Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Полевой шпат (значения) .

Полевой шпат
Feldspar-Group-291254.jpg
Кристалл полевого шпата (18 × 21 × 8,5 см) из долины Жекитинхонья , Минас-Жерайс , юго-восток Бразилии
Общий
КатегорияТектосиликатный
Формула
(повторяющаяся единица)		K Al Si 3 O 8 - Na AlSi 3 O 8 - Ca Al 2 Si 2 O 8
Кристаллическая системаТриклинический или моноклинический
Идентификация
Цветрозовый, белый, серый, коричневый, синий
Расщеплениедва или три
Переломпо плоскостям спайности
Твердость по шкале Мооса6,0–6,5
БлескСтекловидное тело
Полосабелый
Прозрачностьнепрозрачный
Удельный вес2,55–2,76
Плотность2,56
Показатель преломления1,518–1,526
Двулучепреломлениепервый заказ
Плеохроизмникто
Другие характеристикиламели распада общие
Рекомендации[1]
Фазовая диаграмма состава различных минералов, составляющих твердый раствор полевого шпата.

Полевые шпаты ( К Al Si 3 O 8 - Na Al Si 3 O 8 - Са Al 2 Si 2 O 8 ) представляет собой группу породообразующего тектосиликата минералов , которые составляют около 41% от Земли «ы континентальной коры по массе. [2] [3]

Полевые шпаты кристаллизуются из магмы как в интрузивных, так и в экструзионных магматических породах [4], а также присутствуют во многих типах метаморфических пород . [5] Порода, почти полностью состоящая из кальциевого полевого шпата плагиоклаза, известна как анортозит . [6] Полевые шпаты также встречаются во многих типах осадочных пород . [7]

Композиции [ править ]

Эта группа минералов состоит из тектосиликатов , силикатных минералов, в которых ионы кремния связаны общими ионами кислорода, образуя трехмерную сеть. Состав основных элементов обычных полевых шпатов можно выразить тремя конечными элементами :

  • концевой элемент калиевого полевого шпата (K-шпат) K Al Si 3 O 8 , [8]
  • альбитовый крайний элемент Na AlSi 3 O 8 , [8]
  • анортитовый концевой элемент Ca Al 2 Si 2 O 8 . [8]

Твердые растворы между калиевым полевым шпатом и альбитом называются щелочным полевым шпатом . [8] Твердые растворы между альбит и анортитом называется плагиоклазовыми , [8] , или, что более правильно, плагиоклаз полевого шпат. Между калиевым полевым шпатом и анортитом встречается только ограниченный твердый раствор, а в двух других твердых растворах несмесимость происходит при температурах, обычных для земной коры. Альбит считается как плагиоклазом, так и щелочным полевым шпатом.

Отношение щелочного полевого шпата к полевому шпату плагиоклаза вместе с долей кварца является основой классификации магматических пород QAPF . [9] [10] [11] Богатый кальцием плагиоклаз является первым полевым шпатом, кристаллизовавшимся из остывающей магмы, но плагиоклаз становится все более богатым натрием по мере продолжения кристаллизации. Это определяет непрерывный ряд реакций Боуэна . Калиевый полевой шпат - это последний полевой шпат, кристаллизующийся из магмы. [12] [13]

Щелочные полевые шпаты [ править ]

Щелочные полевые шпаты подразделяются на два типа: содержащие калий в сочетании с натрием, алюминием или кремнием; и те, в которых калий заменен барием. К первым из них относятся:

  • ортоклаз ( моноклинный ) [14] KAlSi 3 O 8 ,
  • санидин (моноклинный) [15] (K, Na) AlSi 3 O 8 ,
  • микроклин ( триклинический ) [16] KAlSi 3 O 8 ,
  • анортоклаз (триклинный) (Na, K) AlSi 3 O 8 .

Калиевый и натриевый полевые шпаты не могут полностью смешиваться в расплаве при низких температурах, поэтому промежуточные составы щелочных полевых шпатов встречаются только в более высоких температурах. [17] Санидин стабилен при самых высоких температурах, а микроклин - при самых низких. [14] [15] Пертит представляет собой типичную структуру щелочного полевого шпата из-за растворения контрастных композиций щелочного полевого шпата во время охлаждения промежуточного состава. Текстуры пертита в щелочных полевых шпатах многих гранитов можно увидеть невооруженным глазом. [18] Микропертитовые текстуры в кристаллах видны с помощью светового микроскопа, тогда как криптопертитовые текстуры можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

Бариевые полевые шпаты [ править ]

Бариевый полевой шпат также считается щелочным полевым шпатом. Бариевые полевые шпаты образуются в результате замещения калия барием в структуре минерала.

Полевые шпаты с барием являются моноклинными и включают следующее:

  • кельсианский BaAl 2 Si 2 O 8 , [19]
  • гиалофан (K, Ba) (Al, Si) 4 O 8 . [20]

Плагиоклазовые полевые шпаты [ править ]

Полевые шпаты плагиоклаза триклинные . Далее следует ряд плагиоклаза (с процентным содержанием анортита в скобках):

  • альбит (от 0 до 10) NaAlSi 3 O 8 ,
  • олигоклаз (от 10 до 30) (Na, Ca) (Al, Si) AlSi 2 O 8 ,
  • андезин (от 30 до 50) NaAlSi 3 O 8 –CaAl 2 Si 2 O 8 ,
  • лабрадорит (от 50 до 70) (Ca, Na) Al (Al, Si) Si 2 O 8 ,
  • битовнит (70-90) (NaSi, CaAl) AlSi 2 O 8 ,
  • анортит (от 90 до 100) CaAl 2 Si 2 O 8 .

Промежуточные составы полевого шпата плагиоклаза также могут распадаться до двух полевых шпатов контрастного состава во время охлаждения, но диффузия происходит намного медленнее, чем в щелочном полевом шпате , и образующиеся срастания двух полевых шпатов обычно слишком мелкозернистые, чтобы их можно было увидеть в оптический микроскоп. В несмешиваемости пробелы в плагиоклазовых твердых растворов являются сложными по сравнению с зазором в щелочных шпатов. Игра цветов, видимая в некоторых полевых шпатах лабрадоритового состава, связана с очень мелкозернистыми пластинками распада, известными как срастание Бёггильда. Удельный вес в увеличении плагиоклаза серии из альбита (2,62) доанортит (2,72–2,75).

Структура [ править ]

В основе структуры кристалла полевого шпата лежат алюмосиликатные тетраэдры. Каждый тетраэдр состоит из иона алюминия или кремния, окруженного четырьмя ионами кислорода. Каждый ион кислорода, в свою очередь, является общим для соседнего тетраэдра, образуя трехмерную сеть. Структуру можно представить в виде длинных цепочек алюмосиликатных тетраэдров, которые иногда называют цепями коленчатого вала, потому что их форма изогнута. Каждая цепь коленчатого вала соединяется с соседними цепями коленчатого вала, образуя трехмерную сеть из сплавленных четырехзвенных колец. Структура достаточно открыта, чтобы катионы (обычно натрий, калий или кальций) вписывались в структуру и обеспечивали баланс заряда. [21]

  • Схема, показывающая часть цепи коленчатого вала из полевого шпата

  • Кристаллическая структура полевого шпата по оси c

  • Кристаллическая структура полевого шпата по оси а

  • Кристаллическая структура полевого шпата по оси b

Этимология [ править ]

Название полевой шпат происходит от немецкого Feldspat , соединения слов Feld («поле») и Spat («хлопья»). Спат долгое время использовался как слово, обозначающее « камень, легко раскалываемый на хлопья»; Feldspat был введен в 18 веке как более конкретный термин, относящийся, возможно, к его обычному появлению в породах, обнаруженных на полях (Urban Brückmann, 1783), или к его появлению как «поля» в граните и других минералах (René-Just Haüy, 1804 ). [22] На смену Spat на -spar повлияло английское слово spar , [23]имеется ввиду непрозрачный минерал с хорошим расщеплением. [24] фельдшпатоидный относится к материалам , которые содержат полевой шпат. Альтернативное написание, felspar , вышло из употребления. Термин «кислый», означающий светлые минералы, такие как кварц и полевой шпат, является сокращением от слова fel dspar и si lica, не имеющим отношения к повторяющемуся написанию «полевой шпат».

Выветривание [ править ]

Химическое выветривание полевого шпата происходит в результате гидролиза и приводит к образованию глинистых минералов , включая иллит , смектит и каолинит . Гидролиз полевого шпата начинается с растворения полевого шпата в воде, что лучше всего происходит в кислых или основных растворах и хуже - в нейтральных. [25] Скорость выветривания полевого шпата зависит от того, насколько быстро он растворяется. [25] Растворенный полевой шпат реагирует с ионами H + или OH - и осаждает глины. В результате реакции также образуются новые ионы в растворе, причем разнообразие ионов зависит от типа реагирующего полевого шпата.

Обилие полевых шпатов в земной коре означает, что глины являются очень распространенным продуктом выветривания. [26] Около 40% минералов в осадочных породах - глины, и глины являются доминирующими минералами в наиболее распространенных осадочных породах, илистых породах . [27] Они также являются важным компонентом почв . [27] Полевой шпат, который был заменен глиной, выглядит меловым по сравнению с более кристаллическими и стеклянными неответренными зернами полевого шпата. [28]

Полевые шпаты, особенно полевые шпаты плагиоклаза, не очень устойчивы на поверхности земли из-за их высокой температуры образования. [27] Из-за отсутствия стабильности полевые шпаты легко превращаются в глины. Из-за этой склонности к погодным условиям полевой шпат обычно не преобладает в осадочных породах. Осадочные породы, содержащие большое количество полевого шпата, указывают на то, что отложения не подвергались значительному химическому выветриванию перед тем, как были захоронены. Это означает, что он, вероятно, был транспортирован на небольшое расстояние в холодных и / или сухих условиях, которые не способствовали выветриванию, и что он был быстро засыпан другими отложениями. [29] Песчаники с большим содержанием полевого шпата называются аркозами . [29]

Производство и использование [ править ]

В 2010 году было произведено около 20 миллионов тонн полевого шпата, в основном тремя странами: Италией (4,7 млн тонн ), Турцией (4,5 млн тонн ) и Китаем (2 млн тонн ). [30]

Полевой шпат - это обычное сырье, используемое в производстве стекла, керамики и в некоторой степени в качестве наполнителя и наполнителя в красках, пластмассах и резине. При производстве стекла глинозем из полевого шпата улучшает твердость, долговечность и устойчивость продукта к химической коррозии. В керамике, щелочи в полевом шпате ( оксид кальция , оксид калия и оксид натрия ) действует в качестве потока, понижающей температуру плавления смеси. Флюсы плавятся на ранней стадии обжигапроцесс, образуя стеклянную матрицу, которая связывает другие компоненты системы вместе. В США около 66% полевого шпата потребляется в производстве стекла, включая стеклянную тару и стекловолокно. Остальная часть приходилась на керамику (включая электрические изоляторы, сантехнику, керамику, столовую посуду и плитку) и другие виды использования, такие как наполнители. [31]

Компания Bon Ami , у которой была шахта недалеко от Маленькой Швейцарии в Северной Каролине , использовала полевой шпат в качестве абразива в своих очистителях. Деловая ассоциация Маленькой Швейцарии заявляет, что шахта Мак-Кинни была крупнейшей шахтой по добыче полевого шпата в мире, а Северная Каролина - крупнейшим производителем. Полевой шпат выбрасывали в процессе добычи слюды до тех пор, пока Уильям Диббелл не отправил продукт высшего качества компании Golding and Sons из Огайо примерно в 1910 году [32].

В области наук о Земле и археологии, полевые шпаты используются для калий-аргоновой знакомства , аргон-аргонового датирования , и люминесцентного знакомства .

В октябре 2012 года марсоход Mars Curiosity проанализировал горную породу, в которой обнаружилось высокое содержание полевого шпата. [33]

Изображения [ редактировать ]

  • Образец редкого свинцового полевого шпата.

  • На кристаллизованном белом полевом шпате расположен вертикальный кристалл аквамарина высотой 4 см.

  • Полевой шпат и лунный камень из Соноры, Мексика

  • Кристалл Шорля на кластере идиоморфных кристаллов полевого шпата

  • Первый вид Рентгеновский из марсианской почвы -feldspar, пироксенов , оливин показал ( Любопытство ровера в « Rocknest », 17 октября 2012 года ). [34]

  • Лунный анортозит железа № 60025 ( плагиоклазный полевой шпат). Собрано Аполлоном-16 с Лунного нагорья возле кратера Декарта . Этот образец в настоящее время выставлен в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне, округ Колумбия.

См. Также [ править ]

  • Список минералов  - список минералов, о которых есть статьи в Википедии.
  • Список стран по производству полевого шпата  - статья со списком в Википедии
  • Радужная решетка солнечный камень

Ссылки [ править ]

  •  Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, из документа Геологической службы США : «Полевой шпат и нефелиновый сиенит» (PDF) .
  1. ^ "Полевой шпат" . Геммология Интернет . Проверено 8 ноября 2012 года .
  2. ^ Андерсон, Роберт С .; Андерсон, Сюзанна П. (2010). Геоморфология: механика и химия ландшафтов . Издательство Кембриджского университета. п. 187. ISBN. 9781139788700.
  3. ^ Рудник, RL; Гао, С. (2003). «Состав континентальной коры». В Голландии HD; Турекян К.К. (ред.). Трактат по геохимии . Трактат по геохимии . 3 . Нью-Йорк: Elsevier Science. С. 1–64. Bibcode : 2003TrGeo ... 3 .... 1R . DOI : 10.1016 / B0-08-043751-6 / 03016-4 . ISBN 978-0-08-043751-4.
  4. ^ ТРОЛЛЬ, VR (2002-02-01). «Смешивание магмы и рециклинг земной коры, зарегистрированные в тройном полевом шпате из зонального по составу перщелочного игнимбрита A ', Гран-Канария, Канарские острова» . Журнал петрологии . 43 (2): 243–270. Bibcode : 2002JPet ... 43..243T . DOI : 10.1093 / петрологии / 43.2.243 . ISSN 1460-2415 . 
  5. ^ «Метаморфические породы». Информация о метаморфических породах заархивирована 1 июля 2007 г. на Wayback Machine . Проверено 18 июля, 2007 г.
  6. ^ Блатт, Харви и Трейси, Роберт Дж. (1996) Петрология, Фримен, 2-е изд., Стр. 206–210 ISBN 0-7167-2438-3 
  7. ^ «Выветривание и осадочные породы». Геология. Архивировано 3 июля 2007 г. на Wayback Machine. Проверено 18 июля 2007 г.
  8. ^ a b c d e Полевой шпат. Что такое полевой шпат? Ассоциация промышленных минералов. Проверено 18 июля, 2007.
  9. ^ Le Bas, MJ; Streckeisen, AL (1991). «Систематика IUGS магматических пород». Журнал геологического общества . 148 (5): 825–833. Bibcode : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX 10.1.1.692.4446 . DOI : 10.1144 / gsjgs.148.5.0825 . S2CID 28548230 .  
  10. ^ «Схема классификации горных пород - Том 1 - Магматические» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 : 1–52. 1999 г.
  11. ^ Филпоттс, Энтони Р .; Агу, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. С. 139–143. ISBN 9780521880060.
  12. Перейти ↑ Bowen, NL (1956). Эволюция магматических пород . Канада: Дувр. С. 60–62.
  13. ^ Кляйн, Корнелис; Hurlbut, Корнелиус С., младший (1993). Руководство по минералогии: (по Джеймсу Д. Дана) (21-е изд.). Нью-Йорк: Вили. п. 559. ISBN. 047157452X.
  14. ^ a b «Минеральный ортоклаз» . Feldspar Amethyst Galleries, Inc. Проверено 8 февраля 2008 г.
  15. ^ a b «Санидиновый полевой шпат» . Feldspar Amethyst Galleries, Inc. Проверено 8 февраля 2008 г.
  16. ^ "Микроклин полевой шпат" . Feldspar Amethyst Galleries, Inc. Проверено 8 февраля 2008 г.
  17. ^ Klein & Харлбат 1993 , стр. 532-536.
  18. ↑ Ральф, Джолион и Чоу, Ида. «Пертит». Профиль Perthite на сайте mindat.org . Проверено 8 февраля, 2008.
  19. ^ Celsian-ортоклаз серии на Mindat.org .
  20. ^ Цельсий-гиалофановый ряд на Mindat.org .
  21. ^ Klein & Харлбат 1993 , стр. 533-534.
  22. ^ Hans Lüschen (1979), Die Намюра дер Стейн. Das Mineralreich im Spiegel der Sprache (2-е изд.), Thun: Ott Verlag, p. 215, ISBN 3-7225-6265-1
  23. ^ Харпер, Дуглас. «полевой шпат» . Интернет-словарь этимологии . Проверено 8 февраля 2008 .
  24. ^ "лонжерон" . Оксфордский словарь английского языка . Оксфордские словари . Проверено 13 января 2018 .
  25. ^ a b Блюм, Алекс Э. (1994), Парсонс, Ян (редактор), «Полевые шпаты в выветривании» , Полевые шпаты и их реакции , Серия НАТО ASI, Дордрехт: Springer, Нидерланды, стр. 595–630, doi : 10.1007 / 978-94-011-1106-5_15 , ISBN 978-94-011-1106-5, получено 18 ноября 2020 г.
  26. ^ Хефферан, Кевин; О'Брайен, Джон (2010). Материалы Земли . Вили-Блэквелл. С. 336–337. ISBN 978-1-4443-3460-9.
  27. ^ a b c Нельсон, Стивен А. (осень 2008 г.). «Выветривание и глинистые минералы» . Конспект лекций профессора (EENS 211, Минералогия) . Тулейнский университет . Проверено 13 ноября 2008 .
  28. ^ Эрл, Стивен. «5.2 Химическое выветривание». Физическая геология .
  29. ^ а б «Аркосе» . www.mindat.org . Проверено 18 ноября 2020 .
  30. ^ Шпат , USGS Mineral Commodity Сводки 2011
  31. ^ Аподака, Лори Э. Полевой шпат и нефелиновый сиенит , USGS 2008 Minerals Yearbook
  32. ↑ Нойфельд, Роб (4 августа 2019 г.). «Посещение нашего прошлого: добыча полевого шпата и расовая напряженность» . Эшвилл Ситизен-Таймс . Дата обращения 4 августа 2019 .
  33. ^ Curiosity НАСА Марсоход находит «необычной скалы» . (12 октября 2012 г.) BBC News .
  34. ↑ Браун, Дуэйн (30 октября 2012 г.). «Первые исследования почвы марсохода NASA помогают марсианским минералам по отпечаткам пальцев» . НАСА . Проверено 31 октября 2012 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Боневиц, Рональд Луи (2005). Рок и самоцвет . Нью-Йорк: DK Publishing. ISBN 978-0-7566-3342-4 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с полевым шпатом, на Викискладе?