Биотит свойства применение

Синонимы:

Группа

Биотит является наиболее распространенным минералом слюд. Представляет собой калий-алюминий-магний-железосодержащую слюду. Широко распространен и составляет 2,5—3% земной коры. Биотитом называются обычно ферродоминантные члены ряда флогопит — аннит, но в этом случае биотит заменяет собой видовое название аннит, а так как биотит в настоящее время принят как термин для обозначения группы в целом, то его можно относить к любым промежуточным членам ряда. Но обычно биотитом называют все-таки бурую или черную триоктаэдрическую слюду.

Происхождение названия

По фамилии французского физика Био (1774— 1862).

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)
• Купить биотит

Формула биотита

K(Fe, Mg)₃[AlSi₃O₁₀](OH, F)₂ или K₂O . 6(Mg,Fe)O . . Al₂O₃ . 6SiO₂ . 2Н₂O.

Химический состав

Весьма изменчив; окись калия (К2О) 4,5—8,5%, окись магния (MgO) 0,3—28%, закись железа (FeO) 2,8—27,5%. окись железа (Fe2O3) 0,3— 20,5%, окись алюминия (Аl2O3) 9,5—31,5%, окись кремния (SiO2) 33—45%, вода (Н20) 6—11,5%; примеси: окисные соединения титана, натрия, ванадия, лития, марганца, бария, стронция, цезия. В химическом отношении биотит «всеяден»: в нем встречаются многочисленные химические элементы.

Разновидности:

• мероксен (греч.)- «мерокс» — чуждый) — нормальный, бедный железомф биотит;
• лепидомелан (греч. «лепядос» — чешуя, «ме-и лас» — черный);
• сидерофиллит (греч. «сидер» — железо, «филлос» — лист) —весьма богатый железом и литием не содержащий магния биотит.

Кристаллографическая характеристика

Сингония  Моноклинная.

Класс симметрии. Моноклинно-призматический 2/m в. с. L2PC. Пр. гр. C2/c(C62h). а0 = 5,30; b0 = 9,21; с0 = 20,32; β = 99°18′/ Отношение осей. 0,575 : 1 : 1,103; |3 = 99°18'.

Кристаллическая структура

Слоистая решетка. Структура биотита аналогична структуре мусковита, но вместо гиббситового слоя между кремнекислородными листами располагается бруситовый слой.

Главные формы. Кристаллы биотита часто псевдогексагональные; главные формы: с{001}, Ъ {010}, т {110}, е {112}, п {011}, г {101} и z {132}. (110) Д (110) = = 60°. Обычно они пластинчатые, редко призматические по оси с.

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Таблитчатый, псевдогексагональный, нередко столбчатый, пирамидальны,  боченковидный. Крупные кристаллы иногда обладают зональным строением, иногда гигантских размеров.

Двойники обычно по слюдяному закону.

Агрегаты. Встречается в сплошных пластинчатых, листоватых и чешуйчато-зернистых массах. Друзы кристаллов сравнительно редки.

Физические свойства

Оптические

 

• Цвет биотита черный, бурый, желтовато-коричневый, до коричневато-красного, иногда с оранжевым, зеленоватым и другими оттенками  (в зависимости от содержания железа); осветленный (бронзового цвета) иногда называют кошачьим глазом (бауэрит).. Флогопит — бесцветный; другие представители — черные.
• Черта белая или коричневая.
• Блеск стеклянный, перламутровый. Просвечивает. Твердость 2 – 3. Плотность 3. Спайность весьма совершенная (в одном направление). Излом ступенчатый до неровного. Прочие свойства: отдельные листочки биотита упругие и гибкие.
• Отлив  на плоскостях спайности с перламутровый.
• Прозрачность. Непрозрачный или просвечивает.

Показатели преломления

Ng = Nm = 1,60–1,66 и Np = 1,56–1,60.

Механические

• Твердость 2–3. Минерал эластичный, гибкий.  В противоположность тальку и пирофиллиту листочки биотита упругие.
• Плотность. 3,02—3,12, увеличивается в зависимости от содержания железа.
• Спайность. Весьма совершенная по базису (плоскость епайности) (001), несовершенная по боковым граням и граням призмы  {110} и {010}. Иногда у биотита проявлена отдельность по {010} и {111}, что соответствует направлениям лучей фигуры удара; самый длинный луч идет параллельно {010}.

Химические свойства

Поведение в кислотах. HCl действует слабо, но в концентрированной H2SO4 разлагается полностью с осаждением белого скелета кремнезема.

Диагностические признаки биотита

Сходные минералы. Гидробиотит, темный вермикулит.

Хорошо распознается по весьма совершенной спайности и черному цвету. Отдельные листочки упруго-гибкие.

Сопутствующие минералы. Кварц, полевые шпаты, мусковит,  авгит, роговая обманка, хлорит.

Происхождение и нахождение

Магматическое (биотитовые граниты). Пегматитовое - в жилах с мусковитом и без него. Метаморфическое - в различных сланцах и гнейсах.

Биотит имеет разнообразное происхождение, но в основном это эндогенный минерал, являющийся главной составной частью многих изверженных пород, однако содержание MgO и FеО у него непостоянно. Он входит в состав многих метаморфических пород (гнейсы, слюдистые сланцы) и пегматитов. В изверженных породах он обычно формируется позже, чем темноцветные островные и цепочечные силикаты, но если концентрация FeO (+МпО) калия и воды высокая, он может кристаллизоваться до них. Биотит из вулканических пород характеризуется более высоким содержанием ферриионов (оксилепидомелан). В пегматитах кристаллы биотита могут иногда достигать 7 м² (Гренландия и Скандинавия). При выветривании биотит теряет калий, который замещается молекулами воды, двухвалентное железо окисляется до трехвалентного, а содержание магния уменьшается. Указанный процесс ведет вначале к образованию гидробиотита, потом вермикулита и, наконец, каолинита. Цвет при этом меняется от почти черного до золотисто-желтого. Такие измененные биотиты известны как рубеллан или «кошачье золото». Процесс природного отбеливания биотита носит название бауэритизация.

 Как породообразующий минерал биотит в виде вкраплений встречается во многих магматических горных породах. Он так же  является важным породообразующим минералом гранитов, гранодиоритов, трахитов. Реже встречается в более основных и очень редко — в основных породах (базальты).

В крупных кристаллах минерал наблюдается в пегматитовых жилах. Встречается он также в ассоциации с мусковитом, с которым иногда образует параллельные или зональные срастания, причем плоскости спайности проходят через индивиды обеих слюд без перерыва.

Во многих метаморфических породах (контактовые роговики, слюдяные сланцы, парагнейсы, ортогнейсы) встречается в виде мелкочешуйчатых, иногда плотных шлировых выделений.

В виде вкрапленности нередко устанавливается в так называемых контактовых роговиках, образующихся под воздействием гранитных магм обычно на породы некарбонатного состава.
В рудных гидротермальных жилах биотит встречается крайне редко и то обычно в полуразрушенном состоянии.

Весьма широко распространен в некоторых метаморфических породах: кристаллических сланцах, в частности гнейсах.

В процессе интенсивного химического выветривания он подвергается разложению. При этом щелочи выносятся, двухвалентное железо переходит в трехвалентное. Одновременно происходит, повидимому, гидратация (переход в гидробиотит). Минерал теряет блеск, упругость, становится рыхлым. В конечной стадии химического разложения образуются гидроокислы железа и глинистое вещество.

При быстрой эрозии биотит, как минерал химически относительно стойкий, переходит в россыпи, легко расщепляется, измельчается и отлагается вместе с тончайшим илистым материалом в застойных водах. Здесь гидробиотит представляет собой смешаннослойный минерал состава биотит-вермикулит. Он с течением времени претерпевает некоторые изменения и приобретает интенсивный золотистый оттенок. Эти золотистые блестки легко обнаруживаются при промывке; как более легкий материал, они отлагаются на поверхности промытого осадка. В простонародной речи они получили название «кошачьего золота».

Установлено также, что в современных морских осадках биотитовые зерна подвергаются процессу гальмиролиза, т. е. подводному «выветриванию», причем они постепенно переходят в глауконит — слоистый водосодержащий силикат калия и трехвалентного железа (зеленого цвета).

Месторождения биотита

Биотит среди минеральных видов слюд является вторым после мусковита по распространенности в природе. Из бесчисленных месторождений отметим лишь некоторые, отчасти известные пегматитовые месторождения. В Ильменских горах биотит в качестве второстепенного минерала неравномерно, но широко распространен во всех типах пегматитовых жил в виде крупных пластин (до 0,5 м в диаметре), кристаллов и мелкопластинчатых агрегатов в ассоциации с калий=натриевыми полевыми шпатами, нефелином, иногда топазом, магнетитом, ильменитом и другими минералами. В Борщовочном кряже биотит отмечается в пегматитах уд. Савватеевой, в районе р. Слюдянки и в других местах. Огромные пластинчатые кристаллы наблюдались в пегматитах Гренландии и Скандинавии (в Евьё была встречена пластина биотита размером 7 м²).

В Германии в гранитах Броккен (Гарц), гранитах и гранодиоритах Лаузица, в гранит-сиенитовом массиве Мейсен, в гранитах, гнейсах и контактовых роговиках Рудных Г0р. Идиоморфные кристаллы /7 тп L? встРечаются в базальтах Обервизенталя. В Гранулитовых г0рах развиты биотитовые пегматиты. Минерал является также заметной составной частью кордиеритовых гнейсов в окрестностях Бургмау, гранитов, пегматитов и кристаллических сланцев Тюренгенского Леса.
 

Практическое применение

Пракического значения  не имеет. Уральскими кустарями применяется лишь в качестве блесткового материала при изготовлении из цветных камней детских игрушек и различных предметов для украшения, театральных декораций.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ.  Кривая ДТА биотита характеризуется эндотермическим пиком при температуре около 1160°.

Главные линии на рентгенограммах: 10,0(10) — 3,35(10) — 2,62(8) —2,435(8) - 2,175(8) - 1,998(8) - 1,669 (8) - 1,533(9) (флогопит); 10,0(10) - 3,34(10)—2,63(8) - 2,44(6) -1,672(6) - 1,541(8) -1,363(4) (биотит); 10,1(10) - 3,36(10) - 2,65(8) - 2,452(8) - 2,186(8) - 2,006(8) - 1,676(8) - 1,548(8) (лепидомелан).

Старинные методы. Под паяльной трубкой с трудом плавится в серое или черное стекло (в зависимости от содержания железа).

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

Под микроскопом он легко устанавливается по густой окраске и резко выраженному плеохроизму  по Ng = Nm красновато-коричневый до темно-коричневого (вдоль плоскости спайности), по Np бледно-желтый до бесцветного (перпендикулярно плоскости спайности). ng = 1,565- 1,670, nm = 1,564 - 1,670, np = 1,535 - 1,616 соответственно для флогопита и сидерофиллита; разница связана с содержанием Fe3+ (оксилепидомелановая молекула), (—) 2V для биотита ~ 0°, а для флогопита — около 10° (увеличивается с возрастанием трехвалентного железа). Плоскость оптических осей может быть параллельна (010) — такие биотиты называются мероксенами, или менее часто перпендикулярна (010) — тогда они называются аномитами.