Серпентин

Группа

Происхождение названия

 От латинского serpentaria — змеевидный (серпентиновые породы иногда имеют некоторое сходство по пятнистому рисунку, особенно в полированных образцах, со змеиной кожей). Отсюда и русское название — змеевик, относящееся, правда, к горной породе — серпентиниту, состоящему почти сплошь из серпентина. Раньше употреблялось название офит (с греческого - змея); теперь это название, иногда измененное в серпофит, сохранилось за опаловидной скрытокристаллической, богатой водой разностью серпентина, обладающей восковым блеском и однородной окраской (бледнозеленой, желтоватобелой, реже буроватозеленой).

Серпентин. Сплошные мелкозернистые массы
Серпентин. Сплошные мелкозернистые массы

Содержание

  • 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 серпентина

Mg6[Si4O10]*(OH)8 или 3MgO · 2SiO2· 2H2O.

Химический состав

 MgO — 43,0 %, SiO2 — 44,1 %, Н2О — 12,9 %. Соотношения компонентов несколько колеблются, особенно в разностях, аналогичных типичным коллоидам, более богатым водой (обычно до 13–17 %). В виде примесей почти всегда присутствуют окислы железа FeO, Fe2O3 и никеля NiO.

Разновидности
1. Офит (благородный серпентин) - плотный, просвечивающий в краях желто-зеленый серпентин с восковым блеском.
2. Хризотил-асбест - тонковолокнистый светло-зеленый, иногда золотистый серпентин с шелковым блеском.

По тонким особенностям кристаллической структуры, определяющим характер наложения слоев и ширину пакетов, выделяется несколько минеральных видов. Один из самых распространенных минеральных видов группы серпентина — моноклинной сингонии, несколько сходный с хлоритом по внешним характеристикам, носит название антигорита (по долине Антигорио, близ Пьемонта в Италии). Другим полиморфом, также слоистой структуры, является тригональный лизардит (по городу Лизард в Англии). Уверенно различить эти минеральные виды без специальных исследований затруднительно, тем более что они нередко образуют тонкие смеси. Известны и смешаннослойные минералы, в которых чередуются в субмикронном масштабе слои серпентинового состава и структуры со слоями талька или хлорита.

Имеются разновидности с содержанием Fe, Mn, Ni:

 Непуит — чистый никельантигорит Ni6Si4Oi0(OH)8, гарниерит — никелевый хризотил.

Серпофит — плотная разновидность антигорита или в основном серпентина, керолит — аналогичен им, но имеет более высокое содержание кремнезема (~ 50%) и низкое MgO (30%). Грина-лит Fe6Si4Oi0(OH)8,

Кронштедтит Fe6[Fe2+Si2Oi0](OH)8 и бертьерин Fe6[A]Si3Oi0](OH)8 отвечают некоторым окисленным хлоритам.

Гроувесит — марганцевый аналог бертьерина.

Амезит (Mg, Al)6[Al2Si2Oi0](OH)8 — аналог корундофилита, но с одинарными кремнекислородными слоями.

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная.

Класс симметрии. Призматический — Cm, С2 или С2/m). Отношение осей. — 0,6 : 1 : — 1,6; Р —92°.  о, а0 = 5,30 5,34 А, Ъ0 = 9,20 -f- 9,22 А, с0 = 7,46 -Ь- 14,65 А, р = 91°24' — 93°16', Z = 1 т- 2 соответственно для антигорита и хризотила; известны и ромбические модификации для обоих минералов.

Кристаллическая структура


 Слоистая. Кристаллическая структура всех серпентинов (в том числе и хризотилов) в известной степени сходна с простой двухслойной структурой каолинита. Различие заключается прежде всего в том, что в серпентинах катионы сосредоточены в триоктаэдрических слоях в отличие от диоктаэдрических слоев в пакетах каолинита. Далее, слагающие структуру двухслойные пакеты характеризуются несоразмерностью триоктаэдрических «бруситовых» слоев с гексагональными сетками кремнекислородных тетраэдров. Такая несоразмерность порождает изгиб пакетов, который может сохранять направление кривизны в случае однообразной полярности в направлении вершин тетраэдров, как это происходит в хризотилах, структура которых оказывается подобной трубкам или рулонам. В слоистых же серпентинах полярность сеток периодически (в пространстве) меняется на обратную, так что в структурах чередуются полосы, составленные пакетами с разнонаправленными вершинами тетраэдров, размещаемых поочередно по разные стороны триоктаэдрического катионного слоя.

Удлинение волокон совпадает с направлением а. Кроме хризотила с присущим ему волокнистым строением, все другие представители серпентинов, включая антигорит, встречаются в виде микро- и криптокристаллических листоватых агрегатов. Большинство из них имеют коллоидальный или метаколлоидальный характер.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Кристаллы известны только у одной разновидности - антигорита. Форма кристаллов. Волокнистая (хризотил), листоватая (антигорит).

Агрегаты. Серпентин обычно распространен в плотных массах, часто смятых, со следами скольжения, иногда с тончайшими прожилками хризотил-асбестов или прожилками офита. В антигоритовых серпентинитах нередко наблюдается на глаз пластинчатое строение. Для лизардита более характерны скрытокристаллические разности (офит), однако в большинстве агрегатов серпентина присутствуют оба минерала в различных соотношениях.

Физические свойства

Оптические

Цвет желто-зеленый, темно-зеленый в тонких осколках, бутылочно-зеленый различных оттенков до зеленовато-черного, иногда и буровато-зеленый. Часто пестрая окраска  (как шкура змеи).. Офит часто имеет бледную оливковозеленую окраску с желтым оттенком. Антигорит — бледно зеленый, нередко серый, иногда со слабым синеватым оттенком.

 В тонких пластинках бесцветный.или зеленый до коричневого.

Черта белая.

Блеск стеклянный.

Отлив  жирный, у офита восковой, матовый. Для разновидности, называемой баститом, которая образует псевдоморфозы по ортопироксену (бронзиту), свойственно сохранение бронзового отлива.

Прозрачность. Прозрачный, просвечивающий.

Показатели преломления
 Показатели преломления колеблются между 1,55 и 1,80 (наибольшее значение для богатых железом). У антигорита пт = 1,55 1,58, у хризотила пт = 1,54 1,55; низкие показатели преломления последнего обусловлены несколько большим содержанием воды и меньшим — глинозема, что также объясняет и его трубчатую форму. Двупреломление у хризотила (0,013) немного выше, чем у антигорита (0,007). Большинство минералов оптически отрицательные, лишь некоторые имеют положительный оптический характер (амезит, непуит, хризотил); 2V около 50° для антигорита, 30° для хризотила, другие минералы почти одноосны.

Механические

Твердость обычного лизардита 2,5–3, антигорита — до 3,5, офита — 2.

Плотность 2.2 - 3.4. (керолит, кронштедтит), 2,62 (антигорит), 2,36—2,50(хризотил).

Спайность наблюдается только у более крупнопластинчатых разностей антигорита: по {001} совершенная и менее совершенная по {010}. Отщепляемые листочки ломки..

Излом от ровного до раковистого и занозистого.

 

Химические свойства. 

Поведение в кислотах. Растворяется в соляной и серной кислотах.

Прочие свойства: часто наблюдаются поверхности с блестящими зеркалами скольжения.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Оливин, бронзит (бастит), гранат (пироп), хлориты, хромит, магнетит, магнезит, опал, халцедон, антигорит, тремолит-асбест.

Макроскопически серпентиновые массы узнаются сравнительно легко по характерным темно-зеленым оттенкам, пестрой окраске, плотным клееподобным массам, жирному блеску, наличию прожилков асбеста, часто наблюдающимся зеркалам скольжения, невысокой твердости Антигоритовые серпентиниты обладают характерными серыми оттенками, исключительной вязкостью, ощущаемой при обработке образцов молотком, более высокой твердостью по сравнению с обычными серпентинитами.

Сопутствующие минералы. Оливин, гиперстен, роговая обманка, плагиоклаз, магнетит, кальцит.

Происхождение и нахождение

Серпентины играют важную породообразущую роль, слагая практически мономинеральные массы — серпентиниты.  Минералы группы серпентина образуются преимущественно при химическом изменении магнезиального оливина, ромбического и моноклинного пироксенов. Легче всех замещению серпентином подвергаются оливин и энстатит, затем диопсид, роговые обманки и др. Породы, состоящие главным образом из серпентиновых минералов, называются серпентинитами; среди них выделяют гранатовые (пироповые) серпентиниты, бронзитовые серпентиниты, бедные железом (желтые, зеленые) дунитов-ые серпентиниты, богатые никелем никелевые серпентиниты.

В процессе выветривания серпентинизированные породы постепенно карбонатизируются и разлагаются, особенно сильно в условиях субтропического и тропического климата. При этом в виде остаточных продуктов на поверхности накапливаются землистые гидроокислы железа.  Магнезия, связываясь с углекислотой воздуха, в виде бикарбонатов уходит в нижние горизонты зоны окисления. Кремнезем переходит в коллоидный раствор и выделяется в виде опала, нередко замещающего коренные породы. Точно так же никель в виде гидросиликатов подвергается
некоторому переносу и отлагается в более низких горизонтах.

За исключением железистых представителей группы (кронштедтит, бертьерин и гриналит), ассоциирующих с седиментогенными железорудными месторождениями, и гроувесита, устанавливаемого в марганцевых месторождениях, все другие минералы встречаются почти исключительно в ультраосновных породах типа перидотитов и пироксенитов. В них они образуют относительно тонкие прожилки в результате гидротермального изменения (процесс серпентинизации) главным образом оливина:

2Mg2Si04 + 2Н20 + C02-^Mg3Si205(0H)4 + MgC03. В присутствии железа формируются железистые разно¬видности серпентинов и карбонатов, а при наличии кальция вместо магнезита может образоваться доломит. Серпентинитовые породы такого происхождения могут быть превращены под действием супергенных растворов в воскоподобные нонтрониты, керолиты, гарниериты или другие минералы.

Шкатулка из серпентина
Шкатулка из серпентина

Месторождения

Серпентиниты пользуются широким распространением в различных районах мира.

Серпентинитовые массивы широко распространены на всем протяжении Урала, Северный Кавказ, Сибирь, Корякия, Армения, Казахстан; в Германии пироповые серпентиниты близ Зебница и Аншпрунга в Рудных горах, в саксонских Гранулитовых горах (округа Дрезден, Карл- Маркс-Штадт, Лейпциг), гранатовые (пироповые) и бронзитовые серпентиниты близ Вальдгейма, гранатовые (пироповые) серпентиниты близ Бёригена, бронзитовые серпентиниты в окрестностях Хоэнштейн-Эрнстталя, Вальденбурга, Кушнаппеля; в горах Фихтель и в окрестностях Вурлица.

Практическое применение

Хризотил-асбест используется для изготовления огнестойких тканей, теплоизоляции. Серпентиниты - породы, состоящие из тонкодисперсного волокнистого серпентина - перспективны на асбест, тальк, руды хрома, никеля и другие полезные ископаемые.

Плотные, красиво окрашенные разности серпентинита иногда употребляются в качестве облицовочного поделочного камня, пригодного для изготовления разных мелких художественно-промышленных изделий (шкатулок, пепельниц, чернильных приборов, часов и т. д.). Более бедные кремнеземом разности (серпентинизированные дуниты) с небольшими добавками магнезита могут служить сырьем для изготовления высокосортных огнеупорных форстеритовых кирпичей для черной металлургии. Может являться сырьем также для химической промышленности при получении соединений магния.

Физические методы исследования

Изделия из серпентина
Изделия из серпентина

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах:

  • Хризотил 7,36(9) — 3,66(10) — 2,571(8) — 2,424(8) — 1,522(10) — 1,300(7)
  • Антигорит 7,36(9) — 3,641(9) — 2,558(10) — 2,186(7) — 1,583(8) — 1,553(8)
  • Керолит 7,31(10) — 3,56(8) — 2,42(6) — 1,74(6) — 1,52(10) — 1,30(8)
  • Непуит 7,26(10) — 3,61(8) - 2,480(6) — 2,425(6) - 1,527(10) — 1,494(6)
  • Гарниерит 9,8(10) — 4,5(4) — 2,86(4) — 2,65(6) — 2,40(6) — 1,552(8)
  • Гриналит 7,12(8) — 3,56(8) — 2,57(10) — 2,184(4) — 1,593(6) — 1,553(4)
  • Кронштедтит 6,72(8) — 3,49(7) — 2,70(6) — 2,41(6) — 1,58(7) — 1,55(4)  — 1,44(4)
  • Амезит 6,93(8) — 3,47(10) — 2,467(6) — 1,920(7) — 1,529(5) — 1,339(4)

Старинные методы. Под паяльной трубкой с трудом оплавляются по краям. В закрытой трубке выделяют много  кристаллизационной воды.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Серпентинит под микроскопом
Серпентинит под микроскопом
фото серпентина в шлифе
фото серпентина в шлифе

 

Галлерея