Дюмортьерит

Синонимы:

Группа

Происхождение названия

Минерал назван  по имени французского палеонтолога М. Дюмортье (Гоннар, 1881).

Английское название минерала  Дюмортьерит - Dumortierite

Дюмортьерит лучистые агрегаты
Дюмортьерит лучистые агрегаты

Содержание

 

Формула дюмортьерита

(Al,Fe)7O3[BO3][SiO4] 3

Химический состав

Химический теоретический состав: В2O3 — 6,09, Аl2O3 — 62,39, SiO2 — 31,52. Состав довольно постоянный; Аl в незначительной степени замещается Fe; часто содержит немного Ti (присутствием которого в различной степени окисления пытались объяснить цвет минерала). Не выяснена роль щелочей, воды и других элементов.
Спектральным анализом обнаружены: в количестве 0,001%—Ge, Cu, Be, Ga, V, Cr, Ni, Sn; в количестве 0,01—0,03% —- Zr, Nb, Sr, Ba, Li; в количестве 0,1—0,3% — Sb.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая.

Класс. Ромбо-дипирамидальный D2h— mmm (3L23PC).

Кристаллическая структура

В структуре вдоль псевдошестерной оси стянутся колонки из AlO6- октаэдров, соединенных между собой общими гранями. К вершинам АlO6 октаэдров присоединены одним атомом кислорода тетраэдры SiO4. Другие вершины SiO4-тетраэдров служат одновременно вершинами АlO6-октаэдров, более удаленных от псевдошестерной оси и соединенных общими ребрами в бесконечные зигзагообразные цепочки, которые тянутся вдоль оси с. Псевдогексагональные группы полиэдров связаны таким образом, что в направлении оси а цепочка октаэдров одной группы соединяется с аналогичной цепочкой другой псевдогексагональной группы общими гранями; в направлении диагоналей плоскости ab две такие цепочки сдвинуты одна относительно другой вдоль оси с так, что соединяются общими ребрами. В результате спаривания цепочек создаются два типа своеобразных двухэтажных лент из октаэдров, которые проектируются в направлении оси с в четырехугольники. Ленты связаны общими О-вершинами в шестерки из колонок SiO4-тетраэдров вокруг псевдошестерных осей, соединенных одним атомом кислорода с колонками из AlIO6-октаэдров, и в тройки вокруг псевдотройных осей, на которых в треугольниках из атомов О помещаются атомы В. Дюмортьерит является ортосиликатом с островными ортотетраэдрами [ SiO4 ] и одновременно ортоборатом с островными ортотреугольниками [ВO3].
Колонки из алюминиевых октаэдров в структуре дюмортьерита сближают ее со структурой андалузита, силлиманита, иодерита. Участки, сложенные колонками алюминиевых октаэдров, соединенных между собой общими ребрами и уложенных по закону кубической упаковки, повторяют структуру кианита и ставролита. Структурная общность дюмортьерита с андалузитом, силлиманитом и ставролитом выражается и в принадлежности этих минералов к ромбической сингонии, в близких отношениях кристаллографических осей.

Главные формы: а (100), b (010), m (110) и l (130).

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Хорошо образованные кристаллы дюмортьерита встречаются крайне редко. Они имеют призматический габитус, длина их до 5 см при толщине от 0,1 до 1 см: игольчатые и волокнистые кристаллы обычно имеют толщину не более 25—30 мк, иногда всего 1 мк при длине 1—1,5 мм.

Двойники.Обычны двойники по (110), часто полисинтетические; встречаются тройники, подобные арагонитовым и кордиеритовым, коленчатые двойники (под углом около 120°), известны также двойники по (130). 
Редкость хороших монокристаллов значительных размеров, а также многократное двойникование со взаимным поворотом индивидов на 120° вокруг оси с Головастиков объясняет тем, что в структуре дюмортьерита AlO8-октаэдры соединены через общие грани. Эта связь при двойниковании разрывается и октаэдры соединяются ребрами. По этой же причине дюмортьерит обладает спайностью по (100).
Отмечены срастания дюмортьерита с мусковитом, в шлифах — закономерные срастания с турмалином и силлиманитом. В дюмортьерите наблюдались включения газовых пузырьков, жидкости и трубчатые полости, параллельные оси с; встречаются включения рутила. Дюмортьерит часто образует включения в кварце, кордиерите, полевом шпате, кианите, турмалине, силлиманите, лепидомелане и др.

Агрегаты. Игольчатые до волосовидных кристаллы; веерообразные, радиально-лучистые агрегаты, иногда сферолиты, также спутанноволокнистые войлокоподобные массы.

Физические свойства

Оптические

  • Цвет ярко-синий, зеленовато-голубой, кроваво-красный, розово-фиолетовый, сиреневый, зеленоватый, зеленовато-желтый; в некоторых выделениях ядро зеленовато-синее, а внешняя зона — светло-голубая. Природа окраски не выяснена.
  • Черта белая, светло-серая.
  • Блеск стеклянный.
  • Отлив слабый, иногда с шелковистым отливом.
  • Прозрачность. Просвечивает до прозрачного.

Механические

Дюмортьерит зерна в пегматите Урал
Дюмортьерит зерна в пегматите Урал
  • Твердость 7—8,5. Микротвердость 1071 кГ/мм2 (Малхасян, 1962).  Хрупок.
  • Плотность 3,27—3,36 до 3,41 (для разности, богатой железом).

Спайность по (100) совершенная, по (110) несовершенная; отдельность по (001).

 

Химические свойства

HF растворяется медленно, в других кислотах нерастворим.

Прочие свойства

Люминесцирует не всегда; иногда наблюдается в ультрафиолетовых лучах голубоватое свечение, а в катодных лучах слабое темно-синее свечение; в рентгеновских лучах дюмортьерит не люминесцирует. Включения дюмортьерита в кордиерите и турмалине из Тведестранда (Южная Норвегия) окружены плеохроичными двориками.

Поведение при нагревании. При нагревании до 700° обесцвечивается, но двупреломление сохраняется. У дюмортьерита, нагретого до 800° и выдержанного при этой температуре в течение 30 мин., плеохроизм начинает исчезать во внешних частях зерен, но еще сохраняется во внутренних. При 900 и при 1000° плеохроизм полностью исчезает; обожженный дюмортьерит имеет чисто белый цвет и фарфоровидный блеск. При 1230° происходит образование муллита и небольшого количества (около 3%) кремнеземистого стекла; В2O3 и Н,O удаляются при обжиге. Увеличение объема и уменьшение плотности при обжиге чрезвычайно незначительны.

Диагностические признаки

Сходные минералы  Дистен.

В шлифах от турмалина отличается схемой плеохроизма Np>Nm = Ng (у турмалина No >Ne), от грандидьерита — оптической ориентировкой (у грандидьерита плоскость оптических осей перпендикулярна удлинению), от рибекита — более высоким двупреломлением; от глаукофана — прямым погасанием и иной схемой плеохроизма.
 

Сопутствующие минералы. Дистен, кордиерит, андалузит, корунд, мусковит, топаз, турмалин, серицит, диаспор, пирофиллит, пирит, альбит, апатит, барит, алунит.

Происхождение и нахождение

Мало распространен; встречается главным образом во вторичных кварцитах, в метаморфических породах, гранитоидах, пегматитах и кварцевых жилах. Во вторичных кварцитах ассоциируется с андалузитом, корундом, мусковитом, топазом, турмалином, серицитом, диаспорой, пирофиллитом, пиритом, альбитом, апатитом, баритом, алунитом.

Изменение минерала

Под влиянием гидротермальных растворов с калием дюмортьерит в щелочной среде разлагается и замещается серицитом и мусковитом.

Месторождения

В России  дюмортьеритсодержащие вторичные кварциты широко развиты на территории Казахстана: на горе Жанет в Коунрадском районе Северо-Западного Прибалхашья, где дюмортьерит (до 30—40%) содержится в кварц-серицитовых и серицитовых породах, сопутствующими минералами являются турмалин, апатит, андалузит; в месторождении Ак-Шоко к северо-западу от Коунрада развиты андалузит-дюмортьеритовые кварциты с мусковитом и серицитом, содержащие от 50 до 71 % дюмортьерита и 5—10% андалузита. В Армянии дюмортьерит встречен во вторичных кварцитах горы Лалвар в ассоциации с андалузитом, силлиманитом (?), альбитом, апатитом, серицитом. Дюмортьерит входит в состав кварцитов в архейских осадочно-метаморфических толщах Алдана. Как второстепенный минерал отмечен в оловоносных алюмосилицитах, близких по минеральным ассоциациям к вторичным кварцитам. Из зарубежных месторождений дюмортьерита, приуроченных к вторичным кварцитам, наибольший интерес представляют месторождения в графстве Рочестер (шт. Невада, США): на горе Линкольна вторичные кварциты, состоящие из кварца, андалузита, дюмортьерита и серицита, пронизаны кварц-дюмортьеритовыми прожилками; около станции Ореана находится единственное разрабатывающееся месторождение богатых дюмортьеритовых руд — линзообразные скопления андалузита и дюмортьерита в кварц-серицитовых сланцах; в рудах наблюдаются кварц, альбит, серицит, изредка титанит, рутил, лейкоксен, циркон, магнетит, пирит, турмалин, биотит, карбонат. В Болгарии дюмортьерит известен в окрестностях медноколчеданного месторождения Елшица, среди кварц- серицитовых пород, образовавшихся по вулканогенным породам дацитового и андезитового состава.
В древних метаморфических толщах дюмортьерит входит в состав кварцитов и ассоциируется с силлиманитом, турмалином, полевым шпатом, слюдами, кианитом, рутилом, апатитом. Примерами могут служить: докембрийские силлиманит-турмалиновые кварциты с дюмортьеритом района Таежного на Алдане в Якутии; в Индии кварциты с дюмортьеритом, силлиманитом, турмалином, рутилом, апатитом встречаются в Гаррах (округ Белагхат) и с мусковитом, турмалином, кианитом, силлиманитом и магнетитом — в Джайпуре (округ Раджастхан). Кварциты с дюмортьеритом и акцессорными гематитом, рутилом и цирконом встречаются в Соавина на Мадагаскаре; здесь же имеются сланцеватые дюмортьеритовые породы с мусковитом, кианитом и лазуритом. Акцессорный дюмортьерит содержится в кварц-полевошпатовых инъекциях мигматитов в окрестностях Кутна Горы (Чехия) совместно с черным турмалином, апатитом, арсенопиритом, мусковитом, гранатом, графитом; в контаминированных гранитах и гранодиоритах Дарпирского батолита в Якутии — в ассоциации с кордиеритом, андалузитом и гранатом; в слабо автометаморфизованных гранитах в графствах Абердин и Банф в Шотландии; в гранитах Лэнде Энда на п-ове Корнуэлл (Великобритания); в гранодиоритах графства Риверсайд (шт. Калифорния, США); в жильных гранит-аплитах Мальсбургского плутона Юго-Западного Шварцвальда (Германия) совместно с кордиеритом, турмалином, апатитом, цирконом, монацитом, пиритом, анатазом, лейкоксеном.
В гранитных пегматитах дюмортьерит ассоциируется с турмалином, мусковитом, гранатом, кордиеритом, силлиманитом, андалузитом, кианитом, корундом, топазом, бериллом, апатитом, монацитом, цирконом, иногда с хризобериллом, ксенотимом, шпинелью, графитом, гематитом, арсенопиритом, ильменитом. В пегматитах в верховьях р. Ляйляка (Узбекистан) содержатся: андалузит, дюмортьерит, шерл, дравит, зеленый турмалин, рубеллит, лепидолит, берилл, мусковит, гранат, пирит; в пегматитах Мурзинки (Свердловская обл., копи Мокруши) дюмортьерит ассоциируется с калиевым полевым шпатом, альбитом, олигоклазом, кварцем, мусковитом, биотитом, лепидолитом, гранатом, топазом, турмалином, бериллом, кордиеритом, касситеритом, колумбитом, гердеритом, апатитом; в районе Кутна Горы (Чехия) пегматиты, содержащие дюмортьерит (до 5 см длины), состоят из кварца, калиевого полевого шпата, олигоклаза, шерла, индиголита, кианита, мусковита, граната, арсенопирита, апатита; около дер. Риампотси на Мадагаскаре в кварце пегматитовой жилы заключены иголочки дюмортьерита; сопутствующие минералы представлены полевым шпатом, турмалином, реже бериллом, спессартином, корнерупином, лазулитом и кианитом; вблизи Рио-де-Жанейро в Бразилии дюмортьерит в пегматитах ассоциируется с полевым шпатом, лепидомеланом, топазом, силлиманитом, андалузитом, турмалином, монацитом, цирконом, графитом, бериллом, апатитом, шпинелью, гранатом.
Дюмортьерит в пегматитах, по мнению Финлея, является первичным минералом. Ферсман также считает его продуктом кристаллизации остаточного пегматитового расплава в эпимагматический этап; обогащение глиноземом объясняется ассимиляцией боковых пород или десиликацией пегматитового остатка. Обогащение пегматитов глиноземом вследствие ассимиляции признает и Риман. Лосерт связывает появление дюмортьерита в пегматитах и мигматитах с ассимиляцией вмещающих пород, содержащих кианит. Озеров приписал дюмортьериту в пегматитах метасоматическое происхождение (конец пневматолитового этапа). Фиала отнес дюмортьеритсодержащие пегматиты к основному типу Аl-В-пегматитов, приуроченных к кристаллическим сланцам, особенно к мигматизированным парагнейсам. Сердюченко связал присутствие дюмортьерита в пегматитах и аплитах с извлечением Аl2O3 и В2O3 из вмещающих осадочных пород при внедрении в них расплавов.
Дюмортьеритсодержащие кварцевые жилы обычно обладают небольшой мощностью; иногда в них наблюдаются андалузит, силлиманит, кианит, мусковит, пирофиллит, турмалин, топаз и акцессорные магнетит, гематит, титанит, лейкоксен, рутил, апатит, циркон, пирит. Вмещающие породы около жил часто бывают обогащены дюмортьеритом и его спутниками (турмалином, топазом и др.); примеры: в Дехезе в графстве Сан-Диего (шт. Калифорния, США) кварцевая жила, секущая биотитовые граниты, содержит дюмортьерит, силлиманит, мусковит, рутил, апатит; в Соавина (Мадагаскар) секущие кварциты кварцевые жилы содержат дюмортьерит (иглы до 2 см) в ассоциации с пластинчатым гематитом; во вмещающих кварцитах также присутствует дюмортьерит; в Могра (район Бхандара, Индия) дюмортьерит содержится в кварцевых жилах и во вмещающих их хлорит-мусковитовых сланцах. Сопровождающими дюмортьерит минералами являются кианит, силлиманит, турмалин, рутил, слюда, гранат, хлорит, корунд, гематит. В руднике Набекура (префектура Ямагути, Япония) дюмортьерит рассеян в пирофиллитовой руде и содержится в кварцевых жилах. В кварцитах Серра-да-Вереда в округах Макоба и Бокира (шт. Байя в Бразилии) встречены почти мономинеральные дюмортьеритовые прожилки мощностью 1—4 мм, редко до 10 см вместе с дюмортьеритом наблюдаются пирит и гранат. Известны псевдоморфозы дюмортьерита по андалузиту.
При разрушении горных пород дюмортьерит накапливается в аллювии и элювии.

Практическое применение

Является важным сырьем для производства изоляторов, запальных свечей и фарфора, лабораторной посуды. Незначительное изменение объема и плотности позволяют применять его без предварительного обжига. Низкое содержание кремневой кислоты после обжига, а также незначительное увеличение размеров мельчайших кристаллов муллита при повышении температуры и продолжительности обжига придают изделиям весьма высокую огнеупорность, что делает дюмортьерит ценным материалом для изготовления нейтральных высокоогнеупорных керамических масс. Дюмортьеритовые породы Юго-Западной Африки используются как поделочный камень а красиво окрашенные кристаллы с о. Цейлона употребляются для ювелирных изделий.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой  плавится, но становится белым. При прокаливании с нитратом Со приобретает синюю окраску. В тонкоизмельченном состоянии в смеси с бисульфатом калия и фтористым кальцием сообщает на мгновение зеленую окраску пламени благодаря содержанию бора (реакция происходит с трудом). В перле фосфорной соли медленно растворяется с образованием синевато-белого стекла.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах исключительно сильный плеохроизм: по Ng и Nm — обычно бесцветный или бледно-желтый, оранжево-желтый, желтовато-зеленый, красновато-коричневый, светло-голубой, светло-фиолетовый; по Np — чаще темно-кобальтово-голубой, темно-голубой, сине-фиолетовый, фиолетовый, цвета индиго, берлинской лазури, а также пурпурно-коричневый, различных оттенков зеленый, малиновый или фиолетовый, желтый, корич¬невато-черный; иногда наблюдаются светлые тона — розовые, голубовато-фиолетовые, светло-желтые; часто цвет варьирует даже в одном кристалле: синий, пурпурный, красный, бурый, зеленый, розовый; Ng = Nm<Np или Ng<Nm<Np. Двуосный (—). Удлинение (—); плоскость оптических осей (010); Ng = a, Nm = b, Np = с. Для минерала из района Кутна Горы (Чехия) и из шт. Мадхья-Прадеш (Индия) указывается плоскость оптических осей (100); Np = с; ng = 1,683—1,723, nm= 1,684—1,722, np = 1,659—1,686; ng — np = 0,010—0,037; 2V = 13—52°; дисперсия сильная, r<v или r>v.

Галлерея