Пижонит 

Синонимы: Магнезиальный диопсид — magnesian diopside, энстатит-авгит — enstatite- augite; одноосный авгит — uniaxial augite; белый авгит — white augite; салит (по Лодочникову, 1933); диопсид Валя; пироксен Валя; титанпижонит — titanpigeonite (по Хею, 1950); кальциевый клиноэнстатит — calc-clinoenstatite; кальциевые клинобронзит и клиногиперстен (по Хею, 1950); субкальциевый пижонит; бедный кальцием и богатый кальцием пижониты (по Трёгеру, 1958); пижонит-авгит; магнезиальный — magnesian и промежуточный — intermediate пижониты, пижонитовый пироксен— pigeonitic pyroxene.

Группа

Происхождение названия

Под названием пижонит объединены моноклинные пироксены, занимающие по содержанию кальция промежуточное положение между клиноэнстатитом — клиноферросилитом и авгитом. Назван по местности Пижон-Пойнт в шт. Миннесота (США).

Английское название минерала Пижонит - Pigeonite

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, Fe+ Ca)(Mg, Fe²⁺)[Si₂O₆]

Химический состав

Между пижонитом и авгитом имеется разрыв смесимости. Максимальное содержание СаО в пижоните 8,43%, что отвечает Са0,35; количество Аl₂O₃ убывает с увеличением содержания железа. Наиболее богаты Аl₂O₃ и TiO₂ лунные пижониты. Повышенные количества MnO установлены в наиболее железистых пижонитах из дацитов, из включения в пемзе и с Луны. Содержание К₂O — до 0,10—0,23% (по Диру и др., 1965). Примесь хрома (до 1,4% Cr₂O₃) обычна в лунных пижонитах. Самым магнезиальным оказался пижонит мелких округлых включений в хромовом диопсиде из якутского кристалла алмаза. В пижонитах со структурой песочных часов состав отдельных секторов варьирует: от авгита в ядре до пижонита с 3,9—7,9% СаО в наружной зоне. При этом сектор (100) богаче Mg, Fe и Mn, чем секторы (010) и (110). Наряду с чисто пижонитовыми секторами (010) и (100), у которых пижонит от ядра к наружной :оне обогащается Са и Fe²⁺, отмечаются пижонит-авгит-ферроавгитовые секторы. Прочие элементы: Ni, V, Ga, Со, Mo, Li, Cu, Sc, Zr, Y, La, Sr, Ba; наличие Fe³⁺ в позиции M(l) доказано ЭПР. В ферропижоните Fe>M0.

 

Разновидности

По составу:

ферропижонит — ferropigeonite. Назван по преобладанию Fe²⁺ над Mg. Синоним. железистый пижонит.

Марганцевый пижонит — manganoan pigeonite. Назван по высокому содержанию Mn (Бонихсен, 1969).

В шлифах желтый до бесцветного, не плеохроирует. Пл. опт. осей (010). Содержит тонкие пластинки куммингтонита. Микрозондовый анализ (%): MgO—2,5, СаО—4,5, MnО—13,0, FeO—31,5, Аl₂O₃—0,0, SiO₂—49,0; сумма 100,5. Образует желтовато- или красновато-желтые пластинки в богатой кварцем породе железорудной формации Бивабик (шт. Миннесота (США)

По оптической ориентировке (Трёгер, 1958) различаются пижониты с плоскостью оптических осей перпендикулярной (010) и с плоскостью оптических осей паралельной (010).

 

Кристаллографическая характеристика

Сингония Моноклинная С⁵_2h— P2₁/c — низкотемпературный пижонит (низкий пижонит — low pigeonite). Пижонит С⁶ _2h— С2/с — высокотемпературный (высокий пижонит — high pigeonite)—образуется при нагревании пижонита P2₁/c выше 550°. Z — 4.

Параметры и объем элементарной ячейки пижонита С2/с больше, чем у пижонита — P2₁/c. По величине b_o и угла β   определяют состав (Ca:Mg:Fe) пижонитов, находящихся в срастаниях с авгитом.

 

Кристаллическая структура

 

Главные формы:

Кристаллическую структуру пижонита P2₁/c определили Моримото, Эплмен, Эванс, она уточнялась на земных и лунных образцах; сходна со структурой клиноэнстатита и клиноферросилита. Две разные тетраэдрические цепочки Т(А) и Т(В) чередуются послойно, параллельно (010). Полиэдр М(1) октаэдрический; полиэдр М(2) менее правильный, окружен восемью кислородами. Однако у ряда пижонитов координация у М(2) семерная.

Кристаллическая структура искусственного пижонита С2/с, полученного нагреванием природного до 960° и изученного при этой температуре, подобна структуре диопсида. У пижонита С2/с цепочка Т(В) эквивалентна цепочке Т(А); в ней связи М(2) —О(3)В удлинены. Параметры элементарной ячейки увеличины (объем больше на 3,84%. В пижонитах P2₁/c имеются антифазные домены, для которых характерен сдвиг субъячеек на а +b/2. Антифазные домены вытянуты по оси с, их границы параллельны (001) и (100). Размеры антифазных доменов сильно варьируют; чем они крупнее, тем медленнее было охлаждение или ниже температура кристаллизации пижонита. С повышением температуры величина антифазных доменов уменьшается; превращение пижонита P2₁/c в его С2/с - аналог приводит к их исчезновению. Антифазные домены развиты в монокристаллах пижонита, в его пластинках в авгите, в пижоните с пластинками авгита, на границе  с которыми они иногда укрупнены. Антифазная доменная структура выявлена у быстро охлажденных пижонитов P2₁/c некоторых эффузивных пород и даек; характерна для лунных образцов. Известны пластинки пижонита в диопсиде, геденбергите, в богатом и бедном кальцием авгите, а также пластинки клинопироксенов в пижоните.

 

Форма нахождения в природе

 

Облик кристаллов. Кристаллы мелкие, округлые, размером менее 1 мм, редко до 5 мм, короткопризматические, удлиненные по оси с, реже уплощенные по (100) или по (010). Хорошо ограненные кристаллы не известны, mm (110): (110) = 88°26' . Скелетные формы встречены в дацитовых пемзах острова Мал (Шотландия)  и в закаленных эффузивах Луны.

Двойники наблюдались под микроскопом у пижонита из долеритовой дайки в Бангалоре (Индия); среди них различались простые и полисинтетические — по (100), прорастания — по (122) с индивидами, расположенными под углом 60° к двойниковой плоскости, и крестообразные по (101). Отмечены комбинации двойников по (100) с двойниками по (122) или по (101). В эффузивах более обычны простые двойники по (100), состоящие из двух-трех индивидов, полисинтетические двойники по (100) редки. В микровкрапленниках (до 0,1 мм) в долеритах силла Уин (Северная Англия) установлены двойники роста по (100) и деформационные двойники по (001).

Для лунных пижонитов наряду с простыми двойниками по (100), возникающими при быстром росте, отмечаются полисинтетические, более мелкие двойники по (100) — результат образования пижонита из ромбических пироксенов; отдельные индивиды таких двойников отличаются по составу. При шоковой деформации в пижонитах Луны образовались очень тонкие полисинтетические двойники по (001) и по (110), осложняющие простые двойники роста по (100), или только по (001).

Агрегаты. Кристаллы, зерна, пластинки распада твердых растворов в других пироксенах.

Физические свойства

Оптические

Цвет желтый, желтовато-зеленый, желтовато-бурый, бурый, светло- бурый, светло-красно-бурый, розовый.

Черта

Блеск на свежих сколах стеклянный.

Отлив

Прозрачность. Прозрачен только в тонких сколах и в мелких зернах.

Показатели преломления

 Ng = , Nm = и Np =

Механические

Твердость 6.

Плотность 3,38—3,44.

Спайность по (110), отдельность по (001) и (100); в пижоните Луны наблюдалась концентрическая трещиноватость.

Излом неровный до раковистого.

Химические свойства

Минерал не разлагается НСl. Для выявления структур распада полированные шлифы протравливают HF.

Прочие свойства

Поведение при нагревание. Температура перехода пижонита P2¹/c в пижонит С2/с колеблется от 550 до 1030°. При дальнейшем нагревании искусственный пижонит С2/с переходит в ромбический пироксен. Лунный пижонит P2¹/c (Ca_0,18Fe_0,62) с пластинками авгита после восьмидневного отжига при 1125° стал однородным; при дальнейшем нагревании образовался бронзит. Температура перехода пижонита P2¹/c в пижонит С2/с повышается с увеличением содержания Mg, понижается с уменьшением содержания Fe и Са. У пижонитов P2¹/c, содержащих пластинки авгита или находящихся в сростках с авгитом, эта температура близка к температуре их соли дуса. Допускается превращение пижонита в гиперстен и феррогиперстен при естественном отжиге кристаллических пород в лаве.

Искусственное получение пижонита

Получен при 1 атм в результате отжига гиперстена или феррогиперстена при 1000°. Пижониты разного состава синтезированы при 1 атм и температуре 1300—1150° с использованием буферов СО—СO₂, Ni—NiO, Fe— FeO и др. из сухих расплавов или безводных стекол соответствующего состава. Чистые Са—Mg—Fe-пижониты при давлениях до 25 кбар выделены в сухих системах, пижониты с Са_0,11-о,22 при 17 кбар и 1360° из расплавленного щелочного базальта. Получены при кристаллизации расплавленных лунных базальтов в отсутствии воды: при 1310—1065° и fо₂ ~10^-12,5 бар, а также при 1140—1390°и давлении 1 бар—25 кбар. В серии опытов пижонит образовался при 1179—1114°из протогиперстена, который кристаллизовался из расплава при 1179°и выше. В других опытах в зависимости от температуры, давления и состава базальта получены пижонит с оливином (1 бар, 1140—1150°) или с ромбическим пироксеном, или тем и другим, или с оливином и шпинелью.

Пижонит образуется при отсутствии воды при 1 атм в системах: Ca-Mg-Fe- пироксены ниже 1200°, энстатит—диопсид— 1373°  и ниже 1432° (с 4,9%СаО при 1378°) и форстерит—диопсид—кремнезем; в системе СаО—MgO—Аl₂O₃—SiO₂ при 1264—1302° синтезирован пижонит с 3,7—4,1% СаО, 0,2—0,4% Аl₂O₃. При 5—20 кбар и 1450—1650° безжелезистый пижонит кристаллизовался в системе энстатит—диопсид. Сильно железистый пижонит (FeO —43,4; MnO —3,3; СаО —2,7%) в шлаке образовался при 1 атм. Неизвестный в природе безмагниевый аналог пижонита с Са_0,20 получен в системе ферросилит—геденбергит (сухие стекла) при 20— 22 кбар и 1100—1200°.

Диагностические признаки

Сходные минералы

Сопутствующие минералы. Ромбический пироксен  авгит.

Оптически пижонит легко отличается от других пироксенов по малому углу 2V (до 30°). При сходной симметрии от авгитов и от моноклинных аналогов ромбических пироксенов отличается по содержанию кальция.

Происхождение и нахождение

В отличие от других пироксенов Земли пижонит содержится лишь в породах, являющихся производными толеитовой базальтовой магмы (до дацитов и кварцевых долеритов), а также в некоторых метаморфических породах. Известен в метеоритах. Широко развит в базальтоидах, габброидах и в других породах Луны. Пижонит рассматривается обычно как один из продуктов кристаллизации первичной магмы. Известно однако его нахождение в переплавленных кварцевых диоритах и в силифицированных анатектических кварцевых микродолеритах. Пижонитсо держащие породы сходного состава возникают в процессе дифференциации базальтовой магмы. Наряду с кристаллизацией пижонита из расплава, допускается его образование за счет гиперстена при реакции авгита с расплавом или оливина с расплавом. Пижонит обычно ассоциируется с ромбическим пироксеном и авгитом или одним из них, а также с вторичным гиперстеном; в эффузивных породах вторичного гиперстена обычно не бывает. Парагенезис с оливином для пижонита не характерен.

Отмечавшаяся ранее (Дир и др., 1965) роль быстрого охлаждения в возникновении пижонита не существенна. На вулкане Акита-Комагатака (Япония) температура лавы, из которой (перед извержением или непосредственно после него) кристаллизовался пижонит (Са_0,13-0,21). равна 1100—1090° (лава с бронзитом или гиперстеном других японских вулканов имела температуру 1190—1000°).

Для магматического пижонита земных пород установлено нахождение его в различных дифференциатах (ранних и поздних) интрузивных и эффузивных серий (относительно более магнезиальных или более железистых) базальтовой магмы толеитового (вулкан Хаконе) или высокоглиноземистого (интрузия Скергард) типов. Магнезиальные пижониты свойственны более основным породам, железистые — более кислым; однако в одной и той же породе  пижониты во вкрапленниках могут быть магнезиальными, а в основной массе — железистыми; у зональных зерен ядра более магнезиальны, чем края. В дифференцированных телах основных пород пижониты магнезиальные, а в породах среднего состава — железистые.

Изменение минерала

Распад первоначально монокристального пижонита с выделением пластинок авгита характерен для земных интрузивных и метаморфических пород и пород Луны. Превращение пижонита в твердом состоянии в ромбический пироксен (гиперстен, феррогиперстен) происходит в медленно остывающих интрузивных породах; оно сопровождается выделением избыточного Са, который входит в состав пластинок авгита в гиперстенах. Превращение пижонита во вторичный гиперстен (с авгитовыми пластинками) происходит на границе области стабильности пижонита. Гиперстены и феррогиперстены по пижонитам и ферропижонитам особенно характерны для земных габброидов и анортозитов; они содержатся и в метаморфических породах.

Образовавшийся по лунному пижониту гиперстен с пластинками авгита обнаружен в габброидной пластической породе и в анортозитовой брекчии со стеклом. Образование вторичного гиперстена по пижониту в габброидах Луны связывается с метаморфизмом. В качестве продуктов распада твердого раствора в пижоните Луны отмечены хромовая шпинель, клинобронзит, бронзит и самородное железо с 5% Ni. В лунных пижонитах отмечаются признаки ударной деформации с перекристаллизацией и даже плавлением. Искусственно ударный метаморфизм с расплавлением пижонита воспроизведен при 100—390 кбар. Отмечено замещение пижонита хлоритом.

 

Месторождения

Примерами интрузивных пород с пижонитом в России являются: крупнозернистые габбро норильских интрузий, некоторые габбро-долериты сибирских траппов и траппов Таймыра. В нижней части дифференцированного анамезит-гранофирового силла Ивановской губы (Мурманское побережье) пижонит представлен высокомагнезиальной разностью. За рубежом пижонит установлен вдолеритах силлов Уина (Северная Англия) — в микровкрапленниках и в основной массе, и в толеитовых долеритах Моераки (Новая Зеландия) — в микровкрапленниках. В дифференцированных силах долеритов Веллингтона и Ред-Хила (Тасмания) пижонит разных стадий кристаллизации (в разных частях разрезов) отличается положением плоскости оптических осей:    (010) в низах разреза и параллельно (010) — в его верхах. Содержится в долеритах Западных Пиренеев (Франция), в траппах шт. Коннектикут (США), в тонкозернистых долеритах Пакистана (Дир. и др., 1965) и Аландских островов (Финляндия). В срастаниях с авгитом пижонит обнаружен в диабаз-пегматите Гус-Крик (шт. Виргиния, США) и в диабазе силла в шт. Нью-Джерси (США).

Ферропижонит известен в кварцевых долеритах Ивановской губы на Мурманском побережье. Ферропижонитовый (частью пижонитовый) состав имеют вторичные феррогиперстены и гиперстены с пластинками авгита из норитов и лабрадоритов Украины и анортозитов хребта Джугд- жур в Хабаровском крае. За рубежом ферропижонит содержится в долеритах Ред-Хила в Тасмании, образует вкрапленники в андезите, слагающем дайку около Асио в Японии, входит в состав феррогаббро интрузии Скергард (Гренландия) феррогаббро Бивер-Бей (шт. Миннесота, США), габбро Кояма (Япония). Псевдоморфозы феррогиперстена по ферропижониту установлены в габброидах Скергарда (Гренландия), в габбро Кояма (Япония) и в габбро Стиллуотера (шт. Монтана, США).

Примером пижонитсодержащих эффузивных пород в Европе могут служить андезиты Выгорлат-Гутинской гряды (Закарпатье, Украина); в этих породах микровкрапленники пижонита образовались позже крупных вкрапленников плагиоклаза и мелких — гиперстена. За рубежом пижонит во вкрапленниках (частью в срастаниях с авгитом или гиперстеном в оболочках на монокристальных зернах и в основной массе) установлен в андезитах (реже в долеритах) Японии: Монива, вулкан Усу, Сенганмори, вулкан Хаконе, вулкан Акита- Комагатака и др. В аналогичных породах пижонит обнаружен в Германии — Фогельсберге и Вейсельберге. Содержится в основной массе афировых оливиновых базальтов вулкана Медисин-Лейк (шт. Калифорния, США), в базальтах и в андезитобазальтах вулкана Суфриер (островов Сент-Винсент в Карибском море). Ферропижониты известны в стекловатых андезитах и дацитовых пемзах острова Мал (Шотландия).

В регионально-метаморфических породах пижонит очень редок. В породах железорудной формации Бивабик (шт. Миннесота, США) он образовался в стадии прогрессивного метаморфизма, в регрессивную стадию он превратился в феррогиперстен (1,2—1,4% СаО) с пластинками авгита. Пижонитовые пластинки содержатся в богатых кальцием авгитах (от магнезиальных до самых железистых), в диопсидах и геденбергитах метаморфических пород Адирондака (шт. Нью-Йорк, США), в диопсидах и авгитах метаморфических пород Японии, в ферроавгитах из гранулитов Норвегии.

Пижонит в метеоритах (в основном каменных) часто представлен железистой разновидностью. Он обнаружен в эвкритах Помоздино (Россия), Мур- Каунти (шт. Северная Каролина, США), в эвкритах и говардитах Бунуну из Центральной Нигерии и в других метеоритах. Средние коэффициенты в формуле пижонита из эвкритов Ca_0,20Fe_1,30Mg_0,50. Установлен в хондритах, в углистых хондритах и во всех уреилитах (оливин-пижонитовых ахондритах), например, в уреилите Новый Урей (Россия). Феррогиперстен с авгитом по ферропижониту слагает отдельные зерна в эвкрите Мур-Каунти и окружает зерна первичного ромбического пироксена в мезосидерите Лоуикз. В хондрах метеоритов Чаинпура и Теннасилма обнаружен моноклинный пироксен, возможно, являющийся безжелезистым пижонитом.

На Луне пижонит играет роль главного породообразующего пироксена. Он развит в похожих на земные базальтах, габброидах, анортозитах, а также в брекчиях и в реголите. По сравнению с земными, лунные пижониты более железистые: Fe_0,39-1,7o при Са_0,11-0,35. Вкрапленники пижонита содержатся в лунных витрофировых, гиалофировых и субофировых базальтах, пикритовых базальтах и ферроба-зальтах. Пижониты, образующие ядра вкрапленников с оболочкой из авгита, распространены в базальто-диабазе, оливиновых базальтах, базальтах с бронзитом, базальтовой брекчии, в порфировидных габбро и др. В некоторых базальтах пижонит сосуществует с бронзитом и авгитом. В микрогаббро пижонит окружен авгитом с внешней зоной из ферроавгита, феррогенденбергита и пироксферроита. В анортозитах пироксеновые зерна целиком состоят из пижонита. Пижонит установлен в метакластических и пойкилобластических габбро-анортозитовых породах, а также в их микробрекчии.

Ферропижонит в базальтах и габбро Луны образует отдельные зерна и зоны в пижонит-авгитовых вкрапленниках (в краевых частях пижонитовых ядер), слагает края секторов в кристаллах типа песочных часов. Самый железистый ферропижонит обнаружен в основной массе порфировидного габбро] и KREEP-стекле (состав калиевого гранита с редкими землями и фосфором) из интерстиций базальто-диабаза. Пижонит имеется и в лунном реголите (в осколках кристаллов и во фрагментах пород). В лунных породах пижонит частью образовался при высокотемпературных превращениях из ромбических пироксенов и, возможно, из протопироксенов (протогиперстена и др.).

 

Практическое применение

 

Физические методы исследования

Дифференциальный термический анализ

 

Главные линии на рентгенограммах: 

 

Старинные методы. Под паяльной трубкой

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах бесцветный, редко светло-зеленовато-буроватый. Не плеохроирует или слабо плеохроирует: по Ng — бледно-зеленый, по Nm — бледно-зеленоватый, с бурыми и розовыми оттенками; по Np — зеленоватый, буроватый, розоватый, желтоватый, дымчатый. Ng > Np. Двуосный (+). Удлинение (+). Пижонит—единственный пироксен с положением плоскости оптических осей как перпендикулярно, так и параллельно (010). Для пижонита с плоскостью оптических осей перпендикулярно (010): Np = b; aNm (по Трёгеру, 1958) =21—28°; cNg = 31—42°, n_g = 1,710— 1,742, n_m = 1,686—1,714, n_p — 1,686— 1,714; n_g — n_p — 0,025—0,030; 2V = 0 — 30°; r < v или r> v.

Для пижонита с плоскостью оптических осей параллельно (010): Nm = b; aNp от —21 до +28 (по Трёгеру, 1958); cNg = 30—45°; n_g = 1,711—1,757, n_m = 1,691—1,730, n_p = = 1,690—1,729; n_e — n_p = 0,021—0,40; 2V = 0—36°; r > v; редко r < v, сильная у ферропижонита. При изменении положения плоскости оптических осей с + (010) на параллельное (010) и обратно величина (+)2F проходит нулевое значение.

Указания Трёгера (1958) и на связь между положением плоскости оптических осей, величиной 2V и содержанием кальция в пижонитах не подтверждаются.

Показатели преломления, особенно n_g, незакономерно увеличиваются с повышением содержания в пижонитах Fe²⁺, Fe³⁺, Mg. Под микроскопом пижонит часто оптически неоднороден. У пижонита с вулкана Хаконе (Япония), из Ред-Хила и Веллингтона (Тасмания) плоскость оптических осей в ядрах перпендикулярна (010), а в краях параллельно (010). У пижонитов из других мест в одном и том же образце 2V варьирует. Под микроскопом обнаружены кристаллы, зоны которых сложены пижонитом и гиперстеном, пижонитом и авгитом, ферропижонитом и ферроавгитом, ферропижонитом и феррогиперстеном. В авгитах лунных пород наблюдаются ядра пижонита.

Не зональные гомоосевые срастания удлиненных пластин пижонита с авгитом встречены в Индии, Японии, пижонита с гиперстеном — в Японии. Такие срастания лунных пижонита и авгита (90—35% первого и 10—65% второго) по (100) и (001) рассматриваются как продукты, возникшие при распаде твердого раствора. Срастания типа слипания — секториально-мозаичные участки с разным расположением и шириной пластиночек авгита и пижонита — определены в образцах с Луны.

Отмечены зонально-секториальные структуры типа песочных часов у кристаллов пижонита, часть секторов которых представлена авгитом. Зонально- секториальное строение у лунных пироксенов оптически выражено резче, чем у земных.