Пироксени
Пироксени су група силикатних минерала, која припада поткласи иносиликата. Минерали из ове групе су значајни петрогени минерали, који улазе у састав многих врста стена. Присуство пироксена је значајно у многим магматским, регионално и контактно метаморфним стенама. Минерали ове групе могу бити ромбичне (ортопироксени) и моноклиничне симетрије (клинопироксени). Општи хемијски састав орто и клино пироксена може се представити формулом XY(Si,Al)2O6 (где X представља калцијум, натријум, двовалентно жељезо и магнезијум те, ређе, за цинк, манган и литијум, а Y представља јоне мањег радијуса, као што су хром, алуминијум, тровалентно жељезо, манган, магнезијум, скандијум, титанијум, ванадијум па чак и двовалентно жељезо). Иако је алуминијум често замењен силицијумом код других силиката, замена се код већине пироксена догађа само у ограниченим количинама. Они деле заједничку структуру која се састоји од појединачних ланаца силицијумских тетраедара. Пироксени који се кристалишу у моноклиничком систему познати су као клинопироксени, а они који кристалишу у орторомбичном систему познати су као ортопироксени.
Пироксен | |
---|---|
Опште информације | |
Категорија | минерал |
Формула | M2M1T2O6 |
Кристалне системе | ромпски (ортопироксени), моноклински (клинопироксени) |
Идентификација | |
Кристални хабитус | краткопризматични |
Чврстина | добра по {210} (ортопироксени), добра по {110} (клинопироксени) |
Плеохроизам | слаб или не постоји |
Горњи плашт Земље састоји се углавном од оливина и пироксена. Пироксен и фелдспат су главни минерали базалта, андезита и габра.[1][2]
Подела
уредиУ зависности од садржаја појединих елемената у хемијском саставу, пироксени се деле на следеће групе:
- магнезијско-гвожђевите ортопироксене, где спадају: енстатит, бронзит, хиперстен и орто феросилит;
- магнезијско-гвожђевите клинопироксене, где спадају: пижонит, клино феросилит, клиноенстатит и клинохиперстен;
- калцијске клинопироксене, где спадају: диопсид, хеденбергит, јохансенит и аугит;
- калцијско-натријске клинопироксене, где спадају: омфацит и егирин аугит;
- алкалне клинопироксене, где спадају: жадејит и егирин;
- литијске клинопироксене, где спада сподумен.
Својства
уреди- Кристалографска својства. - Кристали ортопироксена су обично краткопризматичног хабитуса, са (hk0) као основном формом, док су кристали клинопироксена такође призматични, али са (110) као основном формом.
- Цепљивост код пироксена је јасна до савршена у два правца по призми.
- Агрегати су претежно призматични, ређе приткасти или игличасти, а могу бити и зрнасти.
- Боја им може бити различита. Ређе су безбојни или бели. Обично су зелени у различитим нијансама, зелено мрки, мрки, тамнозелени.
- Прозрачни су, ређе потпуно провидни.
- Стакластог сјаја.
- Тврдине око 6.
- Постанак. - Пироксени су магматски, регионално и контактно метаморфни минерали, а могу постати и пегматитски у вези са базичним магматским процесима. Изузетак представља сподумен, који је као пегматитски минерал, присутан у пегматитима везаним за киселе магматске процесе.
Порекло имена
уредиИме пироксена долази од грчких речи које у преводу значе ватра и странаћ'. Име су добили због тога што су присутни у вулканским лавама, где понекад кристализују унутар вулканског стакла; претпостављало се да су тамо доспели као нечистоће па отуд онда име „странац у ватри”. Међутим, они су заправо минерали који су кристализовани пуно пре него што је лава ерумпирала.
Горњи плашт Земље састоји се већином од оливина и пироксена. Део плашта приказан је на слици (ортоприоксени су црни, диопсид (који садржи хром) је светлозелен, оливин је жутозелен), а у њему доминирају оливини, типични перидотитски минерали.
Хемија и номенклатура пироксена
уредиЛанчана силикатна структура пироксена нуди низ могућности у уграђивању различитих катјона те су имена пироксена првенствено дефинисана њиховом хемијском структуром. Пироксени добивају имена према хемијским врстама које окружују октаедре X (или M1) и Y (или M2) те тетраедре T. Međunarodnо мineraloškо удружење - Komisija za nove minerale i mineralna imena[3] danas broji dvadeset mineralnih imena, a 105 imena koja su se pre koristila danas u odbačena.
Типични пироксени већином су грађени од [SiO4] -тетраедара, а доминантни су двовалентни јони у оба октаедра (X и Y), тако да добијају приближну формулу XYT2O6. Имена честих калцијумско-гвоздено-магнезијумских пироксена дефинирана су у „пироксенском четвероуглу” (трапезу) на слици 2. енстатитско-феросилитна серија ([Mg,Fe]SiO3) садржи до 5 моларних удела калцијума те се јавља у три полиморфа - као ромпски ортоенстатит и протоенстатит те као моноклински клиноенстатит (те као еквивалент феросилит). Повећањем удела калцијума онемогућује се стварање ромпсих фаза и пигеонита ([Mg,Fe,Ca][Mg,Fe]Si2O6) те кристализују само моноклински пироксени. Не постоји комплетан чврсти раствор с калцијумским уделом, а Mg-Fe-Ca пироксени с моларним уделом калцијума од 15 до 25% као такви нису стабилни. То доводи до празнине у серији између пигеонита и аугита. Ту постоји произвољна сепарација између аугита и чврстог раствора диопсида и хеденбергита (CaMgSi2O6 - CaFeSi2O6). Подела је направљена на 45% моларног удела калцијума. Како калцијумов јон не може употпунити Y-октаедар, пироксени с више од 50% удела Ca не постоје.
Сличан минерал, воластонит, у серији има хипотетску хемијску формулу калцијумског крајњег члана, али важне структурне разлике га никако не могу сместити у исту групу с пироксенима. Магнезијум, калцијум и жељезо су без сумње једини катјони који могу испунити X и Y октаедре у пироксенској структури. Друга важна серија пироксена јесу минерали богати натријумом. Њихова номенклатура видљива је на Слици 3. Инклузије натријума, који има набој +1, у пироксенима указују на потребу минералне структуре за попуњавањем „недостајућег” позитивног набоја. У жадеиту и аегирину тај се недостатак на месту X попуњава инклузијама тровалентних катјона (најчешће су то Al и Fe3+). Натријумски пироксени с више од 20% моларног удела калцијума, магнезијума и двовалентног жељеза познати су под именом омфацит и аегирин-аугит, а ако је тај постотак већи од 80% минерали спадају у групу пироксенског четвероугла приказаног на Слици 2.
Табела 1 приказује широк распон осталих катјона који могу бити уклопљени у пироксенској структури те даје и места на којима би се они могли наћи.
T | Si | Al | Fe3+ | ||||||||||||||
X | Al | Fe3+ | Ti4+ | Cr | V | Ti3+ | Zr | Sc | Zn | Mg | Fe2+ | Mn | |||||
Y | Mg | Fe2+ | Mn | Li | Ca | Na |
У позицирању јона из табеле, основно је правило да се крене с лева на десно те се најпре поставе сви силицумови јони на T-позиције. Затим се алуминијумови јони слажу на остала слободна места у тетраедрима те се, коначно, попуњавају места с тровалентним жељезом. Вишак алуминијума и жељеза може се уклопити на X-позиције, а преостали јони на Y-позицију. Потребно је нагласити да овај начин слагања јона у сврху постизања неутралног набоја не следе сви механизми стварања пироксена, те постоји неколико алтернативних шема:
- Честе су замене једновалентних и тровалентних јона на Y и X позицијама с двоструким јонима. На пример, Na и Al заједно дају жадеит (NaAlSi2O6).
- Двоструке замене једновалентних јона на Y-позицији и мешавина једнаког броја двовалентних и четверовалентних јона на Xпозицији. То доводи до стварања нпр. NaFe2+0.5Ti4+0.5Si2O6.
- Замена по Шермаку, где тровалентни јони заузимају X и T позиције што доводи до нпр. CaAlAlSiO6.
У природи се, код неких минерала, може наћи више од једне замене.
Popis piroksena
уреди- Клинопироксени (кристалишу у моноклинском кристалном систему)
- Егирин (Na-Fe силикат)[5][6][7][8]
- Аугит (Ca-Na-Mg-Fe-Al силикат)[9][10]
- Клиноенстатит (Mg-силикат)
- Диопсид (Ca-Mg силикат, CaMgSi2O6)
- Есенит (Ca-Fe-Al силикат)
- Хеденбергит (Ca-Fe силикат)
- Хиперстен (Mg-Fe силикат)
- Жадеит (Na-Al силикат)
- Жервисит (Na-Ca-Fe-Sc-Mg силикат)
- Јохансенит (Ca-Mn силикат)
- Каноит (Mn-Mg силикат)
- Козмохлор (Na-Cr силикат)
- Намансилит (Na-Mn силикат)
- Наталит (Na-V-Cr силикат)
- Омфацит (Ca-Na-Mg-Fe-Al силикат)
- Петедунит (Ca-Zn-Mn-Fe-Mg силикат)
- Pigeonit (Ca-Mg-Fe силикат)
- Сподумен (Li-Al силикат)
- Ортопироксени (кристалишу у ромпском кристалном систему)
- Шеферит, Ca(Mg,Fe,Mn)Si2O6
- Цинков шеферит, Ca(Mg,Mn,Zn)Si2O6
- Џеферсонит, Ca(Mg,Fe,Mn,Zn)Si2O6
- Леукаугит, Ca(Mg,Fe,Al)(Al,Si)2O6
- Калцијум-Шермаков молекул, CaAlAlSiO6
Види још
уредиРеференце
уреди- ^ Deegan, Frances M.; Whitehouse, Martin J.; Troll, Valentin R.; Budd, David A.; Harris, Chris; Geiger, Harri; Hålenius, Ulf (2016-12-30). „Pyroxene standards for SIMS oxygen isotope analysis and their application to Merapi volcano, Sunda arc, Indonesia”. Chemical Geology (на језику: енглески). 447: 1—10. ISSN 0009-2541. doi:10.1016/j.chemgeo.2016.10.018.
- ^ O’Driscoll, Brian; Stevenson, Carl T. E.; Troll, Valentin R. (2008-05-15). „Mineral Lamination Development in Layered Gabbros of the British Palaeogene Igneous Province: A Combined Anisotropy of Magnetic Susceptibility, Quantitative Textural and Mineral Chemistry Study”. Journal of Petrology. 49 (6): 1187—1221. ISSN 1460-2415. doi:10.1093/petrology/egn022.
- ^ „CNMMN”. Архивирано из оригинала 30. 05. 2006. г. Приступљено 13. 06. 2021.
- ^ Brown, Dwayne (30. 10. 2012). „NASA Rover's First Soil Studies Help Fingerprint Martian Minerals”. NASA. Приступљено 31. 10. 2012.
- ^ Aegirine in Handbook of Mineralogy
- ^ Mindat
- ^ Aegirine
- ^ Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., ISBN 0-471-80580-7
- ^ Handbook of Mineralogy
- ^ Augite on Mindat.org
Литература
уреди- C. Michael Hogan (2010). Calcium. eds. A. Jorgensen, C. Cleveland. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment.
- N. Morimoto, J. Fabries, A. K. Ferguson, I. V. Ginzburg, M. Ross, F. A. Seifeit and J. Zussman (1989). "Nomenclature of pyroxenes". Canadian Mineralogist, Vol.27, pp. 143–156. https://web.archive.org/web/20080309160117/http://www.mineralogicalassociation.ca/doc/abstracts/ima98/ima98(12).pdf
- „Mineral - Silicates”. britannica.com. Архивирано из оригинала 25. 10. 2017. г. Приступљено 8. 5. 2018.
- Deer, W.A.; Howie, R.A.; Zussman, J. (1992). An introduction to the rock-forming minerals (2nd изд.). London: Longman. ISBN 0-582-30094-0.
- Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis (1985). Manual of Mineralogy (20th изд.). Wiley. ISBN 0-47180580-7.
- Deer, W.A.; Howie, R.A.; Wise, W.S.; Zussman, J. (2004). Rock-forming minerals. Volume 4B. Framework silicates: silica minerals. Feldspathoids and the zeolites (2nd изд.). London: Geological Society of London. стр. 982 pp.
Спољашње везе
уреди- Mineral Galleries
- Video Section: Lunar Explorers (link to youtube: The Lunar Crust)