Бустамит минерал

Минерал назван по имени А. Бустаменте (Броньяр, 1826). Английское название минерала Bustamite

Содержание

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

Формула бустамита

Ca₃Mn₃[Si₃O₉]₂

Химический состав

СаО — 29,97, MnO — 37,91, SiO₂ — 32,12 (при Са : Mn =1:1). Вследствие взаимного замещения Са и Mn это отношение может значительно отклоняться от теоретического. Кроме того, СаО₆- и MnO₆-октаэдры могут заселяться Mg, Fe и, в меньшей степени, Zn (MgO — до 1,90%, FeO — до 8,63%). Несмотря на отсутствие в природе полного ряда промежуточных минералов между волластонитом и бустамитом, при высокой температуре, по-видимому, существует непрерывный твердый раствор с неупорядоченным распределением катионов.

Кристаллографическая характеристика

Сингония Триклинная

а⁰ = 15,412, b⁰ = 7,157, с⁰ = 13,824 А,   α  = 89°29', β = 94°51', γ = 102°56'; а⁰ : b⁰ : с⁰ = 2,153 : 1 : : 1,931; Z = 4. Параметры а⁰ и с⁰ бустамита можно получить удвоением соответствующих параметров волластонита, в отличие от которого структура бустамита является сверхструктурой. Согласно Пикору и Бёргеру, Пикору и Прюиту и Белову, основу структуры бустамита, как и волластонита, составляют бесконечные ленты из (Са, Mn)О₆-октаэдров, лежащие в плоскости bс и вытянутые вдоль оси b. Ленты имеют ширину в три октаэдра; вдоль оси b (поперек ленты) чередуются три СаО₆-октаэдра и три MnO₆-октаэдра. Вдоль ленты с ребром каждого второго (Са,Mn)O₆-октаэдра сопряжена диортогруппа [Si₂O₇], а через нечетные октаэдры перекинуты «мостики» из тетраэдров SiO₄, соединяющие диортогруппы в бесконечную цепочку [Si₂₊₁O₉], параллельную оси b. Составляющие основу структуры катионные ленты разделены в плоскости bс колонками из тех же октаэдров, но пустых. Заметное различие между СаO₆- и MnO₆-октаэдрами и упорядоченное их расположение позволяют считать бустамит не Mn-разновидностью волластонита, как ранее предполагалось, а двойной солью CaSiO₃ -MnSiO₃. Однако Са и Mn, по-видимому, могут замещать друг друга; как показывают анализы, отношение Са : Mn может существенно отличаться от 1 : 1; избыточный Са замещает лишь те атомы Mn, которые находятся только в позиции Mn (1); Fe²⁺ может находиться в структуре в октаэдрической и тетраэдрической координациях.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Хорошо образованные кристаллы не известны.

Агрегаты. Радиально-лучистые и волокнистые агрегаты, реже крупные призматические кристаллы и сплошные кристаллические массы.

Физические свойства

Оптические

• Цвет коричневый, розовый, серовато-розовый, розовато-желтый, серый. По оптическим спектрам поглощения установлено, что розовая окраска бустамита связана с Mn²⁺ в октаэдрической координации, а коричневая возникает при наложении полос Mn²⁺ на сильное фоновое поглощение.
• Черта розовато-белая.
• Блеск на плоскости спайности стеклянный, в изломе — жирный.
• Прозрачность Просвечивает, иногда прозрачен.Механические
• Твердость 4—5.
• Плотность 3,17—3,46. Как показал Сундиус, плотность возрастает пропорционально увеличению содержания (Mn + Fe)

Спайность по (010) весьма совершенная, по (110) и (110) — совершенная, по (100) — отчетливая.

Излом неровный или ровный (по спайности).

Прочие свойства

Некоторые образцы в ультрафиолетовых лучах люминесцируют ярко-красным цветом (11]. ИК-спектр бустамита подобен спектру волластонита и характеризуется рядом полос: интенсивная полоса с четырьмя максимумами в области 1100—850 см^-1 — асимметричные валентные колебания связи Si—О; полоса с тремя максимумами в области 750—550 см^-1 — симметричные валентные колебания Si—О; полоса с тремя максимумами в области 550— 400 см^-1 — деформационные колебания Si—О и валентные колебания Са—О, Mn—О в октаэдрах; полосы 3400 и 1610 см^-1 соответствуют валентным и деформационным колебаниям гидроксилов адсорбированной воды.

Искусственное получение

Получен путем выдерживания родонита на воздухе при 1200⁰ в течение 1 часа. При 1070° в атмосфере азота за 15,5 час. осуществлен полный переход природного йохансенита в бустамит.

Диагностические признаки

Сопутствующие минералы: тефроит, родонит, пироксмангит, йохансенит, шефферит, браунит, спессартин, родохрозит, манганокальцит, диопсид, волластонит

От родонита и пироксмангита отличается меньшей плотностью, отрицательным оптическим знаком, более низкими показателями преломления; кроме того угол 2V у бустамита меньше, чем у родонита, а двупреломление меньше, чем у пироксмангита.

Происхождение и нахождение

Типичный минерал марганцевых и известково-марганцевых скарнов, постоянный спутник контактово-метаморфизованных руд. Местами образует мономинеральные скарновые тела, но более обычен в ассоциации с тефроитом, родонитом, пироксмангитом, йохансенитом, шефферитом, браунитом, спессартином, родохрозитом, манганокальцитом, диопсидом, волластонитом и др.

Месторождения бустамита

Встречен в контактовой зоне Далидагской интрузии (Азербайджан) в составе марганцевых скарнов. Почти мономинеральные бустамитовые скарны известны в Тагило-Кушвинском районе на Урале (месторождения Казанское, Липовское и Хахинское). Вместе с родонитом, браунитом, тефроитом, спессартином, гаусманитом и марганцевыми карбонатами входит в состав марганцевых руд Успенской тектонической зоны (рудопроявления Джумарт и Камыс). Распространен в Алтын-Топканском месторождении (Таджикистан). В скарнах Донинского свинцово-цинкового месторождения (Забайкалье) бустамит сопровождается диопсидом и сульфидами (сфалерит, галенит, пирит, халькопирит), но встречаются и участки мономинеральных бустамитовых скарнов. В Южно-Хинганском месторождении (Приморье) найден в небольшом количестве в регионально-метаморфизованных нижнекембрийских Mn-содержащих породах. За рубежом бустамитсодержащие марганцевые скарны имеются в месторождениях Японии: Охори (преф. Ямагата), Нодатамагава (преф. Ивате), Касо (преф. Тотиги), Соко и Мукойяма (преф. Киото), Ваги, Кусуги и Такамори (преф. Ямагути) и другие; помимо обычных марганцевых скарновых минералов — спутников бустамита во многих из этих месторождений — отмечены марганцевые члены группы гумита — аллеганита и сонолит. В США бустамит давно известен в месторождениях района Франклина (шт. Нью-Джерси). Помимо тефроита, родонита (с ним бустамит нередко дает гомоосевые сростки), мангангеденбергита, глаукохроита, родохрозита, манганита, пирохроита и других обычных спутников бустамита, минеральная ассоциация здесь включает магнезиальные и известковые скарновые минералы (шпинель, флогопит, куспидин, флюоборит, минералы группы гумита, диопсид, андрадит) и минералы цинка (виллемит, франклинит, цинкит, ганит, гетеролит). В шведском месторождении Лонгбан бустамит ассоциируется с родонитом, шефферитом, тефроитом и другими минералами. В скарнах Новары (Италия) он встречается совместно с мангангеденбергитом, йохансенитом, пироксмангитом, шефферитом и родонитом. В марганцевых скарнах Девоншира и Корнуэлла (Англия) — в ассоциации с родонитом, тефроитом, спессартином, а также с пирротином. В месторождении Саса (Югославия) бустамит и железистый йохансенит входят в состав скарнов со свинцово-цинковым оруденением. В месторождении Брокен-Хил (Австралия) бустамит находится в ассоциации с манганпироксмалитом и йохансенитом.

Практическое применение

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете бесцветен. Двуосный (—). Данные об оптической ориентировке бустамита противоречивы. По наиболее достоверным данным Браунера, ориентировка бустамита существенно отличается от волластонитовой; положение осей индикатрисы определяется координатами  для Ng 11,7 и 67,9°, для Nm 115,2 и 20,0°, для Np 251,0 и 38,8°. Показатели преломления и величина 2V сильно варьируют, возрастая при увеличении содержания (Mn + Fe): n_g= 1,676—1,710, n_m — 1,674—1,703, n_p = 1,662—1,695; 2V = 34—45°.

В шлифах часто наблюдаются двойники по (110). Обогащенные кальцием бустамиты содержат обильные пластинки клинопироксена, ось с которого параллельна оси b бустамита.