Слюды

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Скальный обломок со слюдой

Слюды — группа минералов-алюмосиликатов, обладающих слоистой структурой и имеющих общую формулу R1(R2)3 [AlSi3O10](OH, F)2, где R1 = К, Na; R2 = Al, Mg, Fe, Li. Слюда — один из наиболее распространённых породообразующих минералов интрузивных, метаморфических и осадочных горных пород, а также важное полезное ископаемое.

Структура[править | править вики-текст]

Основной элемент структуры слюды представляет собой трёхслойный пакет из двух тетраэдрических слоёв [AlSi3O10]4− или [Si4O10]4−, между которыми находится октаэдрический слой из катионов R2. Два из шести атомов кислорода октаэдров замещены гидроксильными группами (ОН) или фтором. Пакеты связаны в непрерывную структуру через ионы К+ (или Na+) с координационным числом 12. По числу октаэдрических катионов в химической формуле различают диоктаэдрические и триоктаэдрические слюды. В первых катионы Al3+ занимают два из трёх октаэдров, оставляя один пустым; во вторых катионы Mg2+, Fe2+ и Li+ с Al3+ занимают все октаэдры.

Слюды кристаллизуются в моноклинной (псевдотригональной) сингонии и образуют столбчатые или пластинчатые кристаллы. Относительное расположение шестиугольных ячеек поверхностей трёхслойных пакетов обусловлено их поворотами вокруг оси c на различные углы, кратные 60°, в сочетании со сдвигом вдоль осей a и b элементарной ячейки. Это предопределяет существование нескольких полиморфных модификаций (политипов) слюды, обладающих, как правило, моноклинной симметрией.

Свойства[править | править вики-текст]

Слоистая структура слюды и слабая связь между пакетами сказывается на её свойствах: пластинчатость, весьма совершенная (базальная) спайность, способность расщепляться на чрезвычайно тонкие листочки, сохраняющие гибкость, упругость и прочность. Кристаллы слюды могут двойниковаться по «слюдяному закону» с плоскостью срастания (001) и 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+, Mn2+, Cr2+ и др. Железистые слюды — бурые, коричневые, тёмно-зелёные и чёрные в зависимости от содержания и соотношения Fe2+ и Fe3+.

Слюды обладают хорошими электроизоляционными свойствами.

Классификация[править | править вики-текст]

По химическому составу выделяют следующие группы слюды:

1. Алюминиевые слюды:

2. магнезиально-железистые слюды:

3. литиевые слюды:

Разновидности[править | править вики-текст]

Встречаются ванадиевая слюда — роскоэлит KV2AISi3O10](OH)2, хромовая слюда — хромовый мусковит, или фуксит, и др. В слюде 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.

Изоморфизм[править | править вики-текст]

В слюдах 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), содержащиеся 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 и др., более твёрдые и менее упругие, чем собственно слюды. При замещении межслоевых катионов К+ на H2O наблюдается переход к гидрослюдам, являющимся главными компонентами глинистых пород.

Применение[править | править вики-текст]

Слюдяное окно
Различные изделия из электротехнической слюды. Используется как теплостойкий диэлектрик.

История[править | править вики-текст]

Ладонь, вырезанная из слюды (Хоупвеллская традиция)

Благодаря широкой распространённости и способности слюды расщепляться на очень тонкие, почти прозрачные листы, она использовалась с древних времён. Слюда была известна в Древнем Египте, Древней Индии в Греческой и Римской цивилизации, Китае, у ацтеков. Первое использование слюды в пещерной живописи относится к верхнему палеолиту. Слюда была обнаружена в Пирамиде Солнца в Теотиуакане[1].

Позднее слюда являлась весьма распространенным материалом для изготовления окон. Примерами могут служить оконницы ХII века, хранящиеся в Эрмитаже, отверстия в которых были закрыты слюдой; возок Петра Первого; светильники для парадного выхода царей в Историческом музее. В старинных светильниках пластины слюды служили в качестве окошек, закрывающих огонь. Слюда широко применялась для украшения внутреннего пространства и отделки храмов, а также при создании икон. Об употреблении слюды в России с XV в. свидетельствуют и археологические памятники[2]. М. П. Алексеев отмечал в одной из своих работ, что в Англии XVI в. даже предпочитали русскую слюду английскому стеклу[3]. Английское стекло, поставки которого изучались Московской компанией не имело конкурентных преимуществ согласно переводу российскими историками сохранившихся писем Джорджа Турбервилля, секретаря английского посла Томаса Рандольфа во время посольства 1568–1569 гг. при Иване Грозном, русские окна из слюды обладали крайне низкой конечной ценой, а методика изготовления была крайне проста и заключалась в очень тонкой нарезке и сшиванием нитью наподобие рамы. Турбервилль сравнивает её с английским стеклом и приходит к выводу: «...и стекло не даст вам лучший свет»[4].

Интереснейшим и красивейшим способом применения слюды является её использование в просечном железе в старинном северном русском промысле, широко развитом в XVII—XVIII веках в Великом Устюге. Тончайшие ажурные узоры покрывали «теремки» — ларцы для хранения тканей, одежды, различных ценностей и деловых бумаг. Деревянную основу обтягивали тканью или кожей, покрывали слюдой, а поверх набивали ажурные листы железа. Цветные фигуры и мерцание слюды оживляли строгую графику прорезных узоров. В кораблестроении слюда применялась на боевых кораблях в иллюминаторах.

В современной технике[править | править вики-текст]

Лист обработанной слюды

Существует три 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 с совершенными кристаллами больших размеров редки. Крупные кристаллы мусковита встречаются в гранитных пегматитах (Мамско-Чуйский район Иркутской области, Чупа, Лоухский район Карелии, Енско-Кольский район Мурманской обл, а также 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 Якутии, Слюдянский район на Байкале), а также к гнейсам (Канада и Малагасийская Республика).

Мусковит и флогопит используют как высококачественный электроизоляционный материал, в электро-, радио- и авиатехнике. Ещё один промышленный минерал литиевых руд — лепидолит — используется в стекольной промышленности для изготовления специальных оптических стёкол.

Используется для создания входных окон некоторых счетчиков Гейгера, так как очень тонкая пластинка слюды (0,01 — 0,001 мм) является достаточно тонкой, чтобы не задерживать ионизирующие излучения с низкой энергией, и при этом достаточно прочной[источник не указан 1089 дней].

Мелкая слюда и скрап используются как электротехнический изоляционный материал (например, слюдобумага). Обожжённый вспученный вермикулит применяется как огнестойкий изоляционный материал, наполнитель бетона для получения тепло- и звукозащитных материалов и утеплителей, для теплоизоляции печей.

Фасонные штампованные детали из слюды применяются для высокопрочной электрической изоляции источников тока, для электрической изоляции и крепления внутренней арматуры в электронных приборах, для крепления и изоляции внутренней арматуры сверхминиатюрных электронных ламп. Наиболее распространённой неисправностью микроволновой (СВЧ) печи является прогорание, повреждение защитной прокладки. В большинстве микроволновых печей прокладка, защищающая волновод, устанавливается в специальный «карман» и фиксируется винтом.

Для дизайна и реставрации[править | править вики-текст]

Реставрационные и восстановительные работы предполагают крайне важный, зачастую определяющий момент — применение исторически достоверных материалов, использованных первоначально и впоследствии утраченных или повреждённых. При восстановлении предметов декоративно-прикладного искусства, например при инкрустировании изделий из кости или дорогих пород дерева, наряду с перламутром, фольгой, применяется слюда.

В настоящее время слюда применяется при постройке яхт; пластины слюды широко используются и как материал для дизайна. Так, слюда используется для каминных экранов, создавая декоративный эффект и одновременно защищая от воздействия высоких температур (благодаря превосходным термоизолирующими свойствам); применяется в витражах и в росписи по слюде; используется в ювелирном деле в качестве основы и как элемент украшений.

Добыча слюды[править | править вики-текст]

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.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Fagan Garrett G. Archaeological Fantasies: How Pseudoarchaeology Misrepresents the Past and Misleads the Public. — New York: Routledge, 2006. — P. 102. — ISBN 0415305934
  2. Рабинович М. Г. О древней Москве. Очерки материальной культуры и быта горожан в XI–XVI вв.. — М., 1964. — С. 243.
  3. Алексеев М. П. Шекспир и русское государство XVI—XVII вв. // Шекспир и русская культура.. — М.: Л., 1965. — С. 785.
  4. Приложение II // Записки о России. XVI — начало XVII в. / Под ред. В. Л. Янина и сост. А. А. Севастьяновой. — М.: Изд-во МГУ, 1990. — С. 245–255. — 100 000 экз. — ISBN 5-211-002912-1

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]

Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «слюда»