Полевые шпаты

Синонимы:

Группа

Происхождение названия

История происхождения названия специально исследована Зензеном и Спенсером. Термин впервые введен Тиласом в 1740 г.  - feldtspat, от шведского, feldt или fait (поле, пашня) и немецкого spath (пластина, брусок). В “Минералогии” Валлериуса предложен другой термин - feltspat, от шведского, felt (моренное поле, ледниковая долина) и spat (табличка, выколоток по спайности). В немецком переводе “Минералогии” Валлериуса (1750) термин видоизменен как feldspath (“полевой шпат”), а в английском (1772) как fieldspar. В результате их смешения появился современный термин - feldspar. Кроме того, во 2-м издании “Минералогии” Кирвана (1794)  использован термин felspa, от немецкого fels (скала, горная порода), т.е. “породообразующий” шпат.
Реже используются термины: felspar (английский), feldspath (французский).

К группе полевых шпатов относятся следующие минералы: альбит, андезин, анортоклаз, битовнит, лабрадор, олигоклаз, ортоклаз, микроклин, санидин. Разновидности: амазонит, авантюриновый полевой шпат (солнечный камень), микроклин-пертит, лунный камень, адуляр

Содержание

Полевой шпат
Полевой шпат
  • Химический состав
  • Разновидности
  • Кристаллографическая характеристика
  • Форма нахождения в природе
  • Физические свойства
  • Химические свойства. Прочие свойства
  • Диагностические признаки. Спутники.
  • Происхождение минерала
  • Месторождения
  • Практическое применение
  • Физические методы исследования
  • Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
  • Купить

 

Формула

Полный состав полевых шпатов описывается формулой (Мx+М1-x2+) x(Т2-x 3+2+x4+)O8, где 0 < х < 1. Природные и синтетические соединения образуют две группы: щелочных полевых шпатов с отношением Т 3+4+ = 1:3 и щелочноземельных полевых шпатов с отношением Т 3+4+ = 2:2. Данные соединения представляют собой конечные члены изоморфных полевошпатовых рядов (двойных) и серий (тройных). Особенностью природных полевых шпатов является кристаллизация их в виде как практически чистых конечных членов, так и изоморфных смесей, в том числе и между представителями разных групп (щелочными и щелочноземельными). При этом изоморфные смеси характеризуются как постепенными закономерными изменениями химического состава, параметров ячейки, оптических и других свойств, так и разрывами смесимости, скачкообразными изменениями симметрии, степени упорядоченности Si и Аl в структуре, меняющимися в зависимости от условий (температура, давление) и скорости кристаллизации, а 
также посткристаллизационных твердофазовых превращений. Деление полевых шпатов на виды и разновидности в одних случаях обоснованно опирается на определенные “критические” точки внутри изоморфных рядов и серий, а в других (при постепенном изменении свойств) проведено условно в соответствии с рекомендациями КНМиНМ ММА или традициями в описании данной группы минералов, отражающими значимость данных понятий и терминов в геологических науках.
Большинство полевых шпатов с химической точки зрения входят в тройную систему NaAlSi3O8-KAlSi3O8-CaAl2Si2O8, причем содержание анортитово- го (An) компонента в щелочных полевых шпатах (K, Na- полевые шпаты) и ортоклазового (Or) компонента в плагиоклазах (Na,Ca-полевые шпаты) обычно не превышает 5-10 мол.%. Только в существенно натриевых полевых шпатах ( анортоклазах и олигоклазах) оно бывает выше. Данная номенклатура широко используется в литературе (хотя она в известной мере является формальной), поскольку отражает естественное изменение химического состава и особенностей структуры полевых шпатов в зависимости от изменения параметров минералообразующей среды, геологической обстановки и геологической истории регионов. За минеральные виды принимаются крайние члены диаграммы; все промежуточные члены рассматриваются как их разновидности или структурные модификации. Область санидина дополнительно подразделяется на К- санидин (Or 100-70), K,Na-санидин (Or 10-50), Na-санидин (Or 50-37) и анортоклаз (Or 31-10). Экспериментальные исследования показывают, однако, что данная номенклатура применима только к высокотемпературным сериям полевых шпатов, устойчивым при 900°, так как область гомогенности с понижением температуры существенно сокращается.
Современное состояние полевошпатовой проблемы учитывается в номенклатуре Смита и Брауна (Smith, Brown, 1988). При этом предлагается несколько иное выделение разновидностей. Для закаленных при высокой температуре серий правее линии rs выделяется поле санидина, подразделяемое на К-санидин (Or 100-70) и Na-санидин (Or70-38), а также на Са,К- санидин и Ca,Na- санидин для наиболее высокотемпературных Са-содержащих полевых шпатов, кристаллизующихся при низком давлении в чистой (относительно примесей) системе; в этом поле полевые шпаты моноклинны при всех температурах. Граница поля при этом перемещается от Or38Ab62An0 до Or43Ab45An12, т.е. в кальциевых разновидностях инверсия имеет место при более высоком содержании калия. Выше линии pq выделяется поле высоких плагиоклазов, подразделяемых на анортит (An100-90) (примитивный или объемноцентрированный - выше температуры инверсии), высокий битовнит (An90-70), высокий лабрадор (An70-50), высокий андезин (An 50-30) и высокий олигоклаз (An30-10); в этом поле полевые шпаты триклинны при всех температурах. Инверсия триклинного высокого олигоклаза в моноклинный происходит при составе Ab15An85Or0 и при увеличении содержания калия смещается в направлении состава Ab60An30Or10 (к границе поля высокого андезина). В промежуточном поле qp-Ab-rs выделяются высокий альбит (An90-70), высокий олигоклаз, а также высокий К-олигоклаз, с одной стороны, и высокий К-альбит и высокий Са,К-альбит - с другой; граница между ними (т.е. между плагиоклазами и щелочными полевыми шпатами) проходит при соотношении An : Or = 1 : 1. В сухой системе при низком давлении эти полевые шпаты триклинны при комнатной температуре, но становятся моноклинными выше температуры инверсии, которая достигает солидуса при pq. Так, триклинный высокий альбит переходит в моноклинный мональбит. Поскольку температура кристаллизации полевых шпатов от вулканитов к магматическим и постмагматическим образованиям снижается, поле триклин- ных плагиоклазов перемещается в сторону менее кальциевых составов и достигает границы с щелочными полевыми шпатами.
В случае умеренного отжига, как, например, в гипабиссальных интрузиях, поля гомогенных полевых шпатов сокращаются.

Для геолога термины высокий К-альбит и тем более высокий Са,К-альбит представляются труднопонимаемыми. Целесообразно использовать для них проверенное понятие анортоклаз.
 
 
Плагиоклазы еще образуют непрерывный гомогенный ряд от “примитивного” анортита до низкого альбита с различными структурами промежуточного структурного состояния (Si/Al-упорядоченности), но в ряду щелочных полевых шпатов наблюдается разрыв между низким альбитом и К-санидином 
(ортоклазом). Во всей остальной области составов образуются пертитовые прорастания: пертиты (в случае преобладания К-полевых шпатов над Na-полевыми шпатами), антипертиты (преобладание плагиоклаза над К-полевыми шпатами) или промежуточные мезопертиты. Переход гомогенного полевого шпата в пертит постепенный. При спинодальном распаде продукты распада различаются только по составу при одинаковых параметрах ячейки (т.е. не имеют фазовых границ). При укрупнении продуктов распада образуются когерентные пертитовые срастания, в которых решетки различаются по величине параметра а, но имеют одинаковые параметры b и с и искаженные углы ячейки. В этих случаях кристаллические структуры и свойства полевых шпатов являются аддитивными (суммарными). По размерам пластинок различают “субрентгеновские” пертиты (не выявляемые при рентгеновском анализе), “рентгеновские" пертиты (проявляющиеся на рентгенограммах, но неразличимые под микроскопом), криптопертиты и микропертиты с размером частиц от < 15 А до 100 мкм и пертиты - более 100 мкм.
В случае медленного продолжительного отжига, характерного для большинства плутонических и метаморфических пород, сохраняются только еще более ограниченные гомогенные поля низкого альбита, низкого (максимального) микроклина и примитивного и переходного анортита. В ряду плагиоклазов с упорядоченным структурным состоянием и доменным строением, характеризующимся сочетанием доменов с альбитовой и анортитовой структурами (“е”-плагиоклазы), наблюдаются три области фазового распада: перистеритовые срастания (в области альбита-олигоклаза), срастания Бёггилъда (в области андезина-лабрадора) и срастания Гуттенлошера (в области битовнита).
 
 

Химический состав

По химическому составу полевые шпаты представляют собой алюмосиликаты и состоят из окиси алюминия (Аl2O3), Окиси калия (К2О), окиси натрия (Na2O) или из Аl2O3, Na2O и окиси кальция (СаО) в сочетании с двуокисью кремния (SiO2).

Полевые шпаты - главные породообразующие минералы многих магматических, метаморфических и осадочных пород с химическим составом М[Т4O8], где М - щелочные, М+ = (Н, Li, Na, К, Rb, Cs, Tl, [NH]4)+ или щелочноземельные, M 2+ = (Са, Sr, Ва, Pb, Еn)2+ катионы, а Т - Si 4+ или заменяющие его в бесконечном кремнекислородном каркасе (А1, В, Fe, Ga)3+ , (Ge)4+ , осуществляющие анионную функцию в [ТО]4-тетраэдрах, компенсирующие заряд М-катионов.

 

Разновидности

Полевые шпаты классифицируются по химическому составу, кристаллической структуре и структурному состоянию (Si/Al-упорядоченности), чем исчерпываются все их “структурно-химические разновидности”. Целесообразно выделять “минеральные виды”, их “разновидности” (по химическому составу, структурным модификациям, по морфологическим особенностям, физическим свойствам) и типы “блок-кристаллов”.

Полевые шпаты составляют 50—60 мае. % земной коры; они наряду с кварцем, оливином, слюдами, пироксенами и амфиболами относятся к наиболее распространенным породообразующим минералам. Их значение необычайно велико. Среди них выделяют калий-натриевые (щелочные) полевые шпаты, составляющие подгруппу ортоклаза, к которой относятся собственно ортоклаз, натриевый ортоклаз, микроклин, анортоклаз, санидин, адуляр, и известково-натриевые, или натриево-кальциевые, полевые шпаты (подгруппа плагиоклаза).

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония

Полевые шпаты кристаллизуются с моноклинной или триклинной симметрией. Для лучшего их сопоставления между собой используется кри-сталлографическая моноклинная базоцентрированная элементарная С1 - ячейка санидина (ортоклаза): а0, = 8,4, b0, = 12,9, с0 = 7,1 А; β  = 116°, хотя для триклинных разностей формально может быть выбрана ячейка меньшего объема. Для описания структуры Шибольд, полагая, что ось а [100] является псевдотетрагональной, предлагал объемноцентрированную псевдотетрагональную ячейку с а0, = [112], bo, = [112], c0, = [100], Z = 4, а Тэйлор считал, что лучшее соответствие с кристаллографической ячейкой получается при использовании большой гранецентрированной (по всем граням) моноклинной ячейки с а0,, = [102], b0,, =[010], с0,, = [100],  α" = γ" = 90°, β" = 100°, Z = 8. Названная альтернативной, эта ячейка Тэйлора широко используется при сравнении структур полевых шпатов, их аналогов и цеолитов. Метрически она псевдотетрагональна вокруг оси с (кристаллографической оси а [100]).
К, Nа-полевые шпаты кристаллизуются в моноклинной симметрии (пространственная группа - С2h3- C2/m)- санидин, ортоклаз, адуляр, мональбит или в триклинной (пространственная группа Сi1-Р1) - микроклин, анортоклаз, альбит, анальбит; Bа,К-полевые шпаты - в моноклинной симметрии: цельзиан (пространственная группа C52h-I2/c), гиалофан (пространственная группа С2h3- C2/m)\ Са,Nа-полевые шпаты - в триклинной симметрии: пространственная группа Сi1- Р1 - альбит, олигоклаз, андезин, лабрадор, ридмерджнерит, пространственная группа Сi1- Р1- битовнит, Р-анортит или пространственная группа Сi1- Р1 - I-анортит. 

 

Кристаллическая структура

По кристаллической структуре это силикаты с бесконечным трехмерным кремниево-алюминиевым каркасом. Полевые шпаты образуют изоморфные ряды.

Параметры ячейки щелочных полевых шпатов увеличиваются в зависимости от размеров ионных радиусов, для М+-катионов - Na  → К → Rb  → Cs, для Т 3+ -катионов - В  → Аl  → Ga  → Fe и для Т 4+ -катионов: Ge  → Si, что можно использовать для количественного определения содержания микропримесей этих элементов в полевых шпатах. Исключением из этой последовательности являются NH4 и Тl. Параметры ячейки меняются также в зависимости от изменения структурного состояния полевых шпатов. Вместе с тем для некоторых образцов их значения отличаются от тех величин, какие можно было бы ожидать при данном составе и структурном состоянии.

Координаты атомов в полевошпатовой структуре были теоретически вычислены Шибольдом на основании принципа баланса электростатических валентных связей Паулинга, но впоследствии раскритикованы Брэггом. Экспериментально принципиальная кристаллическая структура полевых шпатов впервые расшифрована Тэйлором с использованием альтернативной ячейки на примере санидина с Везувия (Италия). Затем были определены структуры адуляра из Циллерталя, Тироль (Австрия), микроклина из Иттерби (Швеция), амазонита из Пайк- Пик, шт. Колорадо (США), микроклин-микропертита из Дэрби, пров. Квебек (Канада), Na-ортоклаза из Кос-Родос (Греция), альбита из Альп-Ришуна, кантон Валлис (Швейцария), двух андезинов из Болориса и Груде-Барбарамайн, Боденмайс, Бавария (Германия), лабрадора с острова Мадагаскар, анортита с Монте-Соммы, Везувий (Италия), трех гиалофанов из Бинненталя, кантон Валлис (Швейцария), и цельзиана из Якобсберга (Швеция), для которых были уточнены параметры ячейки и межатомные расстояния (Si,Al)-O и O-O в четырех структурно различиющихся тетраэдрах, образующих четверное кольцо - основной элемент полевошпатовой структуры, и координация щелочного катиона. Подтверждено также удвоение периода вдоль кристаллографической оси с в анортите и лабрадоре.
Четверные кольца различаются ориентировкой тетраэдров: вверх-вниз, благодаря чему объединяются со сдвигом в двойные цепи, вытянутые вдоль кристаллографической оси а, - так называемые “карданные валы”. Размножаясь плоскостями отражения, в проекции на плоскость (100) они выглядят как сетка из согласованных изометричных четверных и вытянутых восьмерных колец, обнаруживающих псевдотетрагональную симметрию, а в проекции на (001) видны крупные полости, вмещающие щелочной катион. В структуре моноклинного санидина крупный катион калия имеет 6 коротких расстояний К-О = 2,85 А  и 4 более удаленных расстояния = 3,1 А, а углы окружающих его связей Si-O-Si и Si-O—Al меняются от 120 до 160°. В структуре триклинного альбита позиция атома натрия смещается с плоскости симметрии санидина, при этом одни атомы кислорода приближаются к щелочному катиону, а другие отдаляются от него; однако в целом соотношения межатомных расстояний сохраняются.
 
После расшифровки структуры ортоклаза Тэйлором Барт выдвинул гипотезу о Si/Al-упорядочении в структуре полевого шпата как главной причине существования полиморфных модификаций К-полевых шпатов. Коул с соавторами действительно обнаружили, что расстояния Т,-O в ортоклазе длиннее, чем Т2-O, что подтверждает преимущественную концентрацию Аl в позиции Т, относительно Т2. Смит впервые предложил использовать величину Т-О для оценки содержания Аl в тетраэдрах. Найденные им значения Al-O = 1,78, Si-O = 1,60 А уточнялись Смитом и Бэйли (Al-O = 1,75, Si-O = 1,61 А), Джонсоном и Риббе и Гиббсом (Al-O = 1,757(5), Si-0 = 1,605(1) А). Эти величины лучше удовлетворяют суммарному содержанию Аl в химических анализах и не дают нереальных значений (1 < Аl < 0) по сравнению с данными (Al-O = 1,777(3), Si-0 = = 1,602(2) А), хотя последние учитывают также и баланс электростатических зарядов в структуре.
Содержание Al и Si в каждом из Т-тетраэдров в первом приближении связано линейной зависимостью со средним расстояниям (Т-О) в них.
Последующее уточнение полевошпатовых структур показало, что расстояние Т-O зависит не только от содержания Аl в тетраэдре, но и от ряда других структурных факторов: 1) искажения тетраэдров ([AlO4]-тетраэдр деформируется сильнее, чем [SiO4]-тетраэдр), 2) искажения цепочек из тетраэдров, так как связи Si-O  → Аl на 0,03 А короче, чем Si-O  → Si, 3) типа щелочного или щелочноземельного М-катиона, влияющего на координацию и угол Т-О-Т катионного окружения, так как количество связей и их усилие по направлению к М-катиону вызывают увеличение Т-О-расстояний, а увеличение угла Т-О-Т их уменьшае. Согласно Смиту, геометрия Т-тетраэдров и величина Т-О расстояний зависит от шести факторов: 1) концентрации Аl в Т-позиции (главный фактор), 2) коорди-национного числа мостикового кислорода (кислород, не связанный с Na или водородом, имеет более короткое Si-О расстояние, чем связанный), 3) типа соседнего с Т-позицией атома (более длинные связи у Si, имеющего соседями 2 Si и 2 Аl, и более короткие - у Si, окруженного 1 Аl и 3 Si), 4) типа внерешеточных атомов и их расстояний от атомов кислорода, 5) колебаний величин мостиковых углов Т-О-Т (слабая отрицательная корреляция); 6) колебаний величин углов О-Т-О в тетраэдре. Отсюда точность определения Аl/(Аl + SO-заселенности тетраэдрических позиций не превышает 5% (Smith, Brown, 1988).
Уточнение кристаллических структур низкого санидина из Лаахер-Зее (Айфель, Германия), ортоклаза из шахты “Гималайя”, пройденной через тело пегматита Меза Гранде (шт. Калифорния, США) и низкого альбита из Амелии (шт. Виргиния, США) методом дифракции нейтронов показало хорошую сходимость с рентгеновскими данными.


Вхождение крупных катионов К, Rb, Ва в М-позицию полевошпатовой структуры стабилизирует моноклинную симметрию; вхождение менее крупных катионов Na, Са, Sr в общем случае вызывает сжатие М-полиэдра и триклинизацию решетки. Эти изменения являются концентрационными и вызывают сдвиговые превращения в структуре, объясняя изменение симметрии при изоморфизме в полевошпатовых твердых растворах. Поскольку в природе минерал существует в определенном поле температур и составов, он неизбежно испытывает температурные изменения. В полевых шпатах они бывают как сдвиговыми (I и II порядка), так и реконструктивными (всегда I порядка - с разрывом кривой зависимости объема ячейки от состава и температуры). Тепловые колебания при высокой температуре препятствуют сжатию М-полиэдра. Поэтому высокотемпературные щелочные полевые шпаты: К-санидин и Na-мональбит -моноклинны; однако при охлаждении симметрия их снижается: С2/m  → CI, и углы  α и γ  в той или иной степени отличаются от 90° - незначительно в микроклине и высоком альбите (анальбите) и заметно в низком альбите. Данное фазовое превращение является сдвиговым и не закаливается. Аналогичным образом при замещении калия натрием в щелочных полевых шпатах при некотором предельном содержании натрия (около 40% 46-составляющей при комнатной температуре и близком к 100% при 980°) моноклинный К-санидин в результате сдвигового фазового перехода превращается в триклинный анортоклаз. То же происходит в Са, Sr, Ва-полевых шпатах: цельзиан (и гиалофаны) всегда моноклинны, анортит (и плагиоклазы) всегда триклинны, а в  Sr Са-полевых шпатах при определенном содержании стронция (меняющемся с температурой) моноклинная симметрия сменяется триклинной.
Кроме сдвиговых фазовых превращений, зависящих от состава и температуры, в полевых шпатах наблюдаются диффузионные, закаливающиеся превращения, обусловленные перераспределением крупных катионов в М- позициях и Si и Аl в Т-позициях структуры, т.е. катионным или Si/Al-упорядо-чением. Поскольку эффективные радиусы М-катионов, Si и Аl и их соотношения меняются с температурой, процессы упорядочения активизируются при охлаждении, могут идти в твердом состоянии после кристаллизации и приводят к серьезным структурным изменениям - распаду на фазы, последующему росту фазовых обособлений, перегруппировке их внутри полевошпатового блок-кристалла, фазовым превращениям с изменением симметрии возникающих низкотемпературных модификаций полевого шпата.
Структурное объяснение Si/Al-упорядочения дано Риббе на основе дисбаланса электростатических зарядов в Т-позициях. Процесс Si/Al-упорядочения может идти в сухой системе, но значительно активизируется при каталитическом воздействии воды, так как связан с воздействием на [(SiАl)O4]-тетраэдры протонов, образующихся при диффузии воды с поверхности зерен полевого шпата. Воздействуя на мостиковый кислород, Н+ разрывает цепь тетраэдров в каркасе, образуя пары тетраэдров (с пустой кислородной вершиной); последняя сразу же притягивает ОН- диссоциирующей воды с образованием второго тетраэдра SiO3OH. Взаимодействие тетраэдров SiO3OH + SiO3OH → SiO3-O-SiO3 + Н2O, т.е. приводит к восстановлению цепи тетраэдров и появлению воды с атомом кислорода, заимствованным из структуры. Согласно, несмотря на то, что в полевой шпат входит всего 0,1 мас.% Н2O, до 20% кислорода, входящего в структуру, оказывается замещенным на кислород воды.
Соотношения между Si/Al-упорядочением, фазовыми переходами, микродвойникованием и геометрией решетки, а также их отражением в номенклатуре полевых шпатов рассмотрены Лавесом, Мегоу, Мак-Кензи, Марфуниным.

 

Главные формы:

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов.

Двойники.

Для всех полевых шпатов характерны двойники роста (срастания, прорастания), а также двойники превращения, возникающие в результате фазовых превращений в полевошпатовых блок-кристаллах.

В нормальных двойниках (закон грани) двойниковая ось перпендикулярна плоскости срастания, которая одновременно является двойниковой плоскостью и плоскостью симметрии двойника (обычно это наиболее распространенная грань). В параллельных двойниках (закон оси) двойниковая ось лежит в плоскости срастания двойника, которой может быть любая грань, лежащая в зоне, ребром которой служит данная двойниковая ось. В сложных двойниках (сложные законы) двойниковая ось перпендикулярна одному из ребер и лежит в какой-либо важной кристаллографической плоскости, которая является плоскостью срастания двойников.
Иногда различают карлсбадский-А (плоскость срастания - (010)) и карлсбадский-В (плоскость срастания - (100)) двойники [121]. Аклиновый-А закон рассматривается как частный случай периклинового закона с плоскостью срастания (001), а Ала-А и Ала-В законы - как частный случай эстерельского закона с плоскостями срастания (001) и (010).
Наиболее часто встречаются двойники с плоскостью срастания (010). Для моноклинных Калиевых полевых шпатов наиболее характерны карлсбадские, манебахские и бавенские двойники, для триклинных (Калиевые полевые шпаты, Na-полевые шпаты, плагиоклазы) - альбитовые, а также периклиновые и карлсбадские. Альбитовые и периклиновые двойники в моноклинных полевых шпатах вследствие их симметрии невозможны (хороший диагностический признак). Наоборот, в триклинных полевых шпатах они обычны.
Положение “ромбического сечения” зависит от химического состава полевого шпата. По этой причине различается ориентировка альбит-периклиновых двойников в микроклине и в существенно натриевом щелочном полевом шпате - анортоклазе: под микроскопом в микроклине в разрезах по (010) наблюдаются только периклиновые двойники (под углом 83° к трещинам спайности по (001)), в разрезе по (100) - только альбитовые двойники (параллельно трещинам спайности по (010)), а в разрезе по (001) - решетка из альбитовых и периклиновых двойников под углом 90° (микроклиновая решетка)', в анортоклазе в разрезах по (010) также наблюдаются только периклиновые двойники, но они почти параллельны (под углом всего 2-5°) трещинам спайности по (001), в разрезе по (100) - решетка из альбитовых и периклиновых двойников под углом 90°, а в разрезе по (001) - только альбитовые двойники, параллельные трещинам спайности по (010).
В полевых шпатах широко распространены комплексные двойники, для изучения которых Варданянцем разработана специальная теория “двойниковых триад”.
Структурное объяснение двойникованию дано Тэйлором с соавтарами на примере ортоклаза. Двойники связываются через общие для обоих сдвойникованных индивидов атомы кислорода, и благодаря тому, что они находятся на общих элементах симметрии, как бы продолжается рост единого монокристалла (в ориентировке каждого из сдвойникованных индивидов). При этом не происходит разрыва или существенного искажения четверных колец из [(Si,Аl)O4]-тетраэдров в каркасе структуры. В манебахских двойниках плоскости симметрии (010) в обоих индивидах совпадают, а общие атомы кислорода O(Al) лежат на общих осях вращения. В бавенских двойниках  общие атомы кислорода O(А2) находятся на плоскостях симметрии (010) или отклоняются от них всего на 0,2 А, а сами плоскости симметрии в двойниковых индивидах ориентированы под углом 90°. В карлсбадских двойниках два общих атома кислорода O(Al) и O(А2) лежат соответственно на оси вращения [010] и плоскости симметрии (010) одного из индивидов, а другая пара общих атомов O(Аl) и O(А2) - на оси [010] и плоскости (010) второго индивида. Поскольку атом O(Al) на высоте 4,7 А в двойнике и в монокристалле находится в одной и той же позиции (цепи Si-O-Si-O в двойнике отличаются от конфигурации в монокристалле только незначительным разворотом атомов кислорода вокруг атомов кремния в [Si(1)O4]- и [Si(2)O4]-тетраэдрах на высотах 4,1 и 5,05 А), образуются двойники срастания (“контактные двойники”) по плоскости (010). Однако так как она одновременно является и плоскостью симметрии, то возможны “правые” и “левые” двоиники. А поскольку ту же позицию занимают атомы O(Al) на высоте 1,8 А в цепи Si-O-Si-O второго двойникового индивида, в данном случае возможны также и двойники “прорастания”.
Альбитовые и периклиновые двойники в триклинных полевых шпатах, согласно Тэйлору с соавторами получаются соответственно отражением в плос-кости (010) или вращением вокруг оси [010], которая близка к перпендиулярно (010). Поэтому (особенно при полисинтетическом двойниковании или при одновременном альбит-периклиновом двойниковании) двойник повышает свою симметрию до моноклинной. Для альбит-периклиновых двойников в микроклине (“М”-двойники, “микроклиновая” решетка) это является доказательством образования его из первично-моноклинного полевого шпата в результате твердофазовых превращений. В моноклинных полевых шпатах альбитовые и периклиновые двойники невозможны, так как [010] = перпендикуляру (010).

Агрегаты.

Физические свойства

Оптические

Цвет. Окраска полевых шпатов разнообразная, как правило, светлая: белая, желтоватая, зеленоватая, красноватая, коричневатая. Зеленые и голубовато-зеленые разности носят название амазонита. Описаны янтарно-желтые железистые полевые шпаты.

Черта

Блеск

Отлив

Прозрачность. Прозрачные, водяно-прозрачные.

Показатели преломления

 Ng = , Nm = и Np =

Механические

Твердость. 6-6,5.

Плотность. 2,54—2,57 для калиевых полевых шпатов, 2,62-2,65 для альбита, 2,74—2,76 для анортита, до 3,4 для цельзиана. Промежуточные значения - для K,Na- и Ca,Na-полевых шпатов.

Спайность. Все полевые шпаты имеют спайность в двух направлениях - под углом 90° или незначительно отличающемся от прямого (20' - в микроклине, 3,5-4°- в плагиоклазах), как правило, совершенную по (001) и совершенную или хорошую по (010). В этих направлениях разрывается наименьшее число тетраэдрических связей на единицу площади; при этом рвутся только связи между цепочками тетраэдров, но сохраняются четверные кольца.

Излом

Химические свойства

Полевые шпаты кислотоупорны, не растворяются в кислотах, кроме HF (К-полевые шпаты и альбит), или легко (анортит) или с трудом (основные плагиоклазы) разлагаются в концентрированной НСl с выделением студенистого осадка кремнезема.

Прочие свойства

Некоторые полевые шпаты обладают способностью опалесценции (адулярисценции), авантюрисценции или лабрадорисценции, которые в отечественной литературе обобщенно принято называть иризацией. Опалесценция дает мерцание в голубоватых, зеленоватых, жемчужно-белых и бледно-желтых тонах в K,Na-полевые шпаты. (криптопертитах) (лунные камни) и олигоклазах (беломориты) или переливчатую игру света в голубовато-сиреневых или серо-синих тонах, напоминающую отлив перьев на шее голубя (олигоклазы-перистериты), и вызвана пертитовым строением щелочных полевых шпатов или аналогичным явлением фазового распада в олигоклазах. Лабрадорисценция - аналогичное явление в лабрадорах (один из синонимов лабрадора - тавусит, от персидского “тавуси” - павлин). Авантюрисценция- яркое свечение минерала точечными бликами в оранжево-красных, ярко- желтых и малиновых тонах (солнечные камни), вызванное отражением света от мелких рассеянных пластинок гематита (в К-полевых шпатах, альбите или олигоклазе), ильменита или самородной меди (в лабрадорах).

Искусственное получение минерала.

Синтез щелочных полевых шпатов состава (Na, К, Rb, NH4)[(Al, Ga, Fe, B)(Si, Ge)3 O8] осуществляется обычно из стекол стехиометричного состава сухим (при температуре 700-1000°) или гидротермальным (например, 550°, 1 кбар, 140 ч) путем. Впервые искусственные аналоги полевых шпатов составов NaGaSi3O8, NaAlGe3O8, NaGaGe3O8 (триклинные) и KGaSi3O8, KAlGe3O8, KGaGe3O8 (моноклинные) получены в [32], моноклинный RbAlSi3Og - в [33]. Полевой шпат состава NaFeGe3O8 не удалось синтезировать (вместо него в гидротермальных условиях кристаллизовался пироксен состава NaFe[Ge2O6], а вместо CsAlSi3O8 - поллуцит. Предполагалось, что Cs-noлевые шпаты не могут существовать из-за слишком большого размера атома Cs, так же как и Li-полевые шпаты, но, наоборот, из-за слишком маленького размера атома Li (Smith, Brown, 1988). Однако моноклинный CsAlSi3O8 все же удалось получить ионным обменом между анальбитом или санидином и расплавом соли CsCl. Аналогичным путем были синтезированы полевые шпаты лития, водорода и серебра: LiAlSi3O8, HAlSi3O8 и AgAlSi3O8.

Синтезированы также полевые шпаты состава K[Al2PSiO8].

Диагностические признаки

Сходные минералы

Сопутствующие минералы.

Ортоклазы ассоциируются с кварцем, кислым плагиоклазом, мусковитом, биотитом и роговой обманкой. Анортоклазы - Ti-авгитом, апатитом, ильменитом. Плагиоклазы - спессартин, родонит, Mn-эпидот, санборнит, джиллеспит.

Происхождение и нахождение

Полевые шпаты являются главными породообразующими минералами магматических, метаморфических, ряда осадочных пород, пегматитов, метасоматитов и гидротермальных жил.

Полевые шпаты, будучи одними из главных породообразующих минералов, кристаллизуются следующим образом:
1. Из магматических расплавов гранитного, сиенитового, диоритового и габброидного состава.

2. В ходе постмагматических процессов (главным образом кислые плагиоклазы и щелочные полевые шпаты) — из пегматитовых расплавов, гидротермальных растворов, при процессах грейзенизации.
 
3. Путем ионного обмена в кристаллических сланцах (хлоритовые и слюдистые сланцы, слюдистые гнейсосланцы и гнейсы различных типов) как продукты бластеза (греч. «бластос» — росток, зародыш, почка) при средних температурах порядка нескольких сотен градусов (из твердого субстрата), т. е. при перекристаллизации вещества в твердом состоянии.
 
Разнообразие химического состава полевых шпатов послужило основой для классификации изверженных горных пород. В общем составе земной коры плагиоклазы занимают около 40%. Кислые плагиоклазы являются составными частями континентальных масс гранитного состава (сиаль); основные плагиоклазы входят в состав базальтово-габброидного нижнего слоя земной коры (оима).

Санидины характерны для кислых и щелочных вулканических пород: риолитов, трахитов, фонолитов и интрузий неглубокого залегания. Считается, что они гомогенны, но современные методы исследования показывают, что в большинстве они являются санидин-криптопертитами. В ультракремнекислых породах, таких как обсидианы и риолиты, могут образовывать сферолиты в срастании с кристобалитом и пучки игольчатых кристаллов. В метаморфических породах образуются в условиях санидиновой фации метаморфизма при высокой температуре и низком давлении. Иногда устанавливаются как аутигенные образования в осадочных породах.
Ортоклазы характерны для кислых и щелочных плутонических и вулканических пород, а также пегматитов в этих породах. Они типичны для метаморфических пород высокой степени метаморфизма, контактово-метасоматических образований. В случае высокого содержания натриевого компонента обычно представляют собой крипто- или микропертиты. Образуются в гидротермальных альпийских жилах (адуляр). Характерны для осадочных пород в зонах материкового сноса (аркозовые песчаники) и аутигенных новообразований в осадках разного состава (в том числе карбонатных).
Микроклин является обычным минералом плутонических фельзитовых (без вкрапленников) пород: гранитов, гранодиоритов, сиенитов и простых и сложных пегматитов в этих породах в ассоциации с кварцем, кислым плагиоклазом, мусковитом, биотитом и роговой обманкой. Характерен для метаморфических пород амфиболитовой фации и фации зеленых сланцев. Так же как и ортоклаз, является обычным обломочным минералом в детрито- вых осадочных породах, но может возникать и как аутигенное образование.
Высоконатриевые K,Na-полевые шпаты (анортоклазы) типичны для вулканических и гипабиссальных пород, сформировавшихся в условиях подъема температуры. Часто образуется в периферических каемках порфировых вкрапленников олигоклаза в щелочных сиенитах (ларвикиты и др.) или выделяется в виде гомогенного K,Ca,Na-полевые шпаты. (тройного). Обычно является криптопертитом. Ассоциирует с Ti-авгитом, апатитом, ильменитом.
Плагиоклазы широко распространены почти во всех типах изверженных и метаморфических пород и некоторых осадочных отложениях. Альбит и олигоклаз характерны для кислых пород: гранитов, гранодиоритов, риолитов, сиенитов, гранитных и сиенитовых пегматитов. Андезин типичен для пород средней кремнекислотности. Лабрадор и битовнит обычны в основных породах: - габброидах и базальтах - и являются главным минералом анортозитов. Анортит менее распространен и появляется в аномальных основных и ультраосновных породах. В метаморфических породах распространены обычно кислые и промежуточные плагиоклазы с содержанием An-компонента менее 50%, но содержание Са растет в породах более высокой степени метаморфизма. Анортит присутствует в скарнах и других контактово-метаморфизованных карбонатных породах. В осадочных породах плагиоклазы обычно присутствуют в виде обломочных зерен, но альбит часто возникает в них как аутигенное новообразование при диагенезе осадков.
Цельзиан характерен для метаморфических пород амфиболитовой фации метаморфизма, богатых Mn и Ва, где обычно постепенно переходит в гиалофан. В парагенезисе с ними типичны спессартин, родонит, Mn-эпидот, санборнит, джиллеспит и др. Бадингтонит - редкий минерал, образующийся из МН4 - содержащих грунтовых вод. Установлен в ртутных киноварных рудах, породах фосфорной формации, в горючих сланцах. Образует псевдоморфозы по кислому плагиоклазу. Ридмерджнерит - редкий минерал, образующийся при обогащении пород бором. Установлен как аутигенный минерал в черных горючих сланцах и бурых доломитах, а также в щелочных породах осадочной формации Грин Ривер в США и щелочных пегматитах Дараи-Пиеза в Таджикистане.

 

Месторождения

Месторождениями полевошпатового сырья являются в основном гигантозернистые дифференцированные гранитные пегматиты (керамические, мусковитовые, редкометальные, хрусталеносные и др.), откуда полевой шпат извлекается вручную, а также граниты (в том числе редкометальные), кислые вулканиты, сиениты и нефелиновые сиениты, полевошпатовые метасоматиты, аркозовые пески и песчаники, обычно требующие обогащения. Новым типом комплексного каолин-полевошпатового сырья являются фарфоровые камни (месторождения элювиального каолина).
Крупными считаются месторождения с запасами 8-12 млн т., очень крупными - более 12, средними - 4-8, мелкими - до 4, очень мелкими - менее 4 млн т. Последние обычно непромышленные за исключением пегматитов и кислых эффузивов.
Промышленные месторождения подразделяются на следующие типы.
Собственно полевошпатовые, высококалиевые (“калиевый модуль” более 3). Высококачественное полевошпатовое сырье слабо обеспечено разведанными запасами. Наибольшее значение имеют керамические пегматиты Хето-Ламбины и рудника им. Чкалова (район Чупы, Северная Карелия) и Нарын-Кунтинского месторождения (Прибайкалье, Иркутская область). Это относительно мелкие месторождения с содержанием 50-60% К-полевых шпатов и до 40% олигоклаза, извлекаемых ручной рудоразборкой. Разрабатываются также мусковитовые пегматиты Малиновой Бараки и Тэдино (Северная Карелия), Мамско-Чуйской слюдоносной группы (Восточная Сибирь) (средние месторождения); редкометально-мусковитовые пегматиты Слюдяного Бора (вблизи Беломорска, Карелия), Бихарской пегматитовой провинции (Индия) (мелкие и средние месторождения); хрусталеносные пегматиты Акжайляу (хребта Тарбагатай, Восточный Казахстан) с микроклином, Катбар и др. (Казахстан) (мелкие и очень мелкие месторождения); псевдолейцитовые сиениты и сынныриты Калюмного, Трехглавого и Голевского месторождений (Россия) с кальсилитом и нефелином (очень крупные и крупные месторождения).
Полевошпатовые, калиевые (“калиевый модуль” не менее 2): редкометальные пегматиты с цветными камнями Среднеуральского (Малышевское) и Забайкальского (Воесточное Забайкалье) месторождений (Россия), Асу-Булакского и Огневского месторождений (вблизи Усть-Каменогорска, Калбинский хребет, Казахстан) (крупные и средние месторождения).
Полевошпатовые, натриевые (“калиевый модуль” менее 0,9): редкометальные пегматиты с цветными камнями Среднеуральского (Малышевское) и Забайкальского (Восточное Забайкалье) месторождений (Россия), Асу-Булакского и Огневского месторождений (вблизи Усть-Каменогорска, Калбинский хр., Казахстан) (крупные и средние месторождения); альбититы Шалтасского и Аксоранского месторождений (Казахстан) (мелкие месторождений).
Кварц-полевошпатовые (кварца больше 10%), высококалиевые: керамические пегматиты Хето-Ламбины и рудника им. Чкалова (Карелия), Нарын-Кунтинского месторождения (Прибайкалье) (мелкие месторождения); мусковитовые пегматиты Малиновой Вараки и Тэдино (Северная Карелия), Мамско-Чуйской слюдоносной группы (Восточная Сибирь) (средние месторождения); редкометально-мусковитовые пегматиты Слюдяного Бора (Карелия), Бихарской пегматитовой провинции (Индия) (мелкие и средние месторождения).
Кварц-полевошпатовые, калиевые. Ведущее значение имеют недифференцированные керамические пегматиты Люпикко (Питкяранта, Северное Приладожье, Карелия) и Балки Большого Лагеря (Украина) - очень крупные и крупные месторождения, содержащие 10-50% микроклин-пертита и 30-60% олигоклаза, обогащаемых флотационными, магнитно-флотационными и магнитно-электрическими методами. Разрабатываются также керамические пег-атиты Хето-Ламбины и рудника им. Чкалова (Карелия), Нарын-Кунтинского месторождения (Прибайкалье) (мелкие месторождения); редкометальные пегматиты с цветными камнями Среднеуральского (Малышевское) и Забайкальского (Восточное Забайкалье) месторождений (Россия), Асу-Булака и Огневского месторождений (вблизи Усть- Каменогорска, Калбинский хребет, Казахстан) (крупные и средние месторождения); хрусталеносные пегматиты Акжайляу (хребет Тарбагатай, Восточный Казахстан) с микроклином, Катбар и др. (Казахстан) (мелкие и очень мелкие месторождения); лейкократовые граниты Каричсайского и Водораздельного месторождений (Узбекистан) (очень крупные и крупные месторождения); редкометальные апограниты Орловского и Этыкинского месторождений (Восточное Забайкалье) (очень крупные месторождения); редкометальные щелочные граниты и граносиениты Катугинского месторождения (Канарский хребет, Северо-Восточный Забайкалье) и Пержанского месторождения (Украина) (очень крупные месторождения).
Кварц-полевошпатовые, калиево-натриевые. Ведущее значение имеют крупные и очень крупные месторождения лейкократовых гранитов Каричсайское (Узбекистан) и аляскитовых гранитов Режик (район Алапаевского месторождения, Средний Урал), содержащие 25-45% микроклин-пертита и 35-65% альбит-олигоклаза, обогащаемых флотационными и магнитно-электрическими методами. Разрабатываются также лейкократовые граниты Водораздельного месторождения (Узбекистан); крупные и очень крупные месторождения аляскитовых гранитов и гранит-аплитов Такобское (Варзоб, Гиссарский хребты, вблизи Душанбе, Таджикистан), Спрус-Пайн (хребет Блу-Ридж, округ Митчелл, шт. Северная Каролина, США); граниты рапакиви Уксу Ала-Носкуа (Россия) (очень крупное месторождение); редкометальные апограниты Орловского и Этыкинского месторождений (Восточное Забайкалье) (очень крупные месторождения); редко-метальные щелочные граниты и граносиениты Катугинского месторония (Каларский хребет, Северо-Восточное Забайкалье) и Пержанского месторождения (Украина) (очень крупные месторождения); керамические пегматиты Люпикко (Питкяранта, Северное Приладожье, Карелия) и Балки Большого Лагеря (Украина) (очень крупные и крупные месторождения), редкометальные пегматиты с цветными камнями Среднеуральского и Забайкальского (Восточное Забайкалье) месторождений (Россия), Асу-Булакского и Огневского месторождений(вблизи Усть-Каменогорска, Калбинский хрет, Казахстан) (крупные и средние месторождения).
Кварц-полевошпатовые, натриевые: риолиты, риодациты, альбитизи- рованные риолиты Артенинского и Арагацкого месторождений(Армения), Нежданковского месторождения (Карелия) и плагиопорфиры, альбитофиры-кератофиры Костомукшского месторождения (Карелия) (крупные, средние и мелкие месторождения); фонолиты Айфеля (Эйфеля) (Германия), лейцитовые фонолиты Шонкин-Сага (США) (крупные, средние и мелкие месторождения); трахиты Зибенгебирге и Айфеля (Германия) и Седлеца (Польша) (средние и мелкие месторождения).
Нефелин-полевоштатовые, натриевые и калиево-натриевые. Ведущее значение имеют щелочные пегматиты в миаскитовых нефелиновых сиенитах Вишневогорского месторождения (Свердловская область, Южный Урал) (очень крупное месторождение), агпаитовые нефелиновые сиениты Хибинского и Ловозерского щелочных комплексов (Кольский полуостров) (очень крупные месторождения), нефелиновые сиениты Блю-Маунтин (район Торонто, пров. Онтарио, Канада) и Стьерней (вблизи г. Хаммерфест, Норвегия) (очень крупные и крупные месторождения), с 50-65% микроклин-пертита и до 30-40% нефелина, обогащаемых электромагнитной сепарацией.
Относительно новым видом полевошпатового сырья являются фарфоровые камни - тонкозернистые полиминеральные продукты гидротермально-измененных кислых (реже средних) вулканических пород, состоящих из кварца - источника кремнезема, полевого шпата или мусковита (серицита) - носителя щелочей, выполняющих функцию плавня при образовании стекловидной фазы, и каолинита (диккита, галлуазита) или пирофиллита - источника глинозема, необходимого для получения муллита - основы фарфоровых изделий. Фарфоровые камни без обогащения применяются в производстве широкого ассортимента керамических изделий от высокохудожественного бытового фарфора и электрофарфора до санитарно-технических изделий вместо традиционного фарфорового мономинерального сырья - каолина, кварцевого песка и полевых шпатов. Фарфоровые камни кварц-полевошпатового типа содержат 35-65% полевого шпата, 30-45% кварца и 15-20% каолинита и подразделяются на высококалиевые (“калиевый модуль” 5-70), калиево-натриевые и натриевые (“модуль” 0,03-1,6). Основные месторождения фарфоровых камней этих типов: высококалиевые - слабо аргиллизированные вулканиты Большого Безенги (Северный Кавказ), содержащие 35-40% К- полевые шпаты. и 3-5% плагиоклаза; калиево-натриевые - слабо аргиллизированные вулканиты Сергеевского месторождения (Приморье) с 24-45% Na-санидина и 15-20% плагиоклаза; натриевые - полевошпатовые метасоматиты Сан-Бернардино (США) с 60% альбита и Тайсю (Япония) с 50-60% альбита, месторождения Бектакари (Грузия) с 15% К-п.ш. и 30% плагиоклаза и Чи-Мынь (КНР) с 2% К-полевых шпатов. и 21% плагиоклаза. Также пропилиты с альбитом Гусевского месторождения (Приморье), измененные породы Самурского гранитного массива на Бикинском местрождении (Хабаровский край, Приморье), околорудные метасоматиты с адуляром Кишкитского сурьмяно-ртутного местрождения (Грузия).
Гипергенно-измененные гранитоиды и другие кислые породы (каолинизированные и серицитизированные) содержат до 20-50% К-полевые шпаты и 20-45% плагиоклаза. Ведущими месторождениями являются Елтайское (Казахстан), а также Тиршенройт, Хиршау и Биркенфельд (Германия). Каолинит-полевошпатовым сырьем являются также коры выветривания гранитов Бисембаевского и Юбилейного месторождений (Калбинский хребет, Восточный Казахстан), Просяновского (Украина), коры выветривания монцонитов Караоткельского месторождения (Казахстан), каолинизированные аркозовые песчаники Оберпфальца и Хиршау (Германия) и Десиза (Франция).
Используются также полевошпатовые пески континентальных, морских и дюнных отложений, содержащие 12-50% К-полевых шпатов. Ведущими являются высококалиевые пески Кермининского месторождения (Узбекистан) и металлоносные россыпи Караоткельского месторождения (Казахстан). Используются высококалиевые пески Чалганского месторождения (Россия), пески месторождений Латина (Италия), Океансайд (США), Дель-Монте (США), пески и аркозовые песчаники Джездинского (Центральный Казахстан), Баба-Дурмазского (вблизи Ашхабада,Туркмения) месторождений, россыпи Лукояновского месторождения (Россия).
Иризирующие лунные и солнечные камни, лабрадор, а также амазонит являются камнесамоцветным сырьем.
Лунными камнями называют полевые шпаты с молочно-белой, бледно- голубой иризацией, как K,Na-полевые шпаты - криптопертиты, так и олигоклазы с перистеритовым фазовым распадом. Месторождения криптопертитовых лунных камней известны на Шри-Ланке (Цейлон) и в Бирме, в Нью-Мексико, США. Месторождения олигоклазовых лунных камней известны в пров. Онтарио и Квебек, Канада, шт. Виргиния, США, по берегу Белого моря - Хетоламбина, Длинная Ламбина и др. (беломорит).
Лабрадоры, обладающие голубой, синей, реже зеленой и золотисто-желтой иризацией, используются как декоративно-облицовочные и ювелирно-поделочные камни. Разрабатываются в основном лабрадориты - разновидность анортозита, содержащая от 60 до 95-100% лабрадора, развитые на древних кристаллических щитах: Канадском, Украинском, Анабарском и др. Крупнейшие месторождения известны на западе полуострова Лабрадор и в пров. Онтарио и Квебек (Канада), в горах Адирондак (к северу от Нью-Йорка) в США, в Коростеньском массиве (Головинское месторождение) на Волыни и Корсунь-Новомиргородском массиве в Приднепровье (Киевская область) на Украине.
Солнечными камнями или авантюриновыми полевыми шпатами называют калиевые полевые шпаты и олигоклазы с ярким солнечно-желтым или оранжево-красным отсветом от мельчайших включений чешуек гематита или гётита, а также лабрадоры, золотистый отлив в которых вызван включениями ильменита, магнетита или самородной меди. Ювелирный солнечный камень (авантюриновый олигоклаз) добывается в Южной Норвегии (месторождения районах Бамбле, Бьёрдаммена, Хавредала, Тведестранна, Хитерё и Эдегордена), в Индии. Месторождения олигоклазовых солнечных камней известны в Северной Карелии по берегу Белого моря (совместно с беломоритом), в Прибайкалье - Падьдер. Уточкино (вблизи Улан-Удэ) (К-полевые шпаты), на Урале.
Амазониты в настоящее время в России добываются в основном в Кейвах, Кольский полуостров (Плоскогорское месторождение, Краснощелье), на Урале жилы практически выработаны или находятся на территории Ильменского заповедника, где добыча его запрещена. В Прибайкалье известно Улан-Нурское месторождение. Амазонитовые граниты как облицовочный камень добываются на Майкульском и Турангинском месторождениях в Казахстане. Отдельные пегматитовые проявления с амазонитом известны в Восточной Сибири и Средней Азии, а зарубежом на Мадагаскаре, в Зимбабве, в Бразилии. Известными месторождениями являются Вудкоке, Ренфу и Перии-Саунд в пров. Онтарио, Бушет-Халл, Вильнев, Ледюк в пров. Квебек (Канада), Амелия, Резерфорд, Морфилд в шт. Виргиния, Пайкс-Пик, Кристал-Пик, Флориссант и Камерон-Коун в шт. Колорадо, Роупорт в шт. Массачусетс и др. (США). Граниты с амазонитом широко развиты в Восточной Сибири, Средней Азии и Казахстане, а также в Монголии.

 

Практическое применение

Полевые шпаты имеют важное практическое значение. Полевошпато-вое сырье используется в разных отраслях промышленности в качестве флюсующего, глиноземистого, щелочного или глиноземисто-щелочного компонентов, а также инертных наполнителей. Предпочтительны полевош-патовые породы с содержанием К2O + Na2 Oболее 7 мас.%, СаО + MgO не более 2, Аl2O3 более 11 и SiO2 63-80%. Поэтому в качестве сырья используются в основном кислые (реже средние, щелочные) алюмосиликатные магматические, метаморфические или осадочные породы полевошпатового, кварц-полевошпатового, каолинит-полевошпат-кварцевого или нефелин-полевошпатового состава. Основные и ультраосновные породы практиче-ски не используются.
Общемировые запасы и ресурсы полевошпатового сырья не оценены. В России в настоящее время они составляют 115 млн т (52% запасов стран СНГ); из них 88 млн т (76%) приходится на гранитные пегматиты. Мировая добыча полевошпатового сырья составляет 5 млн т/год: Италия - 1500, США - 700, Франция - 400, Германия - 330, Таиланд - 330, Южная Корея - 240, Мексика - 200 тыс. т. В мировой добыче стран СНГ - 10-15%, из которых доля России около 48%, Казахстана - 30, Украины - 15, Узбекистана - 7%. Основной объем добычи в России приходится на Карелию и Мурманскую область.
По содержанию кварца сырье подразделяется на собственно полевош-патовое (кварца меньше 10%) и кварц-полевошпатовое (кварца больше 10%); по соотношению щелочей - на высококалиевое (“калиевый модуль” = K2O/Na2O > 3 мас. %), используемое в электротехнической и абразивной промышленности, а также для производства сварочных электродов, калиевое (“модуль” не менее 2), применяемое в электротехнической и фарфорофаянсовой промышленности, калиево-натриевое (“модуль” не менее 0,9), используемое для производства строительной керамики, и натриевое (“модуль” менее 0,9 или не нормирован), применяемое в стекольной промышленности и для производства эмалей типа “стекловидного фарфора”. Если присутствует нефелин, выделяют нефелин-полевошпатовое сырье.
Высококалиевые полевошпатовые материалы (с высоким “калиевым модулем” - выше 4, низким содержанием СаО и MgO - не более 1,5% и FeO и Fe2O3 - не выше 0,15-0,30%) используются в электрокерамическом производстве для изготовления высоковольтных фарфоровых изоляторов, в качестве плавня и сцепляющей массы для производства шлифовальных и точильных абразивных изделий, для керамической обмазки (шлакообразующих изделий, стабилизирующих дугу) в производстве сварочных электродов, в фарфоро-фаянсовом производстве для получения прозрачных глазурных покрытий (“модуль” не менее 3). Полевошпатовые и кварц-полевошпатовые материалы с высоким “калиевым модулем” (2-3 и выше 3 для изделий высших марок) применяют в керамической промышленности в качестве плавня (флюса) для производства тонкой керамики (хозяйственный и художественный фарфор, электротехнический фарфор), калиево-натриевые кварц-полевошпатовые материалы (с низким “модулем” до 0,9) - для производства строительной керамики (санитарно-керамические изделия, облицовочные и отделочные плитки), а натриевые полевые шпаты (с ненормируемым “модулем”) - для производства низкотемпературного фарфора. Кварц- полевошпатовые и нефелин-полевошпатовые материалы используют также в качестве шихты для производства электровакуумного и высокосортного технического стекла, листового технического и оконного стекла и изделий из темно-зеленого и тарного стекла. Натриевые полевошпатовые материалы применяются для эмалевых покрытий чугунных и железных изделий, для увеличения их вязкости и химической стойкости.
Полевые шпаты используются в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности (получаемые краски более стойки, чем с карбонатным наполнителем, к воздействию кислотных дождей и солнечному свету и применяются для наружных работ), в резиновом производстве, при изготовлении опалесцирующего стекла, изразцов, черепицы, бетона, цемента, в стоматологии для производства искусственных зубов и др.
Новыми областями применения полевых шпатов (главным образом из низкокачественных и некондиционных полевошпатовых и нефелин-полевошпатовых материалов, что важно при решении экологических проблем и комплексного освоения месторождений) являются производство стеклокри-сталлических материалов (ситаллы и шлакоситаллы, используемые в строительстве, химической, горнодобывающей и электротехнической промышленности), теплоизоляционных материалов (пеностекло, применяемое в строительстве для изоляции стен и полов, холодильников и др.), а также вя-жущих материалов (пуццол и другие новые цементы), получаемых из сиштофа (стеклоподобной массы с примесью микроклина, эгирина и других со-путствующих минералов) и сульфатно-щелочных удобрений, получаемых из фосфогипса, - промышленных отходов, образующихся при кислотной (с H2SO4) переработке хибинских апатит-нефелиновых руд в ходе получения фосфорных удобрений. Нефелин-полевошпатовые материалы используются для получения ангоба - керамической массы, припекаемой в виде глазурий к изделиям из легкого бетона (стеновым панелям и др.).

В последние годы к полевым шпатам привлечено внимание в связи с проблемой захоронения радиоактивных отходов. Вместо распространенной технологии остекловывания предложена фиксация радиоизотопов 90Sr, 134Cs и 137Cs в полиминеральных матричных материалах, состоящих из Sr-содер-жащего полевого шпата с кварцевой оболочкой или поллуцита с оболочкой из К,Na-полевого шпата; эти материалы более устойчивы к выщелачиванию, чем стекла.

 

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой легко (альбит) или с трудом плавятся в пузыристое стекло.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

 

 

 

 
 
 

 
 
 
Галлерея