Слюды

Слю́ды

Группа минералов — алюмосиликатов слоистой структуры с общей формулой R₁R_2-3 [AISi₃O₁₀](OH, F)₂, где R₁ = К, Na; R₂ = Al, Mg, Fe, Li (см. Силикаты природные). Основной элемент структуры С. представлен трёхслойным пакетом из двух тетраэдрических слоев [AlSi₃O₁₀] 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 С.: катионы Al⁺ занимают два из трёх октаэдров, оставляя один пустым, тогда как катионы Mg²⁺, Fe²⁺ и Li⁺ с Al⁺ занимают все октаэдры. С. 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) С., различаемых рентгенографически. Обычны политипы моноклинной симметрии.

По химическому составу выделяют следующие группы С. Алюминиевые С.:

Мусковит KAl₂[AISi₃O₁₀](OH)₂,

парагонит NaAl₂[CAISi₃O₁₀](OH)₂,

магнезиально — железистые С.:

Флогопит KMg₃[AISi₃O₁₀[OH. F)₂,

Биотит K (Mg, Fe)₃ [AISi₃O₁₀](OH, F)₂,

Лепидомелан Kfe₃[AlSi₃O₁₀](OH, F)₂;

литиевые:

Лепидолит Kli_2-xAl_1+x [Al_2xSi_4-2xO₁₀](OH. F)₂,

Циннвальдит KLiFeAl [AISi₃O₁₀](OH, F)₂

тайниолит KLiMg₂[Si₄O₁₀](OH, F)₂.

Встречаются также ванадиевая С. — роскоэлит KV₂[AISi₃O₁₀](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 С. — маргарит CaAl₂[Si₂Al₂O₁₀](OH)₂ и др., более твёрдые и менее упругие, чем собственно С. При замещении межслоевых катионов К⁺ на H₂O наблюдается переход к гидрослюдам (См. Гидрослюды), являющимся существенными компонентами глинистых минералов. Следствия слоистой структуры С. и слабой связи между пакетами: пластинчатый облик минералов, совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы С. 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⁺, Мп²⁺, Cr²⁺ и др. Железистые С. — бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe²⁺ и Fe³⁺. С. — один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных пород, а также важное полезное ископаемое.

Различают 3 вида промышленных С.: листовая С.; мелкая С. и скрап (отходы от производства листовой С.); вспучивающаяся С. (например, вермикулит). Промышленные месторождения листовой С. (мусковит и флогопит) высокого качества редки. Промышленные требования к листовой С. сводятся к совершенству кристаллов и их размерам; к мелкой С. — 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 (См. Литиевые руды), связаны с гранитными пегматитами натрово-литиевого типа. В стекольной промышленности из лепидолита изготавливают специальные оптические стекла.

С. разрабатывается подземным или открытым способами с применением буровзрывных работ. Кристаллы С. выбирают из горной массы вручную.

Разработаны методы промышленного синтеза С. Большие листы, получаемые путём склеивания пластин С. (миканиты), используются как высококачественный электро- и теплоизоляционный материал. Из скрапа и мелкой С. получают молотую С., потребляемую в строительной, цементной, резиновой промышленности, при производстве красок, пластмасс и т. д. Особенно широко используется мелкая С. в США.

Лит.: Дир У.-А., Хауи Р. -А., Зусман Дж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 3, М., 1966; Быховер Н. А., Экономика минерального сырья, М., 1969; Волков К. И., 3агибалов П. Н., Мецик М. С., Свойства, добыча и переработка слюды, [Иркутск], 1971.

А. С. Марфунин, В. П. Петров.