Кристаллохимические особенности пироксенов и амфиболов

Кристаллохимические особенности пироксенов и амфиболов

Пироксены и амфиболы имеют сходный, довольно простой химический состав. Чаще всего это силикаты магния либо двойные соли магния и кальция, во многих минералах кроме этого присутствует натрий. В качестве постоянной изоморфной примеси в позициях магния размещается железо, иногда полностью вытесняя магний. В некоторых случаях, обычно в ассоциации с натрием в состав пироксенов и амфиболов входит алюминий, занимая или позиции магния, или внедряясь в радикал в позиции кремния. Наконец, есть редкие литиевые пироксены и амфиболы.

Главным различием состава пироксенов и амфиболов является присутствие конституционной воды в виде анионной группы (OH).

 В структуре пироксенов имеются одинарные цепочки (Si2O6)4–, в амфиболах – ленты (Si4O11)6– с группами (OH) в центре каждого кольца этой ленты. Цепочки и ленты ориентированы параллельно друг другу вдоль вытянутости кристаллов и группируются попарно. В каждой паре они соединяются через вершины тетраэдров катионами Mg2+, каждая пара соединяется с соседней ионами Ca2+. При разных сдвигах относительно друг друга цепочек и лент получаются ромбические и моноклинные пироксены и амфиболы. Между парами лент в амфиболах существуют полости. Это вакантная позиция для натрия. Здесь он помещается в структуре так называемых щелочных амфиболов.

Наиболее просты формулы следующих минералов:

Пироксены                                             Амфиболы

Энстатит (ромб.) Mg2(Si2O6)              Антофиллит (ромб.) Mg7(Si8O22)(OH)2

Клиноэнстатит (мон.) Mg2(Si2O6)   Куммингтонит (мон.) Mg7(Si8O22)(OH)2

Диопсид (мон.) СаMg(Si2O6)              Тремолит (мон.) Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2

Зная эти формулы наизусть, можно вывести из них все гипотетические и реальные формулы амфиболов и пироксенов. Состав реальных минералов этих групп всегда гораздо более сложен за счет явлений изоморфизма. Особняком стоят только литиевые минералы – их состав наиболее близок к формулам химически чистых веществ

Литиевые пироксены и амфиболы:

Сподумен LiAl(Si2O6)              

Холкмвистит (ромб. Amf) – Li2Mg3Al2(Si8O22)(OH)2

Так, используя простую схему изовалентного замещения Mg2+ ← Fe2+, получаем формулы моноклинных пироксенов: ферросилита, Fe2(Si2O6) и геденбергита FeСа(Si2O6), моноклинных амфиболов: грюнерита Fe7(Si8O22)(OH)2 и ферроактинолита Ca2Fe5(Si8O22)(OH)2.

Кроме перечисленных используют еще и такие наиболее распространенные и устойчивые названия пироксенов:

 

Натриевые пироксены                  Натриевые амфиболы

Жадеит NaAl(Si2O6)               Глаукофан Na2Mg3Al2(Si8O22)(OH)2

Омфацит NaAl(Si2O6)              

Эгирин NaFe(Si2O6)               Рибекит Na2Fe3Fe2(Si8O22)(OH)2

Кальциевые пироксены                  Кальциевые амфиболы

Геденбергит FeСа(Si2O6)            Тремолит (мон.) Ca2Mg5(Si8O22)(OH)2

Диопсид (мон.) СаMg(Si2O6)       Актинолит Ca2Fe5(Si8O22)(OH)2.

 

Традиционно используют объединенные групповые названия – авгиты, роговые обманки, щелочные амфиболы.

Авгиты – это диопсиды-геденбергиты с изоморфной примесью эгирина и гипотетических алюминиевых компонентов типа CaAl(AlSiO6), CaTi(Al2O6).

Роговые обманки – объединенное название сильножелезистых амфиболов с умеренным количеством натрия (или без него) и с алюминием в позиции кремния. К ним относятся минералы типа чермакита (Ca2Mg3Al2(Si8O22)(OH)2), эденита (Na2Са2Mg5(Si8O22)(OH)2), гастингсита и др. Щелочные амфиболы – объединенное название для амфиболов с двумя-тремя атомами натрия в их формуле, без алюминия в составе радикала, но с большим количеством алюминия (и железа) в позициях магния. Это глаукофан, рибекит, магнезиорибекит, арфведсонит и др.

Морфология кристаллов и физические свойства пироксенов и амфиболов

Морфологически кристаллы пироксена и амфибола подобны друг другу. Они вытянуты соответственно вдоль цепочек и лент. У амфиболов кристаллы более шестоватые и уплощенные. В идеале на кристаллах развиты одни и те же простые формы: ромбическая призма (m) и три пинакоида (a, b, c). У ромбических минералов верхний пинакоид горизонтален, а у моноклинных наклонен и симметричность кристаллов снижается. Угол между гранями призмы у пироксенов около 90º, у амфиболов – около 120º.

Для кальциевых и магниевых пироксенов (диопсид, энстатит и др.) характерны зернистые агрегаты и агрегаты короткопризматических кристаллов.

Железистые пироксены (эгирин, геденбергит) образуют шестоватые, игольчатые кристаллы, радиально-лучистые агрегаты.

Для всех амфиболов характерны именно такие выделения – шестоватые, игольчатые кристаллы, их беспорядочные скопления, звездчатые, веерообразные сростки. Само название актинолит связано с игольчато-лучистой формой агрегатов (в переводе с греч. – «лучистый камень»).

Физические свойства пироксенов и амфиболов очень сходны. Твердость 5,5–6 (у сподумена – 7). Спайность у пироксенов плохо заметна (у сподумена совершенная, у амфиболов отчетливо проявлена, совершенная. Цвет минералов обычно определяется содержанием в них железа и меняется от белого (сподумен, антофиллит, тремолит) через зеленый (диопсид, актинолит, эгирин) до зелено-черного (геденбергит, роговые обманки, щелочные амфиболы). Как исключение у редких хромсодержащих разновидностей он яркий изумрудно-зеленый (таков, например, цвет хромдиопсида). Иногда у сподумена с примесью марганца цвет розоватый, очень светлый. Среди щелочных амфиболов есть минералы сине-голубого цвета (рибекит, крокидолит).

Блеск у амфиболов и пироксенов стеклянный, но у амфиболов он значительно сильнее, особенно у богатых железом роговых обманок и щелочных амфиболов. Ромбические пироксены выделяются по блеску – он у них имеет металловидный (бронзит) или перламутровый отлив.

Спайность у тех и у других по призме, но у пироксенов она под углом около 90º, у амфиболов – около 120º. У пироксенов она хуже и практически мало заметна (за исключением сподумена), у амфиболов проявлена хорошо, четко заметны сколы под углами 120º и 60º.

Особенности условий образования пироксенов и амфиболов

Пироксены и амфиболы встречаются в сходных типах минеральных месторождений – чаще всего это магматические горные породы, скарны, гнейсы и кристаллические сланцы. Во всех случаях, когда оба минерала встречаются совместно, пироксены являются высокотемпературными и образуются при большем давлении, чем амфиболы. Пироксены чаще кристаллизуются в магматических условиях, а амфиболы (но не всегда) – в гидротермальных; первые – более глубинные минералы, вторые – минералы средних глубин. Очень типично замещение пироксенов амфиболами в результате понижения температуры, давления и возрастания химической активности воды в среде минералообразования.

Морфологические свойства пироксенов и амфиболов зависят от условий их образования. Есть пироксены и амфиболы, которые образуются в магматических условиях, другие могут образоваться в магматических и метаморфических, а третьи – только в метаморфических.

В ультраосновных и основных магматических (глубинных) породах пироксены представлены железо-магниевыми силикатами ромбической и моноклинной сингоний. Это энстатит (и его более железистые разновидности – гиперстен, бронзит) и диопсид-геденбергит (с изоморфной примесью того или иного количества натриевого и алюминиевого компонента). Типичным минералом мантийных ультраосновных горных пород (эклогитов) является омфацит – это  диопсид, обогащенный изоморфной примесью жадеита (натриевого клинопироксена).

В средних и кислых глубинных породах встречаются диопсид (с изоморфной примесью геденбергита и эгирина) и обыкновенная роговая обманка.

В щелочных глубинных породах (сиенитах, нефелиновых сиенитах пироксены представлены своими щелочными разновидностями – эгирин-диопсидом, эгирин-авгитом и эгирином, амфиболы здесь также щелочные – арфведсонит, рибекит и др. Эти же щелочные пироксены и амфиболы образуются и в окружающих щелочные массивы песчаниках, гнейсах и других породах в ходе их приконтактовых изменений.

В эффузивных породах типа базальтов пироксены вкрапленников чаще всего представлены диопсид-геденбергитом с примесью натрия, алюминия, титана (авгиты и титанавгиты), амфиболы – роговой обманкой (бурой базальтической). Здесь роговая обманка часто бывает обогащена титаном – такие роговые обманки называются керсутитами.

В гранитных пегматитах с щелочным уклоном (натриево-литиевый тип) постоянно в качестве главного минерала присутствует сподумен, а в окружающих их гнейсах за счет выноса лития растворами из пегматитов образуется холмквестит (литиевый амфибол). В гранитных пегматитах других типов пироксены и амфиболы крайне редки.

В щелочных пегматитах встречается эгирин, арфведсонит и другие щелочные амфиболы. Они играют здесь роль постоянных второстепенных минералов.

В скарнах пироксены (диопсид, геденбергит) являются обязательными главными минералами. Они образуются в самую раннюю стадию формирования скарнов, а в поздние стадии процесса интенсивно замещаются роговой обманкой, актинолитом и тремолитом. Очень характерны в некоторых скарнах крупные светло-зеленые кристаллы слабожелезистого диопсида с хорошо развитой отдельностью, обусловленной тончайшими вростками магнетита, – такой диопсид называют диаллагом. Из амфиболов типичны актинолит и роговая обманка.

В процессах регионального метаморфизма осадочных, вулканогенно-осадочных, магматических горных пород пироксены образуются роговые обманки, тремолит-актинолиты, диопсиды и геденбергиты. Продуктами сильного метаморфизма богатых натрием пород являются щелочные пироксены и амфиболы. Чаще всего это жадеит и глаукофан.

Образуясь при высоких давлениях амфиболы и пироксены легко изменяются при понижении температуры и давления при воздействии гидротермальных растворов; замещаются при этом слюдами, хлоритом, иногда серпентином и тальком (магнезиальный пироксен – энстатит).  При поверхностном выветривании по ним развиваются глинистые минералы и гидроксиды железа.

Практическое значение из месторождений пироксенов и амфиболов имеют некоторые метаморфические породы как источник добычи жада и измененные, сильно метаморфизованные ультраосновные породы для добычи нефрита.

Сподумен LiAl(Si2O6). Занимает несколько особое положение среди группы пироксенов. Не образует с другими пироксенами изоморфных смесей. Содержит окиси лития до 8 %. Цвет серовато-белый, нередко с зеленоватым оттенком, желтовато-зеленый, фиолетовый (кунцит). Блеск стеклянный, на плоскостях спайности со слабым перламутровым отливом. Тв. 6,5–7.

Встречается в гранитных пегматитах в ассоциации с кварцем, полевыми шпатами, литиевыми слюдами, турмалином и др.

Из довольно многочисленных месторождений сподумена можно отметить наиболее известное крупное месторождение Кийстон в США (шт. Южная Дакота), где встречаются гигантские кристаллы измененного сподумена до 12–16 м в длину и около 1 м в поперечнике (весом до 90 т). Пегматитовые месторождения Мадагаскара интересны тем, что там встречаются неизмененные прозрачные разности различной окраски: желтовато-зеленой, желтой, розовой.

Сподумен вместе с литиевыми слюдами служит источником для получения препаратов лития, употребляемых в медицине, пиротехнике, фотографии, стеклоделии, рентгенографии и др. Прозрачные красиво окрашенные сподумены (голубовато-зеленый и светло-зеленый – гидденит и сиренево-розовый – кунцит) используются как ювелирные камни.

<!--[if gte mso 9]> Normal 0 false false false RU X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4 <!--[if gte mso 9]> <!--[if gte mso 10]> /* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Обычная таблица"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-qformat:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri","sans-serif"; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-fareast-font-family:"Times New Roman"; mso-fareast-theme-font:minor-fareast; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-bidi-font-family:"Times New Roman"; mso-bidi-theme-font:minor-bidi;}

Жад (жадеит) представляет собой плотный спутанно-волокнистый агрегат жадеита.

В зависимости от состава жадеита (от входящих в него примесей), выделяют собст-венно жадеиты (от 80–99 жадеита), диопсид-жадеиты (50–80 жадеита), омфациты (20–50 жадеита) и другие разновидности, например, хлормеланиты (с эгирином), жадеитовые хлормеланиты и др.

Твердость 6–7. спайность ясная по (110), иногда наблюдается отдельность. Плотность 3,25–3,50 г/см3. в ультрафиолетовых лучах жадеит иногда люминесцирует белым, слабым зеленым, серо-голубым светом.

Месторождения жадеита связаны с интрузивными кислыми, средними и основны-ми породами, россыпями. Наиболее известные месторождения Итмурундинское в Север-ном Прибалхашье, Лево-Кечпельское на Полярном Урале и Кашкаракское (в Западном Саяне). Однако основным районом добычи жадеита считаются северные округа Бирмы, где он добывается не одну тысячу лет (в год несколько десятков тысяч кг).

Нефрит – это плотная скрытокристаллическая (спутанно-волокнистая) разновидность амфибола ряда актинолит – тремолит. Тремолит (по месту первой находки в долине Тремоль, к югу от перевала Сен-Готтард, Швейцария).

Нефрит-тремолит – белый или светлоокрашенный; плотность 2,9–3 г/см3. Плотность нефрита-актинолита выше 3,1–3,3 г/см3. Окрашен в зеленые цвета двухвалентным железом.

Твердость нефрита 5,5–6,5. Однако нефрит очень вязкий. Раздробить валун нефри-та практически невозможно. Ферсман назвал нефрит национальным камнем Китая.

Коренные месторождения нефрита относятся к пневматолито-гидротермальному классу, а по составу вмещающих пород бывают двух типов: а) в альпинотипных гиперба-зитах и б) в доломитовых мраморах. Имеются также россыпи.

Наиболее известное месторождение нефрита находится в Китае в западных отрогах хр. Куэнь-Лунь около Кашгара и Хотана, а также в россыпях по берегам всех местных рек, сбегающих с хребта.

Крупнейшие в мире месторождения нефрита были открыты в 1969 г. в Канаде – в пров. Британская Колумбия. Ранее там были известны россыпи. За 20 лет к середине 70-х гг. там было добыто 550 т нефрита. Крупные месторождения расположены в Австралии, Новой Зеландии, США и др.

Коренная залежь нефрита в Восточном Саяне была открыта в 1896 г., а месторож-дение в 1937 г. Открыты Оспинское, Зуноспинское, Уланходинское и др. месторождения.

Диопсид CaMg(Si2O6) – геденбергит CaFe(Si2O6) образует изоморфный ряд. На-звание произошло от греч. двойное обличье, а геденбергит от Людовика Геденберга, который впервые описал его.

Цвет диопсида серый, иногда бесцветен, с увеличением содержания двухвалентно-го железа становится бутылочно-зеленым.

Твердость диопсида 5,5–6,6. Плотность 3,22–3,28 г/см3. Блеск стеклянный. Уни-кальным является Ингалинское месторождение России (Алдан). Хромдиопсиды известны в Финляндии (Оутокумпу) и ЮАР. Виоланы – в Италии, желтые и зеленые с эффектом кошачьего глаза – в Бирме, бутылочно-зеленые и красно-коричневые – в Канаде, желтые – в Австралии и США, желтые и уникальные черные с астеризмом – в Индии.

04 сентября 2012 /
Похожие новости
Каркасные алюмосиликаты
Краткие сведения о минералах. Часть 6
Краткие сведения о минералах. Часть 4
Краткие сведения о минералах. Часть 3
Кристаллохимические особенности островных силикатов
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Вопрос:
Сколько часов 1 сутках?
Ответ:*
Введите код: