Монтичеллит минерал

Описан впервые Бруком в 1831 г., назван по имени итальянского минералога Т. Монтичелли.

Английское название минерала Монтичеллит - Monticellite

Синонимы: Батрахит — batrachite (Брайтхаупт, 1832), скаккит — scacchite (Норденшельд, 1848). Кальциоортосиликат — calcio-orthosilicate, описанный Паулем в 1906 г. и названный Тилли по месту находки шеннонитом (шаннонитом) —shannonite, является монтичеллитом.

Содержание

• Химический состав
• Кристаллографическая характеристика
• Форма нахождения в природе
• Физические свойства
• Химические свойства
• Диагностические признаки
• Происхождение минерала
• Месторождения
• Физические методы исследования
• Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

 

Формула

CaMg[SiO₄]

Химический состав

Химический теоретический состав: MgO — 25,63; СаО — 35,88; SiO₂ — 38,49; Mg изоморфно замещается Fe, в меньшей степени — Mn. Характерно незначительное содержание молекулы CaFeSiO₄ (киршштайнита) в монтичеллите скарнов и мраморов и более высокое — в монтичеллите изверженных пород. Ориентировочное содержание киршштайнитовой молекулы предложено определять по оптическим свойствам минерала. В Крестморе наряду с типичным монтичеллитом встречается разновидность этого минерала с содержанием до 4,5% SO₃, а также с более высоким содержанием СаО; роль SO₃ и избытка СаО осталась невыясненной; по оптическим свойствам и порошкограмме эта разновидность не отличается от обычного монтичеллита.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Ромбическая  D_2h¹⁶— Pmcn. Z=4.

Класс симметрии. Ромбо-дипирамидальный D_2h— mmm (3L₂3PC); а : b : с=0,4337 : 1:0,5757 (Рат, 1871; Дана, 1892).

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы:

Структура близка к структуре оливина. Межатомные расстояния: Mg — О равны 2,191, 2,086 и 2,117 (по два расстояния); СаО-октаэдры более искажены: Са—О—2,480, 2,318 (по одному расстоянию), 2,411 и 2,300 (по два расстояния); в тетраэдрах расстояния Si — О равны 1,615, 1,645 и 1,621 (два расстояния).

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы короткопризматические, столбчатые по оси с.

Двойники по (031).

Агрегаты. Кристаллы, зерна неправильной формы и зернистые массы.

Физические свойства монтичеллита

Оптические

• Цвет бесцветный, серый, желто-бурый до зеленовато-желтого.
• Черта белая.
• Блеск стеклянный.

Механические

• Твердость 5—6.
• Плотность 3,06—3,3, возрастает с увеличением содержания Fe.
• Спайность несовершенная по (010).
• Излом раковистый.
• Хрупок.

Химические свойства

Желатинирует с НСl. В полированных шлифах слегка травится 10%-ной НСl (10 сек.), от 5%-ной HF (3 сек.) — буреет, 5%-ный NH₄Cl на минерал действия не оказывает.

Прочие свойства

Обладает способностью к термолюминесценции. Монтичеллиты из скарновых месторождений дают один максимум низкой интенсивности при 312—348°, монтичеллиты из щелочных ультраосновных пород — два максимума более высокой интенсивности — при 302—337 и при 233—248°.

ИК спектры характеризуются полосами поглощения при 823, 882, 890, 597, 517, 382, и 311 см^-1.

Поведение при нагревании. Температура плавления изменяется в зависимости от относительного содержания Fe и Mg: по мере увеличения количества Mg температура плавления возрастает: для искусственных соединений при Mg 100 (ат. %) — 1498°, при Mg 67 и Fe 33—1494°, Mg 51 и Fe 49—1458°.

Искусственное получение минерала

Характерно образование монтичеллита в металлургических печах и в основной массе динасовых кирпичей. В противоположность природным, искусственные монтичеллиты являются преимущественно железистыми и железомарганцовыми. В шлаках монтичеллит наблюдается в виде кристаллов с доминирующими гранями (110), (010) и (021), как и на природных кристаллах; также образует таблитчатые, игольчатые и скелетообразные кристаллы.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Диопсид.

Сопутствующие минералы. Шпинель, магнетит, везувиан, хлорит, брусит, форстерит, перовскит, диопсид, антигорит, кальцит.

От оливинов, обогащенных Са и Mg, отличается меньшим двупреломлением, от диопсида — большим углом 2V и значительно менее совершенной спайностью.

Происхождение и нахождение

Типичный метасоматический минерал. Чаще всего встречается на контакте карбонатных и изверженных пород.
По Д. С. Коржинскому, монтичеллит характерен для пород геленит-монтичеллитовой фации глубинности (гипабиссальные условия). Образуется при замещении магнезиальных скарнов известковыми в постмагматическую стадию (наблюдается между диопсидовой и форстеритовой зонами). Реже слагает мономинеральные породы в щелочных ультраосновных массивах. Обнаружен в некоторых эффузивных породах и в кимберлитах. Характерно развитие монтичеллита за счет оливина и пироксенов.

Изменение минерала

Обычно замещается серпентином (каймы вокруг кристаллов монтичеллита и псевдоморфозы). Отмечено замещение пироксеном, спёрритом.

 

Месторождения

Большинство находок монтичеллита в России относится к контактовым зонам карбонатных и изверженных пород (основных и кислых). В кристаллических известняках вблизи контакта с траппами по реке Нижняя Тунгуска в Восточной Сибири наблюдается вместе со спёрритом, мервинитом, мелилитом. На Сибирской платформе известен на контакте мраморов с габбро-долеритами, сопровождается карбонатом, шпинелью, магнетитом и глинистым веществом; характерно замещение монтичеллита серпентином. Гранато-монтичеллитовые скарны известны в Южном Приморье. Монтичеллитовые скарны, состоящие из монтичеллита, спёррита и мелилита, установлены в Средней Азии — в Гавасае, Алмалыке (Узбекистан) и в Кансае (Таджикистан). Скарны железорудного Леспромхозного месторождения в Горной Шории содержат 80—88% монтичеллита наряду с кальцитом и шпинелью.

На Южном Урале монтичеллитовые породы обнаружены в Ахматовской копи в контакте габбро-амфиболитов кусинской габбровой интрузии с доломитовыми мраморами; помимо преобладающего монтичеллита, контактовая порода содержит желто-бурый гранат, магнетит, везувиан, хлорит, брусит, форстерит, перовскит, диопсид, антигорит, кальцит.

Монтичеллит является одним из характерных минералов рудоносных скарнов и мраморов о-ва Скай (Шотландия). В Сан-Бернардино и Крестморе (шт. Калифорния, США) монтичеллит входит в состав кальцит-форстерит-монтичеллитовых и монтичеллит-спёрритовых пород, залегающих на контакте кварцевых монцонитов с мраморами. На контакте габбро с известняками в Инвернессе (Шотландия) развиты монтичеллито-кальцитовые породы с геленитом, шпинелью, мервинитом и др.

Монтичеллитовые породы характерны для многих щелочных и ультраосновных массивов. На Кольском полуострове и в Карелии монтичеллит — один из главных минералов метасоматических гранат-амфибол-монтичеллитовых пород Ковдорского массива; в небольшом количестве он содержится и в турьяитах Турьего мыса, в мелилитовых оливинитах массива Африканды. В Кузнецком Алатау (массив Патын) нефелин-мелилит-монтичеллитовые породы распространены в виде жил, секущих известняки и габбро, и в виде брекчии на контакте габбро с известняками; в Кургусульском массиве монтичеллит тесно ассоциируется с магнезиальной шпинелью. Мелилит-монтичеллитовые породы и монтичеллитизированные перидотиты развиты вблизи контакта ийолит-мельтейгитовой Тулинской интрузии в Сибири.

За рубежом встречен в перидотитах шт. Монтана. Интересна разновидность альнёита с острова Кадье в Квебеке (Канада), содержащая монтичеллит в виде зерен с реликтами оливина и авгита. По мнению Боуена, монтичеллит образовался из оливина путем реакции с магматическим остаточным раствором.

Монтичеллитовые порфиры, содержащие от 35 до 50 объемн. % монтичеллита, встречены у восточной границы Анабарского щита в Сибири. Монтичеллит образует вкрапленники и содержится в основной массе; частью он слагает каймы вокруг зерен оливина, за счет которого образовался. В Мачитлинском массиве (Узбекистан) входит в состав габбро-монцонитов, в Везек-Светле (Чехия) — в состав лампрофиров (везециты).

В небольшом количестве монтичеллит обычен в якутских кимберлитах, образует каймы вокруг фенокристаллов оливина или входит в состав основной массы пород; в основной массе более железистый (2V=74—76°), чем в каймах (2V=84°) [6]. В монтичеллите наблюдаются многочисленные ультрамикроскопические включения периклаза. Некоторые кимберлиты содержат 20—30% монтичеллита.

В Вильянуэва-дель-Фресно в провинции Бадахос (Испания) в шлирах своеобразной вулканической породы монтичеллит сопровождается оливином и ромбическим пироксеном. В Тасмании известны монтичеллит- нефелиновые базальты, содержащие (в объемн. %): нефелина 27, авгита 27, монтичеллита 27, хризолита 14. Монтичеллит образует неправильные зерна, каймы около выделений оливина, содержит многочисленные включения идиоморфных кристаллов нефелина и магнетита.

На Монте-Сомме (Везувий, Италия) встречен в небольшом количестве в виде кристаллов (до 3 мм) в блоках известняка совместно со слюдой, авгитом, везувианом, измененным куспидином и др. Железистый монтичеллит, промежуточного между монтичеллитом и киршштайнитом состава, входит в состав нефелинитов вулкана Шахеру в Конго.

 

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой

 

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете бесцветный. Двуосный (—). Плоскость оптических осей параллельна (001), Np=b, Nm=c, Ng=a. Показатели преломления возрастают с увеличением содержания Fe и Mn. Зависимость между n_g и общей железистостью минералов (fm) выражена Синяковым уравнением fm=1000%—1651. Угол 2V при возрастании железистости уменьшается; по Никишову и Никишовой 2V и железистость связаны следующей зависимостью: fm=—2,82 (2V)+229,3. У синтетического CaMgSiO₄: n_g=1,652, n_m=l,646, n_p=1,641, 2V около 90°, по Шэлеру; n_g= 1,645; n_m= 1,640, n_p=1,636, 2V=80°, по Белянкину и др.; дисперсия r>v. В шлифах характерны двойники.