Амфиболы

21.12.2016

Среди минералов россыпей амфиболы по своей распространенности занимают одно из первых мест. Они встречаются почти повсеместно и часто в значительных количествах, особенно в четвертичных и современных обломочных отложениях, формирующихся в районах распространения метаморфических комплексов. Широкое распространение и значительные местные концентрации амфиболов в наносах характерны, также для областей проявления основного магматизма и особенно для районов развития интрузии габбро-перидотитовой формации.
В районах с иным геологическим строением амфиболы в россыпях распространены неравномерно, иногда спорадически, отсутствуя в одних участках или образуя слабые местные концентрации в других, в зависимости от характера и состава пород, размываемых речной сетью. В этих случаях обычно отмечаются пестрота видового состава и значительные вариации сохранности и окатанности зерен амфиболов, поступающих в речные наносы как из местных первичных источников, так и из осадочных толщ различного возраста.
В зависимости от химического состава и особенностей кристаллической структуры в семействе амфиболов выделяют две группы — антофиллита, или ромбических амфиболов, и группу актинолита, или моноклинных амфиболов, включающую несколько минеральных рядов. Ромбические амфиболы (Mg, Fe, А1)7 [(Si, А1)4 О11]2 (OH)2. Химический состав непостоянен. Кроме значительных вариаций в отношении Mg и Fe, в антофиллите (Mg, Fe)r [Si4О11]2 (OH)2, наиболее распространенном минерале этой группы, отмечается также замещение некоторого числа двухзарядных катионов на Al с одновременным замещением алюминием соответствующего числа атомов Si, что приводит к глино земистому амфиболу — жедриту (Mg, Fe)5_6 (Al, Fe)2_5 [(Al, Si)4 O11]2 (OH)2. В небольших количествах часто устанавливается также примесь Ca, Na, Fe, Mn и др.
Кристаллизуются в ромбической сингонии, в ромбодипирамидаль ном виде симметрии. В кристаллах в россыпях не наблюдались. Встречаются здесь в виде удлиненных остроугольных или угловато окатанных зерен, иногда представляющих собой параллельные сростки многих индивидов и обладающих в этих случаях ступенчатой или грубо штрихованной поверхностью, а также в виде частиц, имеющих тонковолокнистое асбестовидное сложение. Такие частицы нередко хорошо окатаны, вплоть до образования округлых или яйцевидных форм.
Цвет буровато коричневый, бледный коричнево желтый, белый с зеленоватыми или буроватыми оттенками. Просвечивают, изредка прозрачны. Блеск от стеклянного (для одиночных зерен) до жирного с шелковистым отливом (для агрегатов).
Спайность ясная по {110} под углом около 56°. Изредка отмечается поперечная отдельность. Излом неровный, часто занозистый. Tв. 5,5—6 Раздавливаются средне, в волокнистых агрегатах легко, параллельно волокнам. Уд. вес 3,1—3,3 (редко до 3,5).
Под микроскопом бесцветны, изредка бледно окрашены и в этих случаях слабо полихроируют в буроватых или зеленоватых тонах. Двуосные, отрицательные или положительные с большим углом оптических осей, варьирующим от (-)85 до (+)78° (существенно магнезиальные и глиноземистые разновидности обычно положительны). Плоскость оптических осей ||(010), угасание прямое, удлинение положительное.
Показатели преломления изменяются в зависимости от содержания Fe, Al и Fe в следующих пределах.
Для антофиллитов Ng = 1,625—1,680, Nm = 1,615—1,668, Np = 1,605—1,660, Ng—Np = 0,018—0,020.
Для жедритов Ng=1,637—1,698, Nm = 1,625—1,686, Np = 1,615—1,675, Ng—Np=0,022—0,025.
He люминесцируют. В кислотах нерастворимы.
Большинство месторождений антофиллита и его разновидностей приурочены к метаморфическим породам — кристаллическим сланцам, возникшим в процессах метаморфизма основных вулканогенных и вулканогенно осадочных пород. Изредка эти минералы встречаются в зонах контакта габбро, серпентинитов и других магнезиальных пород с более молодыми гранитными интрузиями.
Моноклинные амфиболы. Центральное место в группе моноклинных амфиболов занимают минералы ряда актинолита Са2(Mg, Fe)5[Si4O11]2(OH)2, составляющие химическую основу, и большинства других амфиболов входящих в эту группу рядов. Последние связаны с актинолитом изоморфными замещениями: Mg и Ca в актинолитах на Al, Fe+++ и Na, а также заменой части атомов Si на Al, как это имеет место в группе моноклинных пироксенов. Иногда происходит замена гидроксильной группы (ОН)на F-1, Cl-1 или О-2.
Такие замещения приводят ко второму важному ряду — роговой обманки или глиноземистых амфиболов — NaCa2 (Mg, Fe++, Al, Fe, Ti)5 [(Si, Al)4О11]2(ОН, O)2.
При замещениях среди катионов шестерной и восьмерной координации — Ca на Na, Mg на Al или Fe — возникает сложный в химическом отношении ряд арфведсонита — глаукофана, или ряд щелочных амфиболов с общей формулой Na3_2 (Mg, Fe , F+, Al)5 [Si4Ou]2 (ОН, О, F)2.
Особое место, как и в группе пироксенов, среди моноклинных амфиболов занимает ряд магнезиально-железистых минералов, по составу аналогичных ромбическим амфиболам — ряд куммингтонита (Mg, Fe)7[Si4O11]2(OH)2.
Наибольшей распространенностью в россыпях и обломочных отложениях пользуются амфиболы ряда актинолита и ряда роговой обманки. Из щелочных амфиболов, весьма неустойчивых в процессах формирования осадочных толщ и поэтому редко встречающихся в россыпях; рассматриваются глаукофан и интересный в поисковом отношении холмквистит. Амфиболы ряда куммингтонита, имеющие весьма ограниченное распространение, из рассмотрения исключены.
Ряд актинолита включает нещелочные амфиболы переменного состава, представляющие собой изоморфные смеси двух компонентов тремолита Ca2Mg5[SiO11]2(OH)2 и ферритремолита Ca2Fe[Si4O11]2(OH)2. Минералы промежуточного состава, содержащие менее 75 молекулярных процентов магнезиального компонента, получили название актинолита Ca2(Mg, Fe)5[Si4O11]2(OH)2. Наиболее обычен в обломочных отложениях и россыпях актинолит, несколько реже встречается тремолит; существенно железистый амфибол в россыпях не установлен.
Кристаллизуются в моноклинной сингонии, в призматическом виде симметрии. Кристаллы длиннопризматические до игольчатых по [001], большей частью не имеют правильных окончании и образованы сильно развитыми гранями(110} и (100}. в комбинации с которыми присутствуют {010} изредка {001}. Грани призматической зоны обычно резко исштрихованы по удлинению кристаллов и часто имеют неровную выпуклую поверхность. Весьма обычны параллельные и лучистые сростки игольчатых и шестоватых неделимых, иногда асбестовидные и плотные спутанно-волокнистые агрегаты.
В россыпях встречаются в обломках шестоватых кристаллов и в виде угловато окатанных удлиненных зерен, часто имеющих неровные ступенчатые и зубчатые очертания.
Цвет от белого и серовато-белого (для безжелезистого тремолита) до светло-зеленого, грязно-зеленого с характерным голубоватым и синеватым оттенком (для актинолита). Распределение окраски часто неравномерное — пятнистое, иногда в виде полос, поперечных к удлинению зерен.
Прозрачны или просвечивают в краях зерен. Блеск стеклянный. Спайность совершенная по призме под углом 124 и 56°, часто отмечается поперечная отдельность по (001).
Tв. 5,5—6. Раздавливаются средне или легко, причем обычно образуются длиннопризматические спайные выколки, имеющие гладкие поверхности и неровные ступенчатые или зубчатые окончания. Уд. вес 2,95—3,25, возрастает с увеличением содержания Fe.
Под микроскопом бесцветны (тремолит) или бледно окрашены в зеленоватык цвет с характерным в этих случаях слабым полихроизмом от голубовато зеленого по Ng до бесцветного или желтоватого по Np. Двуосные отрицательные с 2V=(-)85—88° для тремотита и 80—85° для актинолитов, дисперсия t≥v слабая или незаметная. Плоскость оптических осей (010), с Ng=18-12°, уменьшается с возрастанием содержания железа. Для наиболее распространенных в россыпях актинолитов с Ng' = 12—14°.
Показатели преломления варьируют в зависимости от содержания железа и в среднем повышаются на 0,0010 на каждый процент ферритремолитового компонента.
Для тремолитов наиболее обычны значения Ng=1,625—1,637, Vm=1,613—1,625, Np=1,599—1,611, Ng—Np=0,026—0,029.
Для актинолитов Ng=1,638—1,660, Nm=1,630—1,650, Np=1,612—1,635, Ng—Np = 0,024—0,026.
В ультрафиолетовом свете и в катодных лучах тремолит люминесцирует зеленовато-желтым, желтая люминесценция в катодных лучах изредка отмечается и для актинолита. В кислотах практически нерастворимы П.п.тр. актинолит с трудом сплавляется в грязно зеленое стекло.
Тремолит, содержащий небольшое количество FeO, часто выделяется в немагнитной фракции шлихов. Здесь он может быть ошибочно принят за волластонит, силлиманит, иногда дистен и цоизит. От трех последних минералов легко отличается значительно меньшими показателями преломления, от волластонита и цоизита также косым yгacaнием. Труднее отличается от волластонита, если последний присутствует в виде шестоватых зерен. В этом случае волластонит чаще всего имеет прямое погасание с изменчивым (в зависимости от положения зерна) положительным или отрицательным удлинением Отличим тремолит от волластонита также по углу спайности (56 и 74° соответственно) и по значительно более высокому двупреломлению.
Актинолит в некоторых случаях может быть принят за клиноцоизит, но легко отличается от последнего голубоватым оттенком окраски. От сходных по цвету некоторых сотовых обманок отличается оптическими константами.
Первичные месторождения амфиболов ряда актинолита приурочены к метаморфическим породам. В качестве породообразующих минералов они присутствуют (главным образом актинолит) в различных типах «зеленых» сланцев эпидото-альбито-актинолитовых, альбито актинолито хлоритовых и других, возникающих в процессе метаморфиза вулканогенных и вулканогенно осадочных пород. В ассоциации с гранатами, волластонитом, диопсидом, эпидотом, магнетитом и сульфидами широко распространены в скварнах (главным образом актинолит, реже тремолит), а также в кристаллических мраморах и в известковистых роговиках (тремолит). В значительных количествах эти минералы (преимущественно актинолит) образуются в процессе гидротермального изменения основных изверженных пород габбро, габбро-диабазов, диоритов, полевошпатовых пироксенитов и других, возникая за счет моноклинных пироксенов, роговой обманки, иногда оливина и плагиоклаза. Для актинолита из месторождений этого типа характерна ассоциация в россыпях с эпидотом, цонзитом, соссюритоными частицами, леикоксеном, ильменитом, магнетитом и титаномагнетитом.
Меньшее значение имеют месторождения актинолита и тремолита в рудных гидротермальных жилах, а также в кварцевых жилах альпийского типа, где актинолит сопровождается эпидотом хлоритами, сфенoм, ильменитом, аксинитом, рутилом, анатазом и некоторыми другими минералами.
В условиях формирования осадочных толщ актинолит довольно устойчив и часто сохраняется в отложениях, измененных позднейшими процессами химического выветривания.
Ряд роговой обманки наиболее сложен по химическому составу входящих сюда минералов. Выделяют две основные разновидности: обыкновенную роговую обманку NaCa2 (Mg, Fe++, Al, Fe+)5[(Si, Al)4O11]2 (OH)2 и базальтическую роговую обманку, характеризующуюся меньшим содержанием гидроксильных групп, повышенным, иногда значительным содержанием титана и преобладанием Fe над Mg— (Na, Ca)2—3 (Fe+, Mg, Fe++, Al, Ti)5 [(Si, А1)4О11]2 (О, ОН)2.
Кроме указанных в формулах элементов, в роговых обманках часто устанавливаются примеси К, Mn, Ni, Zn, V, Cr, Zr, Be и некоторые др.
Наиболее распространена как в первичных месторождениях, так и в россыпях обыкновенная роговая обманка, реже и в специфических обстановках (в районах распространения основных вулканических пород) встречается базальтическая роговая обманка.
В кристаллах наблюдаются очень редко; кристаллы имеют короткостолбчатый или призматический облик, внешне напоминают кристаллы авгита, но отличаются от последних углами между гранями призмы (около 124°).
Обычно встречаются в виде удлиненных угловатых или слабо окатанных зерен, иногда остроугольных, с неровными зубчатыми окончаниями. Хорошо окатанные формы зерен наблюдаются сравнительно редко.
Цвет грязно-зеленый, черно-зеленый, буро-зеленый, темный зеленовато-бурый, иногда черный (обыкновенная роговая обманка), также темно-бурый и коричнево-бурый (базальтическая роговая обманка). Нередко окраска зональная, более темная во внутренних частях зерен; иногда бурая в центральной части и светло-зелено-бурая в краях зерен. В порошке бледно-зеленые или буроватые. Просвечивают обычно лишь в тонких осколках и в краях зерен, изредка прозрачны. Блеск стеклянный, у непрозрачных черных роговых обманок — сильный смолистый до металловидного на гранях и поверхностях спайности.
Спайность по призме различной степени совершенства: ясная у зеленых роговых обманок, менее отчетливая у бурых и особенно у база-льтической роговой обманки. У первых изредка отмечается отдельность, проходящая обычно под прямым углом к спайности, а также отдельность по {001}, {010} и (100}. Последняя часто обусловлена ориентированными включениями ильменита, магнетита и других минералов, располагающихся параллельно {100} и {001} (как в диопсид-авгитах).
Tв. 5,5—6. Хрупки, раздавливаются средне или с трудом. Излом неровный, иногда раковинчатый (у базальтических роговых обманок). При раздавливании спайные выколки имеют столбчатую или неправильную форму (в отличие от актинолита), но обычно более удлиненные по сравнению с выколками диопсид-авгита и авгита. Уд. вес 3,1—3,4.
Под микроскопом в иммерсионном препарате прозрачны и окрашены в грязно-зеленый, буро-зеленый или светлый бурый и коричневато-бурый цвет. Полихроизм отчетливый со схемой абсорбции Ng≥Nm≥Np. Для зеленой роговой обманки: Np — желтовато-зеленый, буровато-зеленый, Ng — грязный, буровато-зеленый, бутылочно-зеленый, оливковозеленый, иногда с голубоватым оттенком.
Для бурой роговой обманки: Np — желтый, бледный буровато-желтый, Ng — бурый, красновато-бурый. Базальтические роговые обманки обычно полихроируют в желто-бурых (по Np), коричнево-бурых и красновато-бурых (по Ng) цветах иногда с различным по интенсивности зеленоватым оттенком.
Двуосные отрицательные. Для обыкновенной роговой обманки угол оптических осей варьирует до 65—75° для зеленых разновидностей до 80—85° для бурой роговой обманки. Базальтическая роговая обманка характеризуется особенно изменчивым углом оптических осей: 2V обычно (-)70—80°, но иногда уменьшается до (-)50° и ниже.
Дисперсия v≥r слабая для зеленой роговой обманки, r≥v заметная для бурой и сильная для базальтической роговой обманки. Для последней характерна и дисперсия биссектрис, приводящая к неполному угасанию зерен. Плоскость оптических осей ||(010). Угол с:Ng варьирует от 0 до 25°, наибольший для зеленых роговых обманок, меньше для бурых и наименьший для базальтической роговой обманки.
Показатели преломления и величина двупреломления варьируют в. зависимости от содержания закисного и особенно окисного железа. Наиболее часто встречающиеся для различных роговых обманок значения приведены ниже.
Зеленые роговые обманки: с:Ng=16—22° (с:Ng'=13—18°), Ng=1,655—1,680; Nm=1,647—1,672; Np=1,635—1,655; Ng—Np=0,020—0,25.
Бурые роговые обманки: с:Ng=12—18° (с:Ng'=11—15°); Ng=1,660—1,697; Nm=1,655—1,685; Np=1,638—1,670; Ng—Np=0,022—0,027.
Базальтическая роговая обманка: с:Ng=5—8°; Ng=1,700—1,735; Nm=1,700—1,715; Np=1,675—1,690; Ng—Np=0,025—0,045.
Особенно высокие показатели преломления характерны для титанистой базальтической роговой обманки — керсутита, где светопреломление по Ng доходит до 1,760 и по Np до 1,692, а величина Ng—Np до 0,070. Для этой разновидности характерна очень сильная дисперсия биссектрис.
В кислотах все роговые обманки разлагаются с трудом (и только железистые их разновидности). П. п. тр. сплавляются в черно-бурое слабомагнитное стекло.
По внешнему облику и окраске зерна роговых обманок могут быть приняты за турмалин, эгирин, авгит. От первых двух минералов легко отличаются характером спайности и знаком удлинения; от авгитов отличимы по оптическому знаку, заметному полихроизму, значительно меньшему, чем у авгитов, углу угасания.
Роговые обманки образуются в условиях сравнительно невысоких температур, но повышенных давлений. Зеленая роговая обманка наиболее распространена в глубинных изверженных породах группы габбро и диорита, где является важным породообразующим минералом, но также встречается и в сиенитах, гранодиоритах и других близких к ним по составу изверженных породах. Широко распространена она также в метаморфических породах: габбро-амфиболитах, амфиболитах, биотито-роговообманковых и других кристаллических сланцах и гнейсах, где ассоциирует с гранатами пиропо-альмандинового ряда, эпидотом, магнетитом, апатитом, сфеном, рутилом, иногда с дистеном и ставролитом. В заметных количествах образуется и в процессах гидротермального изменения существенно пироксеновых магматических пород — некоторых габбро- и габбро-диабазов (так называемый уралит).
Бурая роговая обманка характерна преимущественно для основных магматических горных пород, дайковых или экструзивных.
Базальтнческая роговая обманка и особенно титанистая ее разновидность (керсутит) наиболее распространена в основных (реже ультраосновных) излившихся породах: базальтах, мелафирах, андезитах, роговообмaнковых порфиритах и некоторых других; реже встречается она в жильных породах типа мончикита, комптонита и фурчита.
Роговые обманки довольно неустойчивы в процессах дезинтеграции и выветривания горных пород, переноса обломочного материала и формирования россыпей. Особенно нестойки железистые и титансодержашие роговые обманки, быстро разрушающиеся с образованием гидрохлоритов, нонтронита, опала и гидроокислов железа. Относительная распространенность в обломочных осадках зеленых роговых обманок объясняется широким и почти повсеместным распространением в коренных породах амфиболов именно этого типа, часто являющихся важными породообразующими минералами.
Глаукофан Na2 (Mg, Fe)3 (Al, Fe)2 [Si4O11I2 (ОН, F)2. Редкий минерал россыпей, встречающийся преимущественно в районах распространения кристаллических сланцев.
В россыпях наблюдается в виде удлиненных зерен и обломков призматических кристаллов. Характерна окраска голубовато-серая, фиолетово-серая, синеватая, темно-фиолетовая, часто неравномерная. В порошке бледный голубовато-серый.
Просвечивает, часто прозрачен. Спайность, характер излома, твердость, сопротивляемость раздавливанию такие же, как у актинолита. Уд. вес 3,12—3,19.
Под микроскопом прозрачен. Двуосный отрицательный с сильно варьирующим углом оптических осей: 2V=(-)40—80° (обычно 60—75°). Плоскость оптических осей (010), с:Ng = 3—6° (иногда до 20°). Характерна резко выраженная дисперсия угла оптических осей r≥v и особенно — наклонная дисперсия биссектрис, достигающая 5—12° (в белом свете зерна в большинстве случаев не угасают).
Ng=1,838—1,650; Nm=1,638—1,644; Np=1,620—1,628; Ng—Np=0,015—0,022. В некоторых глаукофанах двупреломление иногда снижается до С,010—0,003; в этих случаях минерал может быть оптически положительным.
Полихроизм отчетливый и весьма характерный: Ng — синий, темный фиолетово-синий, Nm — светлый, буровато-лиловый, фиолетово-синий; Np — зеленовато-желтый, голубовато-зеленый, бледно-желтый, бесцветный. Схема абсорбции Ng≥Nm≥Np.
Люминесценция не изучена. В кислотах практически нерастворим П. п. тр. легко сплавляется в зеленоватое полупрозрачное стекло, окрашивая пламя спиртовки в желтый цвет.
В призматических зернах и осколках кристаллов глаукофан в некоторых случаях сходен с турмалином (ипдиголитом), иногда с синевато-зеленым актинолитом. Легко отличается от обоих минералов углом угасания, характером полихроизма и резко выраженной дисперсией. От кроссита и рибекита, с которыми глаукофан сходен по окраске, он отличается положительным знаком удлинения, значительно меньшими показателями преломления и более сильным (обычно) двупреломлением.
Месторождения глаукофана приурочены к метаморфическим породам различного состава, возникшим главным образом за счет средних и основных эффузивных и пирокластических образований. Он распространен в некоторых альбито-серицито-кварцевых, альбито-хлорито-кварцевых, альбито-эпидото-актинолитовых, альбито-цоизито-рогово-обманковых и других сланцах. Изредка встречается в слюдистых и железистых кварцитах, ассоциирующих с толщами измененных эффузивов.
Холмквистит Li2 (Mg, Fe)3 (Fе+++, Al)2 [Si4O11]2 (ОН, F)2. Очень редкий минерал россыпей. Встречается в виде удлиненных зерен и обломков шестоватых кристаллов розовато-голубого, фиолетового и лилово-синего цвета. По внешним признакам, характеру спайности, твердости и некоторым другим свойствам сходен с глаукофаном и отличается от него лишь розовым оттенком окраски, а также несколько меньшим удельным весом (2,95—3,11).
Двуосный отрицательный. 2V=(-)40—51°; дисперсия r≥v слабая (в отличие от глаукофана). Плоскость оптических осей (010); с: Ng=0—3° Ng=1,646—1,634; Nm=1,638—645; Np=1,620—1,625; Ng—Np=0,026—0,029. Полихроизм: Ng — лилово-розовый, фиолетовый, синий; Nm — фиолетовый, розово-фиолетовый; Np — светло-желтый до бесцветного.
В кислотах нерастворим. П. п. тр. легко сплавляется в бурое стекло, окрашивая пламя горелки в розово-красный цвет. Сплавленный с (NH4)2SO4 или CaSO4, затем смоченный HCl и прокаленный п. п. тр. окрашивает пламя в интенсивный малиново-красный цвет.
Встречается в некоторых гранитных пегматитах натрово-литиевого типа совместно со сподуменом, литиевым турмалином, колумбитом, бериллом и другими минералами.