Состав калиевых полевых шпатов. Полевой шпат: описание и свойства, кому идет. Кому походят полевые шпаты
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
Имитации и подделки полевых шпатов
Группа полевого шпата - довольно большая группа, в которой признано почти 20 членов, но только девять хорошо известны и распространены. Эти немногие, однако, составляют наибольший процент минералов, обнаруженных в земной коре. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных минералов полевого шпата.
К-полевые шпаты или щелочные всходы
Альбит, олигоклаз, андезин, лабрадорит, Бытанит, анортит. . Полевые шпаты представляют собой группу минералов, которые имеют сходные характеристики из-за сходной структуры. Они имеют тенденцию к двойному сближению, и один кристалл можно даже размножать на одной плоскости, создавая параллельные слои двойниковых кристаллов. Они немного жесткие, около 6, и имеют среднюю плотность при 55 °. Они имеют довольно тусклый и редко стекловидный блеск. Некоторые полевые шпаты могут быть триболюминесцентными.
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:
Месторождения и синтез полевых шпатов
Они имеют два направления расщепления почти под прямым углом. Полевые шпаты также склонны кристаллизоваться в изверженных средах, но также присутствуют во многих метаморфических породах. Когда катион в положении Х имеет положительный заряд, такой как натрий или калий, тогда формула содержит один алюминий и три иона силиконов. Если формула содержит положительный два катионного кальция, то формула будет содержать два алюмини и только два иона кремния. Эта замена сохраняет формулу уравновешенной, потому что алюминий заряжен положительным три, а кремний имеет заряд положительных четырех.
- натриево-кальциевые;
- калиевые;
- 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:
В основном, чем больше кальция в кристалле, тем больше алюминия требуется для баланса заряда. Эти тетраэдры соединяются в каждом углу с другими тетраэдрами, образуя сложную трехмерную отрицательно заряженную структуру. Различные полевые шпаты отличаются структурой и химией. Плагиоклазовые полевые шпаты представляют собой набор минералов, которые находятся в ряду от богатого натрием концевого элемента, альбита, до конечного элемента, богатого калием, анортита. Промежуточные члены серии задаются произвольными границами, основанными на их проценте натрия или кальция.
- 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.
Украшения с полевыми шпатами
Часто полевые шпаты просто называют плагиоклазом и ортоклазом, потому что идентификация с большей точностью затруднена обычными методами. Однако, как только они идентифицированы, некоторые разновидности разновидностей полевого шпата имеют отличительные характеристики или происходят из классической местности, и на этих основаниях признаны минеральными коллекторами как принадлежащие к определенному полевошпатовому минералу.
Группа полевых шпатов из силикатных минералов
Сочетание твердости, неметаллического блеска и двух хороших направлений расщепления под прямым углом друг к другу служит для выделения минералов полевого шпата из большинства обычных породообразующих минералов. Намного сложнее различить между внутренними подразделениями группы полевого шпата, чтобы отличить минералы плагиоклаза от калиевых полевых шпатов. Наличие тонких параллельных страт на некоторых поверхностях расщепления плагиоклаза - лучший способ их отличить.
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.
Различные минералы плагиоклаза имеют сходный состав, кристаллическую структуру и происхождение со многими калиевыми полевыми шпатами, поэтому две группы трудно отличить друг от друга. Как правило, калиевые полевые шпаты имеют более розовые и красноватые оттенки, в то время как минералы плагиоклаза обычно варьируются от белого до серого. Тем не менее, оттенки обеих групп минералов перекрываются, поэтому цвет редко определен. На некоторых поверхностях расщепления в плагиоклазовых минералах встречаются мелкие параллельные линии или канавки, называемые стратами, и являются более определенным средством для различения этих двух групп.
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.
Поскольку кристаллические структуры обеих групп полевого шпата настолько похожи, они могут фактически встречаться в виде тонких чередующихся полос внутри одного образца. Это смешанное разнообразие полевого шпата называется пертитом. Тонкие чередующиеся полосы могут ошибочно восприниматься как страты, но чередующиеся полосы обычно имеют несколько разные цвета, и по мере того, как вы следите за отдельными полосами поперек поверхностей расщепления, они имеют тенденцию быть более нерегулярными, чем страты, причем их границы не являются строго параллельными.
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.
Кому походят полевые шпаты
Кварц является обычным минералом во многих метаморфических и фельзид-магматических породах, которые, как и калиевые полевые шпаты, также имеют неметаллический блеск и твердость больше, чем стекло. Однако, в отличие от калиевых полевых шпатов, кварц не обладает расщеплением, что легко отличает его от минералов полевого шпата. Кварц также имеет тенденцию быть более прозрачным и обычно встречается как прозрачные стеклянные массы.
Хотя кальцит и калиевый полевой шпат могут иметь одинаковые цвета, и оба имеют хорошо развитое расщепление, их легко отличить, поскольку кальцит мягче, чем стекло или металл, легко реагирует с разбавленной кислотой, а его ромбические поверхности расщепления не встречаются под прямым углом.
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.
Хотя доломит и калиевый полевой шпат могут иметь одинаковые цвета, и оба имеют хорошо развитое расщепление, их легко отличить, поскольку доломит мягче стекла или металла, а его ромбические поверхности расщепления не встречаются под прямым углом. Более половины земной коры состоит из одной группы минералов, известных как полевые шпаты. Полевые шпаты являются важным компонентом многих строительных камней, но в экономическом плане эти минералы важнее для того, чем они становятся, чем то, что они есть.
По их химическому составу полевые шпаты можно подразделить на две минеральные группы - плагиоклазовые полевые шпаты и калиевые полевые шпаты. Калийные полевые шпаты представляют собой группу полиморфов, полиморфы представляют собой минералы, которые имеют одинаковый химический состав, но немного отличаются кристаллическими структурами. Несмотря на их различные кристаллические структуры, калиевые полевые шпаты очень похожи друг на друга по внешнему виду, поэтому в поле их часто называют просто «калиевым полевым шпатом».
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.
Хотя их цвет меняется, калиевые полевые шпаты обычно образуют розовые, красноватые или белые, жесткие слоистые кристаллические массы, которые проявляют расщепление в двух направлениях. Образующиеся поверхности расщепления встречаются почти под прямым углом. Калийные полевые шпаты особенно распространены в феллических магматических породах, метаморфических породах, пегматитах и низкотемпературных гидротермальных жилах.
Описание и идентификация характеристик
«Полевой шпат» происходит от немецкого слова «поле», что означает «поле» и шпат, что означает «кристалл». Это название отражает обилие минералов, так как большинство кристаллических материалов, найденных в поле, является полевым шпатом. Калийные полевые шпаты являются полевыми шпатами, в которых тетраэдрические и алюминиевые тетраэдры силиката связаны с ионами калия, а не с ионами натрия или кальция, как и в подгруппе плагиоклазового полевого шпата. Группа калиевого полевого шпата состоит из трех минеральных полиморфов, каждый из которых имеет тот же химический состав, но несколько отличается кристаллическими структурами.
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.
Группа плагиоклазы и коллекционные минералы
Технически это разные минералы, но их физические свойства настолько похожи, что их обычно называют только «калиевым полевым шпатом» в поле. Использование других минералов в скале для определения личности хозяина-рока часто является самым полезным руководством для их вероятной идентичности.
Шпаты щелочной группы
Все минералы полевого шпата проявляют хрупкую привычку кристалла, твердость больше, чем стекло, и два направления расщепления, которые встречаются почти под прямым углом. Вместе с их неметаллическим блеском и типично непрозрачным характером эти свойства обычно будут отличать полевые шпаты от других обычных неметаллических минералов. В пределах полевого шпата калиевые полевые шпаты отличаются от минералов плагиоклаза только отсутствием мелких параллельных страт, которые обычно присутствуют на некоторых поверхностях расщепления в минералах плагиоклаза.
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).
В общем, калиевые полевые шпаты обычно имеют розовые до красноватых оттенков, в то время как плагиоклазовые полевые шпаты имеют тенденцию быть белыми или серыми, но обе минеральные группы могут иметь похожие цвета, поэтому наличие или отсутствие страт более диагностическое.
В нашей Земле: геологическое значение калиевого полевого шпата
Кристаллическая структура групп плагиоклаза и калиевого полевого шпата настолько похожа, что они могут развиваться как тонкие чередующиеся полосы внутри одного образца. Калийные полевые шпаты являются важным компонентом большинства фельзид-магматических пород, пегматитов, низкотемпературных гидротермальных жил и многих метаморфических пород, особенно тех, которые образуются в результате изменения сланцевых или фельзитовых магматических пород. Их кристаллы часто особенно хорошо развиты в пегматитах, грубо кристаллических изверженных породах, которые образуются на поздних стадиях влажной влаги при охлаждении магмы.
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.
В группе калиевого полевого шпата появление каждого элемента калиевого полевого шпата незначительно меняется. Ортоклаз является наиболее распространенным калиевым полевым шпатом, образуя большинство калиевого полевого шпата, обнаруженного в фельзитовых плутонических магматических породах, некоторых высокотемпературных жилах и более высокоразвитых метаморфических породах. Санидин имеет менее упорядоченную кристаллическую структуру, чем ортоклаз, и в основном встречается в вулканических магматических породах, где магмы охлаждались быстрее, а кристаллы имели меньше времени для образования.
Полевые шпаты – обобщающий термин группы минералов, формирующих скальные горные породы, дающих начало осадочным отложениям. Литосфера Земли по массе на 50% состоит из этих минералов и продуктов их выветривания (каолинит, монтмориллонит).
Минералогический состав горных пород (интрузивного, метаморфического, метасоматического генезиса) на 60-65 % представлен полевыми шпатами.
Микроклин имеет тенденцию образовываться при более низких температурах и является наиболее распространенным калиевым полевым шпатом, обнаруженным в пегматитах, низкотемпературных гидротермальных жилах и некоторых низкосортных метаморфических породах. Он также может встречаться в значительных количествах в граните.
Хотя они не столь устойчивы, как кварц, минералы полевого шпата достаточно устойчивы, что образуют значительный компонент многих песчаных отложений и песчаников. В конечном счете, хотя эти минералы будут разрушаться, чтобы образовать глинистые минералы. Эти глинистые минералы образуют большую часть мелкозернистых грязей, аргиллитов и сланцев, которые покрывают большую часть поверхности суши и мелкое морское дно.
История, химический состав и особенности структуры
Почему полевой, почему шпат? Шведским геологом Тиласом в 1740 году минерал назван фельдшпатом (Feldtspat). Обломки кристаллов сравнимы с пластинами, брусками, отсюда название шпат (греческое слово «спате» – пластина). Полевым назван из-за частых находок минералов на распаханных полях Швеции (фельд – по-шведски «поле»).
Геологами установлено: происхождение минерала полевой шпат связано с магматическими и метаморфическими геологическими процессами.
Магматогенный генезис: силикатный расплав магмы внедряется в слои литосферы, изливаясь на поверхность, или застывает на глубине. В образованных интрузивах и эффузивах минерал содержатся в больших количествах.
Ортоклазы магматического происхождения – гигантские кристаллы, проросшие зернами кварца, заполняют сплошь пегматитовые жилы, образуя письменную структуру. Соотношение ортоклаза к кварцу в пегматитах 3:1. Метаморфические ортоклазы, образованные в контактной зоне кислой магмы с глинами, крупнозернистые, придающие породам порфировидную структуру.
Тройную систему твердых растворов К (ортоклаз) – Na (альбит) – Са (анортит) представляют 2 изоморфных ряда:
- ряд ортоклаза – альбита (в кристаллах преобладает ортоклазная составляющая, содержание анортита до 10%);
- ряд альбито-анортитовый (преобладает анортит с примесью альбита – натриевый полевой шпат, примеси ортоклаза не более 10%).
По химсоставу шпаты делят на 3 группы:
- щелочные;
- плагиоклазы (алюмосиликатные соединения натрия с кальцием);
- бариевые.
Кроме основных ингредиентов, присутствуют примеси других химических элементов, придающих различную окраску минералам. Минералы полевых шпатов строением кристаллографической решетки относятся к каркасным алюмосиликатам.
Структура их схожа с непрерывным каркасом, сложенным трехмерными тетраэдрами, объединенными общими вершинами. Атомы кислорода в решетке соединяют кремний и алюминий, являясь общими для них.
Благодаря появлению в молекуле минерала одной свободной связи (у кремнекислородного тетраэдра валентность на единицу больше, чем у алюмокислородного).
Полевые шпаты, сформированные при кристаллизации магмы в условиях господства высокого давления, характеризует совершенная спайность по двум направлениям, ориентированных друг к другу перпендикулярно. Эта характеристика проявляется в раскалывании кристаллов на прямоугольные бруски, таблички, пластины.
Интересно: прозрачную разновидность кальцита с двойным лучепреломлением тоже называют шпатом исландским. Этот минерал раскалывается на бруски, пластины, но в отличие от прямоугольных пластин полевых шпатов, форма их ромбовидная.
Шпаты щелочной группы
Изоморфный ряд состоит из ортоклаза («прямой раскол») и микроклина («маленький угол»). Тот и другой – чисто калиевый полевой шпат без примеси натрия. Отличие этих двух минералов можно разглядеть только под микроскопом: спайность в микроклине не достигает прямого угла (всего-навсего не хватает 20 минут).
К щелочным отнесены разновидности ортоклаза и микроклина:
Интересно: все минералы щелочной группы описывает одна химическая формула (KAlSi3O8), но они имеют разные цвета (их определяют примеси других химических элементов) и различные степени упорядоченности кристаллических решеток.
Группа плагиоклазы и коллекционные минералы
Сюда отнесены полевые шпаты с натриево-кальциевым составом, совершенной спайности также в 2-х направлениях, но под углом несколько меньшим прямого (около 86 градусов), например:
Среди плагиоклазов встречаются иризирующие. Таковыми свойствами наделены разновидности лабрадора:
- отливает радужными расцветками спектролит;
- светятся изнутри голубизной полированные образцы черного лунного камня;
- обладают золотистым мерцанием, которое создают включения мельчайших частиц окислов железа авантюриновые (солнечные) камни.
Калиево-бариевые шпаты представлены:
- Цельзианом – бесцветные, желтоватые, кремовые короткостолбчатые кристаллы;
- (в общей массе от 5 до 30% цельзиана).
Кристаллы бариевого шпата находят в доломитах и месторождениях марганца, это очень редкий и самый тяжелый – удельный вес 3,4 г/см3. Красивые образцы являются коллекционными.
Характерные признаки
Полевой шпат характеризуют следующие свойства:
Общие свойства шпатов делают затруднительным определение минералов по внешнему облику. Для точного определения нужен микроскоп. Описание макроскопических отличий плагиоклазов от ортоклазов:
- разные цвета (у первых – серый различных оттенков, у вторых – от белого, желтого до розового и мясо-красного);
- взаиморасположение плоскостей спайности (у ортоклаза 90 градусов, плагиоклазов 86).
Важным отличием является такой признак, как плагиоклазовая двойниковая штриховка. Просто определяется лабрадор, имеющий цвет от насыщенно-серого до серовато-черного с переливами сине-зеленого.
Практическое использование
Применение минералов полевого шпата следующее:
Полевые шпаты важны не только как породообразующие минералы скальных горных пород. При выветривании они распадаются до минерала каолинита – ценной белой глины, сырья, применяемого в различных отраслях промышленности.
Месторождения и синтез полевых шпатов
Полевошпатовое сырье в основном сосредоточено в гигантских гранитных пегматитах (керамических, мусковитовых, редкометальных, хрусталеносных). В России запасы (50% калиевых минералов и 40% олигоклаза) сосредотачивают пегматиты севера Карелии (рудник имени В. Чкалова) и Прибайкалья (Нарын-Кунтинское месторождение), Северного Приладожья и Карелии (Питкяранта, Люпикко, Хето-Ламбины).
Известны калиево-натриевые месторождения на Среднем Урале (Малышевское) и Восточном Забайкалье.
Крупнейшим является месторождение Режик на Среднем Урале: здесь граниты-аляскиты содержат до 45% микроклина и свыше 50% альбита с олигоклазом.
Щелочные пегматиты разрабатывают на Вишневогорском месторождении Южного Урала возле Свердловска, крупные щелочные комплексы шпатов на Кольском полуострове (Хибинские и Ловозерские нефелиновые сиениты). Беломорит встречается вдоль береговой линии Белого моря, солнечными камнями славятся Пальдер (Прибайкалье), Уральские горы, Уточкино (возле Улан-Удэ).
Амазониты добывают на Кольском полуострове (Кейве, Плоскогорское, Краснощелье). Пегматитовые жилы с амозонитом встречаются по Восточной Сибири (Улан-Нурское месторождение Прибайкалья).
Амазонитом богат африканский континент, известны крупные месторождения Индостана, Канады, Бразилии. Роскошным лабрадором славятся Украина, китайский Тибет, Финляндия, Индия, Канада, Гренландия Германия. Высококачественный адуляр содержат гидротермальные жилы горных пород Индии, острова Шри-Ланка, Памир Таджикистана, Щвейцарии, США.
Искусственный щелочной шпат получают из стекол, применяя стехиометрические коэффициенты смешивания химических элементов в составе (К,Na,Rb,NH4){(Al, B, Ga, Fe)(Si,Ge)3O8}. Применяют 2 способа:
- сухой (температура синтеза от 700 до 1000 о С);
- гидротермальный (температура 550 о, давление 1 кбар, время 140 час).
Из предлагаемого набора химических элементов получились триклинные (с натрием) и моноклинные (с калием и рубидием) искусственные полевошпатовые материалы. Синтетический шпат состава NaFeSi3O8 гидротермальным способом не получился, взамен синтезировался минерал пироксен.
Моноклинные шпаты серебра, лития, цезия образуются при ионном обмене санидина с анальбитом в расплаве хлорида соответствующего элемента.
Природа не поскупилась полезными свойствами для полевого шпата и его запасами. Месторождения разбросаны по всему земному шару.