Полевые шпаты

Полевые шпаты, группа наиболее распространённых породообразующих минералов, составляющих более 50% земных и лунных горных пород и входящих в метеориты. Состав П. ш. определяется в основном соотношением компонентов в тройной системе: NaAISi₃O₈ - KAISi₃O₈ - CaAl₂Si₂O₈, т. е. это алюмосиликаты Na, К, Са (с примесью Ba, Sr, Pb, Fe, Li, Rb, Cs, Eu, Ce и др.). Основой структуры всех П. ш. являются трёхмерный каркас, состоящий из тетраэдрических групп (Al, Si) O₄, в которых от одной трети до половины атомов Si замещено Al. В крупных пустотах этого каркаса располагаются одновалентные катионы К⁺ и Na⁺ (при отношении Al: Si = 1:3) или двухвалентные катионы Ca²⁺ и Ba²⁺ (при Al: Si = 1: 2).

В группе П. ш. выделяются две серии твёрдых растворов: KAISi₃O₈ - NaAISi₃O₈ (кали-натровые, или щелочные, П. ш. и NaAISi₃O₀ - CaAI₂Si₂O₈ - плагиоклазы). Редко встречаются бариевые П. ш. BaAI₂Si₂O₈ - цельзиан и твёрдые растворы KAISi₃O₀ - BaAl₂Si₂O₈ - гиалофан (до 10-30% Ba).

Большое число разновидностей П. ш. обусловлено сложными соотношениями состава [главных компонентов (см. рис.) и примесей], упорядоченности распределения Al и Si по структурным положениям, распада твёрдых растворов, субмикроскопического двойникования.

Среди существенно калиевых П. ш. различают санидин, имеющий моноклинную симметрию, с неупорядоченным распределением Si и Al, максимальный микроклин (триклинный) с полностью упорядоченным распределением Si и Al, промежуточные микроклины и ортоклаз (предположительно, псевдомоноклинный), состоящий из субмикроскопически сдвойникованных триклинных доменов.
Высокотемпературные кали-натровые П. ш. являются неупорядоченными и образуют непрерывную серию твёрдых растворов; низкотемпературные претерпевают распад с образованием пертитов - закономерных прорастаний микроклина или ортоклаза и натрового П. ш. - альбита. Все разновидности плагиоклазов бывают высокотемпературными (неупорядоченными в отношении распределения алюминия и кремния), низкотемпературными (упорядоченными) и промежуточными.
Изменения степени упорядоченности и состава плагиоклазов проявляются при сохранении триклинной симметрии в весьма сложных изменениях структуры и в образовании двух областей чрезвычайно тонкой несмесимости - в ряду олигоклазов илабрадоров, сопровождающемся иризацией.
Точные определения состава и структурного состояния (упорядоченности) П. ш. проводятся с помощью диаграмм оптической ориентировки, углов оптических осей и др., измеряемых на Федорова столике, а также рентгенографическими (дифрактометрическими) методами.
Плагиоклазы и микроклины почти всегда полисинтетически сдвойникованы, т. е. образуют микроскопические срастания многих индивидов по различным характерным двойниковым законам (см. Двойникование).
Таблитчатый или призматический облик П. ш. в горных породах определяется хорошо развитыми гранями {010} и {001}, по которым образуется совершенная спайность под прямым или близким к нему углом, и гранями {110}. Твёрдость П. ш. по минералогической шкале 6-6,5; плотность 2500-2800 кг/м³ П. ш. сами по себе бесцветны: различную окраску (серую, розовую, красную, зелёную, чёрную и др.) им придают мельчайшие включения гематита, гидроокислов железа, роговой обманки, пироксена и др.; окраску амазонита - сине-зелёного или зелёного микроклина - связывают с электронным центром Pb, замещающим К. В спектрах люминесценции П. ш. различаются полосы Pb²⁺, Fe³⁺, Ce³⁺, Eu²⁺. По спектрам электронного парамагнитного резонанса в П. ш. устанавливаются электронные центры Ti³⁺ и дырочные центры Al-O^--Al, образующиеся в результате захвата дефектами решётки соответственно электрона или дырки.
П. ш. служат основой классификации горных пород. Важнейшие типы горных пород сложены в основном П. ш.: интрузивные - граниты, сиениты (щелочные П. ш. и плагиоклазы), габбро, диориты (плагиоклазы); эффузивные - андезиты, базальты; метаморфические - гнейсы, кристаллические сланцы, контактно- и регионально-метаморфизованные породы, пегматиты. В осадочных породах П. ш. встречаются в виде обломочных зёрен и новообразований (аутигенные П. ш.). В лунных породах (лунные базальты, габбро, анортозиты) отмечены только плагиоклазы.
Значение П. ш. определяется тем, что благодаря широким вариациям состава и свойств они используются при геологопетрографических исследованиях массивов магматических и метаморфических пород. Соотношение изотопов ⁴⁰K/⁴⁰Ar кали-натровых П. ш. используется для определения абсолютного возраста горных пород (см. Геохронология).
Щелочные П. ш. пегматитов и маложелезистых пород применяются в керамической, стекольной, фарфоро-фаянсовой промышленности. Полевошпатовые породы (лабрадориты) служат облицовочным материалом. Амазонит, лунный камень (иризирующий олигоклаз) используются как поделочные камни.
Лит.: Дир У. А., Хауи Р. А., 3усман Л ж., Породообразующие минералы, пер. с англ., т. 4, М., 1966; Марфунин А. С., Полевые шпаты - фазовые взаимоотношения, оптические свойства, геологическое распределение, М., 1962.
? А. С. Марфунин.