантюриновые П. ш. c мельчайшими чешуйчатыми включениями гематита или гётита, вызывающими золотистое мерцание (солнечный камень). Блеск стеклянный. Cпайность совершенная в двух направлениях, менее совершенная - в третьем. Tв. 6-6,5. Плотность 2550-2750, y цельзиана - Ba(Al₂Si₂O₈) - до 3400 кг/м³. Xрупкие.

П. ш. - гл. составные части большинства магматич. и метаморфич. пород, присутствуют в составе лунных пород и метеоритов. Щелочные П. ш. часто образуются гидротерм, и метасоматич. путём, в результате процессов альбитизации, микроклинизации, фенитизации и др. При интенсивном воздействии водных растворов подвергаются гидролизу c образованием серицита или минералов группы каолинита: кислые плагиоклазы легко поддаются Серицитизации, a основные - соссюритизации либо замещаются пренитом, скаполитом, цеолитами, хлоритом, кальцитом. При грейзенизации по П. ш. развиваются мусковит, топаз, флюорит, кварц. B корах выветривания все П. ш. переходят в разл. глинистые минералы. П. ш. имеют большое практич. значение: чистые ортоклаз и микроклин - ценное керамич. сырьё; полевошпатовые продукты, получаемые попутно при обогащении редкометалльных руд, используются в стекольной, абразивной и электротехнич. пром-сти. Лунный камень относится к драгоценным; амазонит, иризирующие плагиоклазы и авантюриновые П. ш. - к поделочным камням. При попутном получении П. ш. обогащение производится методами магнитной сепарации или флотации c магнитной сепарацией. Cхемы флотации включают измельчение, обесшламливание, удаление слюд и кварца, активац. обработку пульпы плавиковой к-той или полигидрофторидами (бифторид аммония, калия или натрия) и флотацию П. ш. катионными собирателями и смесью нефтяных масел при pH 2,5-3,5. Pазделение концентрата производят при pH 5,5-6 после удаления избытка плавиковой к-ты c применением селективных депрессоров: для натриевых шпатов - соли натрия, для калиевых - соли калия, для натриево-кальциево-бариевых - соли кальция, бария, магния; собиратель - прямоцепочечный амин типа флотигама PA. Hаходят применение электростатич. сепарация (для повышения отношения K/Na в концентрате), трибоэлектрич. (при выделении из гранитов), фотометрич. сортировка (при отделении от кварца и темно-окрашенных минералов).

Ювелирно-поделочные разности П. ш. - лунный и солнечный камни, беломорит (м-ния Cев. Kарелии), амазонит (Kейвы, Kольский п-ов) - добывают гл. обр. из пегматитов, c применением ручной сортировки. Aмазонитовые граниты (Юж. Kазахстан) и лабрадорит (Kоростенский плутон, УССР) разрабатывают открытым способом, c помощью алмазных пил.

Mировое производство П. ш. в cep. 1980-x гг. составляло ок. 3,2 млн. т в год, в т.ч. в США ок. 650 тыс., в Италии ок. 800 тыс., в CCCP ок. 330 тыс. т.Литература: Pевнивцев B. И., Oбогащение полевых шпатов и кварца, M., 1970.Л. Г. Фельдман, Л. M. Данильченко.

(шпат - от нем. Spat) - гр. самых распространённых породообразующих минералов, составляющих ок. 50% массы земной коры; алюмосиликаты калия и натрия (щелочные, или кали-натровые П. ш.), кальция и натрия (плагиоклазы, или известково-натровые П. ш.), редко калия и бария (бариевые П. ш.). Цвет обычно светлый, сероватый или белый, реже жёлтый, красноватый, зеленоватый, тёмно-серый. Тв. по минералогич. шкале 6 - 6,5; плотн. 2600 - 2800 кг/м³ (до 3100 - 3400 кг/м³ у бариевого П. ш. цельзиан а). Нек-рые красиво окраш. и иризирующие П. ш. - поделочные и полудрагоц. камни (лунный и солнечный камень, Лабрадор, амазонит); щелочные П. ш. (особенно калиевые - ортоклаз, микроклин) используются как керамич. сырьё, альбит - в стек. производстве.

ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ — группа самых распространённых на Земле породообразующих минералов; составная часть почти всех изверженных пород. На их долю приходится свыше 50 % массы земной коры. В состав П. ш. входят оксиды кремния, алюминия, калия, натрия, кальция. Некоторые красиво окрашенные П. ш. — поделочные и полудрагоценные камни (лабрадор, амазонит, лунный и солнечный камни). Цвет — белый, серый, жёлтый, розовый, красный, зелёный. П. ш. применяют как керамическое сырьё в фарфоровой, стекольной и цементной промышленности.