кианит
Алюмосиликатный минерал
кианит
Общий
КатегорияНесосиликат
Формула
(повторяющаяся единица)		Al2SiO5​​​
символ ИМАКи [1]
классификация Штрунца9.АФ.15
Кристаллическая системаТриклинный
Кристалл классПинакоидная ( 1 )
(тот же символ HM )
Космическая группаП 1
Элементарная ячейкаа = 7,1262(12)  Å
b = 7,852(10) Å
c = 5,5724(10) Å
α = 89,99(2)°, β = 101,11(2)°
γ = 106,03(1)°; З = 4
Идентификация
ЦветСиний, белый, редко зеленый, светло-серый до серого, редко желтый, розовый, оранжевый и черный, можно зонировать
Кристаллическая привычкаСтолбчатый; волокнистый; пластинчатый
ПобратимствоПластинчатый на {100}
Расщепление[100] совершенный [010] несовершенный с углом 79° между
ПереломЗанозистый
УпорствоХрупкий
Твёрдость по шкале Мооса4,5–5 параллельно одной оси
6,5–7 перпендикулярно этой оси
БлескСтекловидный до белого
ПолосаБелый
ПрозрачностьПрозрачный до полупрозрачного
Удельный вес3,53–3,65 измерено; 3,67 рассчитано
Оптические свойстваДвуосный (-); высокий рельеф
Показатель преломленияn α = 1,712 – 1,718 n β = 1,720 – 1,725 ​​n γ = 1,727 – 1,734
Двойное лучепреломлениеδ = 0,012 – 0,016
плеохроизмТрихроичный, от бесцветного до бледно-голубого или синего цвета
Угол 2V78°–83°
Ссылки[2] [3] [4]

Кианит — типично синий алюмосиликатный минерал , встречающийся в богатых алюминием метаморфических пегматитах и ​​осадочных породах . Это полиморф высокого давления андалузита и силлиманита , и присутствие кианита в метаморфических породах обычно указывает на метаморфизм глубоко в земной коре . Кианит также известен как дистен или кианит . [5]

Кианит сильно анизотропен , в том смысле, что его твердость меняется в зависимости от его кристаллографического направления. В кианите этот анизотропизм можно считать идентификационной характеристикой, наряду с его характерным синим цветом. Его название имеет то же происхождение, что и цвет cyan , и происходит от древнегреческого слова κύανος. Это обычно переводится на английский язык как kyanos или kuanos и означает «темно-синий».

Кианит используется в качестве сырья при производстве керамики и абразивов, а также является важным минералом-индикатором, используемым геологами для отслеживания метаморфических зон .

Характеристики

Кианит темно-синего цвета
Кианит в кварце, Музей Хантериан , Глазго

Кианит — минерал класса силиката алюминия с химической формулой Al 2 SiO 5 . Обычно он имеет пятнистый голубой цвет, хотя может варьироваться от бледно- до темно-синего [6], а также может быть серым или белым или, реже, светло-зеленым. [7] Обычно он образует брызги пластинчатых кристаллов, но реже встречается в виде отдельных идиоморфных (хорошо сформированных) кристаллов, которые особенно ценятся коллекционерами. [6] Он имеет идеальную плоскость спайности {100} , параллельную длинной оси кристалла, и вторую хорошую плоскость спайности {010}, которая находится под углом 79 градусов к плоскости спайности {100}. Кианит также показывает разделение на {001} под углом около 85 градусов к длинной оси кристалла. [7] Поверхности спайности обычно демонстрируют жемчужный блеск. Кристаллы слегка гибкие. [6]

Удлиненные столбчатые кристаллы кианита обычно являются хорошим первым признаком минерала, а также его цвет (когда образец синий). Ассоциированные минералы также полезны, особенно присутствие полиморфов ставролита , который часто встречается с кианитом. Однако наиболее полезной характеристикой при идентификации кианита является его анизотропия. Если кто-то подозревает, что образец является кианитом, проверка того, что он имеет два отчетливо разных значения твердости на перпендикулярных осях, является ключом к идентификации; он имеет твердость 5,5 параллельно {001} и 7 параллельно {100}. [2] [3] Таким образом, стальная игла легко поцарапает кристалл кианита параллельно его длинной оси, но кристалл непроницаем для царапин стальной иглой перпендикулярно длинной оси. [6]

Структура

Структуру кианита можно визуализировать как искаженную гранецентрированную кубическую решетку ионов кислорода, в которой ионы алюминия занимают 40% октаэдрических позиций, а ионы кремния занимают 10% тетраэдрических позиций. Октаэдры алюминия образуют цепочки по длине кристалла, половина из которых прямые, а половина — зигзагообразные, с кремниевыми тетраэдрами, связывающими цепочки вместе. Между кремниевыми тетраэдрами нет прямой связи, что делает кианит членом класса несосиликатных силикатных минералов . [8] [9]

Происшествие

Кианит встречается в биотитовом гнейсе , слюдяном сланце и роговиках , которые являются метаморфическими породами, образовавшимися при высоком давлении во время регионального метаморфизма протолита , богатого алюминием ( пелитовый протолит). Кианит также иногда встречается в граните и пегматитах [9] [ 11] и связанных с ними кварцевых жилах [12] и редко встречается в эклогитах . Он встречается в виде обломочных зерен в осадочных породах , хотя имеет тенденцию быстро выветриваться [7] [11] Он ассоциируется со ставролитом , андалузитом , силлиманитом , тальком , роговой обманкой , жедритом , муллитом и корундом [2] .

Кианит — один из самых распространенных минералов, имеющий состав Al2SiO5 . Минералы с идентичным составом, но разной, отличной кристаллической структурой называются полиморфами . Существует две полиморфные модификации кианита: андалузит и силлиманит . Кианит наиболее стабилен при высоком давлении, андалузит наиболее стабилен при более низкой температуре и давлении, а силлиманит наиболее стабилен при более высокой температуре и более низком давлении. [13] Все они одинаково стабильны в тройной точке около 4,2 кбар и 530 °C (986 °F). [14] Это делает присутствие кианита в метаморфической породе признаком метаморфизма при высоком давлении.

Кианит часто используется в качестве индексного минерала для определения и отслеживания метаморфической зоны , которая подверглась определенной степени метаморфизма на большой глубине в земной коре. Например, GM Barrow определил зоны кианита и зоны силлиманита в своей пионерской работе по минералогии метаморфических пород. Barrow характеризовал регион Шотландии, который испытал региональный метаморфизм на глубине. Напротив, метаморфические зоны, окружающие плутон Фанад в Ирландии, которые образовались в результате контактного метаморфизма на меньшей глубине в земной коре, включают зоны андалузита и силлиманита, но не зону кианита. [15]

Кианит потенциально стабилен при низкой температуре и давлении. Однако в этих условиях реакции, которые производят кианит, такие как:

мусковит + ставролит + кварц → биотит + кианит + H 2 O

никогда не происходит, и вместо кианита обнаруживаются водные алюмосиликатные минералы, такие как мусковит, пирофиллит или каолинит . [16]

Пластинчатые кристаллы кианита очень распространены, но отдельные идиоморфные кристаллы ценятся коллекционерами. [6] Кианит встречается в манхэттенском сланце , образовавшемся под экстремальным давлением в результате столкновения континентов во время сборки суперконтинента Пангея . [ 17] Он также встречается в пегматитах Аппалачских гор и в Минас-Жерайс, Бразилия . Великолепные образцы найдены в Пиццо Форно в Швейцарии. [6]

Кианит может приобретать оранжевый цвет, что особенно заметно в Лолиондо, Танзания. [18] Оранжевый цвет обусловлен включениями небольшого количества марганца (Mn 3+ ) в структуру.

Использует

Кианит используется в основном в огнеупорных и керамических изделиях, включая фарфоровую сантехнику и посуду . Он также используется в электронике, электроизоляторах и абразивах . [19]

При температуре выше 1100 °C кианит разлагается на муллит и стекловидный кремнезем по следующей реакции:

3(Al 2 O 3 ·SiO 2 ) → 3Al 2 O 3 ·2SiO 2 + SiO 2

Это преобразование приводит к расширению. [20] Муллитизированный кианит используется для производства огнеупорных материалов . [19]

Кианит использовался как полудрагоценный камень , который может демонстрировать переливчатый эффект кошачьего глаза , хотя этот эффект ограничен его анизотропией и идеальной спайностью. Цветовые разновидности включают оранжевый кианит из Танзании. [18] Оранжевый цвет обусловлен включениями небольшого количества марганца (Mn 3+ ) в структуру. [21]

Ссылки

Конкретные цитаты
  1. ^ Warr, LN (2021). «Утвержденные символы минералов IMA–CNMNC». Mineralogic Magazine . 85 (3): 291– 320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ abc "Кианит" (PDF) . Справочник по минералогии . 2001. Архивировано из оригинала (PDF) 2019-05-08 . Получено 2018-01-01 .
  3. ^ ab "Кианит". MinDat . Получено 2013-06-14 .
  4. ^ "Данные о минералах кианита". Webmineral.com . Получено 14.06.2013 .
  5. ^ Джексон, Джулия А., ред. (1997). Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN 0922152349.
  6. ^ abcdef Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Ван Ностранд. стр.  528–529 . ISBN. 0442276249.
  7. ^ abc Nesse, William D. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Oxford University Press. стр. 319. ISBN 9780195106916.
  8. ^ Winter, JK; Ghose, S. (1979). «Тепловое расширение и высокотемпературная кристаллохимия полиморфов Al 2 SiO 5». American Mineralogist . 64 ( 5– 6): 573– 586 . Получено 28 августа 2021 г. .
  9. ^ ab Nesse 2000, стр. 315.
  10. ^ Уитни, ДЛ (2002). «Сосуществующие андалузит, кианит и силлиманит: последовательное образование трех полиморфов Al 2 SiO 5 во время прогрессивного метаморфизма вблизи тройной точки, Сиврихисар, Турция». American Mineralogist . 87 (4): 405– 416. doi :10.2138/am-2002-0404.
  11. ^ ab "Страница геологии - Кианит". Страница геологии . 2014-05-16 . Получено 2020-02-20 .
  12. ^ Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Van Nostrand. стр. 529. ISBN 0442276249.
  13. ^ Нессе 2000, стр. 76.
  14. ^ Болен, SR; Монтана, A.; Керрик, DM (1991). «Точные определения равновесий кианит ⇌ силлиманит и кианит ⇌ андалузит и пересмотренная тройная точка для полиморфов Al2SiO5». American Mineralogist . 76 ( 3– 4): 677– 680 . Получено 28 августа 2021 г. .
  15. ^ Yardley, BWD (1989). Введение в метаморфическую петрологию . Харлоу, Эссекс, Англия: Longman Scientific & Technical. стр.  8–10 . ISBN 0582300967.
  16. ^ Ярдли 1989, стр. 68-69.
  17. ^ Куинн, Хелен (6 июня 2013 г.). «Как древнее столкновение сформировало горизонт Нью-Йорка». BBC Science . BBC.co.uk . Получено 13 июня 2013 г. Профессор Стюарт следил за минералом, известным как кианит, красивым синим образцом, который часто можно увидеть в сланцах Манхэттена. «Кианит — это ключевой минерал для идентификации, мы знаем, что он образуется только на очень больших глубинах и под большим давлением», — сказал он. «Это как отпечаток пальца, раскрывающий массу информации». Присутствие этого минерала показывает, что сланцы Манхэттена были сжаты под невероятно высоким давлением более 300 миллионов лет назад. Сланец образовался в результате объединения двух огромных массивов суши, чтобы сформировать суперконтинент, известный как Пангея.
  18. ^ ab M. Chadwick, Karen; R. Rossman, George (2009-01-01). "Оранжевый кианит из Танзании". Gems and Gemology . 45 .
  19. ^ ab Nesse 2000, стр. 316.
  20. ^ Шпейер, Роберт (1993). Термический анализ материалов. CRC Press . стр. 166. ISBN 0-8247-8963-6.
  21. ^ M. Gaft; L. Nagli; G. Panczer; GR Rossman; R. Reisfeld (август 2011 г.). "Лазерно-индуцированная люминесценция с временным разрешением оранжевого кианита Al 2 SiO 5 ". Оптические материалы . 33 (10): 1476– 1480. Bibcode : 2011OptMa..33.1476G. doi : 10.1016/j.optmat.2011.03.052.
Общие ссылки
  • Минеральные галереи
  • Faye, GH; Nickel, EH (1969). «О происхождении цвета и плеохроизма кианита» (PDF) . The Canadian Mineralogist . 10 : 35–46 .
Викискладе есть медиафайлы по теме кианита .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Кианит&oldid=1203246976"