Подкласс Б. Силикаты с изолированными группами тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах

а. Силикаты с изолированными группами Si2O7

С химической точки зрения, сюда относятся так называемые пиросиликаты. Согласно рентгенометрическим исследованиям, в кристаллических решетках их принимают участие изолированные группы [Si₂O₇]^6-, образованные двумя кремнекислородными тетраэдрами с общим ионом кислорода (см. рис. 271).

Характерной особенностью соединений этого типа является то, что в числе катионов мы встречаем ионы преимущественно с большими ионными радиусами: Y, Ce, La, Sc, Pb, Ba, К, Ca, Na, а в двойных соединениях - в комбинации с Al, Mg, Be, Zn. Правда, среди основных солей мы имеем простые силикаты Zn и Be (каламин, бертрандит). Для примера рассмотрим лишь каламин.

Каламин - Zn₄[Si₂O₇][OH]₂•H₂O. Синоним: гемиморфит, принятый в иностранной литературе ввиду того, что каламином часто называют также смитсонит. Название "каламин" Агрикола производит от латинского слова "каламус" - тростник (по сходству длинных сталактитовых образований). Второе название предложено в связи с гемиморфными формами кристаллов. В нашей литературе употребляется также название галмей.

Химический состав. ZnO 67,5%, SiO₂ 25,0%, H₂O 7,5%. Половина H₂O при нагревании до 500° непрерывно удаляется без потери кристаллами прозрачности, а остальная часть, представленная гидроксилом, уходит при более высокой температуре, причем кристаллическая решетка разрушается.

Рис 301. Кристалл каламина

Сингония ромбическая; ромбо-пирамидальный в. с. Облик кристаллов. Кристаллы обычно мелкие и встречаются только в пустотах. Обладают таблитчатым обликом (рис. 301). Они явно гемиморфны в направлении вертикальной оси, т. е. показывают отсутствие плоскости симметрии параллельно (001): верхний и нижний концы образованы разными гранями, причем на нижнем конце устанавливаются только грани {121}, а на верхнем - многие другие. Агрегаты. Чаще наблюдается в виде кристаллических корок с радиальнолучистым строением, а также в почковидных или сталактитовых массах, реже в сплошных зернистых агрегатах или в землистом виде.

Цвет. Кристаллы, как правило, бесцветны. Плотные массы имеют белый или серый цвет, но чаще обладают желтой, бурой, зеленой и голубой окраской. Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый. Ng = 1,636, Nm = 1,617 и Np = l,614. Рис 301. Твердость 4-5. Спайность совершенная по {110} и несовершенная по {101}. Уд. вес 3,40-3,50. Прочие свойства.

При нагревании верхний и нижний концы кристаллов электрически разноименно заряжаются.

Диагностические признаки. От смитсонита, с которым часто встречается совместно, отличается тем, что не выделяет CO₂ при растворении в кислотах.

П. п. тр. почти не плавится. С содой на угле дает желтый налет (в горячем состоянии), белеющий при остывании (ZnO). В кислотах растворяется с выделением студенистого кремнезема (отличие от смитсонита). В закрытой трубке растрескивается, белеет и выделяет воду.

Происхождение. Вместе со смитсонитом, церусситом, лимонитом и другими минералами образуется в зонах окисления при выветривании свинцовоцинковых сульфидных месторождений. Не исключена возможность нахождения каламина как первичного минерала и в гидротермальных месторождениях, образующихся вблизи поверхности.

Известны псевдоморфозы каламина по смитсониту, кальциту, доломиту, флюориту, пироморфиту, галениту и другим минералам. Наблюдались псевдоморфозы по каламину: виллемита, малахита, кварца и др.

Практическое значение. Вместе со смитсонитом является важной цинковой рудой. В зонах окисления многих месторождений каламин встречался в значительных массах.

Месторождения, в которых был установлен каламин, весьма многочисленны. Богатые его скопления известны в Олькуше в Верхней Силезии (Польша). В СССР каламин описан в ряде месторождений Восточного Забайкалья: Кличкинском, Тайнинском, Трехсвятительском и др. Здесь находили и довольно крупные кристаллы каламина. Обнаружен также в месторождениях Центрального Казахстана: Акджал, Кызыл-Эспе, Гульшад. В месторождениях Райбл и Блейберг в Каринтии (Восточные Альпы) он, возможно как эндогенный минерал, встречается в ассоциации со смитсонитом, сфалеритом, галенитом, кальцитом, доломитом и другими минералами.