Пироксен - Pyroxene
В пироксенах (обычно сокращенно Рх ) представляют собой группу важных породообразующего inosilicate минералов во многих магматических и метаморфических породах . Пироксены имеют общую формулу XY (Si, Al)
2О
6, где X представляет собой кальций (Ca), натрий (Na), железо (Fe II) или магний (Mg) и, реже, цинк , марганец или литий , а Y представляет собой ионы меньшего размера, такие как хром (Cr), алюминий ( Al), железо (Fe III), магний (Mg), кобальт (Co), марганец (Mn), скандий (Sc), титан (Ti), ванадий (V) или даже железо (Fe II). Хотя алюминий широко замещает кремний в силикатах, таких как полевые шпаты и амфиболы , в большинстве пироксенов такое замещение происходит лишь в ограниченной степени. Они имеют общую структуру, состоящую из одиночных цепочек тетраэдров кремнезема . Пироксены, которые кристаллизуются в моноклинной системе, известны как клинопироксены, а те, которые кристаллизуются в орторомбической системе, известны как ортопироксены .
Название пироксен происходит от древнегреческих слов, обозначающих «огонь» ( pyr πυρ ) и «чужой» ( ksénos ξένος ). Пироксены были названы так из-за их присутствия в вулканических лавах, где они иногда встречаются в виде кристаллов, встроенных в вулканическое стекло ; Предполагалось, что это примеси в стекле, отсюда и название, означающее «незнакомцы с огнем». Однако это просто ранние минералы, которые кристаллизовались до извержения лавы.
Верхняя мантия Земли состоит в основном из оливина и пироксена минералов. Пироксен и полевой шпат являются основными минералами в породах базальта , андезита и габбро .
Химия и номенклатура пироксенов
Цепная силикатная структура пироксенов обеспечивает большую гибкость при включении различных катионов, а названия минералов пироксена в первую очередь определяются их химическим составом. Пироксеновые минералы названы в соответствии с химическими формами, занимающими сайт X (или M2), сайт Y (или M1) и тетраэдрический сайт T. Катионы в сайте Y (M1) тесно связаны с 6 атомами кислорода в октаэдрической координации. Катионы в позиции X (M2) могут координироваться с 6-8 атомами кислорода, в зависимости от размера катиона. Двадцать названий минералов признаны Комиссией Международной минералогической ассоциации по новым минералам и названиям минералов, а 105 ранее использовавшихся названий были отброшены (Morimoto et al. , 1989).
Типичный пироксен содержит в основном кремний в тетраэдрическом узле и преимущественно ионы с зарядом +2 как в X, так и в Y узлах, что дает приблизительную формулу XYT
2О
6. Названия обычных кальций-железо-магниевых пироксенов определены в «четырехугольнике пироксена». Серия энстатит-ферросилит ( [Mg, Fe] SiO
3) включает обычный породообразующий минерал Гиперстен , содержит до 5 мол.% кальция и существует в трех полиморфных модификациях: орторомбический ортоэнстатит и протоэнстатит, а также моноклинный клиноэнстатит (и его эквиваленты). Увеличение содержания кальция предотвращает образование ромбических фаз и пижонита ( [Mg, Fe, Ca] [Mg, Fe] Si
2О
6) кристаллизуется только в моноклинной системе. Не существует полного твердого раствора по содержанию кальция, и пироксены Mg-Fe-Ca с содержанием кальция от примерно 15 до 25 мол.% Нестабильны по отношению к паре выделившихся кристаллов. Это приводит к разрыву в смешиваемости между составами пижонита и авгита . Существует произвольное разделение авгита и диопсид-геденбергита ( CaMgSi
2О
6 - CaFeSi
2О
6) Твердый раствор. Разделение принято при> 45 мол.% Ca. Поскольку ион кальция не может занимать Y-центр, пироксены с содержанием кальция более 50 мол.% Невозможны. Родственный минерал волластонит имеет формулу гипотетического кальциевого конечного члена, но важные структурные различия означают, что он вместо этого классифицируется как пироксеноид.
Магний, кальций и железо никоим образом не являются единственными катионами, которые могут занимать позиции X и Y в структуре пироксена. Вторая важная группа минералов пироксена - это богатые натрием пироксены, соответствующие номенклатуре «пироксеновый треугольник». Включение натрия с зарядом +1 в пироксен подразумевает необходимость в механизме восполнения «недостающего» положительного заряда. В жадеите и эгирине это добавляется путем включения катиона +3 (алюминия и железа (III) соответственно) в Y-сайт. Пироксены натрия с более чем 20 мол.% Компонентов кальция, магния или железа (II) известны как омфацит и эгирин-авгит , при этом 80% или более этих компонентов пироксен попадает в четырехугольник.
Широкий спектр других катионов, которые могут быть размещены в различных участках пироксеновых структур.
Т | Si | Al | Fe 3+ | ||||||||||||||
Y | Al | Fe 3+ | Ti 4+ | Cr | V | Ti 3+ | Zr | Sc | Zn | Mg | Fe 2+ | Mn | |||||
Икс | Mg | Fe 2+ | Mn | Ли | Ca | Na |
При назначении ионов сайтам основное правило состоит в том, чтобы работать в этой таблице слева направо, сначала назначая весь кремний Т-сайту, а затем заполняя сайт оставшимся алюминием и, наконец, железом (III); дополнительный алюминий или железо могут быть размещены в Y-узле, а более объемные ионы - в X-узле.
Не все полученные механизмы для достижения нейтральности заряда следуют приведенному выше примеру с натрием, и существует несколько альтернативных схем:
-
Сопряженные замены ионов 1+ и 3+ в сайтах X и Y соответственно. Например, Na и Al дают жадеит (NaAlSi
2О
6) состав. - Сопряженное замещение иона 1+ в сайте X и смесь равного количества ионов 2+ и 4+ в сайте Y. Это приводит, например, к NaFe 2+
0,5Ti 4+
0,5Si
2О
6. - Замена Tschermak, где ион 3+ занимает Y-сайт и T-сайт, приводя, например, к CaAlAlSiO
6.
В природе в одном минерале можно найти более одного замещения.
Пироксеновые минералы
- Клинопироксены (моноклинные)
-
Эгирин , NaFe 3+ Si ,
2О
6 -
Авгит , (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si, Al)
2О
6 -
Клиноэнстатит , MgSiO
3 -
Диопсид , CaMgSi
2О
6 -
Эссенеит , CaFe 3+ [AlSiO
6] -
Геденбергит , CaFe 2+ Si
2О
6 -
Жадеит , Na (Al, Fe 3+ ) Si
2О
6 - Джервисит, (Na, Ca, Fe 2+ ) (Sc, Mg, Fe 2+ ) Si
2О
6 - Йоханнсенит, CaMn 2+ Si
2О
6 -
Каноит , Mn 2+ (Mg, Mn 2+ ) Si
2О
6 -
Космохлор , NaCrSi
2О
6 - Намансилит, NaMn 3+ Si
2О
6 - Наталит, NaV 3+ Si
2О
6 -
Омфацит , (Ca, Na) (Mg, Fe 2+ , Al) Si
2О
6 - Петедуннит, Ca (Zn, Mn 2+ , Mg, Fe 2+ ) Si
2О
6 -
Пигеонит , (Ca, Mg, Fe) (Mg, Fe) Si
2О
6 -
Сподумен , LiAl (SiO
3)
2
-
Эгирин , NaFe 3+ Si ,
- Ортопироксены ( орторомбические )
-
Энстатит , мг
2Si
2О
6 - Бронзит , промежуточный между энстатитом и гиперстеном
-
Гиперстен , (Mg, Fe) SiO
3 - Эулит, промежуточное звено между гиперстеном и ферросилитом
-
Ферросилит , Fe
2Si
2О
6 - Донпеакорит, (MgMn) MgSi
2О
6 - Нчванингит, Mn 2+
2SiO
3(ОЙ)
2·(ЧАС
2O)
-
Энстатит , мг
Смотрите также
использованная литература
- К. Майкл Хоган (2010). Кальций . ред. А. Йоргенсен, К. Кливленд. Энциклопедия Земли . Национальный совет по науке и окружающей среде.
- Н. Моримото, Дж. Фабри, А. К. Фергюсон, И. В. Гинзбург, М. Росс, Ф. А. Сейфейт и Дж. Зуссман (1989). «Номенклатура пироксенов». Канадский минералог, Том 27, стр. 143–156. https://web.archive.org/web/20080309160117/http://www.mineralogicalassociation.ca/doc/abstracts/ima98/ima98(12).pdf
внешние ссылки
- Минеральные галереи
- Раздел видео : Lunar Explorers (ссылка на youtube: The Lunar Crust)