Геология / 1 курс / Минералогия / Амфиболы
.docмарганцевых скарнах) совместно с марганецсодержащими пироксенами, Mn-андрадитом, сульфидами Pb и Zn (галенитом и сфалеритом).
Основное же происхождение – региональный метаморфизм загрязненных кремнеземом осадочных оксидных и карбонатных марганцевых руд. В парагенезисе с ним присутствует бустамит – (Mn,Ca)3[Si3O9], спессартин, тефроит – Mn2[SiO4], родохрозит.
Изменение. При выветривании, окисляясь, переходит в оксиды и гидроксиды Mn4+(пиролюзит, вернадит).
Значение. Породообразующий минерал некоторых метаморфических пород. Ценный ювелирно-поделочный камень.
3.2. ПОДКЛАСС: СИЛИКАТЫ СО СДВОЕННЫМИ ЦЕПОЧКАМИ
КРЕМНЕКИСЛОРОДНЫХ ТЕТРАЭДРОВ.
(ЛЕНТОЧНЫЕ СИЛИКАТЫ)
3.2.1. ГРУППА АМФИБОЛОВ С РАДИКАЛОМ [Si4O11]6–
Амфиболы являются важнейшими породообразующими минералами. Они представляют группу ленточных силикатов, для которых образование основного элемента структуры – ленты, происходит путем зеркального соединения двух пироксеновых цепочек. В составе лент выделяются шестерные кольца с элементом повторяемости – радикалом [Si4O11]6–. В отличие от пироксенов в анионной части амфиболов появляется дополнительная анионная группа (OH)1– (конституционная вода) или (OH,F,O,Cl)1– (летучие компоненты). В качестве катионов, как и в пироксенах, выступают важнейшие породообразующие элементы – Ca, Mg, Fe. В отличие же от пироксенов роль Ca заметно возрастает, увеличивается также роль Na и Al. В общем виде идеализированную формулу амфиболов можно представить как А2+2В2+5[Si4O11]6–2(ОН,F,Cl,O)1–2. Среди амфиболов широко развит изоморфизм, как изовалентный так и гетеровалентный, в результате чего среди амфиболов появляются многочисленные минеральные виды. Практически у каждого пироксена есть аналог по химическому составу среди амфиболов. Особенности химического состава амфиболов по сравнению с пироксенами при общем сходстве их состава заметно отражаются на условиях образования этой минеральной группы.
Структура амфиболов близка к структуре пироксенов, поэтому физические свойства этих двух групп минералов во многом близки. Подобно пироксенам большинство амфиболов кристаллизуется в моноклинной сингонии, и только часть в ромбической. Для амфиболов более характерны заметно удлиненные агрегаты: столбчатые, радиально-лучистые, игольчатые до тонкоигольчатых и спутанноволокнистых. Волокнистые агрегаты получили название амфиболовых асбестов (тремолит-асбест, актинолит-асбест). Способность амфиболов образовывать асбесты является специфической особенностью этой группы минералов. Плотные необычайно вязкие скрытокристаллические спутанноволокнистые агрегаты амфиболов известны под названием нефрит. В зависимости от видовой принадлежности и наличия примесей цвет нефрита бывает разным (белым, зеленым, почти черным, серовато-синим). Амфиболы, имея ленточную структуру, в отличие от пироксенов образуют кристаллы, имеющие шестиугольное сечение благодаря развитию граней призмы {110} и пинакоида {010}. Для них, как и для пироксенов, характерна совершенная спайность по призме {110} с углами между плоскостями спайности 56о и 124о, что отличает их от пироксенов, у которых угол между плоскостями спайности близок к 90о. Твердость амфиболов немного ниже, чем у пироксенов 5-6. Плотность так же, как и твердость, тоже несколько ниже – 2,8-3,4 г/см3. Понижение этих физических свойств амфиболов объясняется присутствием в них дополнительной анионной группы (OH)–. Цвет от серовато-белого до зеленовато-черного в зависимости от количества железа в составе. В окраске щелочных амфиболов появляется синеватый оттенок.
Благодаря присутствию группы (ОН)– или летучих компонентов (OH,F,O,Cl)– амфиболы по сравнению с пироксенами образуются при более низкой температуре. Амфиболы по сравнению с пироксенами являются более поздними в магматическом процессе и более ранними в метаморфическом. Приуроченность амфиболов к той или иной по составу магматической породе определяется их составом. Богатые Ca амфиболы – типичные минералы скарнов. Однако возникают они в гидротермальную стадию скарнового процесса, позже высокотемпературных гранатов, пироксенов, волластонита. Близость химического состава амфиболов и пироксенов приводит к тому, что при воздействии на пироксены гидротермальных растворов они легко замещаются более поздними амфиболами. Замещение пироксенов амфиболами – явление обычное, свидетельствующее об эволюционном развитии процесса минералообразования, протекающего при направленном падении температуры.
Наиболее распространенные моноклинные амфиболы:
Тремолит – Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2
Актинолит – Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2
Роговая обманка – Ca2Na(Mg,Fe2+)4(Al,Fe3+)[(Si,Al)4O11]2(OH,F,Cl,O)2
Арфведсонит – Na3(Mg,Fe2+)4(Al,Fe3+)[(Si,Al)4O11]2(OH,F)2
Из ромбических амфиболов более известен
антофиллит – (Mg,Fe2+)7[Si4O11]2(OH)2.
ТРЕМОЛИТ – Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2
Химический состав довольно устойчив. В небольших количествах присутствуют Fe2+ (определяет появление зеленоватой окраски), Mn2+, иногда Al3+.
С
Рис. 46. Шестоватые
агрегаты тремолита
Кристаллы длиннопризматические до игольчатых и волосовидных, бедные простыми формами, встречаются редко.
Агрегаты более обычны. Это тонколучистые, шестоватые (рис. 46), игольчатые, тонко- до спутанноволокнистых, асбестовидные агрегаты (тремолит-асбест). Плотные скрытокристаллические спутанноволокнистые массы – тремолитовый нефрит.
Спайность совершенная по призме {110} в двух направлениях с углом между плоскостями спайности 124о и 56о. Излом ступенчато-неровный до занозистого. Твердость 5,5-6. Хрупкий, благодаря чему создается ложное восприятие более низкой твердости. Нефрит чрезвычайно вязкий с четко проявляющейся твердостью 6. Плотность 2,9–3,0 г/см3.
Ц
а
б
Рис. 47. Нефрит в
полировках: а – светлый апокарбонатный;
б – зеленый – апогипербазитовый
примесью
Fe2
Диагностические признаки. Характерны удлиненные кристаллы и волокнистые агрегаты с выраженной хрупкостью. Такое строение агрегатов в сочетании с хрупкостью приводит к неправильному восприятию их твердости, кажущейся ниже 5. От актинолита отличается светлой окраской. Нефрит выделяется вязкостью и твердостью, соответствующей действительной. Для тремолита характерен парагенезис с другими магнийсодержащими минералами.
Образование. Как постмагматический минерал при участии гидротермальных растворов замещает кальциево-магнезиальные пироксены основных магматических пород.
Как метаморфический минерал образуется за счет доломитов и магнезиальных известняков в условиях низкой ступени метаморфизма.
Светлый тремолитовый нефрит является продуктом контактово-метасоматического процесса по магнийсодержащим карбонатным породам (мраморам и доломитам) – апокарбонатный нефрит (рис. 47, а).
Маложелезистый тремолитовый нефрит зеленого цвета входит в состав метасоматитов по ультраосновным породам, образуя компактные залежи среди серпентинитов, находящихся в контакте с существенно альбитовыми породами и родингитами (метасоматиты по основным породам) – апогибербазитовый нефрит.
Изменение. В эндогенных условиях тремолит при участии поздних гидротермальных растворов замещается тальком. В поверхностных условиях переходит в смесь глинистых минералов, карбонатов, кремнезема.
Значение. Породообразующий минерал в метаморфических породах низкой ступени метаморфизма. Вторичный минерал по магматическим породам. Тремолитовый нефрит – популярный ювелирно-поделочный камень.
АКТИНОЛИТ – Ca2(Mg,Fe)5[Si4O11]2(OH)2
Актинолит и тремолит имеют близкие физические свойства, практически отличаясь только цветом и оптическими константами. В переводе с греческого актинолит – лучистый камень («актинос» – луч, «литос» – камень).
Химический состав. От тремолита отличается большим содержанием Fe2+, иногда присутствуют Al3+, Na1+ и Cr3+.
Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L2PC).
Кристаллы столбчатые до игольчатых, удлиненные вдоль оси с.
Агрегаты радиальнолучистые (звездчатые) (рис. 48), реже шестоватые, тонкоигольчатые до спутанноволокнистых, асбестовидные (актинолит-асбест). Плотные скрытокристаллические спутанноволокнистые массы – актинолитовый нефрит (рис. 47, б).
С
Рис. 48. Лучистые
агрегаты актинолита
Цвет. Все оттенки зеленого от светлого серовато-зеленого до темно-зеленого. Актинолит с примесью Cr ярко-зеленого цвета. Блеск стеклянный, у нефрита матовый.
Диагностические признаки. Характерны зеленый цвет и часто радиально-лучистые агрегаты. В шестоватых и игольчатых кристаллических агрегатах видимое понижение твердости. Нефрит отличается свойственной минералу твердостью 6 и высокой вязкостью.
Образование. При участии поздних гидротермальных растворов развивается по пироксенам совместно с тремолитом, эпидотом, хлоритами, кварцем, цоизитом, тальком. В таком парагенезисе отмечается как компонент замещающего комплекса в изверженных магматических породах основного состава.
Актинолит наблюдается в составе известковых скарнов, образуясь в гидротермальную стадию скарнового процесса.
Наиболее часто встречается в составе кристаллических сланцев, продуктов низкой ступени регионального метаморфизма, возникших за счет железосодержащих осадочных пород. При существенной доле актинолита такие сланцы получили название зеленых сланцев.
Актинолитовый, а также маложелезистый тремолитовый нефрит зеленого цвета входит в состав метасоматитов по ультраосновным породам, образуя компактные залежи среди серпентинитов, находящихся в контакте с существенно альбитовыми породами и родингитами (метасоматиты по основным породам) – апогипербазитовый нефрит.
Изменение. В эндогенных условиях замещается хлоритом, карбонатами, эпидотом с кварцем и кальцитом. В экзогенных условиях переходит в глинистые минералы с гидроксидами железа и кремнеземом.
Значение. Породообразующий минерал зеленых сланцев. Нефрит – популярный ювелирно-поделочный камень.
РОГОВАЯ ОБМАНКА –
NaCa2(Mg,Fe2+)4(Al,Fe3+)[(Si,Al)4O11]2(OH,F,O)2
Роговая обманка наиболее широко распространенный минерал группы амфиболов благодаря чему термин амфибол часто не вполне правомерно полностью отождествляется именно с роговой обманкой. Роговая обманка относится к важнейшим темноцветным породообразующим минералам.
Химический состав роговой обманки весьма непостоянен благодаря широко проявленному изоморфизму среди катионов. Появление трехвалентных Al3+ и Fe3+ в катионной части сопровождается замещением части кремния в радикале на алюминий. Поэтому роговая обманка подобно авгиту относится уже к алюмосиликатам. В составе роговой обманки кроме указанных в формуле изоморфных примесей могут появляться примеси Cl (дашкесанит), Ti и др. элементов.
Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L2PC).
К
Рис. 49. Лучистые
агрегаты роговой обманки
Агрегаты шестоватые, лучистые (рис. 49), редко встречается в виде зернистых или плотных масс.
Спайность совершенная по призме {110} в двух направлениях с углом между плоскостями спайности 124о и 56о. Излом ступенчато-неровный до занозистого. Твердость 5,5-6. Хрупкий. Агрегаты, соответствующие нефриту чрезвычайно вязкие. Плотность 3,1–3,3 г/см 3.
Цвет темно-зеленый, зеленовато-, буровато-черный. Черта светлая серовато-зеленая, серая, реже буровато-зеленая. Блеск стеклянный.
Диагностические признаки. Характерен темно-зеленый до зеленовато-черного цвет, длиннопризматические кристаллы, тупой или острый угол между плоскостями спайности, отчетливо видимый в крупнокристаллических агрегатах. От похожего шерла отличается меньшей твердостью и наличием спайности. При раздавливании небольшого зернышка на предметном стекле при увеличении наблюдаются игольчатые осколки в отличие от угловатых и пластинчатых для пироксенов.
Образование. Роговая обманка обычный позднемагматический минерал изверженных пород среднего состава и акцессорный минерал кислых и основных пород. Известны редкие ультраосновные магматические породы существенно роговообманкового состава, получившие название горнблендиты (от немецких «хорн» – рог, «бленде» – обманка). В эффузивных породах встречается в виде базальтической роговой обманки, отличающейся повышенным содержанием Fe3+, Ti4+ и O2– благодаря высокому потенциалу кислорода в этих условиях.
Крупные до 0,5 м кристаллы, роговой обманки встречаются в составе редких в природе габбровых пегматитов.
Роговая обманка частый минерал известковых скарнов особенно железорудных (дашкесанит). Она образуется в гидротермальную стадию скарнового процесса, часто замещая более ранний диопсид. Характерный парагенезис скарнов включает пироксены диопсид-геденбергитового ряда, гранаты гроссуляр-андрадитового ряда, магнетит, гематит, эпидот, хлориты и др минералы.
Роговая обманка широко распространена в метаморфических породах, испытавших более глубокий метаморфизм, чем зеленые сланцы с актинолитом. Совместно с плагиоклазами она входит в состав так называемых амфиболитов, в которых является главным породообразующим минералом. Роговая обманка совместно с плагиоклазом и кварцем постоянный компонент амфиболовых сланцев и гнейсов, отвечающих так же, как и амфиболиты, средней ступени метаморфизма.
Изменение. В эндогенных условиях замещается хлоритом, карбонатами, эпидотом с кварцем и кальцитом, реже серпентином. В экзогенных условиях переходит в глинистые минералы в смеси с гидроксидами железа и кремнеземом.
Значение. Темноцветный породообразующий минерал магматических и метаморфических пород.
АРФВЕДСОНИТ – Na3(Mg,Fe2+)4(Al,Fe3+)[(Si,Al)4O11]2(OH,F)2
Химический состав непостоянен. Кроме отмеченных в формуле изоморфных замещений часто присутствуют примеси K, Ca, иногда Mn и Ti. Арфведсонит подобно роговой обманке также является алюмосиликатом.
Сингония моноклинная, планаксиальный вид симметрии (L2PC).
Кристаллы призматические, часто значительно вытянутые по оси с (рис. 50).
Агрегаты шестоватые, лучистые, удлиненные зерна, редко плотные массы.
Спайность совершенная по призме {110} в двух направлениях с углом между плоскостями спайности 124о и 56о. Излом ступенчато-неровный до занозистого. Твердость 5,5-6. Хрупкий. Плотность 3,4–3,5 г/см 3.
Ц
Рис. 50. Призматические
кристаллы арфведсонита в щелочной
породе
Диагностические признаки. Для арфведсонита в качестве диагностического признака можно рассматривать его характерный парагенезис. Он входит в состав щелочных пород вместе с нефелином, эгирином, полевыми шпатами. Весьма похож на эгирин, от которого отличается цветом черты (зеленая у эгирина) и углами между плоскостями спайности.
Образование. Является типичным позднемагматическим минералом щелочных магматических пород и пегматитов нефелиновых сиенитов. Для него обычен парагенезис с нефелином, альбитом, эгирином, эвдиалитом, содалитом, полевыми шпатами.
Арфведсонит присутствует в составе некоторых карбонатитов.
Изменение. Кроме изменений, описанных для других амфиболов, арфведсонит в щелочных пегматитах замещается поздним лепидомеланом (железистая слюда).
Значение. Темноцветный породообразующий минерал в некоторых щелочных породах.