Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Минералы группы кремнезема: Кремнезёма минералы — это… Что такое Кремнезёма минералы?

Содержание

Минералы кремнезёма Семейство SiO2 Аморфный кремнезём Кристаллический

В работе Миллс и др. (2009), где был введён стандарт иерархии уровней (систематика минералов), упоминается семейство цеолитов, семейство фельдшпатоидов и даже семейство пирита-марказита, а семейство кремнезёма не упоминается. Впрочем, та работа была посвящена систематике, а не классификации минералов.

Ностальгируя по Бетехтину в ожидании появления официальной классификации минералов от IMA, на сайте Кристаллов.Net волюнтаристски использован термин “семейство кремнезёма”.

К семейству кремнезёма здесь отнесены минералы двуокиси кремния (и им подобные). Среди них кварц — важный породообразующий минерал.

Ниже приведены утверждённые названия минералов кремнезёма и часто употребляемые названия разновидностей (не являющиеся названиями минералов). Среди них имеются как кристаллические вещества (полиморфные модификации SiO2, например кварц), так и аморфные вещества (например, опал).

При этом кристаллы могут быть различимы невооружённым глазом (например, у минерала кварц), а могут быть неразличимы невооружённым глазом (например, у тонковолокнистой разновидности минерала кварц, называемой халцедоном). Такие вещества называются явнокристаллическими и скрытокристаллическими, соответственно.

Зейфертит (seifertite), утверждённое название минерала (IMA 2004-010) состава SiO2. Минерал обнаружен в Индии в составе марсианского метеорита. Описан Goresy et al. в 2008 г.

Кварц (quartz), название минерала состава SiO2 с тригональной сингонией утверждено IMA в 1967 г. специальной процедурой. (Он же низкотемпературный кварц, он же α-кварц по Бетехтину. Некоторые, например Ферсман и Большая советская энциклопедия, придерживались обратного обозначения и называли его β-кварцем).

β-кварц (он же высокотемпературный кварц по Бетехтину. Некоторые, например Ферсман и Большая советская энциклопедия, придерживались обратного обозначения и называли его α-кварцем), названием минерала не является. Полиморф SiO2 с гексагональной сингонией.

Китит (keatite). В 2013 году вышла статья Hill T. R., Konishi H., Xu H.: Natural occurrence of keatite precipitates in UHP clinopyroxene from the Kokchetav Massif: a TEM investigation. American Mineralogist, 98, 187-196.
В связи с обнаружением в природе вероятно утверждение китита, ранее известного как синтезированный полиморф SiO2, в качестве минерала.

Кристобалит (cristobalite), минерал состава SiO2, унаследованный IMA. Минерал обнаружен в Мексике. Описан Rath G. в 1887 г.

Коэсит (coesite), название минерала состава SiO2 утверждено IMA в 1962 г. специальной процедурой. Название предложил Sosman in 1954 г. в честь Loring Coes младшего из Norton Company, который первым (в 1953 г.) синтезировал данную полиморфную модификацию (при высоком давлении). Находка аналогичного вещества в природе произошла в США в Аризонском кратере и описана Chao E.C.T., Shoemaker E.M., Madsen B.M. в 1960 г.

Лешательерит (lechatelierite), описан в 1915 г., не утвержден IMA в качестве минерала (в списке минералов имеет статус сомнительного), аморфен.

Меланофлогит (melanophlogite), минерал состава C2H17O5•Si46O92, переопределённый IMA в 1962 г. специальной процедурой. Минерал обнаружен в Италии. Описан Lasaulx A. в 1876 г.

Моганит (mogánite), утверждённое название минерала (IMA 1999-035) состава SiO2•nH2O. Минерал обнаружен на Канарах (Испания).

Опал (opal), аморфный минерал состава SiO2•nH2O, унаследованный IMA.

Силгидрит (silhydrite), утверждённое название минерала (IMA 1970-044) состава Si3O6•H2O. Минерал обнаружен в США. Описан Gude A.J., Sheppard R.A. в 1972 г. как новый минерал состава 3SiO2•H2O.

Стишовит (stishovite), название минерала состава SiO2 утверждено IMA в 1967 г. специальной процедурой. Данную полиморфную модификацию впервые синтезировали Стишов и Попова при температуре 1200-1400°С и давлении более 160 килобар (их работа была опубликована в журнале Геохимия, 1961 (10), 837-839). Находка аналогичного вещества в природе произошла в США в Аризонском кратере и описана Chao E.C.T., Fahey J.J., Littler Janet, Milton D.J. в 1962 г. Минерал назван ими в честь С.М. Стишова из МГУ.

Тибаит (chibaite), утверждённое название минерала (IMA 2008-067) состава SiO2•n(CH4,C2H6,C3H8,C4H10), где nmax = 3/17. Минерал обнаружен в Японии. Описан Momma et al. в 2011 г.

Тридимит (tridymite), минерал состава SiO2, унаследованный IMA. Минерал обнаружен в Мексике. Описан Rath G. в 1868 г.

Халцедон (chalcedony), тонковолокнистая скрытокристаллическая разновидность кварца (названием минерала не является).

В 2012 году вышла статья Schmidt P., Bellot-Gurlet L., Slodczyk A., Fröhlich F.: A hitherto unrecognised band in the Raman spectra of silica rocks: influence of hydroxylated Si–O bonds (silanole) on the Raman moganite band in chalcedony and flint (SiO2). Physics and Chemistry of Minerals 39, 455-464. Из статьи следует, что часто за халцедон принимается смесь минералов кварц и моганит.

Бетехтин (1897-1962) выделял среди скрытокристаллических волокнистых разностей кварца халцедон и кварцин (quartzine), указывая, что надёжно они различаются лишь под микроскопом по оптическим свойствам. Желваки халцедона он называл кремнем.

Классификация

SiO₂ — диоксид кремния — мои записки — LiveJournal

SiO₂ — диоксид кремния
Разновидности минералов кварца и опала из любительской домашней коллекции минералов.
Минералами называются кварц и опал, другие названия являются только разновидностями данных минералов и могут иметь не строго научные названия.
Окраска минералов обусловлена либо от воздействия радиации, либо наличием примесей.

I. Минерал Кварц
I.1.1 Кварц «крупнокристаллический»
кварц обычный жильный
цвет белый, серый, желтоватый обусловлены наличием газа, жидкости, трещин и т.д.
(г. Дальнегорск, Приморский край, «Мир самоцветов»)

горный хрустальбесцветный кварц (без примесей)
хрусталь – это русифицированная форма греческого слова «кристаллос» (от греч. κρύσταλλος) – лёд.

Из-за многочисленных микротрещин у кварца наблюдается радужный эффект.

«кактусовый» кварц
призматические кристаллы кактусового кварца покрыты щёткой более мелких

молочный кварц
Молочный цвет обусловлен присутствием мельчайших пузырьков газа, захваченных кристаллом в процессе роста.
Молочный кварц на гранате (гроссуляр)
(г. Дальнегорск, Приморский край, месторождение Бор, «Гемма»)

розовый кварц
Окраска розового кварца вызвана примесями титана, а замутнённость — микровключениями игольчатых кристалликов рутила
(Бразилия, Минас-Жейрас, «Симфония самоцветов»)

аметист
Окраска обусловлена явлением лучеиспускания природного кристалла, содержащего железо.
др.-греч. αμέθυστος, от α- «не» + μέθυσος «пьяница»
Другие названия (синонимы): Архиерейский камень, вареник, камень апостола Матфея, камень Бахуса.
(Artigas province, Uruguay, «Русские минералы»)

кактусовый аметист
по структуре размещения кристаллов: призматические кристаллы аметиста покрыты щёткой более мелких
(«Симфония самоцветов»)

цитрин «искусственный»
(после термообработки – обжига аметиста)
(Бразилия, «Симфония самоцветов»)

цитрин натуральный
Окраска обуславливается присутствием оксидов и  гидрооксидов железа.
От лат. citrus – лимонно-жёлтый
(Казахстан, месторождение Курайлы, «Гемма»)

аметрин (боливианит) – двухцветный аметист-цитрин, встречается в Боливии и Бразилии.
(Бразилия, «Мир самоцветов»)

раухтопаз – дымчатый кварц
(от светло до тёмно-серого и коричневого, но не чёрного цвета)
(от нем. Rauch — дым и др.-греч. τόπαζος — топаз)
Окраска вязана с воздействием  радиоактивных веществ на исходно неокрашенные кристаллы.
(Раухтопаз с спессартином, Yunxian, Fujian province, China,  «Мир самоцветов»)

морион – чёрный кварц
Другие названия (синонимы): смоляк, цыган
от греч. marrosys — «хмурый» или от др.-греч. μορύσσω — «черню», от лат. mormorion — «тёмный кристалл».
(Акжайляу, Казахстан. «Мир самоцветов»)

празём – тёмно-зелёный кварц, содержащий включения хлорита.
(Синереченское, Приморский край, «Мир самоцветов»)

празём (Dhading, Lepa, mountain Gianesh, Nepal, «Гемма»)

ирис – голубой кварц, содержащий включения содалита, дюмортьерита, рутила, магнетита и др.
### в поиске
Кварц с примесями
волосатик (волосы Винеры, стрелы Амура, стрелы Купидона) – горный хрусталь с включениями

волосатик рутиловый

Гётит в аметисте
(Rio Grande dosul, Brasie. «Мир самоцветов»)

Турмалин (шерл) в кварце.
(Guanzxi, Znuang Autonomy Rezion, China. «Мир самоцветов»)

Буланжерит в кварце. (Pb₂Sb₄S₁₁)
(Нагольный кряж, Донбасс, «Мир самоцветов»)

Стерриит в кварце
(Pollone Mine, Valdicastello Carducci, Pietrasauta Lucca prov., Tuseany Italy. «Мир самоцветов»)

Эпидот на кварце
(Mei Gumine, Sichuan prov., «Мир самоцветов»)

Псевдоморфозы кварца (замещения кварцем параллельно-волокнистых прожилков различных видов асбеста, главным образом, рибекита-крокидолита и продуктов его выветривания)
тигровый глаз
(жёлтый отлив обусловлен замещению крокидолит и лимонита)
(ЮАР, «Мир самоцветов»)

(ЮАР, «Сокровища земли»)

бычий глаз
(красный отлив после термообработки – обжига тигрового глаза)
(ЮАР, «Сокровища земли»)

кошачий глаз
(жёлто-зелёный отлив обусловлен содержанием иголочек или волоконец роговой обманки или асбеста)
(Казахстан, Актас, «Каменная горка»)

соколиный глаз
(синий отлив обусловлен замещению крокидолит (синий щелочной амфибол))
###

I.1.2 Халцедон – «мелкозернистый» кварц (скрытокристаллическая тонковолокнистая разновидность минерала кварц)
халцедон светло-серый-голубой

яшма (красный, зелёный халцедон)

сердолик (цвет тёмно-зелёный обусловлен содержанием примесей гематита – оксида железа, или гётита)
сардер (коричнево-красный сердолик)
от названия города Сард, столицы древней Лидии

карнеол (красный и коричнево-красный сердолик)

линкурий (оранжево-жёлтый или жёлтый сердолик)

хризопраз (цвет яблочно-зелёный обусловлен содержанием примесей водных силикатов никеля)
(месторождение Сарыкулболды, Казахстан, «Симфония самоцветов»)

плазма (цвет тёмно-зелёный обусловлен содержанием примесей силиката никеля, игольчатых кристаллов актинолита)
###
гелиотроп (кровавик)
(назв. от греч. Helios — Солнце, и tropein — вращаться)
(«Энергия камней»)

Агат – полосчатый халцедон
Агаты образуются в газовых пузырях вулканической лавы.
агат голубой
( «Мир самоцветов»)
###
агат моховой
Оникс – агат полосы, которого в нижней части минерала расположены параллельно
сардоникс
яшма
Окаменелости
Окаменевшее дерево
(Мадагаскар, «Мир самоцветов»)

II. Минерал Опал
аморфный кварц (SiO₂*nHO (содержание воды — 21%) — гидрат диоксида кремния с возможными примесями: Fe₂O₃, MgO, CaO)
(от санскр. उपलः (upalaḥ) — «камень» через др.-греч. ὀπάλλιος и лат. ораlus)
гиолит сферолитовый – прозрачная бесцветная разновидность опала
###
кахолонг — белый опал (Казахстан)
Название кахолонг состоит из двух слов: «Cach» — название реки в Bucharia и калмыцкому слову «cholon», что означает «прекрасный камень»
Другие названия (синонимы):  жемчужный агат, калмыцкий агат, полуопал

опал розовый (Перу)

опал благородный (Австралия)

опал (Эфиопия)

опал огненный (болдер)
(Казахстан)

(Мексика)

опал  с эффектом кошачьего глаза

опал  с окислами марганца (Казахстан)

Окаменелости замещённые кварцем и опалом
замещение различными минералами кремнезёма (халцедоном, кварцем или аморфным опалом)
Гастропода на коралле (о. Ява)

Минералогический музей имени А. Е. Ферсмана РАН

Минералы кремнезёма, — минералы, ряд минеральных видов, представляющих собой полиморфные модификации двуокиси кремния; устойчивы при определённых интервалах температуры в зависимости от давления.

Основу кристаллической структуры минералов кремнезёма составляет трёхмерный каркас (см. Кварц), построенный из соединяющихся через общие кислороды тетраэдров. Однако симметрия их расположения, плотность упаковки и взаимная ориентировка различны, что отражается на симметрии кристаллов отдельных минералов и их физических свойствах. Исключение представляет стишовит, основу структуры которого составляют октаэдры (SiO6), образующие структуру, подобную рутилу. Все минералы кремнезёма (за исключением некоторых разновидностей кварца) обычно бесцветны.

Минералы кремнезёма обычно встречаются в виде очень мелких зёрен, скрытокристаллических волокнистых (a-кристобалит, т. н. люссатит) и иногда сферолитовых образований. Реже — в виде кристалликов таблитчатого или пластинчатого облика (тридимит, моганит), октаэдрического, дипирамидального (a- и b-кристобалит), тонкоигольчатого (коэсит, стишовит). Большинство минералов кремнезёма (кроме кварца) очень редки и в условиях поверхностных зон земной коры неустойчивы. Высокотемпературные модификации SiO2 — b-тридимит, b-кристобалит — образуются в мелких пустотах молодых эффузивных пород (дациты, базальты, липариты и др.). Низкотемпературный a-кристобалит, наряду с a-тридимитом, является одной из составных частей агатов, халцедонов, опалов; отлагается из горячих водных растворов, иногда из коллоидного SiO2. Стишовит и коэсит встречены в песчаниках метеорного кратера Каньон Дьявола в Аризоне (США), где они образовались за счёт кварца при мгновенном сверхвысоком давлении и при повышении температуры во время падения метеорита. В природе также встречаются: кварцевое стекло (лешательерит), образующееся в результате плавления кварцевого песка от удара молний, и меланофлогит — в виде мелких кубических кристалликов и корочек (псевдоморфозы, состоящие из опаловидного и халцедоновидного кварца), наросших на самородную серу в месторождениях Сицилии (Италия). Китит в природе не встречен.


Из публикаций
  • Барсанов Г.П. Статья «Кремнезём» в БСЭ
  • Дэна Дж., Дэна Э. С., Фрондель К., Минералы кремнезёма, пер. с англ., М., 1966 (Система минералогии, т. 3)
  • Минералы, т. 2, в. 2, М., 1965
  • Костов И., Минералогия, пер. с англ., М., 1971
  • Рыженко Б.Н., Хитаров Н.И. К вопросу о форме кремнезема в водных растворах. — Геохимия, 1968, № 8, с. 957-961.

Минералы кремнезема как индикаторы импактного метаморфизма (Карская астроблема) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

МИНЕРАЛЫ КРЕМНЕЗЕМА КАК ИНДИКАТОРЫ ИМПАКТНОГО МЕТАМОРФИЗМА (КАРСКАЯ АСТРОБЛЕМА]

Достопримечательными особенностями геологического строения п-ва Пай-Хой являются два крупные импактные кратера — Карский и Усть-Карский, образовавшиеся в области палеозойской складчатости при одновременном падении двух космических тел на рубеже мела—протерозоя (рис. 1). Современный диаметр Карской астроблемы составляет 60—65 км. Усть-Карский кратер скрыт под водами Карского моря, и лишь его незначительная юго-западная часть обнажается на побережье Байдарацкой губы; предполагаемый диаметр кратера около 25 км. Эволюция представлений о генезисе этих структур восходит от концепции мореных ледниковых конгломератов начала XX в. к вулканогенным брекчиям и туфобрекчи-ям 60-х гг. и, наконец, к метеоритному происхождению, после того как в 1971 г. В. Л. Масайтис в образцах из Карской структуры выявил признаки ударного метаморфизма [1].

Работа была ориентирована на выявление маркеров ударного метаморфизма в импактитах Карской астроблемы. Удобными объектами в этом отношении являются минеральные образования кремнезема, в которых хорошо фиксируются следы хрупких и пластических деформаций, перекристаллизация, термические воздействия и шоковые преобразования. Для изучения названных обособлений кремнезема производилась петрографическое изучение шлифов, рентгеноструктурная и ИК-фазовая диагностики, а также комбинационное рассеяние (КР).

Следы слабого и умеренного метаморфизма в кварце

В условиях слабых преобразований (давление не более 10 ГПа, постимпактная температура не превышала 100 °С по классификации Р. А. Ф. Грива [2]) развивается неправильная трещиноватость. При более интенсивных воздействиях (давление от 10 до 20 ГПа, постимпактная температура — 100—170 °С) широкое развитие преобретают планарные тре-

Выпускник СыктГУ Н. С. Тихомиров

щины и планарные деформационные элементы (ПДЭ). Подобные импактные воздействия наблюдались в сохранившихся фрагментах кварцевых прожилок в песчаниках нижней перми, обнаруженных в составе глыбовых брекчий коптогенного комплекса на юго-востоке Карской структуры, а также центрального поднятия. В шлифах кварц характеризуется наличием неправильной трещиноватости, а в

некоторых зернах —развитием систем ПДЭ, число которых достигает 3—5, что указывает на повышение стрессовых давлений от 20 до 35 ГПа, а постударных температур от 170 до 300 °С (рис. 2). По данным рентгеновской дифракции и ИКС, это существенно мономинеральный а-кварц, но с пониженным индексом кристалличности. В открытых трещинах присутствует новообразованный чешуйча-

е < • 1: и* «V

Рис. 1. Схематическая геологическая карта Карской и южной части Усть-Карской астроблем (без кайнозойских отложений), с дополнениями [1].

1—5 — цокольный комплекс: 1 — песчаники, алевролиты, аргиллиты, глинистые сланцы нижней перми, 2 — каменноугольные углисто-глинистые и углисто-кремнистые сланцы с прослоями известняков и линзами кремней, 3 — глинисто-кремнистые сланцы, кремни, известняки и кварцитовидные песчаники девона, 4 — глинисто-кремнистые, графито-кремнистые и известковис-тые сланцы, известняки ордовика и силура, 5 — позднедевонские долериты и габбро-долериты; 6—10 — коптогенный комплекс: 6 — псаммито-алевролитовые брекчии, 7 — лаппилиево-агломе-ратовые зювиты, 8 —глыбовые зювиты, 9 —глыбовые брекчии, мегабрекчии и клипеновые брекчии, 10 — тагамиты; 11 — аутигенные брекчии — катаклазированные породы цокольного комплекса; 12 — только для разреза: а — нерасчлененные отложения палеозоя, б — нерасчлененные отложения верхнего протерозоя; 13 — инъекционный комплекс — кластические дайки: а — единичные тела, б — группы тел; 14 — предполагаемые границы Усть-Карской астроблемы;

15 — разрывные нарушения: а — разломы, б — надвиги

Рис. 2. Умеренно импактно-метаморфи-зованный кварц (с/ан.): 2 — зерна новообразованного (перекристаллизованного) кварца с пластическими деформациями; 3 — зерна реликтового кварца с системой ПДЭ

тый халцедон и карбонатные зерна, хорошо заметные в шлифах.

Высокобарические продукты преобразования кварца

Интенсивно преобразованный кварц маркируется диаплектовым стеклом и коэситом (давление 35— 60 ГПа, постимпактные температуры 300—1200 °С). Импактные бомбы в зювитах, выполненные в основном полупрозрачным стекловатым кремнеземом с белыми оторочками, в большинстве случаев сохранили следы былого диаплектового состояния. Следы коэсита и свежих, нераскрис-таллизованных диаплектовых стекол выявлены в белых фарфоровидных обособлениях в массе полупрозрачного кремнезема. Коэсит формирует оторочки стекла, представляющие собой скопления сферических почкообразных агрегатов коэсита диаметром 30—50 мкм. Эти агрегаты можно разделить на два типа: первые — более мелкие в диаметре — полностью сложены коэситом, вторые — наиболее

крупные в центре (ядре) — имеют кварц-халцедоновую основу, а по их периферии развивается коэсит (рис. 3). Белые области в шлифе представлены диаплектовым кварцевым стеклом с включениями коричневого цвета почковидного коэсита (рис. 4), который фиксируется на рамановских спектрах полосами-максимумами на 117, 179, 270, 426, 521 см-1 (рис. 5). Присутствие коэсита легко диагностируется по сериям рефлексов на диф -рактограммах и узким линиям ИК-поглощения.

плавные излияния пород цокольного комплекса. Рентгенограмма и ИК-спектр таких образцов соответствует микрокристаллическому кварцу типа халцедона со средним значением индекса кристалличности. В шлифе (обр. Л15—93) основная масса сложена тонкозернистым халцедоном и зернами кварца. По зернам кварца и иногда халцедона развиты мелкие сфероиды и их скопления, изогнутые каналы. Они формируют «шариковую» текстуру материала (рис. 6), характерную для раскристаллизованных стекол плавления, лешательерита.

Помимо вышеописанных в шлифе присутствуют области, образующие крупные темные (коричнево-черные) пятна, состоящие из кварца и углеродистой фазы (рис. 7). В спектре КР образца выделяются полосы

Рис. 4. Кварцевое стекло с коэситом (б/ан.): 1 — халцедон; 2 — стекло с коэситом

Продукты плавления кварцсодержащих пород мишени

При еще более высоких температурах и давлениях происходит полное плавление всей породы. Подобные структуры встречены в обособлениях кремнезема в юго-восточной части Карской депрессии на берегу р. Ана-рага, вблизи р. Лавовый. Данные образования кремнезема встречены только в зоне развития специфических импактных горных пород — та-гамитов, представляющих собой рас-

Рис. 6. «Шариковая» текстура (обр. Л15-93) (а — б/ан.): 1 — халцедон; 2 — кварц

кварца, лежащие в интервале от 100 до 600 см-1, и линии углеродистой фазы, находящиеся в области 1100— 3400 см-1 (рис. 8). По особенностям спектра КР можно заключить, что углеродистая фаза является смесью аморфного и частично-упордоченно-го состояния вещества, сформирован-

Рис. 3. Почкообразные (сферические) агрегаты коэсита двух типов (б/ан.): 1 — халцедон; 2 — коэсит

Рис. 5. Рамановские спектры коэсита (А) и халцедона (Б), снятые с обр. Л3/1—93. Для сравнения приведен эталонный спектр коэсита

признаков соответствует наиболее высокопараметрической IV стадии ударного метаморфизма по Гриву, где давление составляло от 60 до 100 ГПа, постимпактная температура составляла 1200—2500 °С) и именно там, где есть совместные области развития кварца и графита, играющие роль первоначального субстрата.

Таким образом, в результате комплексных исследований материала им-пактитов Карской астроблемы выявлены индикаторные разновидности кварца и других модификаций кремнезема, представляющие основные стадии ударного метаморфизма пород мишени.

Литература

1. Импактные кратеры на рубеже мезозоя и кайнозоя / Под ред. В. Л. Ма-сайтиса. Л.: Наука, 1990. 258 с. 2. Алмазоносные импактиты Попигайской астроблемы. СПб.: ВСЕГЕИ, 1998. 179 с.

рамановский сдвиг, см’

Рис. 8. Рамановский спектр области развития кварца с углеродистой фазой образца Л15-93

Рис. 7. Участок шлифа Л15—93 (б/ан.): 1 — халцедон; 2 — кварц с углеродистой фазой; 3 — кальцит; 4 — кальцит, находящийся совместно с кварцем; 5 — области формирования карбида кремния

ного из графита в результате импакт-ного процесса и последующего плавления породы.

В шлифе также наблюдаются выделения кальцита в кремнеземном матриксе. Здесь обнаружены участки карбида кремния (ЗіС) в виде черных

пятен неправильной либо округлой формы (рис. 7) и отдельные мелкие (до 5 мкм) кристаллы муассанита (рис. 9, а). Фазовая принадлежность установлена методом КР (рис. 9, б). В данном случае сложно однозначно утверждать, что карбид кремния является природным образованием, так как при изготовлении шлифов используются шкурки (или шлифовальные камни) с нанесенным БЮ (карборунд — техническое название) в качестве абразивного материала. Поэтому некоторые кристаллы могут отрываться от первоначального материала и врезаться в основу шлифа. Но предположение о естественном формировании также нельзя отклонять, поскольку карбид кремния или муасса-нит (его синтез происходит при температурах, превышающих 1800 °С) был найден только в образце Л15—93 (который по ряду вышеизложенных

рммиоккии сдаиг. <н’

Рис. 9. Кристалл карбида кремния (обр. Л15-93) (а — изображение в отраженном свете) и его рамановский спектр (б). Для сравнения

приведен эталонный спектр муассанита

Глава 2. Минералы группы кремнезема

В
имеющемся образце было обнаружено
несколько минералов. Далее перечислены
обнаруженные минералы и характерные
для них признаки, по которым они были
обнаружены.

а)
Яшма


Яшма
имя плотных и непрозрачных разновидностей
микрокристаллической кварца. Яшма на
самом деле не минерал в строгом смысле,
но смесь различных типов микрокристаллической
кварца с примесями других минералов, и
называется фактурный разновидность
кварца. Яшма однородной цвета выглядит
как цветной, непрозрачный кремня и акций
многих его физических свойств, но она
образует в различных средах. Разноцветные
яшма делает для интересного декоративного
камня, а красная яшма режется как
драгоценный камень.

Название
камня происходит от греческого «яспис»
(пестрый), вероятно, производного от
арабского «яшб», древне-еврейского
«ясфе» и персидского «яшм».
Некогда на Руси слово «яспис»
означало «крапчатый камень». На
востоке твердые, зеленые, плотные камни
называли «иешмие», у персов — «яшм»,
у афканцев — «яшаб», у греков — «яспш».

Рис:
Яшма( фото
из http://webmineral.ru)

Встречаемость

-Яшма,
как правило, находятся в венах и трещин
в вулканических породах, часто вместе
с халцедона и агата. Я не видел никаких
жеод наполненные яшмы, которые напоминают
агат жеод, поэтому формирование яшмы,
кажется, быть ограничено вен и трещин
просачивается в водных растворах. Жил
яшмы иногда происходят в магматических
породах (например,
красный и желтый яшмы в гранит в Рудных,
Саксония, Германия).

Генетическая
классификация
:
кремнистая горная порода.

Состав:
Яшма представляет собой горную породу,
содержащую значительные количества
кварца, окрашенная в различные цвета.
Природа щедро одарила ее не только
пёстроцветностью, но и удивительными
рисунками. Названия яшмам дают по
характеру окраски, при этом выделяются
одноцветные, полосчатые, волнистые,
пестроцветно-крапчатые, глазчатые и
др. (ссылка).

Кремнистая,
осадочная или осадочно-метаморфическая
горная порода, сложенная на 60-95% объема
тонко- и микрозернистым агрегатом
кварца, иногда с большей или меньшей
долей скрытокристаллического халцедона,
а также многочисленных второстепенных
минералов, в том числе определяющих ее
окраску: оксидов и гидроксидов железа
и марганца, различных зеленых и голубых
минералов (эпидота, актинолита, хлорита,
щелочных амфиболов, пренита), глинистых
минералов (до 20%), магнетита, пирита и
др.

В
некоторых слабометаморфизованных яшмах
сохранились остатки кремневых скелетов
морских одноклеточных водорослей —
радиолярий. Породы, в составе которых
халцедон преобладает над кварцем (вплоть
до полного отсутствия последнего),
называют яшмоидами.

Физико-химические
свойства яшмы, характеристика.

Класс
— силикаты.

Химическая
формула — SiO2 — до 95%, Al2O3, Fe2O3 до 15%, CaO — до
5%.

Цвет
— черный, белый, разнообразные оттенки
всех цветов радуги.

Прозрачность
— непрозрачный.

Блеск
— от стеклянного до воскового, шелковистый.

Спайность
— отсутствует.

Сингония
— триклинная.

Твердость
— 6,5-7 по шкале Мооса.

Плотность
— 2,6 г на см3.

Излом
— ровный, переходящий в раковистый.

Плеохроизм
— нет.

От
60% до 95% массы минерала приходится на
кварц. Цветовое разнообразие камня
обуславливается смешением диоксида
кремния с соединениями металлов
(алюминий, магний, железо, кальций),
хлора, серы и других элементов. Самые
распространенные цвета яшмы – зеленый
и красный. Нередко встречаются камни
черно-белой расцветки, а также всех
цветов радуги. Наиболее редки в тонах
яшмы синие оттенки.

Б)Агат

Камень
получил свое название по Теофраст,
греческий философ и натуралист, который
обнаружил камень вдоль береговой линии
реки Achates (греч Ἀχάτης). Где-то между 4-м
и 3-м веках до нашей эры Красочные агатов
и других халцедонов были получены более
3000 лет назад от реки Achates, который теперь
называется Dirillo, в Сицилии.

Рис:агат
(фото из http://webmineral.ru )

Группа кремнезема » Детская энциклопедия (первое издание)

Асбест и группа корунда

Алмазы и бриллианты

Искусственный рубин

К неметаллическим ископаемым относятся также разнообразные минералы группы кремнезема (SiО2), которые бывают кристаллическими и аморфными.

Остановимся на главных их представителях. Горный хрусталь, или кварц, образует красивые прозрачные и бесцветные шестигранные кристаллы. Из его образцов, лишенных недостатков (трещинок, включений), вышлифовывают призмы и линзы для особо точных оптических приборов и микроскопов. Такие линзы гораздо лучше обычно применяемых стеклянных. Пластинки из горного хрусталя, вмонтированные в радиоприборы, значительно повышают точность их настройки. Кристаллы менее прозрачные используются иначе: их расплавляют и из полученной массы делают химическую посуду. Она подобна простой стеклянной, но у нее есть замечательное качество: в раскаленный докрасна кварцевый стакан можно без вреда для него налить холодной воды.

Обычный стакан при этом разлетелся бы на части.

Горный хрусталь, окрашенный соединениями марганца в красивый фиолетовый цвет, называют аметистом. Он применяется как драгоценный камень.

Встречается также горный хрусталь дымчатого, желтого, черного и других цветов. Кварц непрозрачный, белый, называемый молочным, образует разнообразные «кварцевые жилы». Он применяется как одна из составных частей стекла и при выплавке разных металлов как флюс.

К аморфному (некристаллическому) кремнезему относятся халцедон, агат и кремень.

РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ БЕРИЛЛА 1 — пять бериллов разной расцветки; 2 — три аквамарина разной расцветки; 3 — технический берилл; 4 — гелиодор; 5 — аквамарин; 6 — гелиодор; 7 — 8 — ограненные аквамарины; 9 — бледно-зеленый аквамарин; 10 — изумруд в породе; 11 — ограненный изумруд; 12 — светлый берилл; 13 — ограненный кристалл светлого берилла; 14 — воробьевит

Халцедон (SiО2) встречается в виде натеков, корочек, конкреций (стяжений) бледно-голубовато-серого, реже — красноватого цвета. Вследствие своей твердости (7) и однородного строения он широко применяется для изготовления опорных призм (например, для точных химических приборов), для лощилок и т. д.

Халцедон полосатого строения называют агатом, он бывает очень красивой окраски. Из него делают броши, пряжки для поясов, портсигары и т. д. Халцедон-агат образуется при кристаллизации остывающей вулканической лавы, когда выделяется много газов и паров. Вспомним, что лава — это та же магма, но излившаяся на поверхность земли. Каменная кора, которая образуется на поверхности лавы, не позволяет вырываться газам и парам наружу, и они остаются в виде пузырей в затвердевающей лаве. При дальнейшем охлаждении часть паров конденсируется, образуя воду, которая циркулирует по трещинкам лавы. Там она насыщается кремнеземом. Достигнув пустот — пузырей лавы, растворы выделяют кремнезем в виде агата. При этом образуются характерные для агата формы — округленные желваки. Халцедон, содержащий примеси окислов железа марганца, глины, иногда флюс, или плавень, добавляют при плавке в железную руду для понижения температуры ее плавления и образования, легкоплавкого шлака, с которым удаляются вредные примеси, имевшиеся в руде остатки морских животных и т. п., называют кремнем. Встречается он в известняках, глинах и других рыхлых породах. Кремень образуется из кремнеземовых скелетов морских животных у поверхности Земли при обычной температуре, в слоях, где циркулируют воды, насыщенные углекислотой. Они растворяют кремнеземовые скелеты, а затем откладывают кремнезем (см. стр. 288—289, цв. табл. 6) в виде конкреций.

Агат

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Асбест и группа корунда

Алмазы и бриллианты

.

Кремнезем — это… Что такое Кремнезем?

Кварц

Кварцевое стекло

Диокси́д кре́мния (оксид кремния (IV), кремнезём, SiO2) — бесцветные кристаллы, tпл 1713—1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью.

Свойства

Диоксид кремния имеет несколько полиморфных модификаций.

Самая распространенная из них на поверхности земли — α-кварц — кристаллизуется в тригональной сингонии

При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в β-кварц. При дальнейшем повышении температуры кварц переходит в тридимит и кристобалит. Эти полиморфные модификации устойчивы при высоких температурах и низких давлениях. При высоких температуре и давлении диоксид кремния сначала превращается в коэсит, а затем в стишовит (который впервые был обнаружен на месте эпицентра ядерного взрыва). Согласно некоторым исследованиям стишовит слагает значительную часть мантии, так что вопрос о том какая разновидность SiO2 наиболее распространена на Земле, пока не имеет однозначного ответа.

Также имеет аморфную модификацию — кварцевое стекло.

Химические свойства

Диоксид кремния SiO2 — кислотный оксид, не реагирующий с водой.

Химически стоек к действию кислот, но реагирует с плавиковой кислотой:

SiO2 + 6HF → H2[SiF6] + 2H2O,

и газообразным фтороводородом HF:

SiO2 + 4HF → SiF4↑ + 2H2O.

Эти две реакции широко используют для травления стекла.

При сплавлении SiO2 с щелочами и основными оксидами, а также с карбонатами активных металлов образуются силикаты — соли не имеющих постоянного состава очень слабых, нерастворимых в воде кремниевых кислот общей формулы xH2O·ySiO2 (довольно часто в литературе упоминаются не кремниевые кислоты, а кремниевая кислота, хотя фактически речь при этом идет об одном и том же).

Например, может быть получен ортосиликат натрия:

SiO2 + 4NaOH → (2Na2O)·SiO2 + 2H2O,

метасиликат кальция:

SiO2 + СаО → СаО·SiO2,

или смешанный силикат кальция и натрия:

Na2CO3 + CaCO3 + 6SiO2 → Na2O·CaO·6SiO2 + 2CO2↑.

Из силиката Na2O·CaO·6SiO2 изготовляют оконное стекло.

Следует отметить, что большинство силикатов не имеет постоянного состава. Из всех силикатов растворимы в воде только силикаты натрия и калия. Растворы этих силикатов в воде называют растворимым стеклом. Из-за гидролиза эти растворы характеризуются сильно щелочной средой. Для гидролизованных силикатов характерно образование не истинных, а коллоидных растворов. При подкислении растворов силикатов натрия или калия выпадает студенистый белый осадок гидратированных кремниевых кислот.

Главным структурным элементом как твердого диоксида кремния, так и всех силикатов выступает группа [SiO4/2], в которой атом кремния Si окружен тетраэдром из четырех атомов кислорода О. При этом каждый атом кислорода соединен с двумя атомами кремния. Фрагменты [SiO4/2] могут быть связаны между собой по-разному. Среди силикатов по характеру связи в них фрагментов [SiO4/2] выделяют островные, цепочечные, ленточные, слоистые, каркасные и другие.

Получение

Синтетический диоксид кремния получают нагреванием кремния до температуры 400—500°C в атмосфере кислорода, при этом кремний окисляется до диоксида SiO2.

В лабораторный условиях синтетический диоксид кремния может быть получен действием кислот на силикатные соли. Например:

Na2SiO3 + 2CH3COOH → 2CH3COONa+H2SiO3,

кремниевая кислота сразу разлагается на воду и SiO2, выпадающий в осадок.

Натуральный диоксид кремния в виде песка используется там, где не требуется высокая чистота материала.

Применение

Диоксид кремния применяют в производстве стекла, керамики, абразивов, бетонных изделий, для получения кремния, как наполнитель в производстве резин, при производстве кремнезёмистых огнеупоров, в хроматографии и др. Кристаллы кварца обладают пьезоэлектрическими свойствами и поэтому используются в радиотехнике, ультразвуковых установках, в зажигалках.

Диоксид кремния — главный компонент почти всех земных горных пород, в частности, кизельгура. Из кремнезёма и силикатов состоит 87% массы литосферы.

Аморфный непористый диоксид кремния применяется в пищевой промышленности в качестве вспомогательного вещества E551, препятствующего слёживанию и комкованию, парафармацевтике (зубные пасты), в фармацевтической промышленности в качестве вспомогательного вещества (внесён в большинство Фармакопей), а также пищевой добавки или лекарственного препарата в качестве энтеросорбента.

Искусственно полученные плёнки диоксида кремния используются в качестве изолятора при производстве микросхем и других электронных компонентов.

Также используется для производства волоконно-оптических кабелей. Используется чистый плавленый диоксид кремния с добавкой в него некоторых специальных ингредиентов.

Пористые кремнезёмы

Пористые кремнезёмы получают различными методами.

Силохром получают путём агрегирования аэросила, который, в свою очередь, получают сжиганием силана (SiH4). Силохром характеризуется высокой чистотой, низкой механической прочностью. Характерный размер удельной поверхности 60—120 м²/г. Применяется в качестве сорбента в хроматографии, наполнителя резин, катализе.

Силикагель получают путём высушивания геля кремневой кислоты. В сравнении с силохромом обладает меньшей чистотой, однако может обладать чрезвычайно развитой поверхностью: до 320 м²/г.

Кремниевый аэрогель приблизительно на 99,8 % состоит из воздуха может иметь плотность до 1,9 кг/м³ (всего в 1,5 раза больше плотности воздуха).

Wikimedia Foundation.
2010.

Кремнезем | Коалиция по образованию в области полезных ископаемых