Подгруппа ортоклаза (кали-натриевых полевых шпатов)

Относящиеся сюда кали-натриевые полевые шпаты в зависимости от температуры могут кристаллизоваться в разных модификациях (моноклинной и триклинной). Вследствие того, что К¹⁺ и Na¹⁺ существенно отличны друг от друга по размерам ионных радиусов (соответственно: 1,33 и 0,98Å), образующиеся при высоких температурах твердые растворы с постепенным понижением температуры распадаются, образуя так называемые пертиты, обычно представляющие закономерные срастания продуктов распада твердых растворов.

Все это, естественно, обусловливает значительные усложнения в составе и структуре относящихся сюда минеральных видов. Общую систематика их в соответствии с имеющимися данными можно представить в следующем виде:

             Моноклинный высокотемпературный ряд

            Санидин    K[AlSi3O8]  Моноклинная сингония 
            Натронсанидин  (К,Na)[AlSi3O8]   ||-|| 

             Моноклинный низкотемпературный ряд

           Ортоклаз    K[AlSi3O8]  Моноклинная сингония 
           Натронортоклаз (Na,К)[AlSi3O8]   ||-|| 

               Триклинный ряд

            Микроклин   К[AlSi3O8]  Триклинная сингония 
            Анортоклаз  (Na,К)[AlSi3O8]    ||-|| 

Таким образом, для соединения K[AlSi₃O₈] существуют прежде всего две моноклинные модификации (санидин, устойчивый при температуре выше 900°, и ортоклаз, устойчивый ниже этой температуры) и одна триклинная, но очень близкая к моноклинным, называемая микроклином.

Санидин - K[AlSi₃O₈]. Из примесей большей частью содержит Na₂O, изредка ВаО (до 5%).

Сингония моноклинная. Кристаллы бесцветные, прозрачные. Как высокотемпературный минерал встречается в виде порфировых выделений в современных лавах и некоторых эффузивных изверженных породах (в частности трахитах).

Блеск типичный стеклянный. Показатели преломления, Спайность, твердость, удельный вес - такие же, как у ортоклаза (см. ниже). Отличается от ортоклаза по некоторым оптическим константам, главным образом по малому углу оптических осей: у санидина не больше 30°, тогда как у ортоклаза 60-80°.

Впервые был встречен в трахитах на о. Пантеллерия (Италия). Наблюдался также в трахитах и других эффузивных породах на Кавказе, в вулканических выбросах на Монте-Сомма и др.

Ортоклаз - K[AlSi₃O₈], или К₂O•Al₂O₃•6SiO₂. "Ортоклаз" по-гречески - прямораскалывающийся. Действительно, угол между спайностями равен 90°. Бесцветная прозрачная разновидность ортоклаза носит название адуляра. В процессе нагревания при температуре около 900° переходит в санидин-модификацию, отличающуюся по некоторым оптическим константам.

Рис. 350. Кристаллы калиевого полевого шпата Рис.351. Кристалл адуляра

Химический состав. Для чисто калиевой разности: К₂O 16,9%, Аl₂O₃ 18,4%, SiO₂ 64,7%. Часто присутствует Na₂O в количестве нескольких процентов, иногда превышая содержание К₂O (натронортоклаз). Примеси: BaO, FeO, Fe₂O₃ и др.

Рис.351. Кристалл адуляра

Сингония моноклинная; моноклинно-призматический в. с. Облик кристаллов чаще всего призматический (рис. 350). Господствующие грани призмы {110} обычно сочетаются с гранями пинакоидов {010}, {001}, иногда {101}, {201} и др. Прозрачные или полупрозрачные кристаллы адуляра обладают характерной формой, изображенной на рис. 351. Двойники простые довольно часты. Плоскостью срастания чаще всего служит (010), а двойниковой осью является ⊥ (010) - двойникование по карлсбадскому закону (рис. 352). При этом грань (001) одного индивида иногда сливается с гранью другого индивида в одну плоскость (справа рис. 352). Различие между ними устанавливается лишь по блеску и направлениям спайности. Изредка наблюдается бавенский закон двойникования - с двойниковой плоскостью (021) (рис. 353)

Рис. 352 Двойники по карлсбадскому закону

Цвет. Обычные непрозрачные ортоклазы обладают светло-розовым, буровато-желтым, красновато-белым, иногда мясо-красным цветом. Блеск стеклянный, особенно у адуляра.

Рис. 353. Двойник по бавенскому закону

Твердость 6-6,5. Спайность совершенная по {001} и {010} под углом 90°.

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

Происхождение. Ортоклаз, как и другие кали-натриевые полевые шпаты, встречается главным образом в кислых, частью в средних по кислотности изверженных породах.

В гранитных пегматитах ортоклаз по сравнению с микроклином относительно редок. Так же как и микроклин, он в более поздние стадии пегматитового процесса подвергается альбитизации, т. е. замещению альбитом.

При процессах выветривания под влиянием действия поверхностных агентов (O₂, СO₂, Н₂O и др.) ортоклаз, микроклин и другие полевые шпаты подвергаются каолинизации. Остаточные продукты выветривания в виде каолиновых глин накопляются в коре выветривания или размываются текучими водами. В условиях тропического или субтропического выветривания, как уже указывалось, могут возникать бокситы и другие продукты латеритного выветривания.

О практическом значении ортоклазовых пород сказано ниже, при описании микроклина.

Микроклин - K[AlSi₃O₈]. "Микроклин" по-гречески - незначительно отклоненный: угол между плоскостями спайности (010) : (001) отличается от прямого угла всего на 20'.

Химический состав аналогичен составу ортоклаза. Почти всегда содержит Na₂O в существенных количествах. Кроме того, в зеленых разностях микроклина устанавливаются чаще, чем в обычных микроклинах, и ортоклазах, примеси Rb₂O (иногда до 1,4%) и Cs₂O (до 0,2%).

Сингония триклинная; пинакоидальный в. с. Простые двойники имеют такой же вид, как у ортоклаза. Кроме того, весьма характерны тонкие полисинтетические и решетчатые двойники, наблюдаемые в отдельных зернах под микроскопом при скрещенных николях. Агрегаты. В пегматитовых жилах

часто наблюдается в виде необычайно крупнокристаллических агрегатов, легко раскалывающихся при ударе по плоскостям спайности. Размеры индивидов, устанавливаемых по спайности, нередко измеряются десятками сантиметров, иногда даже метрами. Нередко встречается также в виде друз хорошо образованных кристаллов.

Цвет микроклина обычно такой же, как ортоклаза. Встречается однако разновидность зеленого цвета, называемая амазонитом. Эта окраска бывает неоднородной, приуроченной нередко к периферии кристаллов, или распространяется внутрь их в форме жилок, линзочек или неправильной формы пятен, иногда в соседстве с прожилками белого кварца. Блеск стекляный, на плоскостях спайности слегка перламутровый.

Твердость 6-6,5. Спайность, так же как у ортоклаза, совершенная по {001} и {010}. Уд. вес 2,54-2,57.

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

Происхождение. По сравнению с ортоклазом гораздо шире распространен в интрузивных кислых и щелочных породах (гранитах, гранодиоритах, сиенитах и др.). Главным минералом он является также в пегматитовых образованиях. В них широко развиты микроклин-пертиты, в которых выделения альбита как продукта распада твердого раствора располагаются в микроклиновой среде, обладающей иногда решетчатым строением. Пертитовые вростки альбита нередко заметны на глаз или выделяется на полированных штуфах.

Рис. 354. Закономерное срастание кварца (темное) с микроклином ('еврейский камень')

Из спутников микроклина чаще других встречаются кварц, альбит, иногда нефелин (в щелочных нефелиновых пегматитах) и слюды. Распространены оригинальные срастания микроклина с кварцем, носящие название "еврейского камня" или "письменного гранита" (рис. 354).

Практическое значение. Наибольший промышленный интерес представляют пегматитовые месторождения кали-натриевых полевых шпатов, из которых главную роль играет обычно микроклин. Используются они главным образом в стекольной и керамической промышленности.

Применение полевых шпатов основано на их свойстве при сравнительно невысоких температурах плавления (1100-1300°) давать стекло, которое с прибавками каолина и кварца при застывании образует плотную белую, слегка просвечивающую массу, называемую фарфором, идущим на изготовление посуды, а также глазури и эмалей. В значительных массах кали-натриевые полевые шпаты употребляются для изготовления так называемого электрического фарфора. Особо чистые сорта идут на изготовление искусственных фарфоровых зубов, специальных опалесцирующих стекол, а также для других целей.

Амазонит, окрашенный в красивый зеленый цвет, употребляется для изготовления украшений и разных поделок (ваз, шкатулок, пепельниц и пр.).

Месторождения. В СССР высокосортные полевые шпаты на северо-западе Европейской его части представлены секущими и пластовыми пегматитовыми жилами в гнейсах, содержащими, кроме микроклина и плагиоклаза, кварн, мусковит, местами биотит. Высоким качеством отличаются также пегматиты на Среднем Урале, залегающие среди нефелиновых сиенитов.

Известные месторождения амазонита (как поделочного камня) распространены в Ильменских горах, где он был открыт еще в 1784 г. Здесь амазонит встречается в довольно крупных массах, местами густо окрашенных в зеленый, местами в голубовато-зеленый, яблочно-зеленый, изредка в бирюзовый и другие оттенки с переходами в желтовато-серый и желтый.

Анортоклаз - (Na,K)[AlSi₃O₈]. Сингония триклинная. "Анортоклаз" по-гречески-не ортоклаз (т. е. аналогичен только по виду). В виде примеси часто содержит СаО (иногда до нескольких процентов). Название "анортоклаз" присвоено триклинным полевым шпатам, в которых содержание Na₂O преобладает над содержанием К₂O. В литературе нередко можно встретить применение этого названия в более широком смысле, включающем вообще все немоноклинные полевые пшаты, в том числе и микроклин (независимо от содержания Na₂O).

По физическим свойствам сходен с микроклином. От последнего отличается лишь по оптическим константам. Уд. вес 2,56-2,60. При накаливании легко переходит в моноклинную модификацию, по охлаждении вновь становится триклинным.

Встречается в богатых натрием вулканических породах. Первоначально был установлен в андезитовых лавах на о. Пантеллерия (Италия).