Сапфирин

 

Синонимы: Сафирин — saphirine (Честер, 1896); сапфирит — sapphirite (Хей, 1955).

Группа

Происхождение названия

Минерал назван по сапфирово-синей окраске (Гизеке, 1819).

Английского название минерала Сапфирин - Sapphirine

Содержание

  • Химический состав
  • Разновидности
  • Кристаллографическая характеристика
  • Форма нахождения в природе
  • Физические свойства
  • Химические свойства. Прочие свойства
  • Диагностические признаки. Спутники.
  • Происхождение минерала
  • Месторождения
  • Практическое применение
  • Физические методы исследования
  • Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
  • Купить

 

Формула

(Mg, Al)7(Mg, Al)O2[(Al, Si)6O18]

Химический состав

Один из наиболее бедных кремнеземом силикатов Mg и Аl. Состав непостоянный, разными авторами предложено несколько формул: Mg5Al12- Si2O27— Лоренсен; Mg2Al4SiO10 — Госнер и Мусгнуг, Сегнит; (Mg,Fe)7(Al,Mg)17(Si,Al)4O40 — Франк-Каменецкий и др.; (Mg, Fe)15(Al,Fe)34 Si7O80 — Борнеман-Старынкевич; Mg16-n Al32+2n Si8-nO80 (n = 0—2,5) — Фогт; Mg7Al18Si3O40 — для синтетического, Куцель.
Колебания состава вызваны изоморфными замещениями: Mg— Fe2+, Al; Si — Al, Fe3+. В буром сапфирине из Вальдхайма (Саксония) содержится 0,34% Cr2O3 . Описан сапфирин с 0,65% ВеО, но не исключено, что в нем содержится механическая примесь тааффеита (BeMgAl4O8). Некоторые сапфирины содержат немного воды, а также до 0,75% В2O3  (Махачки ввел бор в формулу).

Разновидности

Сапфирин 1Тс — sapphirine 1Tc — триклинный, относится к типу МОДгструктуры с максимальной степенью порядка. а0 = 10,04, b0 = 10,38, с0 = 8,65 А, а = 107°33', (3 = 95°07', у = 123°55'. Встречен в гранулитах около Уилсон-Лейк (Лабрадор, Канада) совместно с моноклинным сапфирином (2М). Здесь же встречены разности сапфирина, в структуре которых имеется чередование доменов типа 2М и типа 1Тс в различных соотношениях. Предполагается, что сапфирин со структурой 1Тс образуется при более высоких температурах; с понижением температуры происходит поеобразование в твердом состоянии в низкотемпературную модификацию 2М.

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Моноклинная С2h 5— P21/a; политип 2М («обычный сапфирин»). Z = 4.

Класс. Призматический С2h — 2/m (L2PC); а: b : с = 0,6889 : 1 : 0,7028; р = 111°27' (в рентгеновской установке).

Кристаллическая структура

Структура характеризуется плотнейшей кубической упаковкой атомов О. Ее основа — плоские параллельные (100) (в установке Мура) ленты, которые сложены неэквивалентными (MgAl)O6-октаэдрами, связанными общими ребрами и расположенными по 3 и по 4 в направлении оси с; вдоль оси b эти ленты соединены своеобразными цепочками [Т6O18] (Т = Al, Si) из связанных общими вершинами AlO4- и (Аl,Si)O4-тетраэдров. Между лентами октаэдров расположен дополнительный октаэдр, 6 ребер которого общие с октаэдрами двух соседних с ним лент. Атомы Аl находятся как в октаэдрах, так и в тетраэдрах. Кристаллохимическая формула сапфирина М7(М)O26O18], где М — Mg и Аl октаэдров лент; (М) — Mg и Аl дополнительного октаэдра. Межатомные расстояния М — О в MgO6-октаэдрах равны 2,078—2,120 А, в АlO6-октаэдрах 1,921—1,930; Т —О в АlO4-тетраэдрах 1,736—1,771, в (Аl,Si)O4-тетраэдрах 1,658—1,733 А. Положение железа определено по мессбауэровским спектрам для голубовато-зеленого сапфирина из Лаккертоппена (Гренландия), содержащего FeO — 2,69% и Fe2O3 — 1,00%: Fe2+ находится в двух различных октаэдрических позициях, одна из которых искажена; ионы Fe 3+ занимают две позиции с четверной координацией.

Главные формы:

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы таблитчатые по (010), грани некоторых кристаллов покрыты штриховкой.

Двойники. Изредка наблюдаются полисинтетические двойники по (010), и, предположительно, по (100).

Агрегаты. Несовершенно образованные кристаллы, зерна и агрегаты зерен.

Сапфирин Физические свойства

Оптические

Цвет синий, серовато-синий, бледно-синий, зеленый, зеленовато-серый, желтый, бурый, бесцветный.

Черты нет

Блеск стеклянный.

Прозрачность. Прозрачен.

Механические

Твердость 7,5. Микротвердость 946—1410 кгс/ммг при нагрузке 100 гс.

Плотность 3,3—3,6, увеличивается с возрастанием содержания железа.

Спайность по (010) совершенная, по (100) и (001) несовершенная.

Излом полураковистый до неровного. 

Химические свойства

Не разлагается кислотами, легко разлагается разбавленным раствором KHSO4 и сильно им травится.

Прочие свойства

Для ИК-спектров поглощения сапфирина с Мадагаскара характерны полосы: интенсивная с максимумами 1092—1060—1018 см-1, средней интенсивности с максимумами 804—785—730—700 и 590 см-1 и интенсивная с максимумами 515—472—432 см-1.

Искусственное получение минерала 

Синтезирован из SiO2 и MgO после сплавления их в платиновом тигле с Аl2O3; устойчив в равновесии с жидкостью только в интервале температур 1453—1482°; образуется совместно со шпинелью и муллитом или со шпинелью и кордиеритом. В ассоциации со шпинелью, пиропом, корундом получается в герметизированной платиновой ампуле при температурах от 950 до 1400° и давлении 20—32 кбар, которое соответствует верхней границе устойчивости в области указанных температур. Может быть получен из кордиерита при относительно высоком давлении водяного пара и относительно высоких температурах. Получается при инконгруэнтном плавлении кордиерита при Р = 5—10 кбар. Поле сосуществования сапфирина и кварца — при Р 9 кбар и 1100°. Экспериментально показано, что сапфирин устойчив при Р = 1—7 кбар и Т = 600—1500° в присутствии хлорита, кордиерита, энстатита, шпинели, корунда, муллита и при избытке воды. В интервале давления от 300 до 7000 бар и температуры от 600 до 760° сапфирин образуется в системе хлорит + шпинель + корунд. За счет сосуществующих магнезиокордиерита и железистой шпинели образуется высокомагнезиальный сапфирин; в той же системе с увеличением содержания FeO сапфирин не образуется.

Диагностические признаки

Сходные минералы.

От сходного по окраске лазулита отличается двупреломлением и составом. От клинтонита и синих амфиболов сапфирин отличается характером спайности, от кианита — спайностью и четкостью дисперсии (обратная по от-ношению к кианиту), от серендибита — оптическим знаком, величиной 2V и меньшими показателями преломления, у клиноцоизита отсутствует спайность и другой оптический знак.

Сопутствующие минералы. шпинелью, ромбическими пироксенами, биотитом, флогопитом, антофиллитом, основным плагиоклазом, корундом, микроклином, силлиманитом, кордиеритом, ильме¬нитом и рутилом.

Происхождение и нахождение

Сапфирин сравнительно редок. Является одним из минералов регионального метаморфизма в глубинных зонах. Встречается преимущественно в гнейсах и слюдистых сланцах архейских толщ. По Рамбергу, образование сапфирина возможно в узком интервале температур и давлений —- между гранулитовой и амфиболитовой фациями. Обычно ассоциируется со шпинелью, ромбическими пироксенами, биотитом, флогопитом, антофиллитом, основным плагиоклазом, корундом, микроклином, силлиманитом, кордиеритом, ильменитом и рутилом.

Изменение минерала

Установлено замещение сапфирина серпентином и кордиеритом с образованием симплектитоподобных агрегатов, корнерупином, кордиеритом и ортоклазом с образованием коронарных структур вокруг сапфиринового ядра.

Месторождения

Известны выделения сапфирина в роговиках, окружающих тела норитов, а также в местах пересечения кварцевыми жилами пород, содержащих шпинель, титаномагнетит и корунд. Бледноокрашенный сапфирин встречен в интрузии анортозитов в области Салем, шт. Мадрас (Индия) в ассоциации с бесцветным жедритом, моноклинным амфиболом, корундом, хромовой шпинелью, силлиманитом, флогопитом. В Финеро (Итальянские Западные Альпы) сапфирин встречается во внутренних частях ультраосновного комплекса на контакте между перидотитами и пироксенитами, образовался в процессе перекристаллизации пород роговообманково-гранулитовой фации в ассоциации с энстатитом, шпинелью (или пиропом), паргаситом, Al-диопсидом, битовнитом. В Побужье (Украина) сапфирин входит в состав пород, родственных чарнокитам, сопровождается биотитом, микроклином, шпинелью и силлиманитом (частью образовался по шпинели). В западной части Кольского полуострова встречен в породах гранулитовой формации — гранатово-полевошпатовых пироксенитах и амфиболитах, ослюденелых гранулитах или гранатитах в ассоциации с пиропом, гиперстеном, кианитом, силлиманитом и кордиеритом; в Анабарском массиве в Сибири — в биотитовых гнейсах, а также в породах гранулитовой фации совместно с пиритом, силлиманитом, высокоглиноземистым гиперстеном, кордиеритом, биотитом; на Алдане (Якутия) — в кварцитах с микроклином, кордиеритом, биотитом, шпинелью, энстатитом, флогопитом, корундом, силлиманитом, гранатом, хризолитом, калиевым полевым шпатом. Развивается по энстатиту. В бассейне рек Сутам и Нижняя Джелинда (Якутия) входит в состав сапфирин-силлиманит-ортоклаз-кордиеритовых гнейсов.
В месторождении благородной шпинели Куги-Ляль (Кухилал) на Памире бесцветный сапфирин встречен в магнезиальных скарнах среди пород амфиболитовой фации в ассоциации с антофиллитом, флогопитом, энстатитом, рутилом; там же обнаружен бледно-зеленый сапфирин, который сопровождается антофиллитом, кордиеритом, дравитом, кианитом и жедритом. В Северной Норвегии в районе Греной сапфирин встречается в кианит-ставролитовых породах совместно с флогопитом, антофиллитом, гранатом, плагиоклазом, рутилом, шпинелью, серицитом. В районе Бергена сапфирин найден в ильменитовой руде. В Южной Норвегии в Снаресунде сапфирин встречается совместно с жедритом, кордиеритом, пироксеном и биотитом. В ассоциации с корундом и корнерупином — в амфиболит-роговообманковой формации гранулитового комплекса Финской Лапландии. Во французских Пиренеях (массивы Лерц и Буа-дю-Фажу) на контакте с лерцолитами — в ассоциации с антофиллитом, флогопитом, корнерупином, кордиеритом.
В Уилсон-Лейк (Лабрадор, Канада) зеленовато-синий сапфирин в ассоциации с титанистым гематитом слагает линзы в парагнейсах; встречен также с силлиманитом, ортопироксеном, кордиеритом, биотитом и магнетитом (с гематитом и кордиеритом образует симплектитовые сростки). В Лабвор-Хиле (Северная Уганда) сапфирин встречается в ассоциации с ильменитом, рутилом, титанистым гематитом, магнетитом, гиперстеном, зеленым и коричневым биотитом, гранатом, кордиеритом, андезином, ортоклазом и кварцем в породах гранулитовой и амфиболитовой фаций докембрия. Сапфириновые гранулиты рассматриваются как переходная порода к фации пиро- ксеновых роговиков [60]. В Индерби-Ленд (Антарктида) в гранулит-чарноки- товой толще гнейсов найдена порода («голубой кварцит»), состоящая на 98% из кварца, кордиерита и сапфирина; сапфирин в ней составляет до 10—14%.
В анортит-паргаситовых амфиболитах От-Алье (Центральный массив, Франция) находится вместе с анортитом (скелетные кристаллы) и паргаситом. В корнерупиновой породе Вальдхайма в Саксонии (Германия) встречен бурый сапфирин, содержащий 0,34% Cr2О3, и бесцветный сапфирин в виде скелетных кристаллов в плагиоклазе, иногда с мирмекитовыми прорастаниями кварца.
В роговообманковых и гранодиоритовых гнейсах со шпинелью, силлима-нитом, корундом и кордиеритом сапфирин известен в Гренландии (массивы Фискенес, Ависжарфик и Суккертоппен). В Западной Гренландии встречается в глубинных метаморфических породах с энстатитом, паргаситом, жедритом, флогопитом, шпинелью, плагиоклазом, кордиеритом, корундом; характерны реакционные каемки сапфирина вокруг выделений корунда и шпинели на их границе с выделениями анортита или антофиллита. Близ Дэнгина в Западной Австралии в биотитово-полевошпатовых гнейсах сапфирин возник при фельдшпатизации гиперстена. В Центральной Австралии сапфирин (с 0,65% ВеО) встречен в гранулитах Масгрейв-Рейнджа в ассоциации со шпинелью, тригональным политипом тааффеита, флогопитом и апатитом; в богатых Аl гранулитах Стренгуей сапфирин находится в ассоциации с хёгбомитом, корнерупином, шпинелью и суринамитом. В Сальвадоре ишт. Байя (Бразилия) сапфирин найден среди сферолитовых агрегатов флогопитшпинелевого бронзитита в докембрийских гиперстеновых гранулитах. В Сакени и других флогопитовых месторождениях Мадагаскара вместе с анортитом и небольшим количеством корунда и шпинели сапфирин слагает своеобразную породу «сакенит». Известен также близ Мадурая в Индии в основных и ультраосновных гранулитах.
В Кортленде, шт. Нью-Йорк (США) наблюдается в местах пересечения кварцевыми прожилками породы, состоящей из шпинели, титаномагнетита и корунда; близ Блинкуотера в Трансваале (ЮАР)— в гранитах; на Земле Мак-Робертсона в Антарктиде — в породах энстатит-шпинелевого состава; отмечен в Валь-Кадеро (Италия), в Сент-Урбэне (Квебек, Канада) — в анортозитах в ассоциации с рутилом и ильменитом. В Прииртяшском районе на Среднем Урале встречается в элювии на месторождении наждака.

Практическое применение

Может быть использован в качестве полудрагоценного камня.

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавится. Искусственный сапфирин инконгруэнтно плавится при 1475° с образованием шпинели.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В проходящем свете зеленовато-синий; характерен сильный плеохроизм: по Ng — темно-сапфирово-синий, темно-небесно-голубой, по Nm — синий с зеленоватым оттенком, темно-кобальтово-синий; по Np — желтовато-бурый, розовато-серый, желтовато-зеленый, бесцветный; Ng > Nm > Np. Иногда наблюдаются аномальные синие цвета интерференции, особенно в разрезе Nm Ng; в разрезе Np Ng интерференционные цвета серовато-белые первого порядка. Двуосный (—), редко (+). Плоскость оптических осей (010), Nm = b, cNg = = 6—8°, у минерала из Индии 15°; aNp = 16—18°. ng = 1,710— 1,734, nm= 1,708—1,722, np = 1,705—1,729; ng—np = 0,005—0,007. 2V = = 50—80°. Дисперсия наклонная, сильная r< v.
Отмечалось повышение показателей преломления с увеличением отношения 100Fe/(Fe+Mg); однако это выдерживается не всегда. У искусственного сапфирина, не содержащего Fe: nm = 1,705, 2V — 55 + 5°, cNg = 15°; по Куцелю: ng = 1,705, np= 1,701, 2V = 64°, cNg= 13°.

Mineralmarket