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) 2 O 6 , где X представляет собой кальций , натрий , железо (II) или магний и, реже, цинк , марганец или литий , а Y представляет собой ионы меньшего размера, такие как хром , алюминий. , железо (III), магний,кобальт , марганец, скандий , титан , ванадий или даже железо (II). Хотя алюминий широко замещает кремний в силикатах, таких как полевой шпат 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 (πυρ) и незнакомец (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 «огненные незнакомцы». Однако это просто ранние минералы, которые кристаллизовались до извержения лавы.
Верхняя мантия Земли состоит в основном из оливина и пироксена. Пироксен и полевой шпат являются основными минералами базальта , андезита и габбро . [1] [2]
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 видами, 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 имеет 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 2 O 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 формах: орторомбический ортоэнстатит и протоэнстатит и моноклинный клиноэнстатит (и его эквиваленты ферросилита). . Увеличение содержания кальция предотвращает образование орторомбических фаз, и пижонит ([Mg, Fe, Ca] [Mg, Fe] Si 2 O 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 твердого раствора диопсид-геденбергит (CaMgSi 2 O 6 - CaFeSi 2 O 6 ). 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 , причем 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 состав жадеита (NaAlSi 2 O 6 ).
- Сопряженное замещение иона 1+ в сайте X и смесь равного количества ионов 2+ и 4+ в сайте Y. Это приводит, например, к NaFe 2+ 0,5 Ti 4+ 0,5 Si 2 O 6 .
- Замена Tschermak, когда ион 3+ занимает Y-сайт и T-сайт, приводит, например, к CaAlAlSiO 6 .
В природе в одном минерале можно найти более одного замещения.
Пироксеновые минералы
- Клинопироксены ( моноклинные ; сокращенно CPx )
- Эгирин , NaFe 3+ Si 2 O 6
- Авгит , (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si, Al) 2 O 6
- Клиноэнстатит , MgSiO 3
- Диопсид , CaMgSi 2 O 6
- Эссенеит , CaFe 3+ [AlSiO 6 ]
- Геденбергит , CaFe 2+ Si 2 O 6
- Жадеит , Na (Al, Fe 3+ ) Si 2 O 6
- Джервисит, (Na, Ca, Fe 2+ ) (Sc, Mg, Fe 2+ ) Si 2 O 6
- Йоханнсенит, CaMn 2+ Si 2 O 6
- Каноит , Mn 2+ (Mg, Mn 2+ ) Si 2 O 6
- Космохлор, NaCrSi 2 O 6
- Намансилит, NaMn 3+ Si 2 O 6
- Наталит, NaV 3+ Si 2 O 6
- Омфацит , (Ca, Na) (Mg, Fe 2+ , Al) Si 2 O 6
- Петедуннит, Ca (Zn, Mn 2+ , Mg, Fe 2+ ) Si 2 O 6
- Пигеонит , (Ca, Mg, Fe) (Mg, Fe) Si 2 O 6
- Сподумен , LiAl (SiO 3 ) 2
- Ортопироксены ( орторомбические ; сокращенно OPx )
- Энстатит , Mg 2 Si 2 O 6
- Бронзит , промежуточное звено между энстатитом и гиперстеном
- Гиперстен , (Mg, Fe) SiO 3
- Эулит, промежуточное звено между гиперстеном и ферросилитом
- Ферросилит , Fe 2 Si 2 O 6
- Донпеакорит, (MgMn) MgSi 2 O 6
- Нчванингит, Mn 2+ 2 SiO 3 (OH) 2 • (H 2 O)
Смотрите также
- Клинопироксеновая термобарометрия
Рекомендации
- ^ Диган, Фрэнсис М .; Уайтхаус, Мартин Дж .; Тролль, Валентин Р .; Бадд, Дэвид А .; Харрис, Крис; Гейгер, Харри; Холениус, Ульф (30 декабря 2016 г.). «Стандарты пироксена для анализа изотопов кислорода SIMS и их применение к вулкану Мерапи, дуга Сунда, Индонезия» . Химическая геология . 447 : 1–10. DOI : 10.1016 / j.chemgeo.2016.10.018 . ISSN 0009-2541 .
- ^ О'Дрисколл, Брайан; Стивенсон, Карл TE; Тролль, Валентин Р. (15.05.2008). «Развитие минеральной ламинации в слоистых габбро из магматической провинции Британского палеогена: комбинированная анизотропия магнитной восприимчивости, количественное исследование текстуры и химии минералов» . Журнал петрологии . 49 (6): 1187–1221. DOI : 10.1093 / петрологии / egn022 . ISSN 1460-2415 .
- ^ Браун, Дуэйн (30 октября 2012 г.). «Первые исследования почвы марсохода NASA помогают марсианским минералам по отпечаткам пальцев» . НАСА . Проверено 31 октября 2012 года .
- 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)