Слоистые силикаты

В слоистых силикатах каждый тетраэдр тремя своими вершинами соединен с тремя другими тетраэдрами, образуя непрерывный двумерный лист (рис. 3.27). Формула такого листа (Si2O5n)n2n_. Эти листы затем складываются в слои, и, различным образом складывая эти слои и связывая их друг с другом с помощью разных катионов, можно получить разнообразные структуры. Хотя мы не будем детально обсуждать слоистые силикаты, в общих чертах природу этих структур можно показать, рассмотрев минералы группы слюд и взяв в качестве примера мусковит.

Структуру мусковита можно представить в виде сандвича, образованного двумя слоями тетраэдров, обращенных друг к другу вершинами и взаимно связанных катионами, расположенными в восьмерной координации вершинными атомами кислорода тетраэдров. Чтобы обеспечить октаэдрическую координацию, верхний лист тетраэдров должен быть сдвинут по отношению к нижнему таким образом, чтобы вершины тетраэдров одного листа приходились между вершинами тетраэдров другого, как показано на рис. 3.28. Катионы между парами тетраэдрических слоев образуют октаэдрический слой, и эти трехслойные (тетраэдрический-октаэдрический-тетраэдрический) пакеты скрепляются между собой вторым набором катионов.
Общая формула слюд W0-1Y2-3(Z4О10)(ОН, F)2, где W-катионы, лежащие между трехслойными пакетами, Y-катионы, образующие октаэдрический слой, a Z-Si или Аl тетраэдров. В нижеследующей таблице показаны идеализированные составы конечных членов нескольких слюд, расписанные по составу позиций W, Y и Z.

Более сложные замещения приводят к широкому разнообразию минералов близкого структурного типа. Поскольку внешняя симметрия слюдяного сандвича гексагональная или близкая к таковой, дальнейшие структурные вариации возможны за счет изменения способа укладки этих сандвичей. Вращение прилегающих слоев с шагом 60° относительно друг друга не влияет на соотношения между поверхностями двух пакетов, но создает несколько вариантов последовательности укладки, или политипов. В большинстве мусковитов сандвичи повторяются через два (рис. 3.28), но в других - через один или через три. Более того, возможно также неупорядоченное расположение сандвичей, встречающееся в низкотемпературных осадочных слюдах. Этот беспорядок укладки, в сочетании с широким диапазоном возможных катионных замещений, создает много проблем для идентификации и классификации слюд.