О природе минералов 1 Введение

Рис. 2.22
Структуры калиевых полевых шпатов (вид сверху по направлению [010]):
(а) Санидин: неупорядоченное распределение
Αl/Si; Al
и Si беспорядочно распределены
по всем тетраэдрическим узлам, (б) Ортоклаз: частично упорядоченная структура, в которой
один ряд тетраэдрических узлов занят только Si, а другой — смесью Al и Si в отношении
50:50 (затушевано), (в) Микроклин: полностью упорядоченная структура; Al располагается
в одном тетраэдрическом узле (затушеван), a Si — в трех других узлах. Кружками показано
положение К.

---

шинами тетраэдров (Si,Al)O
4
с атомами К, зани-
мающими в структуре крупные десятикоордина-
ционные узлы.
При температурах выше 800
0
C устойчивой
формой является санидин, у которого Si и Al бес-
порядочно распределены по тетраэдрическим уз-
лам. У ортоклаза, который кристаллизуется при
температурах приблизительно между 550 и 80O
0
C,
Si и Al становятся частично упорядоченными в те-
траэдрических узлах, причем один их ряд содер-
жит только Si, а другой — беспорядочную смесь
Si и Al. Ниже 550
0
C устойчивым оказывается ми-
кроклин, в котором Si и Al находятся в полно-
стью упорядоченном состоянии: весь Al распо-
лагается в одном ряду тетраэдров, а весь Si-
в другом. Стехиометрия требует, чтобы в этой
структуре тетраэдров SiO
4
было в три раза боль-
ше, чем тетраэдров AlO
4
(рис. 2.22). Состояние
упорядочения Al/Si в этих минералах определяет
их симметрию. Санидин, являясь неупорядочен-
ной фазой, имеет высшую симметрию, в то время
как микроклин, будучи полностью упорядочен-
ным, обладает самой низкой симметрией. Перехо-
ды между данными минералами являются рекон-
структивными, поскольку упорядоченность или
неупорядоченность Al и Si требует разрушения
и преобразования связей Al-O и Si-O, а также
диффузии Si и Al через кристаллы. В полевых
шпатах переходы типа порядок—беспорядок осу-
ществляются чрезвычайно медленно, так как они
обусловлены диффузией Al/Si. Поэтому санидин
и ортоклаз при нормальных температурах обычно
находятся в метастабильном состоянии. Если кри-
сталл ортоклаза или санидина нагревать в течение
продолжительного времени при температуре, ска-
жем, 500
0
C, то он превратится в микроклин, кри-
сталл которого при этом окажется сдвойникован-
ным. Несдвойникованные кристаллы микроклина
образуются только в процессе выделения из рас-
творов при температурах ниже приблизительно
550°. Следует также отметить, что температуры
перехода типа порядок—беспорядок зависят от со-
става. Частичное замещение К на Na приводит к
понижению температур перехода.
Литература для дальнейшего изучения
1.
 Chnstensen U.
Effects of phase transitions on mantle
convection. Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 23: 65-87,
1995.
2.
 Price G. D. and Ross N. L.
The Stability of Minerals.
London, Chapman and Hall, 1992.
3.
 Putnis A.
Introduction to Mineral Sciences.
Cambridge, Cambridge University Press, 1993.
4.
 Putnis A. and McConnellJ. D. C.
Principles of Mineral
Behaviour. Oxford, Blackwell Scientific, 1980.
5.
 Vaughan D. J. and Craig J. R.
Mineral Chemistry of
Metal Sulfides. Cambridge, Cambridge University
Press, 1978.
Рис. 2.22
 Продолжение

---