27.12.2020

Химический состав опала


Опал представляет собой водосодержащий кремнезем состава SiO2*nH2O. Количество воды весьма изменчиво и достигает в некоторых природных образцах 20% и более, по обычно составляет 4-9%. Небольшая часть воды может быть структурно связана в интерстициальных позициях кристаллической решетки кристобалитовых кристаллитов, слагающих опал. Однако большое количество воды адсорбируется или поглощается капиллярами и легко теряется при сильном обезвоживании, прокаливании или частично просто на воздухе.

Опубликовано свыше 100 химических анализов опалов и натечных образований кремнезема (sinters); некоторые из этих анализов приведены в табл. 40. Помимо SiO2 (содержание которого в пересчете на сухое вещество обычно более 90%) и H2O, главными компонентами опалов являются Al2O3, Fe2O2, CaO, MgO и щелочи. Природа этих компонентов не вполне установлена, хотя во многих случаях их следует связывать частично или почти полностью с глинистым материалом, соосажденными гелями Al2O3*nН2O и Fe2O2*nН2O и другими примесями, химически не связанными с опалом. Анализы опалов в общем сходны с анализами кремней, кремнистых пород и халцедонов. Частично компоненты-примеси, особенно Al и щелочи, могут находиться в виде твердых растворов в кристобалите и способствовать метастабильной кристаллизации этой фазы, однако какие-либо прямые данные, подтверждающие это предположение, отсутствуют.

Содержание Al2O2 обычно колеблется от нескольких десятых долей процента до немногих процентов, а вместе с Fe2O2 (т. е. содержание полуторных окислов) возрастает до 5—7%, причем в красных или буроватых опалах, несомненно содержащих примесь окислов железа, количество полуторных окислов еще больше. Содержания CaO и MgO сильно варьируют, но в общем не превышают 1%, а иногда эти компоненты вообще отсутствуют. Количество щелочей, не всегда указываемое в анализах опала, обычно колеблется в пределах от нескольких десятых долей процента до 1 вес.%. Зависимости между содержаниями щелочей и Al не наблюдается. В некоторых опалах, например из Вирджин-Велли, Невада, могут присутствовать органический материал и SO3. В корочке опала на содалитовом сиените на Кольском полуострове, Россия, присутствует значительное количество Na и F, очевидно в виде примеси KaF. Было, обнаружено что опалы и кремнеземистые натечные туфы имеют довольно большое отношение Si28:Si30 (30,09). Найдена псевдоморфоза опала по гипсу, содержащая сотые доли процента Ge, а в опалах из фумарол содержание Ge достигает 0,03%.

Опал легко и полностью растворяется в горячих сильно щелочных растворах. После растворения опала обычно остается нерастворимый остаток примеси глинистых минералов, халцедонового кремнезема, песчаных зерен, окислов железа и т. д. Гиалит в щелочах растворяется хуже. Опал также частично или полностью разлагается горячей концентрированной HCl. при этом после выпаривания получается желатинообразный остаток; в HF опал растворяется легче, чем халцедон или порошкообразный кварц. Быстрая реакция опала с кислотами и щелочами обусловлена большой пористостью и относительно небольшими размерами его частиц. В связи с таким поведением опала было высказано предположение, что халцедон, который до некоторой степени растворим в горячих щелочных растворах, по-видимому, содержит опаловый кремнезем в качестве материала, заполняющего межзерновые промежутки.





Яндекс.Метрика