Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Кристаллы пироксена ( диопсида ) из Афганистана .

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 заменяет 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 чужаки». 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 [ править ]

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).

Номенклатура пироксенов
Номенклатура пироксенового треугольника пироксенов натрия.

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 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, а также моноклинный клиноэнстатит (и его эквиваленты ферросилита). . Увеличение содержания кальция предотвращает образование ромбических фаз и пижонита.([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 между примерно 15 и 25 мол.% Нестабильны по отношению к паре выделившихся кристаллов. Это приводит к разрыву в смешиваемости между композициями пижонита и авгита . Существует произвольное разделение авгита и диопсид-геденбергита (CaMgSi 2 O 6  - CaFeSi 2 O 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 , причем 80% или более этих компонентов пироксен попадает в четырехугольник.

Во- первых дифракции рентгеновских лучей вид из марсианской почвы - анализ Chemin показывает полевой шпат , пироксены, оливин и более ( Любопытство ровер в « Rocknest », 17 октября 2012 года ). [3]

Широкий спектр других катионов, которые могут быть размещены в различных участках пироксеновых структур.

Порядок размещения катионов в пироксенах
ТSiAlFe 3+
YAlFe 3+Ti 4+CrVTi 3+ZrScZnMgFe 2+Mn
ИксMgFe 2+MnЛиCaNa

При назначении ионов сайтам основное правило состоит в том, чтобы работать в этой таблице слева направо, сначала назначая весь кремний T-сайту, а затем заполняя сайт оставшимся алюминием и, наконец, железом (III); дополнительный алюминий или железо могут быть размещены на участке Y, а более объемные ионы - на участке X.

Не все полученные механизмы достижения нейтральности заряда соответствуют примеру натрия, приведенному выше, и существует несколько альтернативных схем:

  1. Сопряженные замены ионов 1+ и 3+ в сайтах X и Y соответственно. Например, Na и Al дают состав жадеита (NaAlSi 2 O 6 ).
  2. 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 .
  3. 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 [ править ]

Тонкий срез зеленый пироксен.
Мантия - ксенолит перидотита из индейской резервации Сан-Карлос, Gila Co., Аризона, США. Ксенолит доминирует зеленый перидот оливина , вместе с черным ортопироксеном и шпинели кристаллов, редкие травы зеленые зерна диопсида. Мелкозернистая серая порода на этом изображении - вмещающий базальт (масштаб неизвестен).
  • Образец пироксенита (метеорит ALH84001 с Марса), горной породы, состоящей в основном из минералов пироксена.
    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)

См. Также [ править ]

  • Клинопироксеновая термобарометрия

Ссылки [ править ]

  1. ^ 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 .
  2. ^ 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 . 
  3. ^ 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 [ править ]

  • Минеральные галереи
  • Раздел видео : Lunar Explorers (ссылка на youtube: The Lunar Crust)