Породообразующие минералы
КАРКАСНЫЕ СИЛИКАТЫ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Окись кремния Плагиоклаз Щелочной полевой шпат Нефелин Лейцит Кордиерит Скаполит
КРЕМНЕЗЕМ (Si. O 2) В природе известно множество полиморфных модификаций Si. O 2: и кварц (Qtz), тридимит (Tr), кристобалит (Crb), коэсит (Cst), стишовит (Sti). Фазы высокой температуры и низкого давления. Тридимит и кристобалит. встречаются исключительно в вулканических породах. Псевдоморфозы кварца по тридимиту обнаружены в приповерхностных интрузиях, например, в гранофирах острова Скай (Шотландия), а также в Скергаардском расслоенном плутоне (Гренландия). Тридимит встречается в липаритах, дацитах, трахитах, андезитах, очень редко - в базальтах.
Высокобарные фазы Коэсит (моноклинный, с2/с), и стишовит (тетраэдрический) встречаются во взрывных кратерах, ксенолитах из кимберлитовых трубок, а также в ультравысокобарных метаморфических комплексах. Так, коэсит обнаружен в кратерах Аризоны (США), Попигая (Сибирь), Вредефорта (ЮАР), Риса (Германия) и во многих других взрывных структурах. Посмотрите Р-Т диаграмму фазовых переходов в Si. O 2
Коесит встречается и в ксенолитах эклогитов из кимберлитов Африки, Восточной Сибири, Бразилии, Австралии и др. регионах Обнаружен он также во многих ультравысокобарных метаморфических комплексах (Норвегия, Китай, Казахстан, Альпы). Стишовит пока обнаружен лишь в крупных взрывных кратерах (например, Попигайский, Вредефорт и Рис). Кварц устойчив с фаялитом (Fa) в рапакиви, в железистых кварцитах и эвлизитах. В пустотах базальтов обнаружен парагенезис тридимит+фаялит. Термодинамические свойства полиморфных разновидностей Si. O 2 опубликованы в статье (Геря и др. , 1998). Но одно из них, зависимость мольного объема от температуры представляет специальный интерес.
Кварц не сосуществует с нефелином (Ne), Mg-оливином (Ol. Mg) и корундом (Cor). Вместе с тем известны находки Qtz с Cor в кварцитах архейского комплекса Нэпиер (Napier), в Антарктиде (Motoyoshi et al. , 1990), а также в метапелитах Намакуа, Южная Африка (Япаскурт, 2003).
Температурная зависимость мольного объема Si. O 2 по экспериментальным данным
Полевые шпаты (плагиоклазы и щелочные полевые шпаты) Ca. Al 2 Si 2 O 8 - анортит (An) Na. Al. Si 3 O 8 - альбит (Ab) ортоклаз (Or) KAl. Si 3 O 8 микроклин (Mic) санидин (San) Твердые растворы: Ca. Al 2 Si 2 O 8 - Na. Al. Si 3 O 8 (Pl) Na. Al. Si 3 O 8 - KAl. Si 3 O 8 (Kfs) Между этими двумя твердыми растворами наблюдается ограниченная смесимость. Отсюда следует возможность сосуществования двух полевых шпатов в магматических и метаморфических породах (см. рис. ).
ПЛАГИОКЛАЗЫ По содержанию анортита (Ca. Al 2 Si 2 O 8) плагиоклазы разделены на следующие группы: 0 - 10% альбит (Ab) 10 - 30% олигоклаз (Olg) 30 - 50% андезин (Ans) 50 - 70% лабрадор (Lab) 70 - 90% битовнит (Bit) 90 - 100% анортит (An)
В безводной системе чистый альбит плавится конгруентно до Р ~ 30 кбар. Выше этого давления альбит не стабилен и на ликвидусе появляется жадеит (инконгруентное плавление). Это очень важное открытие, т. к. в природе давно были известны жадеитовые граниты (например, в Альпах), но их происхождение долгое время считалось загадкой. Cтабильность альбита в «сухой» системе по экспериментальным данным Д. Линдсли (Lindsley, 1967).
Все природные плагиоклазы триклинные. Но синтезированы также ромбические и гексагональные анортиты. Диаграмма плавкости плагиоклазов Ab - An при атмосферном давлении изучена Н. Л. Боуэном в 1913 г. Более поздние исследования ничего в ней не изменили.
В альбитовой области субсолидуса, плагиоклаз распадается на две фазы: альбит и олигоклаз: возникают так называемые перистериты. Так что в общем случае диаграмма равновесного состояния плагиоклазов имеет такой вид (Петрография, часть 1, 1976). Но и это еще далеко не все! Детальные рентгеновские исследования твердого раствора плагиоклаза привели к открытию в нём новых полиморфных разновидностей, разнообразных по степени упорядочения каркаса. И эти открытия в свою очередь привели к значительному усложнению субсолидуса системы Ab-An. системы
Полная диаграмма состояния плагиоклазов при Р=1 атм
Д. Линдсли (Lindsley, 1967) показал, что в сухой системе при Р= 7 -8 кбар анортит плавится инконгруэнтно: минералом ликвидуса становится корунд. При снижении температуры (Р = const) он реагирует с расплавом и образуется анортит. С увеличением содержания альбита в плагиоклазе (XAb. Pl) перитектическая точка смещается в область низких значений температуры и высоких значений давления. Это хорошо видно на диаграммах «составдавления температура-давление» . А в водосодержащей системе с возрастанием РН 2 О четко прослеживается систематическое расширение поля кристаллизации корунда.
Коэффициент разделения альбита между расплавом (m) и кристаллами (cr): KAb = XAbcr/ XAbm = =5. 121– 1. 052(10 -2 To. C)+0. 0617 (10 -2 To. C)2, откуда д. RTln. KD/д(1/T)= Hm = 13 764 кал, что хорошо согласуется с прямым определением теплоты плавления альбита, Нm = 13500 кал. Зная теплоту плавления альбита легко рассчитать термодинамические свойства альбитового расплава (m) при разных значениях T и P. Для точки плавления Ab при Т= 1100 о. С и Р = 1 атм можно записать такое равенство альбит (Ab) = альбит (m).
Для этой реакции плавления можно записать такие соотношения термодинамических величин: GL = Gm - GAb = Hm - T Sm+P Vm HL = Hm - HAb Hm = HL + HAb = 13760 + (-953680) = - 940120 кал/моль Sm = SL + SАb = 166. 73 э. е. Vm = VL + VАb = 110. 09 cм 3/моль. Распространенность Плагиоклаз встречаются почти во всех магматических породах за исключением эклогитов, некоторых ультрабазитов (дуниты, пироксениты, гранатовые перидотиты).
Наиболее основные плагиоклазы найдены в плагиоклазовых перидотитах (№ 98), габбро Юж. Калифорнии (№ 85 -95), в нефелиновых сиенитах мыса Дежнева (№ 96) и анортозитах Южной Индии (№ 98). В андезитах обычны андезины, а в габбро и базальтах - лабрадоры и битовниты. В основных расслоенных плутонах состав плагиоклаза изменяется от № 30 до № 60. В гранитах, гранодиоритах и т. п. встречаются олигоклазы, реже первые номера андезинов. В пегматитах - альбиты. В нефелиновых сиенитах спектр состава плагиоклаза очень широк – от альбита до анортита. В двуполевошпатовых породах возможны широкие вариации состава Pl в зависимости от изменения химических потенциалов щелочей в расплаве или флюиде. Наиболее ярко это проявляется в реакции КОРЖИНСКОГО (Петрография, 1976, т. 1, стр. 41). Записать её можно так:
n. Ca. Al 2 Si 2 O 8(1 -n)Na. Al. Si 3 O 8 + 0. 5 m. K 2 O = = n. Ca. Al 2 Si 2 O 8 (1 -n-m)Na. Al. Si 3 O 8 +m. KAl. Si 3 O 8 + 0. 5 m. Na 2 O, т. е. кислый Pl + (K 2 O) = более основной Pl + калишпат + (Na 2 O). Иными словами, с возрастанием fl. К 2 О реакция смещается вправо. И т. к. системе Ca. Al 2 Si 2 O 8 - KAl. Si 3 O 8 смесимости нет, то выделяется калишпат. Реакция Коржинского широко в используется для расчета химических потенциалов щелочей в петрологических процессах.
В Kfs возможна полная и ограниченная смесимость. Она зависит от степени упорядочения структуры полевого шпата, а также от Т и Р. Ясно, что распад твердого раствора Kfs определяется значительным отклонением свойств его твердого раствора от идеальности.
По степени упорядочения в щелочных полевых шпатах выделяют упорядоченные или низкие Kfs (low), промежуточные (im) разупорядоченные или высокие (high) Отсюда выводится следующие четыре серии твердых растворов: высокий альбит - высокий санидин высокий альбит - низкий санидин (адуляр) низкий альбит - ортоклаз низкий альбит – микроклин В Kfs возможна полная и ограниченная смесимость. Она зависит от степени упорядочения структуры полевого шпата, а также от Т и Р. Ясно, что распад твердого раствора Kfs определяется значительным отклонением свойств его твердого раствора от идеальности. Рассмотрим структурные и термодинамические свойства Kfs.
Переход между этими сериями постепенный, с закономерным изменения параметров элементарной ячейки Fsp. Непрерывность фазового перехода моноклинной модификации в триклинную объясняется упорядоченным распределением Al и Si в тетраэдре калишпата (см. таблицу). Выражается он через два параметра - степень упорядочения степень триклинности, что хорошо видно на следующих двух диаграммах:
Термодинамика щелочных полевых шпатов На основе экспериментальных данных по равновесиям Kfs, а также изучению параметров его элементарной ячейки интегральная энергия смешения (кал/моль) его твердого раствора выражается так: Ge= XAb(1 - XAb)2(WHNa - WSNa. T + WVNa. P) + + X 2 Ab(1 -XAb)(WHK - WSKT + WVKP), где Серия WHNa WSNa WVNa WHK WSK WVK Abh - San 4612 2. 504 0. 101 6560 2. 486 0. 074 Abl - Mic 7594 5. 931 0. 142 7832 2. 657 0. 074
Структурные преобразования в Fsp предопределяют различия в кривых распада их твердых растворов, а также различия в их термодинамических свойствах.
Термодинамические свойства калишпата
Распространенность Kfs встречается во всех гранитоидах, а также в сиенитах, монцонитах и нефелиновых сиенитах, гранитных и щелочных пегматитов, где он является главным породообразующим минералом. В магматических породах можно встретить две, иногда и три полиморфных разновидности Fsp. Редко Fsp встречается в габбро, диоритах. Fsp также обычный минерал во многих богатых K 2 O фельзитовых (кислых) метаморфических породах. Во всех этих породах он сосуществует с Pl, что позволяет оценить температуру и давление, а также химические потенциалы K 2 O и Na 2 O при данных Т и Р c помощью реакции Коржинского и термометра Барта.
Реакция Коржинского n. Ca. Al 2 Si 2 O 8(1 -n)Na. Al. Si 3 O 8+0. 5 m K 2 O = 0. 5 m. Na 2 O+ m. KAl. Si 3 O 8 + n. Ca. Al 2 Si 2 O 8(1 -n-m)Na. Al. Si 3 O 8, т. е. кислый Pl + (K 2 O) => калишпат + более основной плагиоклаз + +(Na 2 O) во флюиде. С возрастанием K 2 O реакция смещается вправо. И т. к. в системе Ca. Al 2 Si 2 O 8 - KAl. Si 3 O 8 смесимости нет, то выделяется фаза Kfs. Термометр Барта Основан на законе Нернста и выражается через коэффициент разделения альбита между Pl и Fsp: KAb = (XAb. Pl/ XAb. Fsp) = exp( Ge/RT) В “сухих” условиях, а также при низком давлении воды калиевый полевой шпат, санидин (KAl. Si 3 O 8) плавится инконгруэнтно, с выделением лейцита (KAl. Si 2 O 6).
«Антипертитовый» термометр (б) В каждом кристалле плагиоклаза определяются: (1) его состав, (2) состав ламеллей калишпата – антипертитов и (3) валовой состав зерна плагиоклаза (вместе с ламеллями) с помощью расфокусированного зонда
ЛЕЙЦИТ (KAl. Si 2 O 6) Лейцит (Lc) – редкий минерал, встречающийся только в вулканических породах. Обычно это чистый минерал, но бывают и примеси (Na, Ca, Fe). В интрузивных породах встречается псевдолейцит – это псевдоморфоза Ne и Kfs по Lc. Лейцит – минерал низкого давления. Уже при РН 2 О = 2000 бар Fsp плавится конгруэнтно и с возрастанием РН 2 О поле Lc выклинивается: KAl. Si 2 O 6 (Lс)+ melt = KAl. Si 3 O 8 (San)
Нефелин-калсилит В начале века, когда началось детальное изучение щелочных пород, выяснилось, что нефелин в интрузивных и метаморфических породах на ¼ сложен Ks при незначительной вариации состава твердого раствора. В начале прошлого века профессор Варшавского университета Морозевич даже предложил рассматривать нефелин не как твердый раствор миналов KAl. Si. O 4 -Na. Al. Si. O 4, а как химическое соединение Na 3 KAl 4 Si 4 O 16. Однако вариации состава Ness в вулканических породах оказались достаточно широкими, вплоть до находок почти чистого калсилита. В 1962 А. Я. Жидков открыл Сыннырский интрузивный массив калсилитовых сиенитов и назвал их сынныритами. Ne и Ks хоть и кристаллизуются в гексагональной сингонии, но не изоструктурны.
Миналы Na. Al. Si. O 4 и КAl. Si. O 4 образуют ограниченные твердые растворы и имеют разнообразные полиморфные разновидности, от высокотемпературного кубического карнегиита (ХNa = 0. 9 -1. 0) до ромбических нефелина (ХNa = 1) и калсилита (ХК =1). Структура минералов группы нефелина основана на тридимитовом каркасе, где половина атомов Si замещена Al с компенсацией заряда Na, K и вакантными позициями. Реальная формула Ness сложная, т. к. учитывает замещение Si Al в системы Ne-Ab и гетеровалентный изоморфизм Са 2+ 2(Na++K+): (KXNa. YCa. Z )8 -(x+y+z)Al. X+Y+2 ZSi 16 -(X+Y+2 Z)O 32, где - вакантные позиции, т. е. твердый раствор Ne-Ks имеет ограниченную смесимость с …плагиоклазом! Смесимость нефелина с альбитом была известна сразу же после изучения диаграммы плавкости в системе Ne-Ab.
На диаграмме видно, что в области нефелина кристаллизация начинается с карнегиита, а затем, при снижении Т до 1068 о. С, растворимость Ab в Ness возрастает, а с дальнейшим падением T не изменяется (? ).
В субсолидусе системы Ne-Ks обнаружена широкая область распада, существование которой можно было легко предсказать из свойств любых K-Na твердых растворов:
Но на самом деле фазовая диаграмма этой системы значительно более сложная. Она учитывает многочисленные фазовые переходы как в нефелине, так и калсилите, а также в какой то мере дает ответ на вопрос, что же такое «нефелин Морозевича» ?
Физические и термодинамические свойства Ne-Ks твердого раствора не однозначны. Так, концентрационные зависимости параметров элементарной ячейки Ness и Vm претерпевают излом практически при составе «нефелина Морозевича» .
Термодинамические свойства твердого раствора нефелина Температурная зависимость энергий Гиббса при образовании одного моля Ne и Ks из атомов: Go. T(Ne) (кал/моль) = - 503. 204 - 11. 868(T. 10 -2) -0. 3644(T. 10 -2)2 + 0. 0166(T. 10 -2)3; Go. T (Ks) (кал/моль) = - 498. 895 - 9. 19(T. 10 -2) - - 0. 0264(T. 10 -2)2 + 0. 0004(T. 10 -2)3, где Т - температура, К. Термодинамические свойства смешения Ness не однозначны. На диаграммах показана отрицательная зависимость Vm от XKs и знакопеременную для Se и Нe. Причем смена знака намечается при составе XKs ~ 0. 25 ("нефелин Морозевича"), Na 3 KAl 4 Si 4 O 16
Распространенность минералов группы нефелина Нефелин встречается исключительно в щелочных породах магматического и метасоматического происхождения. Нефелин - главный породообразующий минерал многих щелочных пород. Из числа интрузивных это прежде всего разнообразные нефелиновые сиениты и бесполевошпатовые породы (йолиты, якупирангиты, мельтейгиты и др. пород ультраосновных щелочных формаций), а вулканические – фонолиты, лейцитовые базальты, тефроиты и многие другие. В Сыннырском массиве встречены парагенезисы: Ne 6. 4 Ks 93. 6 + Ab 1. 5 Or 98. 5 Ne 11. 2 Ks 88. 8 + Ab 2 Or 98. Считается, что они возникли за счет лейцита по реакции 2 KAl. Si 2 O 6 = KAl. Si. O 4 + KAl. Si 3 O 8
Ks Or Ks Симплектиты калсилита (Ne 2 Ks 98) и ортоклаза (Or 100) в рисчоррите из Хибинского массива, Кольский п-ов (фото П. Ю. Плечова)
В вулканических и плутонических породах состав Ne в парагенезисе с Fsp различен. К. Тилли (1963) показал, что Ness из излившихся пород богаче Na. Al. Si. O 4 по сравнению с Ness из плутонических пород.
Отсюда Тилли пришел к выводу, что обменное равновесие KAl. Si. O 4 + Na. Al. Si 3 O 8 = Na. Al. Si. O 4 + KAl. Si 3 O 8, т. е. Ks + Ablow = Ne + Sanhigh с повышением T смещается вправо. Но этот вывод оказался неверным: пересечение коннод на диаграммах обусловлено высокой растворимостью Ab в Ne-Ks твердом растворе.
КОРДИЕРИТ: (Mg, Fe)2 Al 4 Si 5 O 18 Раннее кордиерит считался кольцевым силикатом, но в 1968 г. "стал" каркасным. Сингонии ромбическая, но известна и гексагональная полиморфная модификация - индиалит. Переход осуществляется через ряд промежуточных состояний, определяющихся упорядоченностью Si и Al в тетраэдре. При этом степень порядка-беспорядка определяется рентгеновским параметром - коэффициентом искажения = 2 131 - (2 511 - 2 421)/2 где 2 - брегговский угол отражения рентгеновского пучка для Cu (K ) от соответствующих плоскостей в кристалле кордиерита. max = 0. 29 - 0, 31 - “сверхнарушенные”, < 0. 29 - “субнарушен-ные” и = 0 - индиалит. Поскольку индиалит гексагональный, то все три пика 511, 421 и 131 сливаются в один пик 131.
В сухих условиях в зависимости от состава фазовый переход осуществляется при Т > 1000 о. С. Структурные разновидности кордиерита на диаграмме состав-температура Однако в гидротермальных условиях Т перехода составляет всего 650 о - 700 о С, Это происходит потому, что вода заполняет так называемые каналы в структуре Crd. Поэтому необходимо более подробно остановиться на рассмотрении его структуры.
Действительно, структура кордиерита такова, что в пустоты (каналы), образуемые из шестичленных колец Si - Al тетраэдрических группировок с диаметром ~ 5Å, могут входить H 2 O, CО 2 щелочи и т. п.
При этом вода не просто входит в структуру кордиерита, но и производит сильное ее искажение. При полном насыщении «каналов» молекулами Н 2 О резко изменяется их конфигурация. Эффект такой же, как при надувании резинового шарика, что хорошо видно на схематической проекции структуры Crd на плоскость 001. Воздействие молекул Н 2 О на конфигурацию, образованную шестичленными кольцами тетраедров в кордиерите. Проекция структуры «канала» на плоскость a-b)
Расстворимость Н 2 О и СО 2 в кордиерите Чем выше давление воды, тем больше её входит в пустоты. Впервые это было доказано В. Шрейером и Х. Йодером еще в далеёком 1964 г. (Schreyer, Yoder, 1964). Но Шрейер на этом не остановился. Позднее, в 1981 г. он вместе с Йоханнесом изучил совместную растворимость Н 2 О и СО 2 в кордиерите (Johannes & Schreyyer, 1981). Это позволило им оценить распределение Н 2 О и СО 2 между флюидом и кордиеритом при высоких значениях Т и Р. Оно оказалось не равным: Crd всегда намного богаче водой, чем равновесный с ним флюид. Это видно на следующих диаграммах.
Растворимость Н 2 О и СО 2 в Mg-кордиерите при P=5 кб Распределение Н 2 О и СО 2 Crd. Mg и флюидом при P=5 кб
Эксперименты показали, что распределение Н 2 О и СО 2 слабо зависит от Т и Р, но во многом определяется степенью «нарушенности» (упорядочения) структуры. Но в общем случае отношение мольных долей Н 2 О и СО 2 во флюиде (fl) и Crd отличается в 12 раз: (ХСО 2/ ХН 2 О)fl 12(ХСО 2/ ХН 2 О)Crd, где ХСО 2+ХН 2 О = 1. Это позволяет рассчитывать относительное содержание воды и углекислоты во флюиде по составу кордиерита. Вместе с тем, если из каких-то данных известны ffl. Н 2 О, Т и Р, есть возможность рассчитать XCrd. H 2 O с помощью диаграммы, рассчитанной из основе экспериментальных и термодинамических данных.
Связь между летучестью воды (lnf. H 2 O) во флюиде и ее мольной долей в кордиерите (ln. XH 2 O) как функция температуры и давления.
Распределение воды между Crd и расплавом гранита Изоплеты растворимости воды в кордиерите и сосуществующем расплаве (мигматите ? ) по экспериментальным данным Harley & Carrington (2001)
Стабильность Mg-Fe кордиеритов. Верхний по давлению предел стабильности магнезиального кордиерита в “сухих” условиях определяется реакцией его разложения на энстатит, силлиманит и кварц: Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 = 2 Mg. Si. O 3 + 2 Al 2 Si. O 5 + Si. O 2 В зависимости от содержания воды в равновесном флюиде этот предел варьирует от ~ 8 до ~10 кбар. Железистый кордиерит с возрастанием Р-Т параметров разлагается на герцинит и кварц по реакции Fe 2 Al 4 Si 5 O 18 = 2 Fe. Al 2 O 4 + 5 Si. O 2 а в присутствии воды - на хлоритоид и кварц Fe 2 Al 4 Si 5 O 18 + 2 H 2 O = 2 H 2 Fe. Al 2 Si. O 7 + 3 Si. O 2 или же хлорит (дафнит), силикат глинозема и кварц: Fe 2 Al 4 Si 5 O 18 + H 2 O = Fe 2 Al 2 Si. O 5(OH)4+ Al 2 Si. O 5+ 3 Si. O 2
Fe-Mg кордиерит обычно устойчив в дивариантной ассоциации с гранатом, силлиманитом и кварцем: 3(Mg, Fe)2 Al 4 Si 5 O 18 = 2(Mg, Fe)3 Al 2 Si 3 O 12 + + 4 Al 2 Si. O 5+5 Si. O 2 Эта реакция сопровождается очень большим объемным эффектом и потому лежит в основе одного из самых важных геобарометров. Вместе с тем, равновесие 3 Mg 2 Al 4 Si 5 O 18+2 Fe 3 Al 2 Si 3 O 12 = 2 Mg 3 Al 2 Si 3 O 12+3 Fe 2 Al 4 Si 5 O 18, или же Crd. Mg + Alm = Prp + Crd. Fe, Это равновесие обладает большим тепловым эффектом и на его основе откалиброван Crd-Grt термометр.
Распространенность кордиерита Кордиерит - минерал бедных Са метаморфических пород. Он встречается во многих гнейсах, метапелитах, некоторых высоко метаморфизованных кварцитах в ассоциации с Grt, Sil, Qtz, Bt, Pl, Kfs, Zrc. Помимо Н 2 О, СО 2 кордиерит может содержать щелочи, K 2 O и Na 2 O. В исключительных случаях их концентрация может достигать очень высоких значений. Так, кордиерит из включения в метеорите “Allende” имеет такую формулу: Na 0. 842 K 0. 075 Mg 1575 Fe 0. 033 Al 3. 969 Si 4. 989 O 18 Во метапелитах гранулитовой фации метаморфизма между Grt и Qtz возникают реакционные структуры, представленные симплектитами Crd+Opx.
Реакционная структура между гранатом (Grt) и квапцем (Qtz), сложенная симплектитами Crd+Opx и короной ортопироксена (Орх), Гранулитовый комплекс Лимпопо, Южная Африка.
СКАПОЛИТЫ (Nan. Ca 4 -n)Al 9 -1, 5 n. Si 6+0, 75 n. O 24 R 1 -2 Тетрагональный (Р 4/m, Z = 2) Миналы: мариолит (Mar) и мейонит (Mey) Хлормариолит Na 3 Al 3 Si 9 O 24. Na. Cl Фтормариолит Na 3 Al 3 Si 9 O 24. Na. F Сульфатмариолит Na 3 Al 3 Si 9 O 24. Na. HSO 4 Гидратмариолит Na 3 Al 3 Si 9 O 24. Na. OH Карбонатмейонит Ca 3 Al 6 Si 6 O 24. Ca. CO 3 Сульфатмейонит Ca 3 Al 6 Si 6 O 24. Ca. SO 4 Главный изоморфизм: хлормариолит - карбонатмейонит
Номенклатура (по % содержанию мейонитового минала): 0 -20 мариолит 20 -50 дипир 50 -80 миццонит 80 -100 мейонит. Мариолит и мейонит в природе не встречаются. Обычно состав скаполита варьирует в пределах XMе= 0, 2 - 0, 8. Скаполит встречается в таких породах: а) мраморы, известковистые гнейсы, гранулиты, зеленые сланцы, амфиболиты, реже метапелиты. Известна и региональная скаполитизация: возникают жилы и порфиробласты; б) ксенолиты, глубинных гнейсов в кимберлитовых трубках; в) скарны (околоскарновые породы); г) гидротермально измененные основные магматические породы; д) вулканические породы: (бомбы, контакты ксенолитов); е) нефелиновые сиениты и их пегматиты; ж) метаморфизованные соляные отложения.
Региональная скаполитизация амфиболитов. Маунт Айза, восточная Австралия
Важнейшие реакции замещения: • 2 Сa 2 Ai 3 Si 3 O 12(OH)+CO 2=Ca 3 Al 6 Si 6 O 24. Ca. CO 3+H 2 O эпидот мейонит • 3 Сa 3 Al 2 Si 3 O 12+6 CO 2 = Ca 4 Al 6 Si 6 O 24 CO 3 + 5 Ca. CO 3 + 3 Si. O 2 гроссуляр мейонит кальцит кварц • 4 Ca. Al 2 Si 2 O 8+CO 2 Ca 4 Al 6 Si 6 O 24 CO 3 + Al 2 Si. O 5 + Si. O 2 анортит мейонит силлиманит кварц Д. С. Коржинский (1945) один из первых рассмотрел равновесие скаполит – плагиоклаз и на основании природных данных по составам сосуществующих минералов вывел конноды на диаграмме Na 2 O-Al 2 O 3 -afl. SO 3(см. рис). Позднее этой проблемой занимались Г. Рамберг (Ramberg, 1952), A. А. Маракушев (1964), В. А. Жариков (1969) и многие другие. Однако наибольший прогресс был достигнут А. Р. Котельниковым (см. диаграмму).
Д. С. Коржинский (1945) один из первых рассмотрел равновесие скаполита с плагиоклазом и на основании природных данных по составам сосуществующих минералов вывел конноды на диаграмме Na 2 O-Al 2 O 3 -afl. SO 2. Позднее этой проблемой занимались Г. Рамберг (Ramberg, 1952), В. А. Жариков (1969), A. А. Маракушев (1964) и многие другие. Однако наибольший прогресс был достигнут А. Р. Котельниковым.
Равновесное распределение Са между плагиоклазом и скаполитом при 500 о. С и 700 о. С и переменном составе флюида (по Р. А. Котельникову)
Рекомендуемая литература к разделу «Каркасные силикаты» Геря Т. В. , Подлесский К. К. , Перчук Л. Л. , Косякова Н. А. , Свами В. Уравнение состояния минералов для петрологических баз термодинамических данных. Петрология. 1998, Т. 6, № 6. C. 563 -578. Дир, Хауи, Зусман. Породообразующие минералы. М. : Мир. 1966, том 1. Коржинский Д. С. Закономерности ассоциации минералов в породах архея Восточной Сибири. М. : Изд-во АН СССР. Вып. 61. Петрогграфия. Т. 1. М. : Изд-во МГУ. 1976. Перчук Л. Л. , Рябчиков И. Д. Фазовое соответствие в минеральных системах. М. : Недра, 1976. Перчук Л. Л. , Подлесский К. К. , Аранович Л. Я. Термодинамика некоторых каркасных силикатов и их равновесий в целях термобарометрии. В книге "Физико-химический анализ процессов минералообразования". М. : Изд-во "Наука, 1989, С. 45 -96. Тилли С. Э. . Парагенезис нефелин – щелочной полевой шпат. В книге: «Вопросы теоретической и экспериментальной петрологии» . Изд-во инсостранной литературы. Москва. 1963. С. 47 -65 Фельдман В. И. Петрология импактитов. М. : Изд-во МГУ, 1991. Johannes W. , Schreyer W. Experimental investigation of CO 2 and H 2 O into Mg-cordierite. American Journal of Sciences. 1981. V. 281. No 3. P. 299 -317.
Lindsley D. Melting relations of plagioclase. NY State Museum and Science Service Memoir 1970, 18, P. 39 -46. Motoyoshi Y. , Hensen B. J. & Matsueda H. Metastable growth of corundum adjacent to quartz in a spinel-bearing quartzite from the Archean Napier complex, Antarctica. Journal of Metamorphic Geology, 1990, V. 8, No 1, P. 125 -130. Schreyer W. , Yoder H. The system Mg-coedierite-H 2 O and related rocks. Neues Jb/ Mineral/ Abh. , 1964, T. 101, No 3, P. 271 -342. ]
Скачать презентацию Породообразующие минералы КАРКАСНЫЕ СИЛИКАТЫ 1 2 3
b0cb341e3db8958494c8a9394ced01e5.ppt