Ставролит - свойства минерала, фото

Английское название минерала Ставролит - Staurolite

Происхождение названия

Название минерала ставролит произошло от греческого стаурос — крест и литос — камень, по крестовидной форме двойников (Деламетри, 1792). Ставролит часто встречается в виде крестообразных двойников.

Синонимы: Крестовый камень — pierre-de-croix (Робиен, 1751), cross-stone, крестовидный шерл — schorl cruciforme (Роме де Лиль, 1772), гренатит — grenatite, гранатит — granatite (Сосюр, 1796), ставротид — staurotide (Аюи, 1801).
Ксантолит — xantholite (Хедл, 1879), согласно Лакруа (1886) — ставролит, проросший слюдой.

Содержание

Химический состав
Разновидности
Кристаллографическая характеристика
Форма нахождения в природе
Физические свойства
Химические свойства
Диагностические признаки
Происхождение
Месторождения
Практическое применение
Физические методы исследования
Купить

Формула

Fe²⁺Al₄[O/OH/SiO₄], или Fe[OH]₂.2Al₂SiO₅

Химический состав

Теоретический состав: FeO— 17,37, Аl₂O₃—49,26, SiO₂ — 29,02, Н₂O — 4,35; Fe²⁺ замещается Mg, Mn²⁺ , Ti, а в редких случаях Zn, Ni, Со; часть Аl замещается Fe³⁺. В ставролите из Хизо-Вара установлено 0,77 % Cr₂O₃.

Разновидности ставролита

Лусакит (люсакит, люзакит, лузакит — lusakite) — ставролит, содержащий до 8,48% СоО и до 0,89% NiO. Назван по городу Лусака — столице Замбии, близ которого найден (Скерл, Бэнистер, 934).
Кристаллы таблитчатые или призматические. Двойники не наблюдались. Плотность 3,76. Цвет черный, иногда темный кобальтово-синий. Черта светло-голубая. Не просвечивает. В проходящем свете кобальтово-синий; плеохроизм сильный: по Ng — фиолетовый, по Nm — фиолетово-синий, по Np — кобальтово-синий; Ng> >Nm>Np\ n_g= 1,753, n_m= 1,746, n_p = 1,739; 2V = +88°. Содержит включения кварца, магнетита, реликты кианита. Встречен в гнейсах Замбии близ г. Лусака в ассоциации с кварцем, кианитом и магнетитом. Среднее содержание лусакита в породе около 30%. Образовался при замещении кианита под действием гидротермальных кобальтосодержащих растворов. Может быть использован для получения Co.

Цинкставролит (Zinkstaurolith) содержит до 7,44 % ZnO. От типичного ставролита отличается меньшим параметром b₀ . Цвет желтовато- или коричневато-бурый. Установлен Шепардом в кварц-слюдяных сланцах шт. Джорджия (США); обнаружен также в Африке в месторождении Кореба. Назван по составу Хинце (1897).

Нордмаркит (nordmarkite) — марганцовый ставролит, содержащий до 11,61% Mn₂O₃. Кристаллы редки. Плотность 3,54. Цвет коричнево-красный. Под плавиковой трубкой сравнительно легко плавится в магнитное стекло; с перлом буры дает реакцию на Mn. Найден в Нордмарке (Швеция) среди зернистых доломитов гнейсовой формации. Назван по месту находки. Синононим манганставролит— Manganstaurolith.

Кристаллографическая характеристика

Сингония моноклинная (псевдоромбическая) L₂PC;
Класс призматический 2/т.
Отношение осей. 0,473 : 1 : 0,341; р = 90°.

Кристаллическая структура

Структура представляет собой упорядоченное чередование в направлении оси b (в пределах кубической плотнейшей упаковки атомов О) слоев кианитовой структуры — цепочек из АlO₆-октаэдров, соединенных друг с другом одиночными SiO₄-тетраэдрами и АlO₆-октаэдрами, и слоев AlFe203 (ОН), построенных из соединенных вершинами FeO₄-тетраэдров и АlO₆-октаэдров. В слоях AlFe₂O₃ (ОН) имеются дополнительные октаэдрические положения, занятые преимущественно Fe и Mg и имеющие общие грани с FeO₄-тетраэдрами. Распределение изоморфных атомов (Al, Mg, Fe), (Fe, Mg, Al) и (Si, Al) по соответствующим структурным положениям упорядочено. Именно из-за распределения катионов симметрия структуры при ортогональной ячейке понижается до моноклинной.

Данные инфракрасной спектроскопии указывают на полное или почти полное отсутствие водородной связи.

Главные формы: Кристаллы короткопризматические. Наиболее развиты m(110), b (010) и с (001), менее r(201), редки а (100), q(021) и l (041); остальные формы отмечены для единичных кристаллов. Для ставролита из гнейсов Среднего Приазовья намечается связь между обликом кристаллов и их ориентировкой по отношению к сланцеватости породы: если оси с и b лежат в плоскости сланцеватости, облик кристаллов ромбического развития, при расположении оси с параллельно и оси b перпендикулярно сланцеватости кристаллы псевдогексагонально-призматические.
У кристаллов из Приазовья на гранях b (010) и m (110) параллельно (001) чередуются блестящие полосы с шероховатыми, в пределах которых различимы включения граната и кварца. Неровная поверхность граней объясняется растворением минерала. В отдельных случаях фигуры растворения на грани (001) имеют форму пирамид. Иногда на поверхности кристаллов или зерен наблюдаются округлые лунки со следами трещин спайности.

Форма нахождения в природе

Облик кристаллов. Короткостолбчатые до длинностолбчатых, шестигранные столбики, особенно распространены крестообразные двойники

Двойники очень характерны; в наиболее обычных двойниках по (231) угол между осями с индивидов составляет 60°, в двойниках по (031)— 90°. Нередки тройники и сложные двойники, в которых сдвойникованы двойники разных типов. Особенно типичны крестообразные двойники. Дана (1892) отметил также двойники по (230) или (130), в которых грани b неделимых имеют угол около 70° 30'. Он образует закономерные срастания с кианитом, что объясняется сходством в расположении атомов соответствующих плоских сеток; в таких срастаниях (010) ставролита параллельна (100) кианита. Известны нарастания его кристаллов на кристаллы кианита.

Агрегаты. Главным образом отдельные кристаллы или сростки. Кристаллы короткопризматические (до 8—10 см) и крестообразные двойники, зерна, зернистые агрегаты.

Ставролит часто содержит включения кварца (до 50—80 %), граната, рудного минерала, ильменита, турмалина, рутила, углистого вещества или пузырьков газа. Включения углистого вещества или других минералов сосредоточиваются в центральных частях кристаллов или группируются в полоски, по-видимому параллельные сланцеватости пород. Мелкие зерна ( до 1 мм) нередко имеют извилистые очертания; часть их представлена скелетными формами. Для некоторых зерен характерна слабо выраженная структура песочных часов.

Физические свойства ставролита

Оптические

Цвет желтовато-бурый, темный красновато-бурый до буровато-черного, редко темно-синий и черный.
Черта Черта бесцветная до сероватой.
Блеск стеклянный до смоляного, сильнее на (010), слабее на (001).
Прозрачность минерала редко просвечивает; обычно непрозрачен.

Механические

Твердость 7—7,5. Хрупок.
Плотность 3,6—3,8
Спайность по (010) и по (100) совершенная, по (110) несовершенная, отчетливая по призме параллельно оси с.
Излом. раковистый, неровный, занозистый.

Химические свойства

Минерал нерастворим в кислотах, лишь частично разлагается в H₂SO₄. Минерал с трудом растворяется буре и фосфорной соли.

Прочие свойства

В ультрафиолетовых лучах не люминесцирует.

Инфракрасные спектры поглощения характеризуются максимумами при 3448, 1640, 1163,1109, 990, 855, 800, 784, 725, 685 см^-1.

Удельная магнитная восприимчивость +21,20- 10^-6 см³/г.

Пироэлектричества не обнаруживает.

Флотируется алкилсульфатом натрия в кислой среде при pH 2—4.

Поведение при нагревании. Ставролит с первоначальным содержанием воды 2,37% при нагревании до 240° выделял 0,58% Н₂O и при дальнейшем нагревании от 240 до 815°—0,90% Н₂O. При 605°, после потери значительной части воды, начинается окисление Fe ²⁺. Удаление воды и окисление железа отражаются и на изменении разности хода лучей в пластинке ставролита, вырезанной || (100): остановка на кривой при 660—770° отвечает переходу Fe²⁺ в Fe³⁺ (пластинка темнеет); до 1340° структурные изменения не происходят; после прогревания при 1340° образуется муллит.

Искусственное получение минерала

Синтезирован из смеси Na₂SiO₃, Аl(ОН)₃, SiO₂, MgO, FeCl₂ в водной среде при давлении 10 000 атм и температуре около 800°. По данным Хошека, он наиболее устойчив при температуре в интервале 600—700° и давлении от 2 до 5,5 кбар.

Диагностические признаки

Сходные минералы. Гранаты.

Для него типичны формы кристаллов и крестовидные двойники. В шлифах характерна абсорбция в оранжево-желтых или золотистых тонах. Бесцветный камень отличается от ромбического пироксена по оптической ориентировке.

Спутники. Мусковит, альмандин, кианит, кварц, олигоклаз, биотит, гранат, апатит, ильменит, дистен, парагонит.

Происхождение и нахождение

Минерал, образующийся в процессе динамометаморфизма; распространен в слюдистых сланцах, где ассоциирует с дистеном и гранатом. Повсеместно встречается в кристаллических ядрах древних и молодых горных систем.

Ставролит является типичным минералом гнейсов и кристаллических сланцев, образовавшихся при региональном и контактовом метаморфизме, преимущественно при средней ступени метаморфизма; вместе с тем он относится к стрессовым минералам. Наиболее обычен ставролит в кристаллических сланцах, которые образовались при метаморфизме пелитовых пород, богатых Аl и Fe. Известен в контактных зонах гранитов.

В сланцах вместе со ставролитом наблюдаются мусковит, альмандин, кианит, кварц. Для пород более низких ступеней метаморфизма характерна ассоциация ставролита с хлоритом. С увеличением степени метаморфизма ставролит замещается кианитом и альмандином или силлиманитом и альмандином; при ретроградном метаморфизме порфиробласты альмандина замещаются агрегатом зерен ставролита, мусковита и кварца; содержащийся в биотит-хлоритовых и серицит-ставролитовых сланцах ставролит переходит в агрегат серицита и хлорита. Отмечено, что ставролит ксенолитов ставролит-гранат-биотитовых сланцев в дайке лампрофира оказался замещенным магнетитом, мусковитом, корундом и кварцем.

Изменение минерала.

Отмечено замещение ставролита тонкочешуйчатой слюдой, слюдой и турмалином, слюдой и хлоритом.

Месторождения

В гнейсах он известен в Среднем Приазовье (с кварцем, биотитом, гранатом, силлиманитом), в Карелии (гранат-ставролитовые гнейсы), на Восточном Таймыре (ставролитовые плагиогнейсы), в шт. Джорджия, США (очковый гнейс с кианитом, гранатом, цирконом, апатитом и др.), в Шотландии (кианит-ставролитовые гнейсы с кварцем, олигоклазом, биотитом, гранатом, небольшим количеством мусковита).
Примеры нахождения ставролита в кристаллических сланцах в России:

Кейвы на Кольском п-ове — ставролит-мусковитовые, кианит-ставролитовые и силлиманит-ставролитовые сланцы с мусковитом, кварцем, местами с плагиоклазом, биотитом, ильменитом, апатитом, углистым веществом и др.; Хизовары в Карелия — кварц-кианитовые сланцы со ставролитом, мусковитом, гранатом, а также амфиболиты со ставролитом и кианитом; Северо-Западное Приладожье — филлитовые кварц- биотитовые сланцы со ставролитом, андалузитом, кордиеритом, гранатом, Хамар-Дабан в Северо-Западном Прибайкалье — кварц-слюдяные сланцы со ставролитом, андалузитом, гранатом, биотитом; Урал, р-н Златоуста — мусковитовые и двуслюдяные сланцы с кварцем, ставролитом, небольшим количеством магнетита, графита, хлорита, турмалина - иногда с силлиманитом и гранатом; Урал, район оз. Увильды — углисто-кремнистые сланцы и кварцевые жилы со слюдой, гранатом, углистым веществом; Урал, Челябинская обл. —- кварц-мусковитовые сланцы со ставролитом;

Месторождения ставролита в мире: Украина — ставролит-андалузитовые сланцы Украинского кристаллического массива, гранат-слюдяные сланцы с дистеном и ставролитом; Грузия, верховье р. Аманауз — ставролит-андалузитовые сланцы с биотитом, мусковитом, кварцем, плагиоклазом, турмалином, силлиманитом. В США сланцы со ставролитом встречены в шт. Нью-Гэмпшир (биотит- гранат-ставролитовые, гранат-ставролит-силлиманит-биотитовые сланцы), в шт. Нью-Йорк (ставролитовые сланцы); в Швейцарии — в Монте-Капионе и Пиццо Форно (кварц-мусковитовые сланцы со ставролитом, дистеном, гранатом, турмалином); в Шотландии — на Даргрейском холме (биотит-кварцевые сланцы с олигоклазом, гранатом, магнетитом, вторичным хлоритом, ставролитом). Гранат-ставролит-кианитовые и силлиманитовые сланцы с мусковитом и кварцем известны в Индии.

В зонах контактов с гранитными породами ставролит известен на Рудном Алтае (гранат-ставролитовые сланцы с альбитом, кварцем, биотитом, серицитом, хлоритом и небольшим количеством турмалина, апатита, циркона); в Ирландии (узкая контактная зона гранитов с пелитовыми породами; характерны ставролит, силлиманит, кианит, роговая обманка, диопсид, полевой шпат); на о. Манхаттан в шт. Нью-Йорк, США (мелкие включения его в мусковите с цирконом, гранатом); в шт. Нью-Гэмпшир в США (в сланцах совместно со ставролитом, кордиеритом, силлиманитом).

Так как ставролит довольно устойчив при выветривании, то он часто обнаруживается в россыпях и в осадочных породах.