Лекция 1.Главные минералы горных пород (стр. 3 )

Температура плавления магматических амфиболов ниже, чем пироксенов, и колеблется в пределах 1025–1085 ºС.

Наибольшее породообразующее значение имеют моноклинные амфиболы роговые обманки, а также актинолит и тремолит. Кроме них имеется обширная группа щелочных амфиболов, богатых щелочами, в основном натрием.

Ромбические амфиболы являются железо-магнезиальными минералами (антофиллит, жедрит).

Среди моноклинных выделяют три подгруппы:

1. Железо-магнезиальные (купферит, грюнерит), сходные по химическому составу с ромбическими амфиболами.

2. Известковистые, содержащие в качестве главного компонента Ca.

3. Щелочные, главным катионом которых является Na.

Происхождение. Железо-магнезиальные амфиболы, как ромбические, так и моноклинные амфиболы, являются минералами исключительно метаморфическими. Среди известковых и щелочных есть как метаморфические, так и магматические минералы.

Исключительно магматическое происхождение имеет базальтическая роговая обманка. Исключительно метаморфическими являются глаукофан, актинолит, тремолит, антофиллит.

Рассмотрим наиболее распространенные амфиболы.

Известковистые амфиболы

Тремолит – Ca2Mg5[Si4O11]2(OH)2.

Актинолит – Ca2(Mg, Fe)5[Si4O11]2(OH)2.

Роговые обманки –Ca2Na(Mg, Fe)4(Al, Fe)[(Si, Al)4O11]2(OH)2.

Базальтическая роговая обманка имеет состав такой же, как и роговая обманка, но содержит больше Fe3+ и Ti.

Щелочные амфиболы

Арфведсонит – Na3(Fe, Mg)4(Fe, Al)[Si4O11]2(OH)2.

Рибекит – Na2Fe32+ Fe23+[Si4O11]2(OH)2.

Глаукофан – Na2(Fe, Mg)3Al2[Si4O11]2(OH)2.

В кристаллической решетке амфиболов ленты кремнекислородных тетраэдров вытянуты в направлении оси с и с этим связан их призматический облик.

Поперечные разрезы амфиболов имеют форму вытянутых (уплощенных) шестиугольников (усеченных ромбов).

Положение осей индикатрисы относительно кристаллографических осей для каждой разновидности амфиболов строго определенно и является характерной оптической константой.

У всех моноклинных амфиболов встречаются двойники простые и полисинтетические (с небольшим числом двойниковых полос).

Все амфиболы имеют значительные (довольно высокие) показатели преломления, но более низкие, чем у оливинов и пироксенов.

Все амфиболы, содержащие железо имеют окраску от зеленой до коричневой и плеохроизмом (от слабого до резкого, в зависимости от содержания железа). Особенно интенсивно окрашены щелочные амфиболы (они часто имеют синеватые цвета или оттенки). Бесцветными являются лишь антофиллит и тремолит и по этому признаку их легко отличить от других амфиболов.

Двупреломление амфиболов колеблется в широких пределах. Наиболее низкое значение у щелочных амфиболов, среднее – в обыкновенной роговой обманке и наиболее высокое – в базальтической роговой обманке.

Щелочные амфиболы обладают сильной дисперсией осей индикатрисы, благодаря чему некоторые разрезы их при скрещенных николях не гаснут. Это свойство щелочных амфиболов является очень характерным, и оно отличает их от многих других минералов.

Лекция 3.Моноклинные амфиболы

Обыкновенная роговая обманка наиболее распространена в магматических и метаморфических породах, при разрушении которых попадает иногда и в осадочные песчаники. Удлиненные по призме и вертикальной оси с кристаллы встречаются в составе многих горных пород (интрузивные горнблендиты, диориты и др., а среди метаморфических – амфиболовые сланцы и амфиболиты). Роговая обманка может развиваться по моноклинным пироксенам, замещая его в магматических условиях.

Цвет роговой обманки обычно зеленый или коричневый с сильным плеохроизмом по схеме Ng>Nm>Np (от темно-зеленого (коричневого) до светло-желтого (зеленого)). Величина двупреломления колеблется от 0,016 до 0,025. Показатель преломления ng=1,64–1,704, np=1,630—1,678. cNg =15–27º. 2V(–) =63–87º.

Интенсивность окраски зависит от содержания в амфиболе железа (двух - или трехвалентного).

Базальтическая роговая обманка отличается от обыкновенной тем, что встречается исключительно в магматических породах. Окрашена в густые коричневые цвета с сильным плеохроизмом. Т. к. она содержит Ti, то имеет более высокие показатели преломления (ng=1,693–1,760; np=1,690–1,692) и более высокое двупреломление ng–np=0,026–0,072. Угол погасания cNg от 0 до 12º. Угол оптических осей отрицательный, такой же как и у обыкновенной роговой обманки.

Разности, сильно обогащенные титаном (до 7–8 % TiO2), называют керсутитом.

Для определения оптических констант у амфибола находят:

1. Разрез с наиболее высокой интерференционной окраской. Это обычно удлиненные разрезы со спайностью. Здесь определяют плеохроизм по Ng и Np; удлинение сNg, которое должно быть (+), что отличает роговую обманку от похожего окрашенного щелочного пироксена эгирина, у которого удлинение будет (–); определяют двупреломление по таблице Мишель-Леви.

2. На разрезах (┴ О. Б.), имеющих две системы спайности, пересекающиеся под углами 124 и 56º, можно видеть окраску по Nm, которая будет совпадать с направлением биссектрисы острого угла, тогда как окраска по Np будет совпадать с направлением биссектрисы тупого угла.

3. Разрезы с низкой (серой) интерференционной окраской (┴Т. Б.) и общим зеленым цветом зерна будут иметь прямое погасание. В этом разрезе определяют цвет по Ng и Nm.

Продукты изменения. Опацитизация амфиболов – это разложение роговых обманок, образовавшихся на глубине с выделением магнетита и стекла (вода из минерала удаляется). Разложение происходит из-за реакции между ранее кристаллизовавшимися амфиболами и горячим расплавом. Минералы сначала по краям, а затем целиком могут становиться непрозрачными, черными, сохраняя только характерные формы амфиболов. При дальнейшей реакции амфиболов с расплавом от роговой обманки остаются только мелкие скопления рудных минералов.

Роговая обманка может замещаться вторичным амфиболом – актинолитом, также хлоритом

Актинолит и тремолит – это самостоятельный ряд амфиболов, связанный с роговыми обманками изоморфными переходами. Тремолит отличается от актинолита отсутствием в его составе двухвалентного железа (это бесцветный в шлифе амфибол, актинолит – светло-зеленого цвета). Это метаморфические амфиболы, часто образуются по роговым обманкам или моноклинному пироксену. Могут встречаться в магматических породах в качестве вторичных минералов.

Форма кристаллов типична для амфиболов, но, как правило, более вытянутая, длиннопризматическая, игольчатая. Может образовывать волокнистые агрегаты.

Оптические свойства сходны со свойствами роговых обманок. Отличаются характерными формами выделения, цветом и метаморфической ассоциацией минералов (часто с гранатом, биотитом, кварцем, мусковитом).

Величина двупреломления актинолита – 0,030, тремолита – 0,026. Углы погасания в разрезах параллельных плоскости оптических осей для двух минералов cNg =14–17º. Оптический знак (–). Удлинение (+).

Щелочные амфиболы. Все амфиболы данной группы характеризуются большими содержаниями Na2O. Хотя тип структурной формулы сохраняется общим для всех амфиболов, но их оптические свойства сильно зависят от химического состава. Щелочные амфиболы характеризуются насыщенным цветом и резким плеохроизмом в синих тонах.

Оптический знак разный, но у большей части (–). У рибекита (+). Схема абсорбции Np>Nm≥Ng. Удлинение отрицательное.

Арфведсонит и рибекит – минералы щелочных магматических пород. рибекит также известен в метаморфических породах.

В шлифах щелочные амфиболы имеют сходство с турмалином, как по окраске, так и по схеме плеохроизма, однако в отличие от тригонального турмалина, щелочные амфиболы имеют косое погасание а также дисперсии осей индикатрисы (в некоторых сечениях не гаснут).

Узнаются по оптическим свойствам и характерным парагенезисам: фельдшпатоиды, биотит, средний плагиоклаз, сфен, апатит, магнетит.

Группа слюд

Слюды широко распространены в магматических и метаморфических породах. Из магмы они кристаллизуются позже других фемических минералов (оливина, пироксенов, амфиболов), когда в ней концентрируется достаточное количество щелочей, глинозема, воды и других летучих компонентов. Из «сухих» расплавов, не содержащих летучих компонентов, слюды образоваться не могут, т. к. в их составе присутствует группа (ОН)–, которая может замещаться F– или, реже Cl–.

При разрушении слюды переходят в осадочные горные породы (слюдистые пески и песчаники).

По химическому составу и структуре слюды относятся к слоистым алюмосиликатам. Химический состав их очень изменчив. Кремнекислородные и алюмокислородные тетраэдры в них, скрепленные ионами кислорода, образуют плоские слои, которые соединены между собой катионами. Элементарная ячейка слоя состоит из трех Si, одного Al, десяти О и двух (ОН).

Анионная группа имеет вид: [Si3AlO10]5-(OH)2-2.

В слюдах широко распространено явление изоморфизма – замена одного катиона другим. Однако, в качестве одновалентного катиона всегда присутствует К+, из двухвалентных – Mg и Fe, из трехвалентных – Al, Fe. В слюдах имеет место гетеровалентное замещение (Mg, Fe2+)3 на (Al, Fe3+)2.

Кроме перечисленных катионов в слюдах может присутствовать Li, Mn, Cr, V, Ti, Ni, Co и др. Ион натрия в составе слюд присутствует редко (редкая натриевая слюда – парагонит), а кальций отсутствует.

Известны магнезиально-железистые слюды (флогопит, биотит, лепидомелан), щелочные (мусковит, лепидолит, циннвальдит) и др.

Рассмотрим оптические свойства только трех слюд:

Мусковита – KАl2[Si3AlO10](OH)2,

Флогопита – KMg3[Si3AlO10](F, OH)2,

Биотита – K(Mg, Fe)3[Si3AlO10](OH, F)2.

Для всех этих слюд характерны некоторые общие свойства, которые определяются их общей кристаллохимической структурой.

Все слюды кристаллизуются в моноклинной сингонии, но имеют псевдогексагональный облик. Агрегаты слюд – листовато-пластинчатые, чешуйчатые.

Все слюды обладают весьма совершенной спайностью по (001), обусловленной их слоистым строением. Такое строение обусловливает различие в плотности слюд вдоль и поперек, что определяет резкое различие показателей преломления в двух направлениях и большое значение двупреломления. В то же время в плоскости слоя, различие между направлениями Ng и Nm, Np и Nm незначительны, поэтому в сечении, перпендикулярном Np будет совсем маленькое двупреломление (серые цвета).