Слюды

Слю’ды, - группа (точнее - семейство) минералов из подкласса листовых силикатов с общей формулой R₁ R_2-3 [ALSi₃O₁₀] (OH, F)₂, где R₁ = К, Na; R₂ = Al, Mg, Fe, Li (см. Силикаты).

Кристаллохимическая характеристика

Основной элемент структуры слюд представлен трёхслойным пакетом из двух тетраэдрических слоев [ALSi₃O₁₀] с находящимся между ними октаэдрическим слоем, состоящим из катионов R_₂. В основе структуры слюд находятся трехслойные пакеты. Эти пакеты из-за замещения Si⁴⁺ => Al³⁺ в тетраэдрическом слое заряжены отрицательно. Именно благодаря этому между пакетами появляются дополнительные катионы К.
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) сингонии. 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) cлюд, различаемых рентгенографически. Обычны политипы моноклинной сингонии.

Систематика и разновидности

По химическому составу выделяют следующие группы слюд:

Алюминиевые слюды:
- Мусковит KAl₂[AlSi₃O₁₀] (OH)₂,
- Парагонит NaAl₂[CaAlSi₃O₁₀] (OH)₂,
Магнезиально-железистые слюды:
- Флогопит KMg₃[AlSi₃O₁₀] (OH, F)₂,
- Биотит K (Mg, Fe)₃ [AlSi₃O₁₀](OH, F)₂,
- Лепидомелан KFe₃[AlSi₃O₁₀] (OH, F)₂;
Литиевые:
- Лепидолит KLi₂-xAl_1+x [Al_2xxSi_4-2xO₁₀] (OH, F)₂,
- Циннвальдит KLiFeAl [AlSi₃O₁₀] (OH, F)₂
- Тайниолит KLiMg₂[Si₄O₁₀] (OH, F)₂.

Встречаются также ванадиевая слюда - роскоэлит KV_₂[ALSi₃O₁₀] (OH)₂, хромовая слюда - хромовый мусковит, или фуксит, и др. В слюдах широко проявляются изоморфные замещения: К⁺ замещается Na⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Rb+, Cs⁺ и др.; Mg²⁺ и Fe²⁺ октаэдрического слоя - Li⁺, Sc²⁺, In²⁺ 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. Слюды 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 "хрупких слюд" - маргарит, CaAl₂[Si₂Al₂O₁₀] (OH)₂ , ксантофиллит и др., - более твёрдые и менее упругие, чем собственно слюды.

При замещении межслоевых катионов К⁺ на H₂O наблюдается переход к гидрослюдам, являющимся существенными компонентами глинистых минералов. Следствия слоистой структуры слюд и слабой связи между пакетами: пластинчатый облик кристаллов этих минералов, совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы слюд могут быть сдвойникованы по "слюдяному закону" с плоскостью срастания (001); часто имеют псевдогексагональные очертания. Твёрдость по шкале Мооса 2,5-3; плотность 2,77 г/см³ (мусковит), 2,2 г/см³ (флогопит), 3,3 г/см³ (биотит).
Мусковит и флогопит бесцветны и в тонких пластинках прозрачны; оттенки бурого, розового, зелёного цветов обусловлены примесями Fe²⁺, Мn²⁺, Cr²⁺ и др. Железистые cлюды - бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe²⁺ и Fe³⁺.

Нахождение в природе

Слюды очень широко распространены в природе. Они составляют З,7% всех минералов земной коры и встречаются в магматических породах и пегматитах, в скарнах и метаморфических породах, в Альпийских жилах, а также в осадочных горных породах. Слюда - один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных пород, а также важное полезное ископаемое.

Промышленное значение

Различают 3 вида промышленных слюд: листовая слюда; мелкая слюда и "скрап" (отходы от производства листовой слюды); вспучивающаяся слюда (например, вермикулит). Промышленные месторождения листовой слюды (мусковит и флогопит) высокого качества редки. Промышленные требования к листовой слюде сводятся к совершенству кристаллов (пластин) и их размерам; к мелкой слюде - чистота слюдяного материала. Крупные кристаллы мусковита встречаются в гранитных пегматитах (Мамско-Чуйский район Иркутской области, Чупино-Лоухский район Карелии, Енско-Кольский район Мурманской обл. Хороши также м-ния 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 Якутии, Слюдянский район на Байкале), 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.

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

Разработаны методы промышленного синтеза слюд. 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.

Источники:

Статья А. С. Марфунина и В. П. Петрова в БCЭ. В интернете
Успенская М.Е., Посухова Т.В. Минералогия с основами кристаллографии и петрографии. СЛЮДЫ
Номенклатура слюд: заключительный доклад подкомитета по слюдам Комиссии по новым минералам и названиям минералов // Записки РМО, 1998, №5, с. 55-65.

Литература:

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.
Рипп Г. С., Дорошкевич А. Г., Карманов Н. С., Канакин С. В.Слюды Халютинского месторождения карбонатитов (Западное Забайкалье). - Зап.РМО, 2009, ч.138, вып. 1, с.108-123