Гиббсит

Синонимы: Джиббсит, джабсит, вавеллит — wavellite (Деви, 1820), гидраргиллит — hydrargillite (Кливленд, 1822), клауссенит — claussenite (по Честеру и Хею), цирлит — zirlite (Пихер, 1871)—идентичность установлена Майкснером .

Происхождение названия

Назван (Торрей, 1822) гиббситом по имени минералога-любителя Д. Гиббса. Кливлендом в том же году описан под названием гидраргиллит (hydrargillite) — от греческого "идор" — вода и "аргиллос" — белая глина.

Английское название минерала Gibbsite

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)

Отвечает искусственному γ -Аl₂O₃ • 3Н₂O.
Гелеобразный гиббсит, входящий в состав боксита, описывался под названиями: боксит — bauxite (Дюфренуа, 1844), клиахит — cliachite (Адам, 1869), алюмогель — alumogel (Паулс, 1913), гиббситогелит — gibbsitogelite (Тучап, 1913), гиббситовый коагель (Рожкова, 1948). Возможно, что эти гели частично являлись гелями бёмита, а не гиббсита.

Псевдогиббсит — pseudogibbsite (Неметаллические полезные ископаемые СССР. Изд. АН СССР, 1943, 2, 346, по отчету Терентьевой) — смесь три- и моногидратов в различных соотношениях. Шанявскит — schanjawskite (Николаевский, 1912) — гиббсит с примесью аллофана.

Гиббсит формула

Al(OH)₃

Химический состав

Теоретический состав: Аl₂O₃ — 65,35; Н₂O— 34,65 (Аl — 34,60%). Анализы яснокристаллического гиббсита в общем отвечают формуле, иногда устанавливается незначительное содержание Fe₂O₃ и Ga₂O₃, в ловозерском спектрально установлен Be (0,03%). CaO, MgO, Р₂O₅, СO2 входят в состав механических примесей. Скрытокристаллические выделения обычно содержат механические примеси SiO₂, TiO₂ и гидроокислов железа.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Моноклинная C⁵_2h —Р2₁/с; а₀ = 8,641; b₀ = = 5,070; с₀ = 9,720 А; а₀ : b₀ : с₀ = 1,704 : 1 : 1,9171; β = 94°34' (для гиббсита из Лангезундфьорда, Мегоу, 1934). Сходные данные получены Зальфельдом для моноклинного гиббсита из Шишимской копи. Z = 8.

Класс. Призматический C2h — 2/m (L₂РС).

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы:

Cтруктура слоистая, атомы О образуют несколько искаженную плотнейшую упаковку; каждый атом Аl окружен шестью О по вершинам искаженных октаэдров. Октаэдры имеют по одному общему ребру с двумя соседними октаэдрами и слагают псевдогексагональные кольца, параллельные (001), которые удерживаются водородными связями; эти слабые связи обусловливают совершенную спайность минерала.

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы часто псевдогексагональные, пластинчатые по (001), редко столбчатые. Одиночные кристаллы редки, очень распространены двойники, обычно полисинтетические и сложные — одновременно по нескольким законам.

Двойники по а (100) характерны для гиббсита Вишневых гор (угол между базопинакоидами неделимых около 9°, при скрещенных николях— одновременное погасание); двойники по с (001) обычны у кристаллов из Лангезундфьорда (общая грань с, одновременное погасание); известны также двойники с двойниковой осью  — 5-й закон по Брёггеру (общая грань с, погасание под углом около 60°); двойники по m (110) (сс—около 4°, погасание под углом около 60°) — часто в виде характерных звезд — тройников кристаллов, сдвойникованных по (100); также двойники по (310).

Агрегаты. Мелкие кристаллики (обычно несовершенного развития), выделения неправильной формы (иногда фарфоровидные), частью землистые и натечные агрегаты, сфероидальные конкреции, также червеобразные выделения, тонкодисперсные частицы.

Физические свойства

Оптические

• Цвет белый, бесцветный, сероватый, розоватый, зеленовато-белый.
• Черта белая.
• Блеск стеклянный, на плоскостях спайности перламутровый.
• Прозрачность. Прозрачен или просвечивает.

Механические

• Твердость 2,5 - 3.
• Плотность 2,3—2,4.

Спайность  по (001) весьма совершенная (соответствует слоистой структуре минерала). Спайные листочки упруги.

Химические свойства

В концентрированной H₂SO₄ растворяется с трудом. Наибольшая растворимость в НСl и в соде—при температуре дегидратации.При 60° в NaHCO₃ (0,1N) растворяется 0,02 г/л, в NaOH (0,01 N)—0,02, в NaOH (0,1 N)—0,04 г/л .

Прочие свойства

Электрокинетический потенциал гиббсита в растворах с pH > 3,8 отрицательный, в результате прокаливания минерала при 300° положительным.

При флотации бокситов выделение гиббсита, как и диаспора и бёмита, производится олеиновой кислотой и ее смесью с керосином, машинным маслом, сосновым маслом.

Инфракрасный спектр поглощения характеризуется несколькими полосами поглощения (в см^-1): в области призмы LiF—3361 (средняя), 3378 (плечо), 3428, 3518 и 3616 (сильные); в области призмы NaCl—1020 (сильная) и 967 (средняя).

Поведение при нагревании. При нагревании переходит в кубическую разновидность глинозема — γ-Аl₂O₃, которая при дальнейшем нагревании (950°) переходит в тригональную — α-Аl₂O₃ (корунд). В зависимости от величины зерен и степени окристаллизованности переходит в γ-Аl₂O₃ непосредственно или образуются промежуточные продукты обезвоживания: сначала бёмит, затем ряд модификаций безводного глинозема. Для кривых нагревания характерен эндотермический прогиб в области температур 300—360° (выделение воды), положение которого зависит от степени окристаллизованности минерала; обычно небольшое эндотермическое понижение при 500—550°, отвечающее разложению образовавшегося бёмита. Резкая потеря веса, связанная с дегидратацией, происходит около 2509.

Неоднократно указывалось образование бёмита с пониженным содержанием воды или полугидрата при дегидратации гиббсита, однако эти продукты следует рассматривать как смеси аморфных гидратов Аl₂O₃ с различным содержанием воды или как их смеси с кристаллическим бёмитом.

Для образцов из Норвегии установлена закономерная ориентировка бёмита, возникающего в процессе обезвоживания гиббсита.

Искусственное получение минерала

Искусственно получается из гелей глинозема разными путями; при кристаллизации таких гелей в зависимости от pH раствора, температуры и других факторов образуются байерит или гиббсит (гиббсит —при рН<5). В виде мелких кристаллов получен в результате пропускания СO₂ через горячий концентрированный раствор алюмината натрия. Из содового раствора выделяется наряду с корундом и бёмитом при температурах выше 415° и давлении 1100—1500 кГ/см². Отмечено, что образованию гиббеита в водных растворах благоприятствует присутствие ионов К или Na. В присутствии ионов калия получены псевдогексагональные призматические кристаллы, из растворов с ионами натрия — таблитчатые кристаллы с фигурами спирального роста на (001). Образуется, однако, и в отсутствие щелочей в результате старения геля, полученного путем гидролиза этилата алюминия в присутствии этаноламина, синтезирован также при электролизе раствора нитрата алюминия. Изучены многочисленные системы, в которых может образоваться Аl(ОН)₃ .

Диагностические признаки

Сопутствующие минералы. Минералы из группы окислов и гидроокислов железа, каолинит, иногда галлуазит, аллофан

Для гиббеита характерны: слюдоподобная спайность, стеклянный блеск, низкая плотность (отличие от бёмита, слюд, клинохлора, диаспора); в иммерсии на листочках — косой выход биссектрисы, псевдоодноосный, положительный (отличие от слюд, бёмита). В тонкодисперсных выделениях от других гидроокислов алюминия четко отличим по порошкограммам.

Происхождение и нахождение

Низкотемпературный минерал. Образуется преимущественно в зоне гипергенеза, иногда, возможно, отлагается из низкотемпературных гидротермальных растворов; наряду с другими гидратами глинозема отлагается из коллоидных растворов.

 

Месторождения

Широко распространен в бокситах и латеритах; иногда содержится в глинах, почвах. Характерен для молодых бокситов платформенного типа (в Россиии мезозойские бокситы Среднего Урала, Западной Сибири), для бокситов со слабым проявлением процессов эпигенеза, находившихся со времени образования в поверхностных или приповерхностных условиях. Выделения гиббеита в бокситах представлены мельчайшими кристаллами, тонкозернистыми и мелкочешуйчатыми агрегатами, гелями; иногда наблюдаются переходы от гелеобразного к метаколлоидному (кристаллическому) гиббситу. Спутниками гиббеита в бокситах являются минералы из группы окислов и гидроокислов железа, каолинит, иногда галлуазит, аллофан (Подмосковный район), алунит (Журавлинское месторождение в Пермской области). Гиббсит поздней генерации, который нередко заполняет трещины в бобовинах, слагает их внешние зоны или образует кристаллы в пустотах бокситов, замещает бёмит и диаспор, также полевой шпат, каолинит. Гиббсит является единственным гидратом глинозема в бокситах (в Подмосковье, в Каменском районе Свердловской области) или встречается совместно с бёмитом (Тихвинский район Ленинградской область, Индия), реже с диаспором (Греция).

В коре выветривания представляет продукт изменения хлоритов, оливина, полевых шпатов, нефелина, цеолитов, каолинита и др.; наблюдался среди продуктов выветривания хлоритовых и амфиболовых сланцев, ультраосновных пород, нефелиновых сиенитов, ийолитуртитов и др.

Корочки, прожилки и кристаллики гиббсита встречаются в некоторых корундовых и железорудных месторождениях. Указывается наличие его в почвах.

В виде кристаллов гиббсит установлен в пустотах среди натролита в нефелино-полевошпатовых пегматитах в Ильменских и Вишневых горах (Челябинская область), в Хибинских и Ловозерских тундрах (Мурманская область), в районе Лангезунда (Южная Норвегия); в микроскопически мелких зернах отмечается также в продуктах изменения нефелина (шпреуштейнах) совместно с гидроокислами железа и моногидратами глинозема, иногда — в новообразованиях галлуазита. Как продукт позднегидротермального изменения нефелина также наблюдаемся в щелочных пегматитах и в ийолитах Африканды и Озерной вараки на Кольском полуострове.

Наблюдался в отложениях фумарол Везувия.

 

Практическое применение

Наряду с моногидратами глинозема служит для получения окиси алюминия.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавится, белеет и расщепляется по плоскостям спайности. В закрытой трубке выделяет воду. От капли спиртового раствора ализарина порошок становится ярко-розовым.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В литературе имеются различные данные об оптической ориентировке гиббсита. По Брёггеру — для норвежского и Бонштедт-Куплетской — для вишневогорского плоскости оптических осей  перпендикулярно (010), Np=b, cNg—21—23°; на спайных листочках наблюдается косой выход биссектрисы почти одноосного положительного минерала. По Деклуазо, на кристаллах с Урала плоскости оптических осей то параллельна, то перпендикулярна (010).

Двуосный (+). 2V = 0—5°, иногда до 15° и более, у ловозерского 32°. По Зальфельду, большой 2V характерен для триклинной модификации.