Бадделеит 

Синонимы бадделеита: Бразилит — hrazilite, рейтингерит — reitingerite.

Назван по имени Дж. Бадделея, доставившего первые образцы минерала с Цейлона.

Английское название минерала Бадделеит - Baddeleite.

Содержание

• Химический состав
• Разновидности
• 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)

Формула бадделеита

ZrO₂

Химический состав

Химический теоретический состав бадделеита: ZrO₂ — 100 (Zr — 74,03). Обычные примеси: HfO₂— до 3% (Hf изоморфно замещает Zr), Fe₂O₃ — до 2%. Бадделеит из Ковдора содержит HfO₂ 2,10—2,45%, из Вуориярви — 2,20—2,50, из Озерной Вараки — 1,90; отношение Hf: Zr в бадделеитах Бразилии меньше, чем в цирконах из тех же месторождений. Для бадделеита из карбонатитов характерно содержание Sc; в ковдорском — 0,02— 1% Sc, в среднем 0,06%. Отмечались также примеси: Na₂O, К₂O, CaO, MgO, MnО, Аl₂O₃ (Y, Ce)₂O₃, SiO₂, TiO₂.

 

Разновидности

Циркон-фавас — zircon-favas, или фавас (favas) — метаколлоидный, сложение скрытокристаллическое до стекловатого, также радиальноволокнистое; иногда скорлуповатый, частью землистый. Цвет темно-бурый, до почти черного. Плотность. 5,0—5,3 у плотного,4,6—4,8 у землистого. Частью рентгеноаморфен, изотропен, частью с высоким двупреломлением, двуосный, с прямым погасанием (острая биссектриса перпендикулярна направлению удлинения волокон). Обычно содержит 70—90% ZrO₂, около 1% TiO₂, HfO₂, Fe₂O₃, 2—15% SiO₂, немного воды.

Синононим Циркониевая стеклянная голова — Zirkonglaskopf.

Встречается в области распространения нефелиновых сиенитов в Минас-Жераис (Бразилия). Является продуктом изменения циркона и цирконосиликатов; замещается (частично) мелкокристаллическим цирконом.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Моноклинная. C_2h⁵ — Р2₁/с; а₀=5,169; b₀ = 5,341; с₀ = 5,341 А; β =99°15'; а₀ : b₀ : с₀ = 0,988 : 1 : 1,000.

Класс симметрии. Призматический С2h —    2/m (L₂PC); а : b : с = 0,987 : 1 : 1, (Дана, 1944).

Кристаллическая структура

Структура представляет искаженную структуру CaF₂. Zr находится по отношению к О в семерной координации (Маккалоф и Трюблуд) при расстояниях Zr — О от 2,04 до 2,26 А. Параллельно (100) слои из атомов О, расположенных по вершинам слегка искаженного квадратного мотива, чередуются со слоями, в которых атомы О образуют мотив из квадратов и треугольников; при этом атомы Zr находятся в семивершинниках, образуемых при наложении кислородных слоев обоих типов. Расположение атомов О почти по квадрату в одном из слоев столь мало искажено, что при повороте на 180° взаимное положение их почти аналогично; это объясняет частое двойникование кристаллов бадделеита по (100).

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы коротко- и длиннопризматические по оси с и таблитчатые по (100), также удлиненные по оси b. Для большинства граней характерна штриховка, на гранях вертикальных призм и на (100) она обычно вертикальная; на (100) часто наблюдаются ступеньки, ограниченные горизонтальными и вертикальными ребрами; на (001) — штриховка || оси b, у двойниковых кристаллов || ребру (001) : (110)

Двойники. Очень распространены двойники по (100), часто полисинтетические; также двойники по (110), реже по (101); наблюдаются и сложные двойники — четверники, двойники двойников. Образует ориентированные срастания с пирохлором, кристаллы которого эпитаксически нарастают на кристаллы бадделеита

Агрегаты. Кристаллы, иногда натечные образования, частью радиально-волокнистые.

Физические свойства

Оптические

• Цвет различный: бесцветный, желтый, зеленый, красновато- и зеленовато-бурый, бурый, железно-черный.
• Черта белая, иногда с буроватым оттенком.
• Блеск жирный до стеклянного и алмазовидного, у черных кристаллов — полуметаллический.
• Прозрачность. Темно- окрашенные разности в тонких осколках просвечивают.

Механические

• Твердость бадделеита 6,5.
• Плотность 5,7— 6,0.
• Спайность по (001) совершенная, по (010) и (110) — несовершенная.
• Излом полураковистый до неровного.
• Хрупок.

Химические свойства бадделеита

В порошке медленно разлагается лишь горячей конц. H₂SO₄; не разлагается горячими НСl и HNO₃.

Прочие свойства

Поведение при нагревании. При 1100—1200° обратимо переходит в тетра-гональную модификацию (руфит — ruffite); обратный переход осуществляется при 950—850° (Марей и Элисон); температура перехода в тетрагональную модификацию повышается при наличии примеси SnO₂. В результате длительного нагревания при 1900° тетрагональная модификация переходит в тригональную. В присутствии примеси MgO, СаО, Y₂O₃ идр. выше 1900° образуется относительно устойчивая кубическая модификация со структурой типа флюорита (аркелит — arkelite). Температура плавления 2690 + 20°, по Берчу и др.; около 3000°, по Кэй и Лэби.

Отмечался также обратимый переход при 500—650° в метастабильную тетрагональную модификацию.

Искусственное получение минерала

Получен из порошковатой ZrO₂ при температуре до 1000°. Кристаллизуется при температуре около 450° из геля, выпадающего в результате обработки ZrOCl₂ • 8H₂O аммиаком. При 800° может растворить до 10 % SnO₂ . ZrO₂ — главная составная часть изделий циркониевой керамики и циркониевых огнеупоров; встречается в шлаках от выплавки цирконийсодержащих сплавов.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Титанит, гетит, лепидокрокит.

Сопутствующие минералы. Mагнетит, ильменит, перовскит, пирохлор, циркелит, флогопит, апатит, форстерит и др.

От титанита отличается более высокой плотностью, формой кристаллов. От сходного в шлифах гетита отличается косым погасанием, от лепидокрокита — значительно меньшим двупреломлением.

Происхождение и нахождение

Является акцессорным минералом в месторождениях карбонатитов, где встречается вблизи контактов основных щелочных пород типа якупирангитов, мельтейгитов и др. с известняками; ассоциируется с магнетитом, ильменитом, перовскитом, пирохлором, циркелитом, флогопитом, апатитом, форстеритом и др.

Месторождения

Характерен для карбонатитов Кольского полуострова и Карелии (Ковдор, Себль-Явр, Озерная Барака, Вуориярви, Салланлатвинский массив). Наблюдался в гидротермально-измененных рудных пегматитах пироксенитового массива Африканда (Мурманская обл.) в пустотах среди флогопита и титаномагнетита, совместно с кафетитом, дизаналитом, клинохлором и др. В срастании с пирохлором отмечен как акцессорный минерал карбонатитов доломито-кальцитового состава на Сибирской платформе. На контактах якупирангитов с мраморами встречается в Жакупиранге (Бразилия), в корундовых сиенитах — в шт. Монтана (США), в магнетито-апатитовых карбонатитах — в Фалаборва (Трансвааль) с диопсидом, флогопитом, хондродитом, цирконом, торианитом] и др. Как акцессорный минерал наблюдался в нефелиновых монцонитах и в альбититах по р. Пхрут в Мегринском плутоне (Армения), акцессорный бадделеит установлен также в меланитовых сиенитах, в альбититах и мусковитизированных сиенитах на Алдане.

Встречается в россыпях в районах развития основных щелочных пород. Например, в кристаллах до 10—12 мм совместно с цирконом, корундом, шпинелью, ильменитом, фергусонитом и др. обнаружен в россыпях драгоценных камней Раквана, Балангода и др. на Цейлоне. В виде мелких окатанных кристалликов встречается в песках Приазовья (Украина), наблюдался в золотоносных россыпях р. Коло (Конго). В Минас-Жераис (Бразилия) в области развития сиенитовых пород наблюдается в виде метаколлоидных образований — циркон-фавасов.

Как пневматолитовый минерал отмечен в санидините Монте-Соммы (Италия) с пирохлором, флюоритом и др.

Практическое применение

В Бразилии микроволокнистый и скрытокристаллический бадделеит наряду с цирконом входит в состав циркониевых руд, для которых применяются названия калдасит (caldasite) и циркит (zirkite).

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Старинные методы. Под паяльной трубкой белеет, практически не плавится.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В проходящем свете бесцветен до коричневого.  Np>Nm>Ng. Двуосный (—). Плоскость оптических осей (010), cNp= —13° в тупом углу ; удлинение (—). Дисперсия r>v, сильная у цейлонского (по Ларсену и Берману). В шлифах иногда видны зональные полоски роста и полисинтетические двойники.