Амфиболы
Амфиболы (от др.-греч. ἀμφίβολος — двусмысленный, неясный — из-за сложного переменного состава) — надгруппа минералов класса иносиликатов, кристаллическая структура которых представляет собой ленты (сдвоенные цепи) кремнекислородных тетраэдров, катионные позиции между которыми заполнены ионами железа, магния и др. элементов. Общая формула амфиболов — AB2C5T8O22W2 [1], где
| A | _ | Na | K | Ca | Pb | Li | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| B2 | Na | Ca | Mn2+ | Fe2+ | Mg | Li | |||
| C5 | Mg | Fe2+ | Mn2+ | Al | Fe3+ | Cr3+ | Mn3+ | Ti4+ | Li |
| T8 | Si | Al | Ti4+ | Be | |||||
| O22 | Кислород | ||||||||
| W2 | (OH) | F | Cl | O2– | |||||
| на первых местах стоят наиболее характерные элементы амфиболов; знак нижнего подчёркивания "_" означает вакансию. | |||||||||
Амфиболы преимущественно темноцветные минералы со столбчатым, длинно-призматическим до игольчатого обликом кристаллов. Кристаллизуются в моноклинной и ромбической сингониях. Обладают совершенной спайностью по {210} у ромбических и {110} у моноклинных индивидов, с углом ~124°.[2] Характерна псевдогексагональная форма поперечных сечений. Могут формировать параллельно-волокнистые агрегаты (асбест), а также плотные массы (например, нефрит). Многие амфиболы являются важнейшими породообразующими минералами.
Классификация
Из-за сложности составов и структур, классификация амфиболов несколько раз существенно менялась (последний раз пересмотрена в 2012 г.). Действующая классификация основывается на результатах лабораторного синтеза.
Группы выделяются по преобладающему анионному комплексу в позиции W.
В группе W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов определены:
Подгруппы выделяются по доминирующей расстановке зарядов (charge-arrangement) и типу катионов в позиции B.
Минеральные виды (минералы) выделяются на основе, полученных, конечных составов композиционных рядов (compositional ranges) в подгруппах. IMA постепенно утверждает их в качестве минералов. Не утверждённые в настоящий момент названия получили официальный статус: "названные минералы".
Видовые имена (specific names) выделяются по расстановке зарядов и типам катионов в позициях A и С. При этом,
видовое имя = префикс + корневое имя.
Корневые имена (root name) выделяются по расстановке формальных зарядов в позициях. Префиксы используются для описания гомовалентного изоморфизма доминирующих ионов в корневом составе.
Опционально добавляются ещё префиксы для описания различных вариаций состава и структуры. В случае нескольких префиксов они добавляются поочерёдно в соответствии с общей формулой амфиболов.
Номенклатура
Выделены две группы: крупная группа W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов, куда, в том числе, входят известные широкораспространённые его разновидности, и более редкие оксо-амфиболы — WO-доминирующие. Запись WO - означает расположение иона кислорода в позиции W.
В составе W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов выделены 8 подгрупп по преобладающим катионам в позиции B. Минералы 5 из них обнаружены в природе (табл. 1). Кроме того, выделены ещё 3 подгруппы, для которых возможно обнаружение новых минералов, — Na-(Mg-Fe-Mn), Li-(Mg-Fe-Mn) и литиево-кальциевые амфиболы.
В составе WO-доминирующих амфиболов выделены ферри-обертиит, мангани-деллавентураит, мангано-мангани-унгареттиит, каэрсутит, ферро-каэрсутит, ферро-ферри-каэрсутит, ферри-каэрсутит.
| Mg-Fe-Mn | Кальциевые | Натрий-кальциевые | Натровые | Литиевые |
|---|---|---|---|---|
| антофиллит | тремолит | винчит | глаукофан | хольмквистит |
| жедрит | магнезио-горнбленд | барруазит | экерманнит | ферро-хольмквистит |
| ферро-антофиллит | чермакит | рихтерит | нюбёит | ферри-хольмквистит |
| ферро-жедрит | эденит | катофорит | ликит | ферро-ферри-хольмквистит |
| прото-антофиллит | паргасит | тарамит | ферро-глаукофан | клино-хольмквистит |
| куммингтонит | саданагаит | ферро-винчит | ферро-экерманнит | педрисит |
| грюнерит | канниллоит | ферро-барруазит | ферро-нюбёит | клино-ферро-хольмквистит |
| джосмитит | ферро-рихтерит | ферро-ликит | ферро-педрисит | |
| ферро-актинолит | ферро-катофорит | магнезио-рибекит | клино-ферри-хольмквистит | |
| ферро-горнбленд | ферро-тарамит | магнезио-арфведсонит | ферри-педрисит | |
| ферро-чермакит | ферри-винчит | ферри-нюбёит | клино-ферро-ферри-хольмквистит | |
| ферро-эденит | ферри-барруазит | ферри-ликит | ферро-ферри-педрисит | |
| ферро-паргасит | ферри-катофорит | рибекит | ||
| ферро-саданагаит | ферри-тарамит | арфведсонит | ||
| ферро-канниллоит | ферро-ферри-винчит | ферро-ферри-нюбёит | ||
| магнезио-ферри-горнбленд | ферро-ферри-барруазит | ферро-ферри-ликит | ||
| ферри-чермакит | ферро-ферри-катофорит | |||
| магнезио-гастингсит | ферро-ферри-тарамит | |||
| ферри-саданагаит | ||||
| ферри-канниллоит | ||||
| ферро-ферри-горнбленд | ||||
| ферро-ферри-чермакит | ||||
| гастингсит | ||||
| ферро-ферри-саданагаит | ||||
| ферро-ферри-канниллоит |
* включая названные минералы, - находящиеся в процессе утверждения ММА (IMA); таблица не включает некоторые неназванные корневые имена (root name #_).
Структура
Основой кристаллической решетки амфиболов являются сдвоенные цепочки (ленты) кремнекислородных тетраэдров, формула радикалов [Si4O11]6-. Радикалы соединены гидроксильными ионами ОН-, которые могут замещаться F-, реже Cl-. [3]
Изменчивость химического состава амфиболов объясняется их структурой, в которой катионные позиции обладают разнообразными размерами и формами. Во всех этих позициях катионы окружены анионами кислорода (реже анионами фтора и н.др.). Разные позиции отличаются по количеству окружающих их анионов (координационному числу), расстоянию и расположению вокруг катиона. В целом, чем больше анионов окружают катион, тем больше среднее расстояние от катиона до анионов, тем слабее становятся связи между ними и тем выше их ионный характер.[4]
Катионные позиции в структуре амфиболов обладают 4 различными координационными числами:
| число | полиэдр | характеристика катионов и связей в позиции |
|---|---|---|
| 4 | тетраэдр | Небольшие катионы с преимущественно высоким зарядом (Si4+, Ti4+, Al3+). Короткие катион-анионные связи имеют существенно ковалентный (атомный) характер и сильно направлены. |
| 6 | октаэдр | Средние по размерам, в основном двухвалентные и трёхвалентные катионы (Mg2+, Fe2+, Mn2+, Al3+, Fe3+). Связи преимущественно неориентированные ионные. |
| 8 | кубическая антипризма | Большие моно- и двухвалентные катионы (Na+, Ca2+). Связи слабые ионные. |
| 12 | Очень большие моно- бивалентные катионы (Na+, K+). Связи очень слабые ионные. |
Распространение
В природе распространены кальциевые, натрий-кальциевые и натриевые амфиболы, тогда как литиевые и Mg-Fe-Mn встречаются заметно реже. Амфиболы характерные минералы магматических, метаморфических и метасоматических пород. Шесть минералов этой надгруппы имеют породообразующее значение: актинолит, тремолит, роговая обманка, арфведсонит, глаукофан и рибекит.
Генезис
В реакционном ряду Боуэна являются более поздними продуктами магматической кристаллизации, чем пироксены. При метаморфизме, наоборот, кристаллизуются раньше. Роговая обманка, тремолит, актинолит — типичные минералы скарнов. При гидротермальной проработке замещаются хлоритами, кальцитом, эпидотом, биотитом, кварцем. При выветривании замещаются минералами глин (в том числе монтмориллонитом), опалом, гидроксидами алюминия и железа.[2]
Диагностика
Точная диагностика минералов надгруппы амфиболов проводится с помощью рентгено-структурного анализа. Методы, основанные на оптической микроскопии менее точны.
Макроскопически диагностируются по окраске и облику кристаллов, характерным агрегатам срастания, отсутствию штриховки на гранях (отличие от турмалина); псевдогексогональной отдельности поперечных сечений и удельному весу 2,9-3,5, отличающему их от пироксенов; а также высокой твёрдости и кислотостойкости.[5]
Микроскопическая диагностика. Амфиболы относятся к V-VI группам Лодочникова со средним до сильного двупреломлением. Показатель преломления растёт с увеличением содержаний Fe и Ti. В шлифах характерны разрезы со спайностью, пересекающейся под углом ~120. Плоскость оптических осей || 010. Моноклинные амфиболы обладают положительным удлинением (с углами 5-30*), натриевые (щелочные) - отрицательным (кроме глаукофана-кроссита).[3]
Применение
Техническое применение имеют амфиболовые асбесты (волокнистые агрегаты щелочных амфиболов и роговой обманки).
Ювелирно-поделочное применение имеют разнообразные их агрегаты: актинолит-тремолитовые (нефрит), рибекитовые (крокидолит, в том числе его окварцованные разности: тигровый глаз, соколиный глаз) и пр.
Дополнительно
- Наиболее полная номенклатура амфиболов на русском языке
- Amphibole Supergroup: Amphibole Supergroup mineral information and data
- Амфиболы в GeoWiki
- Кристаллохимические особенности пироксенов и амфиболов
- R. Oberti How to name amphiboles after the IMA2012 report: rules of thumb and a new PC program for monoclinic amphiboles
- Temperature-induced Al-zoning in hornblendes
- Силикаты с лентами кремнекислородных тетраэдров // Минералы Справочник, Изд.«Наука», Москва 1981, т. III, вып.3, с.29-34.
Список литературы
- ↑ 1,0 1,1 1,2 IMA report: Nomenclature of the amphibole supergroup (PDF Download Available) (англ.). ResearchGate. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.
- ↑ 2,0 2,1 Амфиболы. Геологический Словарь. www.vsegei.ru. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.
- ↑ 3,0 3,1 Саранчина, Галина Михайловна - Породообразующие минералы : (Методика определения кристаллоопт. констант, характеристика минералов) : Учеб. пособие - Search RSL. search.rsl.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 2 августа 2017 года.
- ↑ Amphibolgruppe (нем.) // Wikipedia. — 2017-01-04. Архивировано 15 октября 2021 года.
- ↑ Экологический центр Экосистема, А.С.Боголюбов. ГРУППА АМФИБОЛОВ: описание минералов. www.ecosystema.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 1 сентября 2017 года.