Форстерит минерал

Назван по фамилии минералога  по имени Дж. Форстера.

Синонимы: болтонит - boltonite (Шеппард, 1835), белый оливин - white olivine (Скакки, 1842). Описанный Лабунцовым белый клиногумит или памирит оказался форстеритом.

 

Содержание

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

 

Формула форстерита

Mg₂[SiO₄]

Химический состав

Теоретический состав форстерита: окись марганца MgO — 57,31, двуокись кремния SiO₂ — 42,69.

 Форстерит (Fa_3-6) из хромитовых руд Кемпирсайского массива на Южном Урале содержит в среднем 0,62% NiO. Мпироксенитах Тагило-Баранчинского массива Урала 0,0003—0,0009% Sc₂O₃.

Кристаллографическая характеристика

Сингония Ромбическая.
Класс симметрии. Ромбо-бипирамидальныи — mmm. Отношение осей. 1,255 : 1 : 2,151.

Форма нахождения в природе

 

Агрегаты. Зернистые агрегаты, плотные массы.

Включения в минерал

При замещении некоторых выделений форстерита клиногумитом образовались гомоосевые их сростки.

Физические свойства

Оптические

 

• Цвет форстерита — белый, желтоватый, зеленоватый. В Ковдорском массиве встречается фиолетовый форстерит (причиной окраски предположительно является содержание Ti³⁺ ).
• Черта. Белая.
• Блеск. Стеклянный.
• Прозрачность. Прозрачный.

Механические

• Твердость. 7.
• Плотность. 3,3—3,5.
• Спайность. Ясная по (010).

Химические свойства

Поведение в кислотах. Форстерит сравнительно легко растворим в умеренно крепких кислотах, в разбавленных — растворяется при кипячении под давлением; в растворе MgSO₄(l(V) растворимость его возрастает с повышением температуры и с увеличением концентрации раствора.

В серной кислоте с образованием студенистого осадка кремнезема.

Прочие свойства

 Форстерит начинает плавиться при атмосферном давлении при 1890— 1895°; температура его плавления возрастает по мере увеличения давления.

Искусственное получение минерала

Форстерит синтезируется разными путями: из гелей SiO₂ и MgO при 500 и 675°  получен в виде булек (до 3—4 см), содержащих немного периклаза и тридимита, сплавлением MgO и SiO₂ в печи Вернейля или сплавлением аналогичным методом при 1400° смесей  SiO₂ с Mg (NH₄) (SO₄)_{2 -} 6H₂O; бульки Mg₂SiO₄ получались также путем прокаливания при 2000° спрессованных под давлением смесей порошков MgO и SiO₂, взятых в стехиометрических соотношениях в присутствии стеариновой кислоты, растворенной в хлористом углероде. Форстерит с различным содержанием никеля синтезировался сплавлением  MgO и SiO₂ в присутствии борной кислоты с добавлением разного количества NiO. Сплавлением MgO, NiO, SiO₂ и СаСO₃ получен минерал  со структурой оливина, содержащий 30 мол.% Mg₂SiO₄ и 70 мол.% NiSiO₄.
Форстерит обрисуется по серпентиновым минералам при температурах порядка 600—900° и атмосферном давлении, при 550° и давлении 500 кГ/см². Для минерала, образовавшегося в результате нагревания серпентина, характерна закономерная ориентировка: [010] или [013] форстерита параллельны оси а серпентина. Оливин образуется при нагревании хлоритов при температурах около 800° ; у форстерита, образовавшегося при нагревании клинохлора, ось с или [031] параллельна оси и клинохлора, ось а || оси с клинохлора, ось b или [011] форстерита || оси а клинохлора. Магнезиальный оливин кристаллизуется из плавленых базальтовых стекол в температурной области от 1200 до 1145°.

Пределы смесимости и устойчивости Mg₂SiO₄ и Fe₂SiO₄ изучены в очень многих системах. Данные о системе MgO — FeO — SiO₂, впервые изученной Боуеном и Шайрером, уточнялись неоднократно; изучена система FeO — MgO — CaO — SiO₂ .

Для форстерита помимо системы MgO— SiO₂  известно образование в системах Mg₂SiO₄ — CaOSiO₄ , MgO— SiO₂ — H₂O, Ni — Mg — Si —О , MgO —MnO—SiO₂, MgO — ZnO — SiO₂, MgO — K₂O — SiO₂ , MgO — Al₂O₃ — SiO₂ — H₂O. Изучены системы форстерит — альбит, форстерит — диопсид—анортит и др.
 

Диагностические признаки

Сходные минералы. Светлые гранаты, оливин, везувиан.

Форстерит отличается от гумита большим 2V и иной оптической ориентировкой, от клиногумита — прямым погасанием.

Сопутствующие минералы. Магнетит, флогопит, гематит, шпинель, авгит, брукит.

Происхождение и нахождение

Форстерит — характерный минерал магнезиальных скарнов.

Образуется при контактовом метаморфизме доломитовых мраморов (известково-силикатных пород); известны известково-силикатные выбросы Монте-Соммы (Везувии).

 Форстерит и маложелезистый оливин слагают дуниты, входят в состав перидотитов и пироксенитов, типичны для кимберлитов, образуют фенокристаллы в базальтах и лавах разных вулканов.  Более железистые оливины типичны для габброидных пород, для траппов и многих базальтов.

 

Месторождения

В дунитах оливин представлен форстеритом и маложелезистым оливином, сопровождается хромитом и магнетитом, часто в значительной степени серпентинизирован. Форстерит характерен для дунитовых массивов, несущих платиновое оруденение, например для платиноносных массивов Урала, ЮАР, Эфиопии  и др.

Крупные (до 16 см) зерна форстерита характерны для пегматоидного дунита ряда дунитовых массивов Урала.

Форстерит (Fa _5-10) входит в состав оливинитов, апатито-форстеритовых и флогопито-апатито-форстеритовых пород, а также апатито-форстерит- магнетитовых руд, в которых сопровождается флогопитом и кальцитом.

В небольшом количестве в виде фенокристаллов форстерит состава с ~10 мол. % Fa содержится в базальтовых лавах вулканов Камчатки: Хангар, Голгат, Ключевского (до 5,3 объемн. %). К форстериту относятся также фенокристаллы пикритовых базальтов о-ва Мисима в Японии [1631, ряда молодых изверженных пород Испании, базальтов Сардинии. Форстерит в базальтах и андезитах района вулкана Хаконе в Японии образует фенокристаллы, частью входит в состав основной массы, отмечен в туфах вулкана в области Лацио (Италия). В выбросах лав Везувия форстерит наблюдается в тесной ассоциации и в прорастании с клиногумитом, содержит включения магнетита; в ксенолитах мраморизованных известняков ассоциируется со шпинелью, пироксеном и сарколитом. В базальтах Гавайских островов наблюдается оливин разного состава. Барт подчеркивает широкую изменчивость состава оливина базальтов области Тихого океана, большее богатство магнием вкрапленников по сравнению с оливином основной массы, отмечает повышение железистости минерала при уменьшении его содержания в породе.

форстерит

Описаны кристаллы форстерита (первоначально принятого за апатит) из метаморфизованных известняков и скарнов района Николае-Максимильяновской копи на Урале (Челябинская обл.). В парагенезисе со шпинелью, диопсидом, хондродитом и другими минералами форстерит содержится в кальцифирах Белой выемки (побережье Байкала); образовался в результате перекристаллизации магнезиальных кремнистых доломитов. В сходной обстановке известен форстерит в составе мраморов и кальцифиров Восточного Забайкалья. В кальцифирах района Тессина (Швейцария) он сопровождается флогопитом и кальцитом, частично также шпинелью, доломитом и кварцем, в доломитизированных породах Лепонтинских Альп (Швейцария) наблюдается совместно с клинохлором.
В контактовом ореоле габброидной интрузии Мосиан (Северная Норвегия) минерал присутствует в мраморизованных известняках, находясь в необычном парагенезисе с чисто кальциевым карбонатом.

Чистый форстерит (до Fa₁) содержится в энстатитовых ахондритах. В железных метеоритах (по Мэйсону) присутствует оливин состава Fa_3-6 .

Практическое применение

Возможно применение в качестве сырья для огнеупоров.

Физические методы исследования

Старинные методы. Под паяльной трубкой не плавится.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В шлифах в проходящем свете форстерит и оливин бесцветны, редко оливин желтоватый, зеленоватый; фаялит и железистые члены ряда желтоватые, лимонно- или янтарно-желтые, иногда красноватые (содержат включения окислов железа). Плеохроизм наблюдается редко.