Рутил

Рутил - наиболее распространенный полиморф TiO2, он развит во многих типах метаморфических пород и в гидротермальных образованиях.

Для рутила характерны гетеровалентные замещения Ti4+ + Ti4+ <-> W6+ + Fе2+ (вплоть до вольфрамрутила), Ti4+ + Ti4+ <-> Nb5+, Ta5+ + Fe3+ (вплоть до ниоборута и танталрутила); Ti4+ + O2- <-> Fe3+, Al, V, Сr+ОН- (вхождению гидроксил-иона в рутил способствует повышенное давление. Например, рутил ультравысокобарных эклоги-тов Даби-Шань, Китай, содержит 0.96% «воды»). Менее характерны изовалентные замещения: Ti4+ <-> Zr4+, Sn4+, U4+. Рутил некоторых типов гидротермалитов содержит заметные количества сурьмы.

В структуре тетрагонального рутила каждый атом Ti окружен шестью атомами кислорода в вершинах слегка искаженного октаэдра, а каждый атом кислорода окружен тремя ионами Ti4+, лежащими водной плоскости в углах почти равностороннего треугольника.

Формы кристаллов могут быть разными - призматические, столбчатые, игольчатые до волосовидных, нередки коленчатые двойники (рис, 1.122). В высокоградных метаморфических породах рутил часто слагает изометричные кристаллы. Окраска в шлифах - красно-бурая или желто-бурая, иногда буро-черная. Спайность заметна только в крупных кристаллах - совершенная по (110), средняя по (100). Рутил -оптически одноосный положительный с положительным удлинением.
Показатели преломления и двупреломление крайне высокие Nо = 2.609-2.616; Ne = 2.895-2.903; nс-nо = 0.286-0.287. Такое высокое двупреломление обусловливает появление бело-перламутровых интерференционных окрасок высшего порядка у крупных выделений и очень ярких интерференционных окрасок мелких кристаллов рутила, толщина которых меньше толщины шлифа.
Игольчатые кристаллы рутила, сросшиеся под углом 60° так, что они образуют плоскую решетку с треугольным рисунком, именуют сагенитом или сагенитовой решеткой. Сагенитовая решетка возникает при гидротермальных изменениях магматического богатого титаном биотита и при замещении ильменита, в частности, в альпийских жилах.


Стабильность рутила в горных породах во многом определяется наличием полиморфов TiO2. К их числу, помимо высокотемпературного рутила, относятся относительно низкотемпературный анатаз (тетрагональный), низкобарный брукит (ромбический), ультравысокобарная фаза со структурой типа а-РbO2 (рис. 1.123).
В эклогитах рутил образуется за счет титаномагнетита, ильменита и Ti-содержащих силикатов, которые неустойчивы при высоких давлениях (рис. 1.124).

В последние годы циркон стал использоваться в качестве минералогического геотермометра в метаморфических породах, содержащих парагенезис кварц+рутил+циркон. Индикатором температуры является содержание Zr в рутиле.
Рутил нередко применяется для изотопного датирования U-Pb методом. От циркона он отличается более низкой температурой «закрытия» U-Pb системы (около 600°C для кристаллов > 0.2 мм).

Рутил является типичным минералом метаморфических пород. Он особенно характерен для пород гранулитовой и эклогитоаой фаций, где можно встретить кристаллы рутила разного размера вплоть до первых сантиметров. Рутил в гранулитах и эклогитах нередко развит в виде игольчатых включений в кварце, корунде и гранате. В эклогитах рутил является основным акцессорным минералом и главным минералом-носителем Ti, Nb, Ta, U.
Рутил довольно широко распространен в альпийских жилах, где слагает обособленные кристаллы и псевдоморфозы по перовскиту, титаниту, ильмениту, анатазу, знаменитые игольчатые включения в горном хрустале - «волосы Венеры».

Выделения ультравысокобарной модификации TiO2(II) слагают уникальные включения в гранате алмазсодержащих гнейсов, в омфаците коэситовых эклогитов и в импактитах.
В магматических горных породах тонкоигольчатые выделения рутила - продукты распада высокотемпературных твердых растворов - развиты во вкрапленниках кварца в глубинных гранитах и гранодиоритах, в дацитах (так называемый «голубой кварц»), во вкрапленниках корунда в некоторых типах щелочных базальтов и щелочных лампрофиров.
Рутил распространен в продуктах кислотного метасоматоза: грейзенах, кварц-серицитовых метасоматитах, гумбеитах, березитах, вторичных кварцитах и сопутствующих кварцевых жилах.
Рутил весьма устойчив при процессах выветривания и накпливается в осадочных породах — россыпях до уровня промышленных титановых месторождений.