Слюды

Общее описание

Слюды, группа минералов — алюмосиликатов слоистой структуры с общей формулой R₁R_2-3 ^*(OH, F)₂, где R₁ = К, Na; R₂ = Al, Mg, Fe, Li.

Структура

Основной элемент структуры слюды представлен трёхслойным пакетом из двух тетраэдрических слоёв ^* с находящимся между ними октаэдрическим слоем, состоящим из катионов R₂. Два из шести атомов кислорода октаэдров замещены гидроксильными группами (ОН) или фтором. Пакеты связываются в непрерывную структуру через ионы К⁺ (или Na⁺) с координационным числом 12. По числу октаэдрических катионов в химической формуле различаются диоктаэдрические и триоктаэдрические слюды: катионы Al⁺ занимают два из трёх октаэдров, оставляя один пустым, тогда как катионы Mg²⁺, Fe²⁺ и Li⁺ с Al⁺ занимают все октаэдры. Слюды кристаллизуются в моноклинной (псевдотригональной) системе. Относительное расположение шестиугольных ячеек поверхностей трёхслойных пакетов обусловлено их поворотами вокруг оси с на различные углы, кратные 60°, в сочетании со сдвигом вдоль осей а и в элементарной ячейки. Это определяет существование полиморфных модификаций (политипов) слюды, различаемых рентгенографически. Обычны политипы моноклинной симметрии.

Классификация

По химическому составу выделяют следующие группы слюды:

1. Алюминиевые слюды:

мусковит KAl₂^*(OH)₂,
парагонит NaAl₂^*(OH)₂,

2. магнезиально — железистые слюды:

флогопит KMg₃[AISi₃O₁₀[OH. F)₂,
биотит K (Mg, Fe)₃ ^*(OH, F)₂,
лепидомелан Kfe₃^*(OH, F)₂;

3. литиевые слюды:

лепидолит Kli_2-xAl_1+x ^*(OH. F)₂,
циннвальдит KLiFeAl ^*(OH, F)₂
тайниолит KLiMg₂^*(OH, F)₂

Разновидности

Встречаются также ванадиевая С. — роскоэлит KV₂AISi₃O₁₀](OH)₂, хромовая С. — хромовый мусковит, или фуксит, и др. В С. широко проявляются изоморфные замещения: К⁺ замещается Na⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Rb⁺, Cs⁺ и др.; Mg²⁺ и Fe²⁺ октаэдрического слоя — Li⁺, Sc²⁺, Jn²⁺ и др.; Al³⁺ замещается V³⁺, Cr³⁺, Ti⁴⁺, Ga³⁺ и др. Наблюдаются совершенный изоморфизм между Mg²⁺ и Fe²⁺ (непрерывные твёрдые растворы флогопит — биотит) и ограниченный изоморфизм между Mg²⁺- Li⁺ и Al³⁺-Li⁺, а также переменное соотношение окисного и закисного железа. В тетраэдрических слоях Si⁴⁺ может замещаться Al³⁺, а ионы Fe³⁺ могут замещать тетраэдрический Al³⁺; гидроксильная группа (OH) замещается фтором. С. часто содержат различные редкие элементы (Be, В, Sn, Nb, Ta, Ti, Mo, W, U, Th, Y, TR, Bi); часто эти элементы находятся в виде субмикроскопических минералов-примесей: колумбита, вольфрамита, касситерита, турмалина и др. При замене К⁺ на Ca²⁺ образуются минералы группы т. н. хрупких слюд — маргарит CaAl₂^*(OH)₂ и др., более твёрдые и менее упругие, чем собственно С. При замещении межслоевых катионов К⁺ на H₂O наблюдается переход к гидрослюдам, являющимся существенными компонентами глинистых минералов. Следствия слоистой структуры слюды и слабой связи между пакетами: пластинчатый облик минералов, совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы слюды могут быть сдвойникованы по «слюдяному закону» с плоскостью срастания (001); часто имеют псевдогексагональные очертания. твёрдость по минералогической шкале 2,5-3; плотность 2770 кг/м³ (мусковит), 2200 кг/м³ (флогопит), 3300 кг/м³ (биотит). Мусковит и флогопит бесцветны и в тонких пластинках прозрачны; оттенки бурого, розового, зелёного цветов обусловлены примесями Fe²⁺, Мg²⁺, Cr²⁺ и др. Железистые слюды — бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe²⁺ и Fe³⁺.

Применение

Слюда — один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных пород, а также важное полезное ископаемое.

Различают 3 вида промышленных слюд: листовая слюда; мелкая слюда и скрап (отходы от производства листовой слюда); вспучивающаяся слюда (например, вермикулит). Промышленные месторождения листовой слюда (мусковит и флогопит) высокого качества редки. Промышленные требования к листовой слюде сводятся к совершенству кристаллов и их размерам; к мелкой слюде — чистота слюдяного материала. Крупные кристаллы мусковита встречаются в гранитных пегматитах (Мамско-Чуйский район Иркутской области, Чупино-Лоухский район Карельской АССР, Енско-Кольский район Мурманской обл. — в СССР, месторождения Индии, Бразилии, США). Месторождения флогопита приурочены к массивам ультраосновных и щелочных пород (Ковдорское на Кольском полуострове) или к глубоко метаморфизованным докембрийским породам первично карбонатного (доломитового) состава (Алданский слюдоносный район Якутской АССР, Слюдянский район на Байкале в СССР), а также к гнейсам (Канада и Малагасийская Республика). Мусковит и флогопит являются высококачественным электроизоляционным материалом, незаменимым в электро- , радио- и авиатехнике. Месторождения лепидолита, одного из основных промышленных минералов литиевых руд, связаны с гранитными, пегматитами натрово-литиевого типа. В стекольной промышленности из лепидолита изготавливают специальные оптические стекла.

Добыча слюды

Слюда разрабатывается подземным или открытым способами с применением буровзрывных работ. Кристаллы слюды выбирают из горной массы вручную. Разработаны методы промышленного синтеза слюды. Большие листы, получаемые путём склеивания пластин слюды (миканиты), используются как высококачественный электро- и теплоизоляционный материал. Из скрапа и мелкой слюды получают молотую слюду, потребляемую в строительной, цементной, резиновой промышленности, при производстве красок, пластмасс и т. д. Особенно широко используется мелкая слюда в США.