Титанит - Сфен

Синоним Сфен

Впервые в России был описан Г. Розе в 1842 г. в Ильменских горах. Как акцессорный минерал он довольно часто встречается, преимущественно в кислых и щелочных интрузивных изверженных горных породах (гранитах, сиенитах, нефелиновых сиенитах, диоритах и др.).

Происхождение названия. Назван по составу.

Синонимы: сфен (от греч. сфенос — клин), по характерной клиновидной форме кристаллов.
Формула CaTi[SiO4]O

Химический состав

CaO — 28,6 %, TiO2 — 40,8 %, SiO2 — 30,6 % Нередко устанавливаются примеси: FeO (до 6 %), иногда MnO (до 3 %), MgO, Fe2O3 Al2O3, (Y,Ce)9O3 (до 12 %), изредка Cr2О3, ZrO2 (до 0,18 %), Nb2O5, F, ОН, Th и др.

Разновидности: итриевый титанит - (Y,Ce)₉O₃ (до 12 %)

Сингония моноклинная; ромбопризматический в. с. L2PC. Пространственная группа С2/с(С 6
2h). а0 = 6,55; b0 = 8,70; с0 = 7,43; β = 119°43′.

Кристаллическая структура сфена

Одиночные кристаллы вообще характерны для титанита; внешний вид их весьма разнообразен по комбинациям форм. Чаще всего они предтавляют собой уплощенные конвертообразные призмы, имеющие в поперечном разрезе клиновидную форму. При преимущественном развитии граней {001} принимают таблицеобразную форму. Гораздо реже, при развитии граней призмы {110} и пинакоида, образуют кристаллы призматического облика.

Двойники срастания наблюдаются довольно часто по (100), реже по (001).

Физические свойства

Оптические

Цвет титанита желтый, бурый, зеленый, серый, иногда черный, розовый или красный.
Блеск сфена близкий к алмазному или алмазный, жирный. Ng = 1,979–2,054, Nm = = 1,894–1,935 и Np = 1,888–1,918.

Механические

Титанит твердость 5–6.
Спайность по {110} ясная или несовершенная.
Удельный вес 3,29–3,56.

Химические свойства

В горячей HCl разлагается частично, в H2SO₄ — полностью с образованием сульфата Са. Концентрированный солянокислый раствор при кипячении с металлическим оловом принимает фиолетовую окраску вследствие образования TiCl₃.

Диагностические признаки камня

Для титанита часто весьма характерны клиновидные формы кристаллов с острыми и тупыми углами между гранями, отличающие его от ряда минералов, похожих на него по желтовато-бурому цвету.

Происхождение минерала

В небольших количествах в виде акцессорной примеси титанит встречается довольно часто в магматических горных породах (гранитах, сиенитах, трахитах, андезитах и пр.) в ассоциации с полевыми шпатами, нефелином, эгирином, цирконом, апатитом и другими минералами. В более крупных кристаллах распространен также в пегматитах преимущественно сиенитового состава. Реже встречается в контактово-метасоматических образованиях при воздействии менее кислых магм на известняки и наблюдается в парагенезисе с диопсидом, гранатом, эпидотом, хлоритами, магнетитом и др.

Иногда он довольно характерен для некоторых метаморфических пород (гнейсов, слюдяных и хлоритовых сланцев, амфиболитов и др.). В хорошо образованных кристаллах наблюдается также в жилах альпийского
типа с кальцитом, хлоритом, эпидотом, альбитом, адуляром и др.

При воздействии последующих гидротермальных углекислых растворов разлагается с образованием кальцита, кварца и скрытокристаллических рутила или анатаза; иногда переходит в брукит или перовскит. Известны также псевдоморфозы граната по титаниту.

В зоне выветривания, как химически устойчивый минерал, накопляется в россыпях, хотя установлены продукты изменения его в так называемой ксантитан в виде бледно-желтых пленок или порошковатого тонкодисперсного вещества, повидимому, рутила или анатаза с гидроокислами других элементов.

Встречается в апатитовых месторождениях среди нефелино-апатит-титанитовых пород на Кольском полуострове. Наблюдается как в виде неправильных зерен до 1 см в поперечнике, так и в виде призматических, вытянутых по оси с кристаллов с преимущественным развитием призмы {110}. Очень оригинальны также игольчатые, радиально-лучистые или волокнистые агрегаты титанита с розоватым или желтоватым оттенком, располагающиеся как более поздние образования между зернами других минералов.

Месторождения сфена

В Ильменских горах (Урал) титанит или сфен, различных генераций встречается главным образом в сиенитовых и нефелиново-сиенитовых пегматитах в ассоциации с апатитом, иногда эгирином, магнетитом, ильменитом, за счет которого он нередко образуется, черной слюдой, роговой обманкой, эгирин-авгитом и другими минералами. Часто содержит в себе включения этих минералов. Наблюдается в форме хорошо образованных кристаллов, достигающих иногда величины 10–15 см. Некоторые разности его содержат примеси Sr и V.

В Назямских и Шишимских горах (Златоустовский район на Ю. Урале) титанит встречается в контактовых образованиях на границе габбро и амфиболитов с известняками. Он наблюдается в бледно-желтых, буровато- желтых, изредка прозрачных бесцветных кристаллах в мраморизованном известняке. Встречаются кристаллы до 300 г весом (музей Горного института в Санкт-Петербурге) как простые, так и богатые комбинации. Описаны оригинальные двойники срастания по (100) таблицеобразной формы.

Спутники титанита являются разнообразные (главным образом кальций и магнийсодержащие) минералы: диопсид, гранат, эпидот, везувиан, перовскит, хлориты, апатит, кальцит, шпинель, форстерит и др.

Из месторождений зарубежных стран пользуются известностью жилы альпийского типа в ряде мест Швейцарии (Сен-Готтард, Бинненталь, Церматт и др.), где встречаются замечательно образованные прозрачные богатые гранями кристаллы, бледно-зеленого цвета, а также в Пьемонте (Италия) — широкие красноватые или желтоватые кристаллы, в Сен-Марчеле — марганцовистая разновидность (гриновит) и др.

Практическое применение

Титанит, если содержится в значительных массах, может являться сырьем для получения при переработке окисититана и других соединений.

Физические методы исследования

Старинные методы исследования

Под паяльной трубкой сфен сплавляется по краям в темное стекло. С фосфорной солью в восстановительном пламени после присадки олова дает реакцию на титан (фиолетовый перл).

Цвет

Химические элементы