Кристаллохимические особливості пироксенов і амфиболов
Кристаллохимические особливості пироксенов і амфиболов
Зміст
Піроксени і амфіболи мають подібний, досить простий хімічний склад. Найчастіше це силікати магнію або подвійні солі магнію і кальцію, в багатьох мінералах крім цього присутній натрій. В якості постійної изоморфной домішки в позиціях магнію розміщується залізо, іноді повністю витісняючи магній. У деяких випадках, зазвичай в асоціації з натрієм до складу піроксенів і амфиболов входить алюміній, займаючи або позиції магнію, або проникаючи в радикал в позиції кремнію. Нарешті, є рідкісні літієві піроксени і амфіболи.
Основною відмінністю пива складу піроксенів і амфиболов є присутність конституційної води в вигляді анионной групи (OH)-.
У структурі пироксенов є одинарні ланцюжки (Si2O6)4, в Амфіболь - стрічки (Si4O11)6 з групами (OH)- в центрі кожного кільця цієї стрічки. Ланцюжки і стрічки орієнтовані паралельно один одному уздовж витягнутості кристалів і групуються попарно. У кожній парі вони з`єднуються через вершини тетраедрів катіонами Mg2+, кожна пара з`єднується з сусідньою іонами Ca2+. При різних зрушеннях щодо один одного ланцюжків і стрічок виходять ромбические і моноклінні піроксени і амфіболи. Між парами стрічок в Амфіболь існують порожнини. Це вакантна позиція для натрію. Тут він поміщається в структурі так званих лужних амфиболов.
Найбільш прості формули наступних мінералів:
піроксени Амфіболи
Енстатіт (ромб.) Mg2(Si2O6) Антофілліт (ромб.) Mg7(Si8O22) (OH)2
Кліноенстатіт (мон.) Mg2(Si2O6) Кумингтоніт (мон.) Mg7(Si8O22) (OH)2
Діопсид (мон.) СаMg(Si2O6) Тремоліт (мон.) Ca2Mg5(Si8O22) (OH)2
Знаючи ці формули напам`ять, можна вивести з них все гіпотетичні і реальні формули амфиболов і піроксенів. Склад реальних мінералів цих груп завжди набагато складніший за рахунок явищ ізоморфізму. Окремо стоять тільки літієві мінерали - їх склад найбільш близький до формул хімічно чистих речовин
Літієві піроксени і амфіболи:
сподумен LiAl(Si2O6)
Холкмвістіт (ромб. Amf) - Li2Mg3Al2(Si8O22) (OH)2
так, використовуючи просту схему ізовалентного заміщення Mg2+ larr- Fe2+, отримуємо формули моноклінних пироксенов: ферросіліта, Fe2(Si2O6)і геденбергітом FeСа(Si2O6), моноклінних амфиболов: грюнеріта Fe7(Si8O22) (OH)2і ферроактіноліта Ca2Fe5(Si8O22) (OH)2.
Крім перерахованих використовують ще і такі найпоширеніші і стійкі назви пироксенов:
Натрієві піроксени натрієві амфіболи
жадеит NaAl(Si2O6) глаукофан Na2Mg3Al2(Si8O22) (OH)2
омфаціт NaAl(Si2O6)
егіриніт NaFe(Si2O6) Рібек Na2Fe3Fe2(Si8O22) (OH)2
Кальцієві піроксени кальцієві амфіболи
геденбергіт FeСа (Si2O6) Тремоліт (мон.) Ca2Mg5(Si8O22) (OH)2
діопсид (мон.) СаMg (Si2O6) актиноліт Ca2Fe5(Si8O22) (OH)2.
Традиційно використовують об`єднані групові назви - авгита, рогові обманки, лужні амфіболи.
Авгита - це диопсидом-геденбергітом з изоморфной домішкою егірином і гіпотетичних алюмінієвих компонентів типу CaAl(AlSiO6), CaTi(Al2O6).
Рогові обманки - об`єднана назва сільножелезістих амфиболов з помірною кількістю натрію (або без нього) та з алюмінієм в позиції кремнію. До них відносяться мінерали типу чермакіта (Ca2Mg3Al2(Si8O22) (OH)2), Еденіта (Na2Са2Mg5(Si8O22) (OH)2), Гастінгсіта і ін. Лужні амфіболи - об`єднана назва для амфиболов з двома-трьома атомами натрію в їх формулою, без алюмінію в складі радикала, але з великою кількістю алюмінію (і заліза) в позиціях магнію. Це глаукофан, рибекит, магнезіорібекіт, Арфведсон і ін.Морфологія кристалів і фізичні властивості пироксенов і амфиболов
Морфологічно кристали піроксену і амфибола подібні один одному. Вони витягнуті відповідно уздовж ланцюжків і стрічок. У амфиболов кристали більш шестоваті і сплощені. В ідеалі на кристалах розвинені одні й ті ж прості форми: ромбічна призма (m) І три пинакоида (a, b, c). У ромбических мінералів верхній пинакоида горизонтален, а у моноклінних нахилений і симетричність кристалів знижується. Кут між гранями призми у пироксенов близько 90ordm-, у амфиболов - близько 120ordm-.
Для кальцієвих і магнієвих пироксенов (диопсид, енстатіт і ін.) Характерні зернисті агрегати і агрегати короткопризматические кристалів.
Залізисті піроксени (егіриніт, геденбергіт) утворюють шестоваті, голчасті кристали, радіально-променисті агрегати.
Для всіх амфиболов характерні саме такі виділення - шестоваті, голчасті кристали, їх безладні скупчення, зірчасті, віялоподібні зростки. Сама назва актіноліт пов`язано з голчастим-променевої формою агрегатів (в перекладі з грец. - «променистий камінь»).
Фізичні властивості пироксенов і амфиболов дуже подібні. Твердість 5,5-6 (у сподумена - 7). Спайність у пироксенов погано помітна (у сподумена досконала, у амфиболов чітко проявлена, досконала. Колір мінералів зазвичай визначається вмістом в них заліза і змінюється від білого (сподумен, антофиллит, тремоліт) через зелений (диопсид, актіноліт, егіриніт) до зелено-чорного ( геденбергіт, рогові обманки, лужні амфіболи). Як виняток у рідкісних хромсодержащих різновидів він яскравий смарагдово-зелений (такий, наприклад, колір хромдіопсиди). Іноді у сподумена з домішкою марганцю колір рожевий, дуже світлий. Серед лужних амфібії ов є мінерали синьо-блакитного кольору (рибекит, крокидолит).
Блиск у амфиболов і пироксенов скляний, але у амфиболов він значно сильніше, особливо у багатих залізом рогових обманок і лужних амфиболов. Ромбічні піроксени виділяються за блиском - він у них має металоподібну (бронза) або перламутровий відлив.
Спайність у тих і у інших по призмі, але у пироксенов вона під кутом близько 90ordm-, у амфиболов - близько 120ordm-. У пироксенов вона гірше і практично мало помітна (за винятком сподумена), у амфиболов проявлена добре, чітко помітні відколи під кутами 120ordm- і 60ordm-.
Особливості умов освіти пироксенов і амфиболов
Піроксени і амфіболи зустрічаються в подібних типах мінеральних родовищ - найчастіше це магматичні гірські породи, скарни, гнейси і кристалічні сланці. У всіх випадках, коли обидва мінерали зустрічаються спільно, піроксени є високотемпературними і утворюються при більшому тиску, ніж амфіболи. Піроксени частіше кристалізуються в магматичних умовах, а амфіболи (але не завжди) - в гідротермальних- перші - більш глибинні мінерали, другі - мінерали середніх глибин. Дуже типово заміщення пироксенов амфіболами в результаті зниження температури, тиску і зростання хімічної активності води в середовищі мінералоутворення.
Морфологічні властивості пироксенов і амфиболов залежать від умов їх утворення. Є піроксени і амфіболи, які утворюються в магматичних умовах, інші можуть утворитися в магматичних і метаморфічних, а треті - тільки в метаморфічних.
У ультраосновних і основних магматичних (глибинних) породах піроксени представлені залізо-магнієвими силикатами ромбічної і моноклінної сингоний. Це енстатіт (і його більш залізисті різновиди - гіперстен, бронза) і диопсид-геденбергіт (з изоморфной домішкою тієї чи іншої кількості натрієвого і алюмінієвого компонента). Типовим мінералом мантійних ультраосновних гірських порід (еклогітов) є омфаціт - це диопсид, збагачений изоморфной домішкою жадеита (натрієвого клинопироксена).
У середніх і кислих глибинних породах зустрічаються диопсид (з изоморфной домішкою геденбергітом і егірином) і звичайна рогова обманка.
У лужних глибинних породах (сиенитах, нефелінових сиенитах піроксени представлені своїми лужними різновидами - егіриніт-диопсидом, егіриніт-авгита і егірином, амфіболи тут також лужні - Арфведсон, рибекит і ін. Ці ж лужні піроксени і амфіболи утворюються і в навколишніх лужні масиви пісковиках, гнейсах і інших породах в ході їх пріконтактових змін.
У ефузивних породах типу базальтів піроксени вкрапленников найчастіше представлені диопсид-геденбергітом з домішкою натрію, алюмінію, титану (авгита і тітанавгіти), амфіболи - роговий обманкою (бурого базальтіческой). Тут рогова обманка часто буває збагачена титаном - такі рогові обманки називаються керсутітамі.
У гранітних пегматитах з лужним ухилом (натрієво-літієвий тип) постійно в якості головного мінералу присутній сподумен, а в навколишніх їх гнейсах за рахунок виносу літію розчинами з пегматитів утворюється холмквестіт (літієвий амфибол). У гранітних пегматитах інших типів піроксени і амфіболи вкрай рідкісні.
У лужних пегматитах зустрічається егіриніт, Арфведсон і інші лужні амфіболи. Вони грають тут роль постійних другорядних мінералів.
У скарнах піроксени (диопсид, геденбергіт) є обов`язковими головними мінералами. Вони утворюються в найбільш ранню стадію формування скарнів, а в пізні стадії процесу інтенсивно заміщаються роговою обманкою, актинолітом і тремолітом. Дуже характерні в деяких скарнах великі світло-зелені кристали слабожелезістого діопсид з добре розвиненою отдельностью, обумовленої найтоншими вросткамі магнетиту, - такий диопсид називають діаллагом. З амфиболов типові актіноліт і рогова обманка.
У процесах регіонального метаморфізму осадових, вулканогенно-осадових, магматичних гірських порід піроксени утворюються рогові обманки, тремоліт-актинолітом, диопсидом і геденбергітом. Продуктами сильного метаморфізму багатих натрієм порід є лужні піроксени і амфіболи. Найчастіше це жадеїт і глаукофан.
Утворюючись при високому тиску амфіболи і піроксени легко змінюються при зниженні температури і тиску при впливі гідротермальних растворов- заміщуються при цьому слюдами, хлоритом, іноді серпентином і тальком (магнезійний піроксен - енстатіт). При поверхневому вивітрюванні по ним розвиваються глинисті мінерали і гідроксиди заліза.
Практичне значення з родовищ пироксенов і амфиболов мають деякі метаморфічні породи як джерело видобутку жадаю і змінені, сильно метаморфізовані ультраосновних породи для видобутку нефриту.
сподумен LiAl(Si2O6). Займає кілька особливе становище серед групи піроксенів. Не утворює з іншими піроксенами ізоморфних сумішей. Містить окису літію до 8%. Колір сірувато-білий, нерідко з зеленуватим відтінком, жовтувато-зелений, фіолетовий (кунцит). Блиск скляний, на площинах спайності зі слабким перламутровим відливом. Тв. 6,5-7.
Зустрічається в гранітних пегматитах в асоціації з кварцом, польового шпату, літієвими слюдами, турмаліном і ін.
З досить численних родовищ сподумена можна відзначити найбільш відоме велике родовище Кійстон в США (шт. Південна Дакота), де зустрічаються гігантські кристали зміненого сподумена до 12-16 м в довжину і близько 1 м в діаметрі (вагою до 90 т). Пегматитові родовища Мадагаскару цікаві тим, що там зустрічаються незмінені прозорі різниці різного забарвлення: жовтувато-зеленою, жовтою, рожевою.
Сподумен разом з літієвими слюдами служить джерелом для отримання препаратів літію, що вживаються в медицині, піротехніку, фотографії, склоробстві, рентгенографії і ін. Прозорі красиво забарвлені сподумени (блакитно-зелений і світло-зелений - гидденит і бузково-рожевий - кунцит) використовуються як ювелірні камені.
