Полевой шпат - характеристика и описание минерала для 2 класса

Общее понятие

Подобные минералы образовались после извержения вулканов, когда на магматические массы в течение веков действовали осадки, ветры и смещения почвенных слоев. Кристаллы шпатов являются существенными элементами в структуре горных пород и входят в состав метаморфических, магматических, некоторых осадочных пород. Минералы обнаруживаются в теле гидротермальных жил, метасоматитов, пегматитов.

Кристаллизация полевого шпата происходит следующими путями:

1. Из расплавленной магмы габброидного, сиенитового, диоритового и гранитного типа.
2. В постмагматических изменениях состава из расплава пигматитов, гидротермальных растворов. Так получаются полевые щелочные шпаты и кислые плагиоклазы.
3. При ионном замещении в кристаллических слоистых породах, например, хлористых сланцах и гнейсах. Для завершения процесса в твердом веществе требуется температура свыше 55ºС.

Добывают полевой шпат в открытых выработках на карьерах и в горах. При проходке используется ручной труд и специальная техника. Минерал встречается в виде крупных ядер или зерен, после извлечения дробится вручную. Попутно камни очищаются от примесей кварца и других включений.

Ценный минерал добывается на территории многих государств мира:

• крупные пласты магматических пород разрабатываются в Узбекистане, Казахстане, США, Японии;
• слои щелочного происхождения используются для добычи шпатов в Канаде, России;
• камни гидротермального зарождения, например, корнвалийский вид, извлекаются на территории Англии, а выветриваемые песчаники добываются в месторождениях Германии, Китая.

В составе почвенного слоя плагиоклазы занимают примерно 40%, их некоторая часть входит в структуру гранитных масс (сиалей), основное изобилие находится в составе базальтовых нижних пластов. Сырье чаще добывается кустарными методами, несмотря на тенденцию к крупномасштабной механизации.

Химический состав

Минералы относятся к категории силикатов каркасного вида с кристаллическим строением. Породы отличаются химическим составом и способностью микрочастиц в составе решетки замещать друг друга. Каркас представляет собой конструкцию из изолированных тетраэдров, в которых иногда алюминий заменяет кремний.

В состав породы входят элементы:

• железо, кремний, магний, алюминий, калий, марганец, натрий, кальций;
• бериллий, бор, литий, фтор, цирконий, титан;
• вода, кислород, водород.

Минералы относятся к кислото-упорным веществам, подвергаются травлению только плавиковой фтороводородной кислотой (краткая формула HF), разрушаются под действием хлороводорода (формула HCl). В описании полевого шпата сказано, что легче взаимодействует альбит, анорит и К-шпат, основные плагиоклазы разрушается труднее.

Цвет камня

Минералы делятся на группы в зависимости от преобладания того или иного химического элемента. Эти же микропримеси и соединения влияют на окраску натуральных минералов.

Цвета бывают различными:

1. Гелиолит называется камнем солнца, он встречается полностью или наполовину прозрачным. Присутствует оттенок оранжевой, красной, золотисто-желтой тональности. Специфический золотистый оттенок появляется благодаря включениям гематита и мелкодисперсного порошка меди.
2. Амазонит имеет природный голубой цвет, иногда его разбавляет зеленоватый оттенок.
3. Адуляр состоит в категории лунных пород, представляет собой вариант калиевого шпата с серебристым или голубоватым отливом.
4. Лабрадор в народе называется павлиньим камнем, его рисунок напоминает отлив перьев на крыле птицы. Окрашивается в темно-синие колеры, иногда имеют место черные цвета с лазурными вкраплениями.
5. Бычий глаз является модификацией лабрадора и окрашивается в фиолетовый или коричневый колер. Мерцает красноватым цветом.
6. Спектролит также относится к вариациям лабрадора. В природе встречается абсолютно различных цветов и тональностей.
7. Андезин является прозрачной разновидностью плагиоклаза. В камне встречаются светло-желтые, красноватые, белые, оранжевые, желтые и розовые отливы.
8. Беломорит бывает белого цвета с голубыми разводами, в составе имеется много примесей альбитов и алюмосиликатов.

Многие камни мерцают жемчужными, голубоватыми и зеленоватыми цветами. Это явление называется опалесценцией и обусловливается перлитовой структурой, которая иногда проявляется на фазе распада.

В других минералах наблюдается дополнительная яркая игра точечных бликов на поверхности образца под названием авантюрисценция. Это происходит из-за отражения солнечных лучей от рассеянных внутри пластинок гематита или самородной меди. Вкрапления влияют на то, как выглядит полевой шпат.

Разновидности пород

Разные виды образуют похожие кристаллы трехвекторной структуры с прямыми или различными другими углами в строении решетки. В их конструкции встречаются параллельные, пересекающиеся грани и многоугольники. Наблюдаются двойниковые спайки, при этом особенности двойникования делят процесс на два вида:

Нормальные типы, у которых двойная осевая линия располагается перпендикулярно любой грани образца. Край при этом находится параллельно поверхности двойникового соединения.

Параллельные виды, когда двойниковым стержнем служит линия кристального ребра, а поверхность двойникового слияния располагается вдоль нее. К этому типу относятся сложные комбинации расположения структурных элементов.

Большинство шпатов входят в группу твердых растворов тройникового порядка изоморфного строя. Конечными членами системы являются ортоклазы, альбиты, анортиты. В природе встречаются сандины — высокотемпературные образцы и низкотемпературные калиевые полевые породы.

Природные плагиоклазы

Эти разновидности шпатов входят в состав магматических и некоторых метаморфических образований. В первых породах вначале формируется плагиоклаз, насыщенный An —молекулой, затем получается кремнеземное кислое вещество. В таких вариантах происходит становление зональных кристаллов. Большинство горных образований в своей массе имеют множественные вкрапления анортозитов и других плагиоклазов.

В состав группы входят:

1. Оликоглаз.
2. Альбит.
3. Анортит.
4. Битовнит.
5. Лабрадор.

В жилах с крупнозернистой структурой встречается альбит, который образовывается за счет калиевых и натриевых шпатов. Под действием высокой температуры и мощного давления внутри земной коры эти породы преобразовываются в слюду и каолиновые минеральные отложения путем выветривания. Кислые плагиоклазы разрушаются дольше, чем те, что включают анортитовые компоненты.

Полевые калиевые шпаты

Образцы находятся в составе пород магмы с кислой средой, например, в сиенитах, гранитах, гранодиаритах. Встречаются эти породы в метаморфических гнейсах.

В группу калиевых шпатов входят элементы, которые различаются между собой порядком расположения микрочастиц в строении решетки:

1. Ортоклаз.
2. Адуляр.
3. Санидин.
4. Микроклин.

Первое и последнее образование в сочетании с мусковитом и кварцем составляет основную массу пегматитов. Иногда атомы кремния заменяются бериллом или алюминием. Адуляр формируется в гидротермальных нитях альпийского вида. Свойства полевого шпата калийного типа позволяют им быть устойчивыми к механическим нагрузкам. Образцы восполняют состав за счет альбитов, при этом служат основой для формирования минералов группы пертитов.

В конструкции микроклина лежит псевдомоноклинная система, при этом угол между поверхностями на 20º отстоит от прямого. Адуляр также имеет упорядоченное строение, но спаечная грань под углом 30º наклонена от прямого раствора. Санидин отличается неупорядоченным строением решетки, проявляет устойчивость формы при высоких окружающих температурах.

Представители изоморфного ряда

Калиево-бариевые шпаты в природных условиях обнаруживаются очень редко. Они относятся к веществам с одинаковым количеством координационных атомов. В таких соединениях примесные микрочастицы не замещают молекулы хозяйственного минерала, а становятся в промежутках.

Редкие минералы кремового цвета имеют коллекционное значение:

1. Цельзиан.
2. Гиалофан.

Растворяющие примеси располагаются между матричными атомами и формируют новые узлы. Включения составляют редко более 10% основной массы. Если размеры микрочастиц двух веществ различаются, то получаются сложные растворы, например, нитриты и карбиды. Они трудно поддаются обработке из-за твердости и имеют высокую температуру плавления.

Применение минералов

По историческим сведениям, минеральные шпаты использовались человеком со времен древности, на их основе изготавливались предметы украшения и искусства. Мастера Древнего Китая добавляли порошок шпатов в глиняные растворы для производства посуды, что повышало прочность фарфоровых изделий и статуэток.

Современная промышленность нашла применение полевому шпату:

• в виде добавок при керамическом производстве;
• в качестве флюсов при выполнении сварочных работ;
• в виде алюмосодержащего сырья при выпуске стекла;
• как абразивные наполнители в разных сферах деятельности, например, при изготовлении зубной пасты;
• в качестве сырьевой базы при выделении рубидия или других примесей, содержащихся в породе.

Некоторые виды прозрачных и полупрозрачных камней применяются для выпуска украшений в ювелирном деле. Этому способствует эффект опалесценции или свечения в солнечных лучах. Полевые шпаты имеют общие физические и химические свойства, которые позволяют применять их при получении керамической массы, где они работают в качестве плавня.

Подобное свойство появляется в породе из-за присутствия щелочных примесей натрия и калия. Поэтому минералы используются в качестве исходного сырья при выпуске фарфора, производстве прочного плиточного материала, электрофарфора, эмали для покрывающего слоя на листах железа.

В породе содержится глинозем, который замещает микрочастицы кремнезема в структуре решетки шпата. Такое преобразование при производстве стекол позволяет увеличить стойкость изделий к механическим повреждениям, изгибу и действия высоких температур.

В последние годы сфера использования минерала расширилась. Новыми направлениями применения является судостроение, электрическая и аэрокосмическая отрасль.

Уход за изделиями

Красивые камни необычайно востребованы в ювелирном деле. Ценными являются образцы с эффектом авантюрисценации, когда внутренность изделия светится изнутри точечными искрами. Рынок предлагает не только украшения из натуральных шпатов, но и часто предлагает покупателю прозрачные структуры с искусственно включенным докладом в массу пластинок меди.

Современные технологии привели к тому, что искусственные адуляры уже не являются редкостью. Переливы в таких изделиях не всегда такие яркие, как предусмотренные природой и блеск не отличается однородностью.

Украшения из синтетического или природного камня хранятся в специально выбранном месте и обязательно в закрытом футляре. Короба делают из дерева, картона или другого материала, который пропускает влагу, даже ребенок может изготовить такую упаковку. Если это условие не соблюдается, то камень может потускнеть и потерять привлекательность. Для каждого экземпляра нужно сделать индивидуальный контейнер, чтобы избежать соприкосновения и трения камней.

При загрязнении образцы моются теплой водой с мыльным раствором. Просушивают изделия на воздухе или применяют мягкие салфетки, натуральную ткань. Если шпат используется при изготовлении посуды, то обращение требует осторожности, т. к. материал все же является хрупким.