Аксинит свойства минерала

Аксиниты этого изоморфного ряда характеризуются замещением Fe²⁺—Mn²⁺. Общая для них формула: Ca₂(Fe, Mn)Al₂[BSi₄O₁₅] (ОН). Минералы, строго отвечающие по составу крайним членам этого изоморфного ряда, не известны.

Крайние члены изоморфного ряда Ферроаксинит Ferroaxinite Ca,FeAl₂[BSi₄O₁₅](OH)   -   Манганаксинит Manganaxinite  Ca₂MnAl₂[BSi₄O₁₅](OH)

 

Содержание

• Химический состав
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства.
• Диагностические признаки.
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Практическое применение
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)ь

Синонимы:

Аксинита: фиолетовый шерл—Schorl violet (Ромэ де Лиль, 1783), думский камень — Thumerstein (Вернер, 1788), стеклянный шерл — Glasschorl (Блюменбах, 1791), ианолит—Yanolit (Деламетри, 1792), афтершерл — Afterschorl (Эстнер, 1795), стеклянный камень — Glasstein (Клапрот, 1797), тумит — thumite (Дана, 1892).

 Ферроаксинита: фераксинит — feraxinite (Винчел, 1927); манганаксинита: севергинит — severginite (Куршакова, 1968).

Происхождение названия

Название аксинита — от греческого    "аксинэ" — топор — в соответствии с клиновидным обликом кристаллов, ферроаксинита и манганаксинита — по составу. Обычно под названием аксинит подразумевается ферроаксинит.

Английское название минерала Аксинит Axinite.

Формула

(Са, Mn, Fe, Mg)₃Al₂[BSi₄O₁₅](OH)

Химический состав

Химический теоретический состав крайнего железистого члена ряда — ферроаксинита: СаО—19,65, FeO—12,64,    Аl₂O₃ — 17,90,    В₂O3 — 6,11, SiO₂ — 42,12, Н₂O — 1,58; манганаксинита: СаО—19,70, MnO —12,48, Аl₂O₃— 17,93, В₂O₃ — 6,11, SiO₂ —42,20, Н₂O— 1,58.

Изоморфизм Fe²⁺ — Mn²⁺ обусловливает колебания состава от железистого аксинита добезжелезистого манганаксинита. Распределение составов минералов этого ряда на треугольной диаграмме СаО—MnO (Fe, Mg)O свидетельствует об относительно неизменном содержании кальция. Самое низкое содержание MnO (0,28%) определено в темно-сиреневом аксините из Казахстана. Наиболее железистый аксинит с FeO = 11,00% и MnO = 1,03% описан Юсуповой и др. из известково-железистых скарнов Южного Гиссара в Таджикистане. Шире распространены менее железистые аксиниты. Манганаксинитами обозначаются те из них, которые содержат 6—12% MnO. К наиболее обогащенным марганцем относятся манганаксиниты из Месаби (США) (11,66% MnO), Радауталя, Бавария (11,54% MnO) и из скарново-боросиликатных образований Дальнего Востока (9,98% MnO). Fe²⁺ может изоморфно замещаться Mg. Содержание MgO редко превышает 1%, наиболее высоким оно считалось до сих пор в аксините из диабазов Силбаха (Вестфалия)— 4,13% и в аксините из эпидот-амфиболитовых роговиков Нового Южного Уэльса (Австралия) — 4,2%; состав катионов последнего Ca₂O₄ (Mg_0,59Fe_o,4Mn_0,11).

В 1975 г. Джобинсом и др. в Танзании встречен аксинит, в котором все Fe²⁺ замещено на Mg (содержание MgO — 6,9%), что позволило им выделить в качестве самостоятельного члена группы аксинита магнезиоаксинит. В аксините из Франклина, шт. Нью-Джерси (США) отмечено содержание ZnO до 2,20%. Спектроскопически в аксинитах обнаружены V, Cu, Sn Pb, Cr, Zn, Ag, Be, La, Sr, Au, As.

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония Триклинная C¹_i — P1.

Класс. Пинакоидальный— 1.

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы: b (010), r(011), M(110), l(120), s(121), х(111), а(100), y(101).

Структура первоначально была определена Ито и Текеути в 1952 году для аксинита из Обира (Япония) с отношением Fe : Mn = 7 : 3. По их данным, основу структуры составляют островные четверные кольца из SiO₄-тетраэдров и ортотреугольников ВO₃. Однако на основании изучения ИК-спектров поглощения, еще до того, как была уточнена структура аксинита, доказано наличие в нем борокислородных тетраэдров, а не треугольных групп ВO₃. Проведенное в 1969 г. Ито и др. уточнение структуры аксинита на образце из Уухейка (Калифорния) с отношением Fe : Mn, близким к 1, подтвердило данные ИК-спектроскопии и позволило трактовать структуру аксинита в ином плане. В новом варианте основой структуры служат центросимметричные островные группы [B₂Si₈O₃₀], сложенные из двух диортогрупп [Si₂O₇], соединенных между собой в шестичленные кольца двумя одиночными ВO₄-тетраэдрами. К наружным О двух ВO₄-тетраэдров причленено еще по одной диортогруппе [Si₂O₇]. Кольца почти параллельны граням s (121) — одной из обычных форм кристаллов аксинита.

Боросиликатные радикалы [B₂Si₈O₃₀] составляют двусторонние, расчлененные на островные группы, сетки. Между такими сетками расположены слои из АlO₅(OН)-, (Fe, Mn)O₆- и СаО₅(ОН)-октаэдров.

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы разного облика, большей частью в той или иной степени таблитчатые по граням r, b, М и др., часто клиновидные и копьевидные с острыми ребрами, также столбчатые по оси b (реже по оси с), изометричные. Отмечались субпараллельная и веерообразная группировка кристаллов из Японии, сноповидные и гребенчатые формы с изогнутыми гранями у расщепленных кристаллов с Приполярного Урала. Характерна вертикальная штриховка на гранях r (011) и M (110); на гранях r (011) обычна штриховка, параллельная ребру [010] : [011]. На габитусных формах b, М, r и х установлены фигуры роста — вицинали разной формы. Формы фигур травления (разными реагентами) характерны для каждой из габитусных форм.

Распределение и форма фигур роста и растворения подтверждают триклинно-пинакоидальный класс симметрии.

Двойники. В кристаллах аксинита с Горного Алтая травлением HF выявлены зональность роста и двойниковое строение. Лодочников обнаружил под микроскопом в кристалле аксинита двойники по (100) с двойниковой осью [023] (в установке Пикока).

Агрегаты. Кристаллы таблитчатые и клиновидные от долей миллиметра до 2—3 см, иногда больше, образуют друзы в трещинах и пустотах; обычны зернистые и скорлуповатые агрегаты, также сплошные массы.

Физические свойства аксинита

Оптические

• Цвет. Окраска разнообразна, зависит от состава: железистый аксинит обычно серо-бурый с фиолетовым или зеленоватым оттенком, реже почти чисто фиолетовый, голубой, синий; манганаксинит зеленовато-бурый, желто-бурый.
• Черта белая.
• Блеск стеклянный, иногда матовый.
• Прозрачность. Прозрачен, если не загрязнен включениями.

Механические

• Твердость 6,5 - 7.
• Плотность 3,19—3,34; зависимость его значений от химического состава не установлена.
• Спайность средняя до несовершенной, по (100) совершенная, по (001), (110), (011) неясная, по (010) и (101) плохо различимая.
• Излом занозистый, раковистый.
• Хрупок.

Химические свойства

Нерастворим в концентрированных HNO₃, H₂SO₄, НСl и; в насыщенных растворах NaOH и КОН. Растворяется только в концентрированной HF, при этом через два часа появляются лишь признаки растворения, через шесть часов на гранях наблюдаются отчетливые фигуры травления размером 0,02—0,03 мм, выявляются зональность роста, деформации зерен, двойниковое строение; при более длительном травлении поверхность граней покрывается сплошной коркой продуктов растворения. Полное растворение кристаллов аксинита (размером 1—5 мм в поперечнике) происходит за 250 часов. Продукт прокаливания или сплавления аксинита разлагается НСl с выделением студневидного SiO₂.

Прочие свойства

В ультрафиолетовых и катодных лучах аксинит люминесцирует фиолетовым цветом. Некоторыми исследователями отмечались пьезоэлектрические свойства, на основании чего аксинит относили к бесцентросимметричному классу симметрии, что впоследствии не подтвердилось. ИК-спектр аксинита характеризуется полосами: 3400, 1070—1050—1010, 940—880 , 780 , 650 , 585—555 , 520 , 450—425 см^-1. Собирателями ионного типа флотируется хуже, чем гранат, датолит и данбурит.

Поведение при нагревании. На кривых ДТА имеется эндотермический прогиб в пределах 880—950°. В этом же интервале температур происходит выделение воды (1,63%). Установлено, что после прокаливания при 1000° бор практически не улетучивается, а после разложения минерала выделяется В₂O₃, оплавляющий пробу. Рентгеновские и оптические исследования показали, что в продуктах прокаливания присутствуют анортит, кварц и андрадит.

Искусственное получение минерала

Синтез аксинита не осуществлен. Экспериментально изучены условия разложения природного аксинита разного состава в зависимости от температур и давления кислорода. В окислительно-восстановительных условиях, создаваемых буферными смесями никель-бунзенит, магнетит + кварц — фаялит, магнетит — вюстит и фаялит — кварц + Fe, природный аксинит разлагается с образованием анортита, геденбергита, манганволластонита, В₂O₃ + Н₂O. В опытах с более окислительными буферами (гематит — магнетит, гаусманнит — манганозит, куприт — тенорит и тенорит — медь) продукты разложения — анортит, андрадит, кварц, родонит, В₂O₃, Н₂O.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Титанит.

Сопутствующие минералы. Полевые шпаты, кварц, эпидот, хлорит; на рудных месторождениях — магнетит, медный колчедан, сфалерит, арсенопирит и др.

Происхождение и нахождение

Аксинит(после турмалина)  — самый распространенный боросиликат; встречается в разнообразных геологических условиях и в различных по составу и возрасту породах и рудных жилах. В разных условиях он может наблюдаться и как редкий минерал, в виде единичных кристаллов или их небольших скоплений и жилок, и как довольно распространенный минерал, образующий гнезда, жилы мощностью до двух, иногда до десяти метров, и даже мономинеральные залежи.

По условиям образования и формам залегания можно выделить следующие основные типы проявлений аксинита:

1. прожилковая низкотемпературная минерализация,
2. околорудная минерализация,
3. околоскарновая минерализация.

Прожилковая аксинитовая минерализация установлена в диабазах, амфиболитах, габбро, в порфиритах, зеленокаменных породах, в эффузивных породах в ассоциации с хлоритом, кварцем, эпидотом, турмалином, плагиоклазом, амфибол-асбестом, сульфидами, датолитом, а также в гранитах, пегматитах, кварцевых порфирах и в песчано-сланцевых породах вблизи кислых даек. Аксинит этого типа образован из гидротермальных растворов путем выполнения небольших трещин и пустот в раздробленных участках и ослабленных зонах; образует небольшие прожилки и гнезда, иногда встречаются друзы клиновидных кристаллов размером до 5 см бледно-сиреневого, розоватого, фиолетовосинего или красновато-коричневого цвета. В прожилках аксинит ассоциируется с пренитом, ортоклазом, эпидотом, адуляром, альбитом, флюоритом, ломонтитом, датолитом, цирконом. В кварцевых жилах района Петра (Новая Зеландия), секущих граувакки, аксинит (Mn > Fe) ассоциируется с клиноцоизитом. В жилах горного хрусталя альпийского типа иногда наблюдаются корки аксинита на кристаллах горного хрусталя и дымчатого кварца. Аксинит из прожилков содержит газово-жидкие включения, гомогенизирующиеся при температуре 120—155°.

Околорудная аксинитовая минерализация встречается сравнительно реже, чем прожилковая, но образует более значительные по концентрации аксинита зоны, сопровождая иногда месторождения олова (Дубровское в Приморье, Комсомольское в Хабаровском крае, Обира в Японии), меди (Огияма в Японии, Амадор в Калифорнии (США)), полиметаллов (Южное в Приморском крае), титаномагнетита (Копайское на Южном Урале), магнезита (Саткинское на Южном Урале). Для аксинита этого типа характерно содержание MnO до 5—6% и ассоциация с кварцем, кальцитом, эпидотом, хлоритом, турмалином и рудными минералами и с цеолитами. Наиболее часто аксинит этого типа встречается вблизи оловорудных жил в составе мощных (до 10 м и больше) околорудных метасоматических зон, которые представляют собой брекчии; в них обломки песчано-сланцевых пород цементируются кварцем, турмалином, аксинитом. Аксинит выделился позднее турмалина, наблюдались случаи замещения турмалина агрегатом аксинита и тонкочешуйчатого вторичного мусковита, при этом слабомарганцовистый аксинит ассоциируется почти с безмарганцовистым турмалином шерл-дравитового состава. Сульфиды в оловорудных жилах, в основной своей массе, образовались позже аксинита.

Околоскарновая аксинитовая минерализация известна на скарновых: месторождениях полиметаллов (Кызыл-Эспе и Каратоганбай в Казахстане, Дальнегорск в Приморском крае, Савинское в Забайкалье), олова (Большеканьонское на Колыме), железа (Тельбесское в Горной Шории, Атансор в Казахстане, Хакусан в Японии)), боросиликатов (Обира, Гиндзики и Джамаура в Японии, Сибирь, Дальний Восток), меди (Юлия в Хакасии). Для околоскарновой минерализации характерен сравнительно марганцовистый аксинит (с содержанием MnO до 10%). Аксинитовая минерализация, как правило, приурочена к контакту известковых скарнов с алюмосиликатными породами вблизи интрузивных массивов гранитоидного и сиенитового состава. Околоскарновый тип аксинитовой минерализации можно Подразделить на три подтипа, отличающихся своими парагенезисами и составом вмещающих пород: а) известково-скарновый, б) скарноидный и в) магнезиально-скарновый. Преобладает первый подтип, когда аксинитовые породы развиваются на контакте известковых скарнов с алюмосиликатными, чаще песчано-сланцевыми породами.

Наиболее обычна для аксинита ассоциация с гранатом андрадит-гроссулярового ряда, пироксеном (в основном геденбергитового состава), эпидотом, кварцем, кальцитом. Аксинит — минерал постскарновый, образовался в промежутках между зернами граната и пироксена или путем  метасоматического их замещения. Часто зерна аксинита переполнены включениями эпидота, клиноцоизита, граната, геденбергита. Нередко аксинит образует мономинеральные залежи мощностью до 10 м и больше. Сульфиды и датолит выделились позднее аксинита. Температуры декрепитации и гомогенизации газово-жидких включений в аксинитах из известково-скарновых месторождений от 310 до 400°. Аксинитовая минерализация скарноидного подтипа приурочена к комплексу перемежающихся известково-кремнистых пород, нередко ороговикованных, местами залегающих в незначительном удалении от интрузивного тела. Эти породы, кроме аксинита, содержат переменное количество граната, эпидота, пироксена, хлорита, кварца, реже датолита и рудных минералов; некоторыми исследователями подобные породы называются лимуритом. В магнезиально-скарновых месторождениях с наложенными известковыми скарнами аксинит встречается в небольшом количестве и ассоциируется с диопсидом, флогопитом, турмалином, ашаритом и флюоборитом.

Изменение минерала

Отмечено замещение аксинита кальцитом, кварцем, серицитом, хлоритом, стильпномеланом, иногда с образованием полных псевдоморфоз, особенно при наложении более поздней сульфидной минерализации.

Месторождения аксинита

В Германии в магнетитовых скарнах Шварценберга, близ Теллерхёйзера в западных Рудных горах, в Гарце (массив Броккен) недалеко от Ширке, в трещи­нах в диабазе у Трезебурга; крупные проявления на Урале (Россия), в Средней Азии; в Дофине (Франция); в гнейсах в Швеции и в других районах.

 

Практическое применение

Не имеет.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой легко плавится со вспучиванием. Смесь порошка аксинита с CaF₂ + KHSO₄ окрашивает пламя в зеленый цвет (реакция на бор).

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете бесцветен или слабо окрашен. Плеохроизм отчетлив только в толстых шлифах: по Ng — светло-желтый или бесцветный, по Nm— фиолетовый, по Np — светло-бурый. Nm>Np>Ng.

Двуосный (—). Np и плоскость оптических осей почти перпендикулярна (111). Ориентировка оптической индикатрисы у разных аксинитов несколько варьирует.

Показатели преломления аксинитов ряда ферроаксинит — манганаксинит с повышением содержания марганца слабо повышаются; их значения колеблются в пределах: n_g = 1,668—1,699, n_m = 1,665—1,698, n_p= 1,659—1,690, n_g-n_p = 0,009—0,011; 2V = 63— 76° (в некоторых случаях 82, 87 и даже 90°). Дисперсия сильная, r<v, усиливается с повышением содержания марганца.