Щелочные пироксены

К щелочным пироксенам относят моноклинные пироксены – эгирин, эгирин-авгит, омфацит, жадеит и сподумен.

Эгирин

Эгирин – NaFe³⁺[Si₂O₆]. Форма кристаллов призматическая с тупыми или остроконечными окончаниями (акмит), длиннопризматическая, вплоть до игольчатой. Промежуточным членом между эгирином и эгирин-авгитом является эгирин-авгит. В жадеите в отличие от эгирина вместо трехвалентного железа присутствует алюминий.

Оптические свойства. Эгирин отличается от других пироксенов зеленым цветом (в шлифе), а также иным положением оптических осей индикатрисы. По удлинению (вдоль призмы) направлена ось Np, которая составляет с кристаллографической осью угол (с:Np = 2–8º). Таким образом, удлинение у эгирина отрицательное. Оптический знак также отрицательный. При одном николе наблюдается сильный плеохроизм: по Ng – светло-желтый (n = 1,75–1,84), по Np – темно-зеленый (n = 1,71–1,78). Двупреломление 0,03–0,06. Показатели преломления и двупреломление возрастают вместе с содержанием железа. Иногда бывает аномальная интерференционная окраска от желто-оранжевой до бурой. Встречаются двойники по (100)и диаллаговая отдельность.

Эгирин-авгиты – (Na, Ca) (Fe³⁺, Mg, Fe²⁺) [Si₂O₆]. Форма кристаллов короткопризматическая. Также как и эгирины, они окрашены в шлифе в темно-зеленый цвет с сильным плеохроизмом Ng – светло-желтый, по Np – темно-зеленый. Вдоль удлинения находится ось Np, образующая острый угол с кристаллографической осью с: Np до 32º, хотя при высоком содержании железа может снижаться почти 0º. Ng (n = 1,75–1,84), по Np – (n = 1,71–1,78). Двупреломление 0,03–0,06. Оптически положителен.

Происхождение. Эгирин-авгит кристаллизуется в качестве поздней фазы в щелочных оливиновых базальтах и щелочных габбро. Эгирин встречается в щелочных сиенитах, трахитах, щелочных гранитах, а также в метасоматических породах – фенитах (натриевый метасоматоз).

Омфацит – NaAlSi₂O₆ – пироксен, содержащий до 5 % Na₂O – минерал эклогитов (пироксен-пироповых глубинных пород), оптически сходен с авгитом. Отличается необычно ярким зеленым цветом. Кристаллы короткопризматические.

Сподумен – LiAlSi₂O₆ – пироксен пегматитов. Образует призматические кристаллы. Цвет белый, зеленовато-белый. Встречаются прозрачные ярко-зеленые разновидности (гидденит) и фиолетовые (кунцит). Находится в ассоциации с лепидолитом, турмалином, альбитом и кварцем.

Жадеит – NaAlSi₂O₆. Встречается в виде плотных вязких масс, сложенных тонковолокнистыми агрегатами. Плотность 3,33–3,35 служит хорошим диагностическим признаком. Находится в метаморфических породах, связанных с серпентинитами или глаукофановыми сланцами. Образуется при высоких давлениях.

Минералы группы амфиболов

Минералы группы амфиболов – это ленточные силикаты (сдвоенные цепочки тетраэдров SiO₄ располагаются параллельно оси с и связаны вместе промежуточными катионами). Спайность в амфиболах возникает за счет разрыва связей между цепочками. При этом образуются два ряда спайных трещин, пересекающихся под углом 56 и 124º. В группу амфиболов входят минералы как с моноклинной, так и ромбической симметрией, но все они близки между собой по структуре и химическому составу. Элементарная ячейка ленты амфибола состоит из 4-х ионов кремния и 11-и ионов кислорода и обладает шестью свободными отрицательными валентностями [Si₄O₁₁]^6–. На каждую ячейку ленты приходится по одной группе (ОН)^1–, имеющей один отрицательный заряд. Отрицательные заряды погашаются катионами Mg, Fe²⁺, Ca, Na, Al, Fe³⁺.

Наиболее важной химической особенностью амфиболов является наличие в их составе группы ОН, нередко замещенной F, Cl. Эта особенность обусловливает то, что амфиболы в отличие от пироксенов могут кристаллизоваться только из расплавов, содержащих летучие компоненты или возникать лишь при тех метаморфических процессах, которые протекают при участии летучих компонентов. Поэтому амфиболы магматического происхождения кристаллизуются на глубине, под давлением, которое препятствовало удалению летучих компонентов. Амфиболы никогда не встречаются в основной массе эффузивных пород, кристаллизовавшихся на дневной поверхности.

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.