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

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 Si₂O_1o](OH)₂ • Fe₃ (OH) ₆

Прохлорит, (Mg, Fe)_4,5Al_1,5[Al_1,5Si_2,5O₁₀] [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

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).

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.

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 n_m значение которого около 1,630, и по величине Fe(Fe — Mg) 0,52. Хлориты
с n_m > 1,630, богатые железом, оптически отрицательны и плеохроируют в фиолетовых тонах по Nm, а с n_m < 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