Группа хлоритов




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Группа хлоритов

Группа хлоритов

19.08.2017


Состав и особенности изоморфизма

Хлориты (от греч. «хлорос» - зеленый) - это большая группа из подкласса слоистых силикатов, включающая более 25 минералов и большое число их разновидностей. Это водные метаалюмосиликаты Mg, Fe и Si, общую формулу которых можно представить следующим образом: (Fe1-mМgm)4+2nAl4-4nSi2n+2О10(OH)8. Большинство хлоритов попадают в диапазоны составов с 0.18 < m < 0.95 и 0.75 > n > 0.12. Значениям m=1 и n=0 соответствует глиноземистый минал хлорита -амезит, Mg4Al4Si2O10(OH)8, а при m=1 и n=1 - минал Mg6Si4O10(OH)8, который аналогичен антигориту - минералу группы серпентина. Согласно предположению знаменитого австрийского минералога Чермака, составы промежуточных членов ряда хлорита могут быть выражены как изоморфные смеси амезитового (Ams) и антигоритового (At) минапов, а хлориты и серпентины необходимо считать одной группой минералов. Многие исследователи придерживаются этого мнения. Магнезиальные хлориты (m > 0.8), содержащие 4.0-3.5 ф.е. Si, образуют группу талько-хлоритов, а при содержании 3.5-3.1 ф.е. Si - группу пеннинов (рис. 1.77). Хлориты, в которых Si варьирует от 3.1 до 2.8, называются клинохлорами. Ряд завершают шериданиты с содержанием Si от 2.8 до 2.5 и корундофиллиты, содержащие более 2.5 ф.е. Si (рис. 1.77). Переходы в ряду антигорит-амезит обуславливаются гетеровалентным изоморфизмом Mg2 + Si4+ <-> 2Al3+ (чермаковский тип изоморфизма).
Хлориты с магнезиальностью менее 80 мол.% (m < 0.8) образуют группы магнезиально-железистых и железистых хлоритов (рис. 1.77). Переходы от магнезиальных к железистым хлоритам связаны с изовалентным изоморфизмом Mg2+ <-> Fe2+. Магнезиальножелезистый и железистый аналог талько-хлоритов и пеннинов называется диабантит. Магнезиально-железистый и железистый аналоги клинохлора называются пикнохлорит и брунсвигит, соответственно, С увеличением концентрации Fe шериданит переходит в рипидолит (прохлорит) и, далее, в дафнит. Высокоглиноземистые магнезиально-железистые и железистые хлориты носят название псевдоторингитов.
М. Хей предложил наряду с классификацией на основе содержания Al и соотношения Fe2+/(Fe2++Mg) классифицировать хлориты по соотношению Fe2+/Fe3+. Он выделил неокисленные хлориты (ортохлораты) с содержанием Fe2O3 менее 4 мас.% и окисленные хлориты (лептохлориты) с большим содержанием закисного железа. Перечисленные выше хлориты принадлежат к группе ортохлоритов. Лептохлориты появляются в результате изоморфного замещения Al <-> Fe3+. К ним относятся тюрингит, шамозит и делессит.
Наряду с главными компонентами хлориты могут содержать ряд дополнительных компонентов, среди которых особое значение играют Ni, Mn и Cr. Вхождение Ni и Mn в хлорит осуществляется благодаря изоморфизму Fe2+ <-> Mg <-> Mn <-> Ni. Хлориты с высокими концентрациями MnO называются пеннантиты, a NiO - нимиты. Вхождение Cr в хлорит осуществляется благодаря изоморфизму Al <-> Fe3+ <-> Cr. Хлорит, содержащий более 2 мас.% Cr2O3 называется кочубеитом, если хром входит в тетраэдр, а если в октаэдр - киммериритом. Для хлоритов характерно присутствие Ti, V, Cu, Zn, Li. Однако в них отсутствуют Ca, К и Na.

Структура

Хлориты обычно кристаллизуются в моноклинной, C2/m, (редко триклинной или ромбической) сингонии. Подобно всем слоистым силикатам, кристаллическая структура хлоритов представляет собой чередование трехслойных пакетов (пакеты 2:1), включающих две плоские сетки из тетраэдров [SiO4] и [AlO4] и разделяющий их слой октаэдров Mg(0, ОН)6 или А1(0, ОН)6 (рис. 1.78). Эти октаэдры обозначаются Ml. Пакеты скреплены между собой дополнительными слоями октаэдров (Mg, Fe2+)(OH)6 (бруситовый слой) или Al(OH)6 (гиббситовый слой). Эти октаэдры обозначаются М2. Если все октаэдры M1 и М2 заполнены двухвалентными и трехвалентными катионами, то такие хлориты называются триоктаэдрическими. Если же только 2/3 этих октаэдров заполнено, то такие хлориты носят название диоктаэдрических. Большинство хлоритов являются триоктаэдрическими, но встречаются также диоктаэдрические хлориты (донбассит). Существуют также хлориты (например, судоит, Mg2Al4Si3O10(OH)8), в которых слои октаэдров M1 являются диоктаэдрическими, а слои октаэдров М2 - триоктаэдрическими.
В силу особенностей слоистой структуры хлоритов, в них обычен политипизм, они часто образуют смешанослойные структуры типа тальк-хлорит, хлорит-вермикулит, хлорит-монтмориллонит, хлорит-серпентин и другие.

Оптические свойства и особенности в шлифах

Минералы группы хлоритов, как правило, образуют листоватые и чешуйчатые агрегаты, отдельные пластинки, реже радиально- и лучистые агрегаты. Спайность весьма совершенная. Характерные двойники по так называемому пенниновому закону. Для клинохлора характерны полисинтетические двойники. В шлифах хлориты окрашены в большинстве случаев в зеленоватый, зеленый, темно-зеленый, голубовато-зеленый цвета. Сильный плеохроизм от оливково-зеленого до бесцветного характерен для хлоритов, богатых железом. Хромсодержащие хлориты имеют розоватую, красную, красновато-фиолетовую окраску, а также они сильно плеохроируют. Иногда встречаются бесцветные или желто-бурые окраски хлоритов. Некоторые хлориты обладают настолько сильной абсорбцией, что две пластинки, вырезанные параллельно базису, могут быть использованы в качестве простого поляризационного прибора.
Показатели преломления хлоритов варьирую в пределах 1.57-1.67, возрастая с увеличением содержания железа и алюминия. Для корундофиллита, шериданита, клинохлора и пеннина, а также для диабантита и пикнохлорита характерен низкий рельеф, тогда как дафнит, брунсвигит и рипидолит проявляют средний рельеф. Двулучепреломление в хлоритах 0-0.01 (в большинстве случаев 0.002-0.006), редко поднимается до 0.015. Поэтому для хлоритов характерны низкие интерференционные окраски первого порядка. Пеннины отличаются наличием резкой аномальной интерференционной окраски с тусклыми темно-синими и сиреневыми оттенками. Для хлоритов характерно прямое погасание, отклонение от которого не превосходит 9°. Углы 2V очень малы (редко увеличиваются до 50°). Клино-хлоры, рипидолиты, шериданиты, корундофиллиты являются оптически положительными минералами, а железистые разновидности ортохлоритов (диабантит, брунсвигит) и лептохлориты (тюрингит, шамозит, делессит) являются оптически отрицательными. Пеннины могут менять оптический знак.
Пределы стабильности и нахождение в природе

Пределы стабильности магнезиальных и железистых хлоритов резко различаются (рис. 1.79). При давлениях до 3 кбар клинохлор стабилен до температур 700-750°С, разлагаясь с образованием ассоциации форстерита, кордиерита и шпинели. Выше по давлению (до 20 кбар) при распаде клинохлора образуется ассоциация энстатит+форстерит+шпинель. При давлениях выше 20 кбар она сменяется ассоциацией пироп+форстерит+шпинель. В этом интервале давлений клинохлор стабилен до температур порядка 900°С. Таким образом, хлорит может быть стабильной фазой в высокомагнезиальных ассоциациях мантийных гранатовых перидотитов. Действительно, хлориты были найдены в нодулях перидотитов и гранатовых пироксенитов из кимберлитов плато Колорадо (США), где они, вероятно, представляли собой фазы стабильные в минеральных парагенезисах этих пород еще до захвата нодулей кимберлитовыми магмами. Кроме того, первичный хлорит был обнаружен в альпинотипных гранатовых перидотитах Западного гнейсового комплекса Норвегии. Согласно экспериментальным данным, ассоциация клинохлора с энстатитом, пиропом, форстеритом может быть стабильна до давлений порядка 50 кбар.
При добавлении к клинохлору кварца температура его стабильности снижается на ~200°С (рис. 1.79). При температурах 550-600°С (давлениях 1-4 кбар) клинохлор с кварцем превращаются в ассоциацию талька и кордиерита или жедрита и кордиерита. Пределы стабильности хлорита с кварцем сравнимы с пределами стабильности железистого хлорита - дафнита. Продуктами распада дафнита и дафнита с кварцем являются железистый кордиерит, магнетит, грюнерит. При реакции железистого хлорита с кварцем появляется также железистый гранат - альмандин. Повышение содержания Аl2О3 в хлоритах расширяет область их стабильности по температуре.

Хлориты — это типичные минералы метаморфических пород низких ступеней метаморфизма. Хлорит характерен как для метапелитов, так и для метабазитов. On появляется уже при 200-250°С в филлитах, где он сосуществует с кварцем, слюдами, альбитом, карбонатами, хлоритоидом. В метабазитах характерны ассоциации хлорита с эпидотом, актинолитом, кальцитом. В более высокотемпературных фациях (хлорит-слюдяная) стабильна ассоциация хлорита с биотитом. В метапелитах фации зеленых сланцев (название которой происходит именно благодаря цвету хлорита) с хлоритом сосуществуют гранат и силикаты глинозема (силлиманит или кианит). С повышением температуры метаморфизма хлориты становятся все более глиноземистыми и более железистыми. Обменная реакция Mg и Fe между хлоритом и гранатом является замечательным минералогическим геотермометром, позволяющим с точностью +10°C определять температуры метаморфизма. Хлориты являются характерными породообразующими минералами докембрийских джеспелитов. Хлориты отсутствуют в условиях амфиболитовой и гранулитовой фации метаморфизма (при температурах более 600°С). Однако они появляются на ретроградной стадии метаморфизма, замещая гранат, пироксену, биотит, амфиболы, кордиерит, ставролит (процесс хлоритизации).
Хлориты отсутствуют в магматических породах в качестве первичных минералов. Развиваясь по породообразующим минералам, причем не только по железо-магнезиальным, но и по полевым шпатам, хлориты являются вторичными минералами. Для измененных вулканических пород (главным образом, андезитов и их туфов) характерны ассоциации вторичного хлорита ряда дафнит-клинохлор с эпидотом, альбитом, кальцитом, кварцем, актинолитом, серицитом, пренитом, ломонтитом и пиритом. Образование таких ассоциаций связано с метасоматически ми процессами пропилитизации при температурах 200-300°C, а образующиеся метасоматические породы называются пропилитами. Как показывают экспериментальные данные, равновесия хлорита, биотита и мусковита в таких породах являются показателями кислотности метасоматизирующих растворов и температуры. Хлоритовые ассоциации характерны для спилитов -гидротермально измененных базальтов и долеритов. Хлориты часто присутствуют в рудных кварцевых жилах альпийского типа и околожильных ореолах среднетемпературных гидротермальных месторождений. Иногда совместно с гранатами и везувианом присутствуют в скарнах (например, Ахматовская копь на Урале). Литиевые хлориты (кукеиты) встречаются в редкометальных пегматитах, хромовые - в месторождениях хромитов, а никелевые образуются при изменении некоторых основных изверженных пород. Лептохлориты (тюрингит и шамозит) имеют преимущественно осадочное происхождение, иногда они образуют крупные залежи промышленного значения (например, железные руды на Урале, в Тюрингии, Лотарингии).