Полиморфные модификации Al2SiOs

Эта группа минералов объединяет три полиморфных соединения с о;гинаковьгм (идеальным) химггческим составом, но отлггчшощисся друг от друга особенностью крисгаллггческих струкгур, где одна половина А1 всегда находится в шестерной координации, а друг ая половина — в кианите — в шесгерной, в андалу зите — в пятерной и в силлиманите — в четверной коор;гинации.

Эго оченьважньгевпегрологическом отношениимиггералы как дгя оценки РТпарамсгров миг гералообразования, так и для химических реакт цгй минсралообразовагцгя в псрссьтщстп гых глиноземом (перглшюземнетьтх)метапелшах и, в меньшей степени, в некоторых транитцддх. Перехода меаду ними иточка ихтройного парагенезиса показаны на РТ-диаграммс (рис. 36). Ввиду существа птыхэтгерпгй акгивацттй взаимопереходов межлу' этими миггератами переходьг между' г гимимогут быть •заторможенными, и их сосуществование во зможно мстастабшты ю.

Особешюсти парат тмезисов всех трех минералов состоять недосьтщсшюсти их СаО. С минералами, в которьтх Mojrbiroe о птошение Ca/Si больше приблиРис. 36. РТ-дкаграмма системы андалузит-силлиманит кианит р 1ерчук, Рябчиков, 1976].

зительно 0,75, они не встречаются. Они не встречаются также в одном парагенезисе с кальцитом или доломитом, кальциевым пироксеном, так как реагируют с ними с образованием плагиоклаза и других силикатов кальция. Напротив, магнезиальная среда, богатая кремнеземом и глинозем ом, весьма благоприятна для их появления. Типичны их ассоциации с магнезиально-железистыми гранатами, кордцеритом, ортопироксеном и ортоамфиболом, сапфирином, тальком, полевыми шпатами, биотитом или флогопитом, кварцем, рутилом.

Андалузит (And) Al₂[Si0₄]0 или Al₄[Al₄Si₄02o] Название произошло от провинции Андалузия в Испании, где он впервые был обнаружен.

Структура андалузита единственная, где проявлена необычная, пятерная координация атомов алюминия. Это структура, переходная между структурой кианита и силлиманита. Минерал кристаллизуется в ромбической сингонии, кристаллы призматические с поперечным сечением, близким к квадратному.

Андалузит содержит (мас.%) А1₂0₃ 60,16−62,98 и Si0₂ 36,06−37,02, часты незначительные примеси железа, магния, щелочей и марганца. Марганцовая и железистая разновидность андалузита виридин содержит по несколько мас.% Fc₂0₃ и Мп₂0₃.

Рельеф минерала типично средний: по n_g= 1,638- 1,650, п_т= 1,633−1,644, /1,= 1,629−1,640, n_g-n_p=Q,009−0,011. Спайносп. совершенная по {110}, что обусловливаете сечениях по базальному птьакоиду два направления спайности под углом 90°48.

Андалузит в шлифах обычно бесцветен, но бмвасти ясно окрашенным в розоватых т онах, причем эта окраска распределяется в зерне неравномерно, что является очень характерным для андалузита. Плеохроизм, как у ромбического пироксена: N_p-розовый, jV_g-зеленоватый до бесцветного. В призматических сечениях андалузит обладает прямым погасанием с отрицательным удлинением, а по третьему пинакоиду погасание симметричное к двум спайностям (рис. 37). Андалузит оптически отрицательный, (~)2V=73 86°, дисперсия слабая rv (виридин оптически положительный, 2V большой).

Розовые и красные андалузиты своим цветом обязаны, вероятно, железу, а зеленые — марганцу. Дисперсия оптических осей слабая, обыт ю rv. Плотность 3,13−3,22 г/см³. Андалузит при регрессивных реакциях довольно легко переход ит в серицит.

От личии от оптически сходных минералов. На андалузит похожи ортопироксен и ортоамфибол, кианит, силлиманит, топаз, мелилит, хрупкие слюды и апатит. Кианит и ортопироксен имеют более высокий рельеф, ортоамфибол — «амфиболовую» спайность. Рис. 37. Оптическая ориентиСиллиманит, топаз, апатит и мели лит значи;

ровка андалузита [Винтельно отличаются углами оптических осей.

челл, Винчелл, 1953]. Хрупкие слюды имеют сходный плеохроизм и рельеф, но значительно меньший 2V, несколько большее двупреломлеиие и более совершенную спайность.

Парашюзисы. Андалузит-типичныйконгакговыйминерал, особенно часто встречающийся в ореоле шлрузивных пород среди углисто-глинистых сланцев. Известна разновидность — хиастолит, богатая ориентированными примесями. Андалузит обычен в перглинозсмистых метаморфических и метасоматических кварцитах и гнейсах андалузитов ой РТфа! щи, а также как вторичт тый (регрессивный) минерал по силлиманиту и/или кианиту. В тверженных породах ац;талу зиг отмечается как, вероягпю, kcciюгйптый минерал.

Кнаинт (Ку), синоним дистен, Al₂[Si0₄]0 назван по цвету минерала в образцах; кианос Орсч.) — синий; дистен отптсческих слов ди (дважды) и стенос (сила, твердость) — за различную твердость в зависимости от направления в кристалле: параллельно удлинению — 4,5, в поперечном направлении-6, а на ipaнях (010) и (110) — 7. Однако это название было предложено Гаюи в связи с тем, что о;щи кристаллы при грении приобретают положительный электрический разряд, а другие — отрицательный.

Сингониятриклинная. Кристаллы обычно сголбчатые, вытянутые по оси с, часто уплощенные, нере;цсо отмечается двойникование, летко устанавливаемое по входящим углам или по пересечениям под углом 60°; наблюдаются радиально-лучистые сростки.

Химизм киани та характеризуется незначи тельными колебаниями (мас.%): А1₂0₃ 60,43−62,74; Si0₂ 36,76−37,49; отмечается примесь Fe₂0₃ 1 -2 мас.%, иногда до 7 мас.%, Сг₂0₃ — до 1,8 мас.% (может возрастать с повышением давления). Могул присутствовать незначительные примеси CaO, MgO, FeO, Ti0₂.

Макроскопически кианит голубой, синий, даже зеленый, желпый, буроватый до черного, но в шлифах он почш всегда бесцветегi, а п}>и заметной окраске обладает плеохроизмом:^{-бесцветный,} А^-блсдно-фиолетово-синий, N_g- бле;и ю-кобальтово-синий при схеме абсорбции N_g>N_m>N_r Полисингешческое даойникование по (100) с двойниковой осью ±(100) является обычным. Рельеф минерала высокий с п= 1,712−1,717, п_т= 1,720—1,722, n_g= 1,728−1,734; /^-/^=0,012 -0,016. Погасание на (100) с: А^г^=27 32°, на (010)0. 7^=5 8°, на (001) a:N_p=0−3°. 2V (A'_/,)=82−83°, wicnqicror опгических осей слабая r>v. Спайность совершенная по (100) и (010) с углом 74° на (001). Плотность 3,53−3,65 г/см³.

Изменения. Кианит легко переходит в мусковит, иногда с хлоригом, замещается пирофиллитом. Сам кианит образует параморфозы по андалузиту. При изменении температуры и давления кианит может переходи ть в силлиманит или андалузит в экзоконгактовых ореолах интрузий.

Отличия от оптически сходных минералов. Кианит обладает некоторым сходс твом с железистыми ортопироксенамщ/м^о/ш/тм/. Но они оптически положительные и с большими углами погосания c:N_gi но меньшими 2V. От андалузита и силлима! ягта кианит отличается более высоким рельефом и косым погасанием, от андалузита — еще и положительным удлинением, а от силлиманита — большим 2V и оптическим знаком.

Парагенезнсм. Кианит характерный минерал кристаллических сланцев, гнейсов и кварцитов, образующихся за счет метаморфизма пород, богатых глиноземом. Ассоциирует с гранатом, ставролитом, рутилом, андалузитом и силлиманитом. Кианш встречается в некоторых эклогитах и амфиболитах; в месторождениях наждака, образовавшихся в результате метаморфизма бокситов; во вторичных кварцитах; в щдротермальных кварцевых жилах, выполняющих открытые трещины, где кианит образуетдажс друзы, нарастающие на стенки полостей [Miyashiro, 1951]. Фация метаморфизма белых сланцев, образующаяся при давлениях от 5,5 до 11 кбар выделяется по парагенезису тальк+кианит.

Силлиманит (Sil) Al[AlSi0₅] Название дано в честь Б. Силлимана, американского химика и геолога. Структура силлима] п гга состоит из цепей А1 Ооктаэдров, параллельных оси с. В пределах цепей октаэдры, состоящие из 6 ионов кислорода, расположенных вокруг иона А1, имеют общие ребра с соседними октаэдрами. Сингония силлиманита ромбическая. Облик кристаллов призматический, игольчатый бег концевых граней до волокнист ого, агрегаты волокон Sil называются фибролитом (от латшгског о фибр — волокно).

Химггзм гот же, что и у кианита, исключительно постоянен, но наблгодаются некоторая примесь Fc₂0₃ до 2−3 мас.%, замещающего А1₂0₃.

Силлиманит в шлифах практически всегда бесцветен, редко пятнисто-коричневый со слабым плеохроизмом N_g>N_m>N_p. Рельеф типично средний с n_g= 1,677−1,684, п_т= 1,658−1,670, п_р= 1,655−1,661, n_g-?i_p=0,020−0,023. Минерал оптически положительный (+)2V=21 -30°. Дисперсия оптических осей сильная г> Плотность 3,23−3,27 г/см³.

Изменения. Замещается серицитом, пирофиллитом, каолинитом, монтмориллонитом и кианофиллитом. В условиях повышения давления силлиманит может переходить в кианит, а при репрессивных условиях — в андалузитам. рис. 36). Иногда содержит включения шпинели, ставролита, реже биотита и даже стекла.

Отличии от оптически схо;щмх минералов. У силлиманита проявляется сходство с рядом минералов: андалузитом, кианитом, цоизтггом, апатитом, ромбическим пироксеном, карфолшпом. Анталулгг и апа п гг имеют отрицательные удлинение и оптический знак. Кианит и i юизит обладают более высоким рельефом, кроме того, кианит дает сечения с косым погасанием, большойугол 2V и отически отрицателен, а цогоит отличается характерными аномальными индигово-синими шггерференционными окрасками и переменным знаком удлинения. Ромбические пироксены отличаются характером спайности (угол 87—89°) и меньшим друпрелом лением. У карфолита больший и отрицательный 2V.

Парагенсзисы. Силлиманит типичный минерал мегапелитов. Он встречайся в слюдяных сланцах, парагнейсахскордиеритом, гранатом, санфирином, биотитом и кианитом, в жлогигах, амфиболитах и сшшимаш гговьгхкварщггах. Ошечаегся в силлиманит овых роговиках, в кот орых он образуется за счет*разложения био шта, или в результате инверсии ацдалузита, образовавшегося ранее, или непосредственно за счет преобразования глинистого материала исходной осадочной породы. Изредка отмечается в фанитоидах, образуясь там, возможно, приасатмиляпии богатых глиноземом пород.