Хлориты - группа минералов

Происхождение названия: греческое слово «хлорос» — зеленый

К хлоритам относится обширная группа слюдоподобных минералов сложного состава, которые внешне весьма сходны. Они широко распространены в природе и часто являются главными породообразующими минералами метаморфических пород: зе­леных сланцев, филлитов, хлоритовых гнейсов, диаба­зов, спилитов, кератофиров и др. Кристаллизуются они в моноклинной сингонии, обладают слюдообразной спайностью, низкой твердостью, небольшим удельным весом.

Минералы группы хлоритов

хлорит иркутская область
Хлорит. Коршуновское месторождение, Ииркутская область

К группе хлоритов от­носятся пеннин, клинохлор, прохлорит, кеммерерит, по­лубайт, шамозит, тюрингит и другие более редкие мине­ралы.

Идеализированный химический состав чистых магнезиальных хлоритов может быть выражен следующей формулой: Mg3Si4О10 (ОН)2 • Mg3(OH)6. Магний замещается Fe2+, Fe3+, Al, Cr 3+, Ni или Mn, кремний — алюминием в тетраэдрических ячейках.

Общая формула хлоритов может быть записана так: (Mg,Fe, Al, Cr, Ni,Mn)3(Si,Al)4 O10(OH)2•(Mg, Fe,Mn)3(OH)6. Хлориты, как правило, триоктаэдрические образования, но установлен диоктаэдрический представитель, названный Аl-судоитом и обнаруженный в гидротермально измененных кислых вулканических породах в Шварцвальде.

Основные представители могут быть рассмотрены со следующими идеализированными формулами:

Тальк-хлорит, Mg3[Si4O10](OH)2• Mg3 (OH) 6

Пеннин, (Mg, Fe)Al[AlSi3O10] [ОН]8

Клинохлор, (Mg, Fe)3 [AlSi3O10] [ОН]2 •Mg3 (OH)6

Корундофилит - (Mg, Al)3[Al2Si2O10](OH) 2 •Mg3 (OH)6

Брунсвигит - (Fe, Al)3[AlSi3O10](OH) 2 • Fe3 (OH)8

Псевдотюрингит - (Fe, Al)3Al2 Si2O1o](OH)2 • Fe3 (OH) 6

Прохлорит, (Mg, Fe)4,5Al1,5[Al1,5Si2,5O10] [ОН]8

Делессит - (Fe, Mg)3[Si4O10](OH)2 • (Mg, Fe)3 (O, OH)6

Шамозит (Fe2+, Fe3+, Al)3[(OH)2[AlSi3O10] (OH)2 • (Mg, Fe)3 (O, OH)6

Тюрингит (Fe2+, Fe3+, Al)3[(OH)2[Al2Si2O10](OH)2 • (Mg, Fe)3 (O, OH)6 (иногда важная железная руда)

Никелевый хлорит, (Mg, Ni)3(Mg, Ni, AI)3[(OH)g[(Al, Si)Si3O10]

Кеммерерит-пеннин, в котором алюминий замещен хромом (5% Cr203)

Кочубеит-клинохлор, в котором алюминий замещен хромом (до 8% Cr203)

Дополнительные члены группы:

пеннантит (Mn, Al, Fe)3[(Al, Si)Si3O10](OH)2 •Мn3(ОН)6

гонъерит (Mn, Mg, Fe)3[(Si, Fe)Si3O10](OH)2 • (Mn, Mg, Fe)3(O , ОН)6

кукеит LiAl4[AlSi3O10](OH)8

манандонит LiAl4[AlBSi2O10] •(ОН)8

и некоторые другие разновидности, такие, каклейхтенбергит (разновидности клинохлора), грохауит (разновидности шериданита), афросидерит (разновидность рипидолита), бавалит (разновидность дафнита), гренгесит (Mn-брунсвигит),
Mn-пеннин, Cr-клинохлор.

Химический состав хлоритов

С химической точки зрения хлориты представляют алюмосиликаты, главным образом Mg, Fe· и Al, отчасти Ni, Fe···, Cr···. Явно индивидуализированные в кристаллографическом отношении, богатые магнезией минеральные виды получили общее название ортохлоритов. Химическая их формула выражается следующим образом: (Mg,Fе)6–p(Al,Fe)2pSi4–pO10[OH]6. Одна половина трехвалентных ионов (р) участвует в составе анионного комплекса в виде [AlО4]5– , другая — в качестве обычных катионов. Богатые железом, преимущественно колломорфные минеральные виды, характеризующиеся часто очень непостоянным составом, обычно выделяются в особую подгруппу алюмоферрисиликатов под общим названием лептохлоритов. Большинство их принадлежит к числу наиболее бедных кремнеземом минералов не только среди слюдообразных минералов, но и среди вообще силикатов. Во многих из них Fe2+ преобладает над Fe2+, значение коэффициента p нередко выше, чем в обычных ортохлоритах, часто присутствует молекулярная вода. Общая формула: (Fe,Mg)n–p(Al,Fe)2pSi4–pO10[OH]2(n–p)хH2O, где n обычно около 5.

Классификацией минералов группы хлорита занимались многие исследователи (Чермак, Винчелл, Орсель и др.). Согласно Чермаку, ортохлориты представляют изоморфные смеси: антигорита (Ant.)—Mg6[Si4O10][OH]8 и относительно бедного кремнеземом, но более богатого глиноземом амезита (Am) — Mg4Al2[Al2Si2O10][OH]8. При этом Mg2+ может заменяться Fe2+ и Ni2+, a Al3+ — Fe+3 и Cr3+. В зависимости от химического состава существует весьма большое количество названий отдельных разновидностей хлоритов. В соответствии с установкой Чермака, среди ортохлоритов выделяются следующие минеральные виды моноклинной сингонии (в порядке от малоглиноземистых к более богатым R2O3). Богатые железом хлориты по своему составу и рентгенометрическим данным частью отвечают приведенным выше магнезиальным хлоритам, частью — лептохлоритам.

Кристаллографическая характеристика

Сингония. Они моноклинные, псевдогексагональные.

Особенности кристаллического строения

Если мы сравним кристаллическую структуру слюды со структурой хлоритов, то увидим, что общие для рассматриваемых минералов слоистые пакеты состава (Mg,Al)3[Si3AlO10][OH]2 в слюдах переслаиваются с листами сильных катионов одновалентных щелочных или двухвалентных щелочноземельных металлов, тогда как в хлоритах их места занимают «бруситовые» слои, имеющие вместо Mg3[OH]6 состав Mg2Al[OH]6 с остаточным положительным зарядом, равным единице (подобно К1+ в слюдах). Эти слои слабо связаны с выше и нижележащими слоистыми пакетами. Однако указанные связи все же сильнее, чем в минералах группы талька и каолинита, в чем можно убедиться по относительно более трудной расщепляемости их по сравнению с этими минералами, а также по большей твердости.

Главные формы: Морфологически хлориты сходны со слюдами. Они кристаллизуются в призматическом в. с. и имеют различные полиморфные модификации; параметры изменяются в следующих пределах: а0 = 5,2 - 5,4 А, b0 = = 9,2 - 9,36 А, с0 = 28,30 -28,58 А, β= 97° (у шамозита 90°), Z = 4.

Формы нахождения в природе

Радиально-лучистый агрегат
Радиально-лучистый агрегат

Ортохлориты часто встречаются в виде довольно крупных псевдогексагональных или псевдотригональных кристаллов, а лептохлориты, микро- и криптокристаллические агрегаты.

Часты двойники по (110) или (001).

 

Обычно хлориты образуют листоватые, чешуйчатые агрегаты и сплошные массы. Для железистых хлоритов характерны скрытокристаллические агрегаты, оолиты и пизолиты.

 

Физические свойства хлоритов

 

Из физических свойств кристаллических хлоритов наиболее характерно то, что легко отщепляющиеся тонкие листочки хотя и гибки, но не обладают упругостью (сохраняются в согнутом положении). Это свойство связано с особенностями их кристаллического строения.

Оптические

Цвет хлоритов зеленый различных оттенков (травяно-зеленый, бутылочно-зеленый до зеленовато-черного).

Хлорит. сплошные массы
Хлорит. Сплошные массы

Черта белая до слегка зеленоватой. Блеск стеклянный, перламутровый.

Плоскость оптических осей параллельна (010). 2V = 0° -80(большинство почти одноосные), редко большой (30—40°) для клинохлора и корундофилита.

Механические

Подобно тальку и пирофиллиту, хлориты характеризуются совершенной спайностью в одном направлении по (001),

Тв. 2—2,5, понижается до 1,5 у корундофилита и шериданита. Плотность 2,6—3,3; последнее значение относится к лептохлоритам.

 

Прочие свойства: листочки гибкие, но в отличие от слюд неупругие.

 

Диагностические признаки

По зеленому цвету, слюдоподобному облику, весьма совершенной спайности и отсутствию упругости у листочков.

Происхождение и нахождение

Они преимущественно образуются в условиях низкотемпературной гидротермальной деятельности, особенно при изменении горных пород, содержащих алюмо-магнезиальные и железистые силикаты (биотит, амфиболы, пироксены и другие).

Метаморфическое - хлориты характерны для метаморфических пород слабой степени метаморфизма, образуют зеленые хлоритовые сланцы (тальк-хлоритовые, серицит-кварц-хлоритовые, хлорит-актинолитовые и другие). Широко известный в природе процесс хлоритизации заключается в гидротермальном изменении оливина, пироксенов, роговой обманки и железосодержащих слюд в хлорит.

Лептохлориты главным образом распространены в осадочных железорудных месторождениях, слагая особую фацию силикатных руд железа, возникающую, согласно геологическим данным, в условиях недостатка кислорода среди морских осадков, богатых железом.

Имеются хлориты седиментогенного происхождения. Шамозит особенно часто образует оолитовые агрегаты и ассоциирует с сидеритом и сульфидами железа, что свидетельствует о формировании его в обстановке низкого окислительно-восстановительного потенциала, обычно в литоральных зонах.

Хорошо окристаллизованные хлориты (пеннин и клинохлор) устанавливаются в жилах альпийского типа, таких, как в швейцарском Тироле и Биннентале. Хром- и никельсодержащие хлориты связаны с ультраосновными породами, подвергшимися гидротермальным изменениям, как, например, в Уральских горах.

Лептохлориты (тюрингит, шамозит) отмечаются в осадочных породах, иногда в значительных количествах (Тюрингия, Германия).

Практическое применение хлоритов

Некоторые из железистых хлоритов используются как железные руды.

хлорит на адуляре
Хлорит на адуляре. Приполярный Урал

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

Главные линии на рентгенограммах: 
Диабантит 15,0(10) — 7,15(9) — 4,62(6) — 3,58(7) — 2,47(6) — 1,545(7)
Пеннин 14,3(6) — 7,17(10) — 4,78(10) — 3,585(10) — 2,867(6) — 1,579(4)
Кеммерерит 15,0(10) — 7,1(10) — 4,7(10) — 3,59(10) — 2,51(7) — 1,546(9)
Клинохлорит 3,53(10) — 1,998(9) — 1,564(9) — 1,535(10) — 1,393(10) — 1,220(8)
Дафнит 6,76(9) - 3,47(5) - 2,55(4) - 2,38(4) - 2,00(5) — 1,55(7)
Ришздолит 7,05(8) — 4,68(6) — 3,536(7) — 2,589(10) — 2,013(7) — 1,556(10)
Шериданит 7,04(8) — 4,68(9) — 3,509(10) — 1,562(10) — 1,534(10) — 1,390(10)
Корундофилит 7,03(10) - 4,68(9) - 3,51(10) - 2,59(5) - 2,54(5) - 2,00(5)
Псевдотюрингит 6,7(8) — 4,69(5) — 3,505(10) — 1,553(6)— 1,539(4) — 1,518(4)
Шамозит 7,04(10) — 3,513(10) — 2,796(9) — 2,514(9) — 2,137(6) — 1,551(7)
Тюрингит 6,8(10) — 3,48(10) — 2,59(9) — 2,26(7) — 2,00(9) — 1,552(10)

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)
 

Лептохлориты имеют несколько более высокие показатели преломления (шамозит 1,64, тюрингит 1,68). Многие хлориты обнаруживают аномальные интерференционные окраски, обусловленные их сильной дисперсией света.

В связи с тем что структура допускает широкое изоморфное замещение с заметным изменением состава, меняются и их свойства. Для практических целей хлориты могут быть классифицированы следующим образом:
а) оптически положительные с нормальными интерференционными окрасками — Mg-хлориты;
б) оптически положительные с аномальными коричневыми интерференционными окрасками — Mg-Fe-хлориты;
в) оптически отрицательные с аномальными синими или фиолетовыми интерференционными окрасками — Fe-Mg-хлориты;
г) оптически отрицательные с нормальными интерференционными окрасками — Fe-хлориты.

Большинство хлоритов различаются по показателю преломления nm значение которого около 1,630, и по величине Fe(Fe — Mg) 0,52. Хлориты
с nm > 1,630, богатые железом, оптически отрицательны и плеохроируют в фиолетовых тонах по Nm, а с nm < 1,630, богатые магнием, оптически положительны и характеризуются коричневыми окрасками плеохроизма по Nm.

Двупреломление возрастает с увеличением и с уменьшением показателей преломления вдали от указанного выше значения.

Хлорит под микроскопом

Хлорит под микроскопом
Хлорит под микроскопом
хлорит в шлифе
Хлорит в шлифе

 

Mineralmarket

Галлерея