Брукит

Минерал назван по имени английского кристаллографа и минералога Г. Брука (Леви 1824).

Английское название минерала Brookite.

Синонимы: Журинит (юринит, джуринит) — jurinite (Сорэ, 1822), эвманит (эуманит)— eumanite (Шепард, 1851), пиромелан — pyromelane (Шепард, 1856).

 

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 брукита

TiO₂

Химический состав

Химический теоретический состав: ТiO₂ — 100 (Ti — 59,95). Природные брукиты обычно содержат примесь Fe₂O₃ (от 1 до 4,5%), Nb₂O₅ и Та₂O₅ (брукит из Магнет-Ков — 0,8 до 9,6% Nb ); отмечались также следы W, Ge и других элементов.

 

Разновидности

Арканзит (аркансит) — arkansite — своеобразные дипирамидальные кристаллы псевдогексагонального облика вследствие более или менее равномерного развития граней е (122) и m (110). Цвет более темный, чем у обычного брукита, черный.

Назван по месту находки в шт. Арканзас (Шепард, 1846).

Известен в Киргизии в Центр. Тянь-Шане; в Хибинских и Ловозерских тундрах (Мурманская область) с анатазом и натролитом; в Магнет-Ков (шт. Арканзас, США), нередко с корочками рутила.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая. D¹⁵_2h — Pbca; а₀ = 9,184; b₀ = 5,447; с₀ = 5,135 А, 1,683 : 1 : 0,944; Z = 8 (Полинг, Стурдивант, для брукита из Швейцарии).

Класс. Ромбо-дипирамидальный D2h — mmm 3L₂3PC (Кокшаров, Дана, 1892).   

 

Кристаллическая структура

 

Атомы О образуют искаженную четырехслойную (топазовую) плотнейшую упаковку, слои параллельны (100). Атомы Ti находятся в октаэдрических пустотах. Каждый октаэдр TiO₂ имеет общие ребра с двумя соседними; эти общие ребра несколько укорочены, по сравнению с другими ребрами. Атомы Ti несколько смещены от центра октаэдров. Два октаэдра из каждой группы трех октаэдров, связанных общими ребрами, слагают в направлении оси с зигзагообразные цепи, которые связаны третьими октаэдрами в двойные сетки, параллельные (100). Расстояния между атомами Ti в пределах цепей несколько больше, чем расстояния между атомами Ti, находящимися в цепи и в слое сетки.

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Встречается в виде кристаллов разнообразного облика. В жилах альпийского типа кристаллы большей частью уплощены по (100) (плоскость слоев плотнейшей упаковки) и несколько удлинены вдоль оси с (по направлению цепей); наблюдаются также столбчатые и псевдогексагональные дипирамидальные кристаллы. На  гранях а (100) и вертикальных призм обычна вертикальная штриховка; в Бакальском месторождении (Челябинская область) помимо кристаллов, уплощенных по (100), наблюдались кристаллы, таблитчатые по b (010) с горизонтальной штриховкой на гранях этой формы.

Двойники достоверно не установлены. Иногда содержит закономерные вростки рутила (параморфозы рутила по брукиту): [001] обоих минералов параллельны, (110) рутила || (110) или (122) брукита; отмечены ориентированные включения брукита в мусковите.

Агрегаты. Кристаллы.

Физические свойства брукита

Оптические

• Цвет желтоватый, красноватый, красновато-бурый до железно-черного. Окраска часто неравномерная; в проходящем свете отчетливо выделяются по более темной окраске характерные пирамиды роста <001 >, <122>, <021> и др.

Желтоватая, равномерно распределенная окраска кристаллов брукита с Полярного Урала обусловлена, по данным Икорниковой, окисными соединениями железа, зеленоватая окраска пирамид роста — записными соединениями железа; по Арнольду, более темная окраска пирамид роста связана с вхождением в решетку ниобия.

• Черта бесцветная до желтоватой или желтовато-серой.
• Блеск металловидно-алмазный, полуметаллический.
• Прозрачность От почти прозрачного и хорошо просвечивающего до непросвечивающего (железно-черные брукиты).

Механические

• Твердость 5,5—6.
• Плотность 3,9—4,14.
• Спайность по (110) неясная, еще менее отчетливая по (001).
• Хрупок.
• Излом неровный или неясно раковистый.

Химические свойства

В кислотах нерастворим.

Прочие свойства

Диэлектрическая постоянная — 78. Магнитная восприимчивость, очевидно, существенно зависит от чистоты минерала: для четырех образцов из разных месторождений она составляет от 0,26 • 10^-6 (для наиболее химически чистого образца) до 1,15 • 10^-6 эл. магн. ед/г.

Инфракрасные спектры характеризуются полосами поглощения: 852,1; 729,9; 598,8 (сильная); 529,1 и 431,0 см^-1.

Поведение при нагревании. При нагревании до 700° переходит в рутил. При этом зигзагообразные цепи структуры брукита легко переходят в простые цепи рутила;    (100) обоих минералов (плоскости слоев структуры) взаимно параллельны, иглы рутила, удлиненные по оси с, ориентируются параллельно осям с или b брукита. При прокаливании плоскости увеличивается до 4,2—4,3. В результате нагревания n_g уменьшается, n_m и n_p возрастают.

Искусственное получение

Старые указания на успешный синтез Добре и Отфейем вызывают сомнение. В лабораторных условиях в чистом виде синтезировать брукит не удается; он образуется совместно с рутилом и анатазом в результате старения золей TiO₂.

Имеется указание на образование брукита при длительном размалывании в шаровой мельнице синтетического рутила, полученного путем гидролиза и отожженного при 600°.

Диагностические признаки

Сопутствующие минералы. Кварц, альбит, хлорит, сфен, рутил, анатаз.

Минералов, похожих на брукит, мало; от рутила и других сходных по цвету минералов отличается формой кристаллов, от просвечивающих пластинок гематита — цветом черты. Отличительные признаки в шлифах: аномальная интерференционная окраска, очень высокий рельеф и сильное двупреломление.

Происхождение и нахождение

Относительно редок. Является гидротермальным минералом; встречается главным образом в жилах альпийского типа, где образует пластинчатые кристаллы (длиной до 20 мм, толщиной до 5 мм) в парагенезисе с кварцем, альбитом, хлоритом, сфеном, рутилом, анатазом и другими минералами; образуется позже рутила и раньше атализа. Более редок в пегматитах. В виде микроскопических выделений обнаружен в сиенитах. Изредка встречаются псевдоморфозы брукита по сфену.

Изменения минерала

В природных условиях является очень устойчивым, попадает в россыпи, где хорошо сохраняется. Известны параморфозы рутила по брукиту и псевдоморфозы по брукиту магнетита.

Месторождения

В альпийских жилах установлен на Урале — гора Неройка, Нейво-Рудянка, Атлян и др., в Швейцарии — Сен-Готард, Тессин и др., во Франции — Бур-д'Уазан, Изер и др., в Австрии — в Тироле, в США — в шт. Массачусетс и др. Наблюдается в россыпях близ коренных месторождений (в России на Урале по рекам Атляну и Санарке).

Отмечается также в осадочных породах разного возраста и состава в виде кластических зерен; в ряде случаев является новообразованием. Иногда образуется в результате выветривания сфена и других титановых минералов. Нередко обнаруживается в составе лейкоксенов.

 

Практическое применение

Практическое значение не имеет, т. к. не накапливается в больших количествах.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавится. С фосфорной солью в окислительном пламени дает бесцветное или коричневатое (темные брукиты, богатые Fe) стекло, в восстановительном пламени с крупинкой олова — фиолетовое стекло.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете желтовато-, золотисто- или красновато-бурый. Слабо плеохроирует: по Ng — светло-желтый, красновато-бурый, гвоздично-бурый; по Nm — светло-желтый, оранжево-бурый, гвоздично-бурый; по Np — бесцветный, оливковый, желто-бурый (по Трёгеру); Np < Nm < Ng или Np <Ng < Nm. Двуосный (+). Погасание прямое. Оптические свойства существенно меняются с изменением длины волны света и температуры. Ng всегда перпендикулярно (100), плоскости оптических осей для красных и желтых лучей параллельна (001), N_p = b и 2V = 10—20° (Na); при 550° одноосный, 2V= 0°; для зеленых и голубых лучей плоскости оптичесикх осей параллельна (010), Nm = b, 2V = 20—30°.    n_g = 2,700—2,741; n_m = 2,584 — 2,586; n_p = 2,583; n_g — n_p = 0,117—0,158 (Na) (по Трёгеру).

Очень сильная дисперсия оптических осей. Иногда в шлифах наблюдаются зоны роста.