Пирофиллит
Al([SieO!0](OH),
МОНОКЛИННЫЙ ( —)
Np
Nm
Ng
Ng—Np
— 2V
1,534-1,556
1,586-1,589
1,596 — 1,601
<=< 0,050
53-62°
Ng = !/, Nm приблизительно
Пл. о. о. J_ @10)
Дисперсия
Уд. в.
Тв.
Спайность
Цвет
Плеохроизм
Элементарная
ячейка
т > v, слабая
2,65—2,90
1-2
По {001} совершенная
Белый, желтый, светло-
голубой, сероватый или буровато-зеленый; блеск
жемчужный; в шлифах бесцветный
Абсорбция больше для направления колебаний в плоскости
@01)
а 5,16, 6 8,90, с18,64А, Р99°55'
Z = 2. Пространственная группа С2/с
Растворяется с трудом в H2SO4
Пирофиллит — мягкий минерал, который часто встречается вместе
с кварцем и слюдами в гидротермальных жилах, а также как главный
компонент некоторых сланцев. Плотная разновидность, напоминающая
тальк, называется стеатитом *. Она используется для производства
грифелей. Пирофиллит обладает хорошими термо- и электроизоляционными
свойствами. Вследствие сходства талька и профиллита вполне вероятно,
что некоторые материалы, описанные как тальк, в действительности
представляют собой пирофиллит. Однако пирофиллит несколько тверже
и менее плавок, так что он более пригоден в качестве огнеупора. Кроме
того, пирофиллит используется как смазочный материал, наполнитель
для каучука и бумаги и инсектофунгисидов. Название «пирофиллит»
произошло от греческих слов риг, огонь, и phullon, лист, так как минерал
обладает характерными термальными свойствами и обычно образует
пластинки.
Структура
Пирофиллит подобен слюдам в том отношении, что он имеет слоистую
структуру, в которой слой, состоящий из ионов А1 в октаэдрической
координации, располагается между двумя слоями связанных тетраэдров
* В отечественной литературе чаще используется термин «агальматолит»;
стеатитом называются чаще тальковые породы.— Прим. ред.

Пирофиллит
139
SiO4 *. Плоские тетраэдрические сетки имеют состав Si2O5, и в
пирофиллите в противоположность мусковиту замещение Si на А1 либо отсутствует
совершенно, либо проявляется лишь в незначительной степени.
Тетраэдры располагаются таким образом, что их вершины направлены внутрь
слоя, и атомы кислорода в вершинах тетраэдров образуют диоктаэдриче-
ский центральный слой, в котором 2/3 доступных положений заняты
атомами А1, а х/з — пустует (фиг. 28). Образующиеся в результате
сложные слои электрически нейтральны. Таким образом, между ними не могут
располагаться дополнительные катионы, как это происходит с ионами
калия в обычных слюдах и ионами кальция в хрупких слюдах. Характер
наложения последовательных слоев отвечает схеме, предложенной для
слюд; «гексагональные» кольца тетраэдров SiO4 лежат непосредственно
с sin
(Pauling, 1930).
40 +2@Н)
4О+2(ОН>
друг над другом. Возможности для вращения следующих друг за другом
слоев, обусловливающие возникновение различных закономерно
повторяющихся последовательностей, такие же, как в слюдах; они ведут к
сходному полиморфизму. Основная полиморфная модификация пирофиллита
имеет двуслойную ячейку B1^), которая наиболее характерна для
мусковита. В обоих случаях преобладание структуры 2Mi, по-видимому, связано
с отклонением элементарных слоев от тригональной симметрии как
следствие неполного заполнения октаэдрических положений Y (см. стр. 13).
Основной характер структуры пирофиллита был впервые предсказан
Паулингом (Pauling, 1930), а затем подтвержден с помощью данных
рентгеновского изучения порошкограмм Грюнером (Gruner, 1934) и Хендриксом
(Hendricks, 1938), который использовал метод монокристалла. Звягин
и Пинскер A949), применив для изучения элементарной ячейки
пирофиллита метод электронной дифракции, получили значения, сходные с
приведенными выше.
Рентгенограммы, полученные от чешуек пирофиллита, обычно
обнаруживают явления сплошного рассеяния и не дают четких отражений,
указывая тем самым на высокую степень разупорядочения в кристаллической
структуре. Это вполне закономерно, если учесть слабые «остаточные»
силы, связывающие соседние слои, которые поэтому легко могут быть
смещены со своих идеальных позиций. Совершенно очевидно, что пиро-
филлитовые слои иногда перемешиваются с другими слоистыми
минералами; имеются сообщения (Kodama, 1958) о закономерном переслаивании
пирофиллит — монтмориллонит.
См. структуру слюд.

140 Породообразующие минералы
Сильный базальный рефлекс, который характерен для слюд и илли-
тов при d ~ 10 А, встречается в пирофиллите при d ~ 9,1 или 9,2 А.
Положение этого рефлекса не изменяется при нагревании до 500° С и
обработке глицерином. Положение рефлекса 060 полностью соответствует
диоктаэдрической природе минерала.
Химизм
Пирофиллиты часто присутствуют вместе с другими минералами, но
в тех случаях, когда они встречаются отдельно, они обнаруживают
небольшие отклонения от идеальной формулы, приведенной выше. Отмечаются
незначительные замещения кремния на алюминий и алюминия в
положениях У на Mg, Fe+2, Fe+3 и т. д. Анализы обычно показывают небольшие
содержания Са, Na и К, положения которых неясны. Маловероятно, что
эти ионы замещают А1 в положениях Y, однако они могут располагаться
между сложными слоями в таких же положениях, которые занимает
калий в мусковите. В последнем случае они компенсируют электрический
заряд при небольших Si — А1-замещениях и указывают на существование
некоторой смесимости между пирофиллитом и мусковит-парагонитовыми
слюдами. В табл. 22 приведены типичные анализы пирофиллитов. Тонко-
зернистость многих образцов вызывает сильную адсорбцию воды, так что
часто при определении количества конституционной воды возникает
некоторая неопределенность. Поэтому формулы рассчитаны на основании
22 ионов кислорода (за исключением анал. 6 и 7) без использования
аналитического расчета для содержания воды.
Термограммы дают эндотермический пик около 760° С,
соответствующий потере конституционной воды, и небольшой экзотермический пик
около 1200° С, когда происходит распад минерала на муллит и кристоба-
лит. По данным Брэдли и Грима (Bradley, Grim, 1951), промежуточный
«ангидрид» образуется при нагревании пирофиллита примерно до 700° С.
При этой температуре происходит выделение (в форме воды) шести кисло-
родов октаэдрического слоя. Этот вывод был подтвержден при рентгено-
структурном изучении ориентированных агрегатов (Kodama, 1958).
Муллит, образовавшийся при высоких температурах, находится в простых
взаимоотношениях по кристаллографической ориентировке с
пирофиллитом; термальное преобразование в последнем почти не нарушает
октаэдрического расположения ионов кислорода (Bradley, Grim, 1951).
Обезвоживание пирофиллита, согласно Киферу (Kiefer, 1949), происходит при
температурах 640, 690—780 и 850° С, соответствующих началу
обезвоживания, началу и концу быстрого обезвоживания и концу обезвоживания.
Эти данные показывают, что пирофиллит наименее устойчив из слоистых
минералов, обладающих структурой типа 2:1*. Кифер (Kiefer, 1950)
привел также доказательства существования менее устойчивой формы
пирофиллита (Р), образующейся из а-формы в природных условиях при
выветривании, а в лаборатории при размалывании в присутствии воды.
Пирофиллит легко синтезируется из составляющих его окислов.
Система А12О3 — SiO2 — Н2О при атмосферном давлении и температурах между
300 и 500° С дает пирофиллит с бёмитом и каолинитом, а в присутствии СаО,
* Состав слоя, содержащего две тетраэдрические части и один внутренний окта-
эдрический компонент.

Таблица 22
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИРОФИЛЛИТА
SiO,
тю2
А12О3
Fe2O3
ГсО
МпО
MgO
СаО
Na2O
К2О
р2о5
И2О+
н2о-
Сумма
Np
Nm
Ng
-2V
Уд. в.
l
63,57
0,04
29,25
0,10
0,12
0,00
0,37
0,38
0,02
Сл.
Сл.
5,66
0,66
100,17
—
—
.—
—
2
64,88
0,02
28,64
0,48
—
0,02
0,08
0,03
0,03
0,04
—
5,47
0,09
99,78
1,556
1,589
1,601
62°
—
3
66,07
—
■ 27,09
0,53
—
—
0,07
0,36
0,60
0,10
—
5,43
—
100,25
—
—
—
—
4
66,04
—
28,25
0,64
—
—
} 0,12
f U,Ub
—
5,02
—
100,13
—
—
—.
.—
5
65,74
0,41
27,71
0,21
—
0,00
0,02
0,12
0,60
0,18
—
4,90
0,29
100,18
—
—
—
—
6
65,96
Сл.
28,25
0,18
—
—
—
—
—
—
—
5,27
0,14
99,80
—
—
—
—
7
58,45
2,35
31,27
0,84
—
—
0,30
0,05
0,30
0,16
—
4,88
0,23
100,08
1,534
1,586
1,596
60±5°
2,84
Количества ионов а
Si
А1
А1
Ti
Fe+з
Ca
Na
К
ЮН)
7,7641
0,236 J
3,976i
~ I
0,009 J-
0,012 j
0,068 J
0,04 i
__ J
4,000
8,00
4,07
0,123 I8'00
3,9781
0,0011
0,044 J- 4,04
7,995-1
0,005/
3,861-|
0,020 J
0,004-j
0,04 0,008 5-0,02 0,
0,006 J
4,000
8,00
7,9401
0,060/8'00
3,940")
- I
0,048 5- 3,92 0,058 }■ 4,02 0,019 J- 3,94 0,016 } 3,95
0.012J
0,047-,
,140 }
0,016 J
4,000
0,20
7,938
0,062
3,883
0,037
0,021 J
-\
0,008 J
4,000
I 1
17,929
0,071
3,933
0,004 J
0,015 -j
0,010,140 } 0,18
0,028 J
4,000
29 1
71 j0'00
4,226
7,380
0,620
4,036
0,80
0,023
0,007
0,072
0,026
4,112
8,00
J8,

1-4,14
1. Светло-голубой пирофиллит, рудник Хешами, префектура Нагама, Япония (Kodama, 1958).
2. Пирофиллит, район Вастава, приход Насум, округ Кристиапстед, Швеция (Henriques,
1957). Аналитик А. Аареме.
3. Пирофиллит, Вандо, Южная Корея (Johnstone, 1954).
4. Пирофиллит, округ Мур, Северная Каролипа (Hendricks, 1938). Аналитик К. С. Рист.
5. Белый чешуйчатый пирофиллит, Северная Каролипа (Bosazza, 1941). Аналитик В. Л. Бо-
зацца.
6. Радиалыю-расположенные иглы желтого пирофиллита, Трес-Цирритос, округ Марипоса,
Калифорния (Gruner, 1934; Doelter, 1917).
7. Голубовато-серый плотный криптокристаллический пирофиллит из «Wonderstone» (чудо-
камня?), содержащего рутил и примесь углистого вещества, Гестоптефонтейн, Трансвааль
(Bosazza, 1940). (Кроме того, в анализе ЭОз 0,10, СОа 1,33.)
а Анал. 6 и 7 пересчитаны на основании 24@, ОН), а остальные анализы — на основании
20 (О) и 4 (ОН).

142 Породообразующие минералы
MgO и щелочей при давлениях от 87 до 300 атм и температурах выше
400° С — пирофиллит, бёмит и тальк (Noll, 1935, и другие работы).
Систематическое изучение системы А12Оз — SiO2 — Н2О (Roy, Osborn,
1954) показало, что пирофиллит является устойчивой фазой в
температурном пределе от 420 до 575° С при различных давлениях воды во
всех смесях алюмосиликатов с высоким содержанием кремнезема.
Трудность получения тонкозернистого пирофиллита связана с тем, что А1
одинаково легко входит, по крайней мере частично, как в тетраэдрическую,
так и в октаэдрическую координацию. Экспериментальные данные
показывают, что пирофиллит может встречаться как устойчивая фаза при
температурах ниже 420°, если количество присутствующей воды недостаточно
для превращения смеси в более гидратированные разности.
Встречающиеся иногда в природе ассоциации диаспора и пирофиллита говорят
о температуре образования от 275 до 405° С.
Различные лабораторные эксперименты по изменению полевых шпатов
(Norton, 1939; Gruner, 1944; Folk, 1947) показывают, что пирофиллит
получается главным образом при температурах от 300 до 550° С при условии
недостатка А1 для образования каолинита. При умеренных давлениях
и температурах выше 350° С пирофиллит образуется предпочтительнее
каолинита, тогда как избыток А12Оз в этих условиях дает бёмит. При
добавлении к полевому шпату А12О3, SiO2 и KG1 в гидротермальных
условиях образуются мусковит и пирофиллит. При более высоких
температурах, даже при избытке К2О, могут развиваться каолинит и пирофиллит.
Оптические и физические свойства
Оптические данные по пирофиллиту немногочисленны, так как этот
минерал относительно редко встречается в природе и обычно тонкозернист.
Химические анализы отдельных пирофиллитов дают очень небольшие
колебания в их химическом составе. Поэтому физические свойства
пирофиллита также колеблются незначительно, и оптические константы,
приведенные выше, по-видимому, могут быть отнесены к большинству
образцов. Ориентировка плоскости оптических осей перпендикулярно @10)
совпадает с ориентировкой, установленной для слюд с двуслойной
элементарной ячейкой. Пирофиллит встречается главным образом в трех
формах: мелкие листоватые пластинки с пластинчатой спайностью; ради-
ально-лучистые более крупные кристаллы и иглы; массивные плотные
сферолитовые агрегаты мелких кристаллов. Более крупные пластинчатые
кристаллы обладают совершенной спайностью по {001}, дающей гибкие,
но не эластичные пластинки. Минерал всегда жирен на ощупь. Низкая
электропроводность пирофиллита позволяет использовать его при
производстве изоляторов, а благодаря высокой точке плавления продуктов
его разложения пирофиллит употребляется в качестве составной части
различных керамических масс.
Диагностические признаки
Тальк и мусковит имеют меньший 2V, чем пирофиллит, а каолинит
обладает более низким двупреломлением. Отличить пирофиллит от талька
можно при помощи химической реакции на алюминий (образец при нагре-

Пирофиллит 143
вашга после увлажнения раствором кобальта окрашивается в темно-
голубой цвет). В полевых условиях отличить пирофиллит от талька
можно путем определения рН (Stevens, Carron, 1948). Минерал истирается
в капле воды на фарфоровой пластинке для получения черты минерала
в течение одной минуты; пирофиллит дает рН 6, а тальк рН 9.
Пирофиллит не разбухает в органических жидкостях, а также не обладает
свойством обмена ионов и не окрашивается. Этим, по-видимому, пирофиллиты
отличаются от иллитов и монтмориллонитов, которые окрашиваются
малахитовой зеленой и шафрановой желтой. Однако имеются сообщения
об окраске пирофиллита малахитовой-зеленой (Bosazza, 1941).
Парагенезис
Пирофиллит встречается главным образом высадочных породах
обычно в районах, подвергшихся метаморфизму. Это сравнительно редкий
минерал, который образуется в основном при гидротермальном изменении
полевых шпатов; он часто сопровождается кварцем. Кроме того,
пирофиллит найден в ассоциации с кианитом, а также в кварцевых
золотоносных жилах (Frankel, 1944), где он образует иглы, чешуйки и розетки.
Пирофиллит может давать псевдоморфозы, Lno кианиту, полевому шпату
и пироксену.
ЛИТЕРАТУРА
Bosazza V. L., 1940. Wonderstone — a unique refractory material, Trans. Brit.
Ceram. Soc, 39, 369.
Rosazza V. L., 1941. Further notes on the absorption of malachite green by some
clay minerals, Am. Mineral., 26, 396.
Bradley W. F., Grim R. E., 1951. High temperature thermal effects of clay
and related minerals, Am. Mineral., 36, 182.
D о e 1 t e r C, 1917. Handbuch der Mineralchemie, 2, 121.
Folk R. L., 1947. The alteration of feldspar and its products as studied in the
laboratory, Am. Journ. Sci., 245, 388.
Frankel J. J., 1944. On silicates and dusts from the Witwatersrand gold mines,
Journ. Cliem. Metall. Mining Soc. South Africa, 44, 169.
Gruner J. W., 1934. The crystal structures of talc and pyrophyllite, Zeit. Krist.,
88, 412.
Gruner J. W., 1944. The hydrothermal alteration of feldspars in acid solutions
between 300 and 400° C, Econ. Geol., 39, 578.
Hendricks S. В., 1938. On the crystal structure of talc and pyrophyllite, Zeit.
Krist., 99, 264.
Henriques A., 1957. Swedish pyrophyllite deposits and the optical properties of
pyrophyllite, Arkiv. Min. Geol. Stockholm, 2, 279.
J о h n s t о n e S. J., 1954. Minerals for the chemical and allied industries, Chapman
and Hall, Ltd., London.
К i e f e r C, 1949. Deshydration thermique des mineraux phylliteux, Compt. Rend.
Acad. Sci. Paris, 229, 1021.
К i e f e r C, 1950. Note sur les mineraux phylliteux et leurs alterations, Compt. Rend.
Acad. Sci. Paris, 230, 977.
К о d a m a H., 1958. Mineralogical study on some pyrophyllites in Japan, Min Journ.
Japan, 2, 236.

144 Породообразующие минералы
Noll W., 1935. Hydrothermalsynthetische Untersuchungen in System A12O3 —SiO2 —
H2O, Fortschr. Min. Krist. Petr., 19, 46 (M. A. 7—96).
Norton F. H., 1939. Hydrothermal formation of clay minerals in the laboratory,
Am. Mineral., 24, 1.
Pauling L., 1930. The structure of micas and related minerals, Proc. Nat. Acad.
Sci. U. S. A., 16, 123 (M. A. 4-368).
Roy R., О s b о r n E. F., 1954. The system A12O3—SiO2 — H2O, Am. Mineral.,
39, 853.
Stevens R. E., С а г г о n M. K., 1948. Simple field test for distinguishing
minerals by abrasion pH, Am. Mineral., 33, 31.
Звягин Б. В., Пи иске р 3. Г., 1949. Электронографическое определение
элементарных ячеек пирофиллита и талька и структурная связь этих мине-
ралов с монтмориллонитом, Докл. АН СССР, нов. сер., 68, № 1, 65—67.