✖


Jump to content

Плагиоклаз

Плагиоклаз
Микрофотография кристалла плагиоклаза (серого цвета ) в кросс- поляризованном свете . Кристалл плагиоклаза демонстрирует отчетливый эффект полос, называемый полисинтетическим двойникованием .
Общий
Категория Группа минералов полевого шпата , тектосиликат
Формула
(повторяющаяся единица) 		NaAlSi 3 O 8 – CaAl 2 Si 2 O 8
Имеет символ IMA. пл. [1]
Кристаллическая система Триклиника
Кристаллический класс Пинакоидальный ( 1 )
(тот же символ HM )
Космическая группа С 1
Идентификация
Цвет Белый, серый или голубовато-белый
шкала Мооса твердость 6–6.5
Блеск стекловидное тело
Полоса Белый
прозрачность От прозрачного до полупрозрачного
Удельный вес От 2,62 (альбит) до 2,76 (анортит) [2]
Оптические свойства Двуосный (+) альбит, двухосный (-) анортит [2]
Показатель преломления Альбит: н а 1,527, н б 1,532 н в 1,538
Анортит: n α 1,577 n β 1,585 n γ 1,590 [2]
Растворимость Альбит нерастворим в HCl , анортит разлагается HCl. [2]
Ссылки [3]
Плагиоклаз с расколом . (неизвестный масштаб)
В вулканических породах мелкозернистый плагиоклаз может иметь «микролитовую» текстуру множества мелких кристаллов .

Плагиоклаз ( / ˈ p l æ dʒ ( i ) ə ˌ k l eɪ s , ˈ p l eɪ dʒ -, - ˌ k l eɪ z / PLAJ -(ee)-ə-klayss, PLAYJ -, -⁠klayz ) [4] представляет собой серию тектосиликатных (каркасных силикатных) минералов группы полевого шпата . Вместо того, чтобы относиться к конкретному минералу с определенным химическим составом, плагиоклаз представляет собой непрерывную серию твердых растворов , более известную как серия плагиоклаза полевого шпата . Впервые это было показано немецким минералогом Иоганном Фридрихом Христианом Гесселем (1796–1872) в 1826 году. Ряд варьируется от альбита до анортита и (с соответствующим составом от NaAlSi O 8 до CaAl 2 Si 2 O 8 ), где натрия 3 кальция атомы минерала могут замещать друг друга в структуре кристаллической решетки . Плагиоклаз в ручных образцах часто идентифицируется по его полисинтетическому двойнику кристаллов или эффекту « записывающей канавки».

Плагиоклаз является основным минералом, составляющим земную кору , и, следовательно, является важным диагностическим инструментом в петрологии для определения состава, происхождения и эволюции магматических пород . Плагиоклаз также является основным компонентом горных пород Луны . Анализ спектров теплового излучения с поверхности Марса позволяет предположить, что плагиоклаз является наиболее распространенным минералом в коре Марса. [5]

Его название происходит от древнегреческого πλάγιος ( plágios ) «косой» и κλάσις ( klásis ) «перелом», что связано с двумя углами расщепления .

Характеристики

[ редактировать ]

Плагиоклаз — наиболее распространенная и распространенная группа минералов в земной коре . Входит в семейство минералов полевого шпата , он широко распространен в магматических и метаморфических породах , а также часто встречается в качестве обломочного минерала в осадочных породах . [6] [7] Это не одиночный минерал , а твердый раствор двух конечных членов : альбита или натриевого полевого шпата ( NaAlSi 3 O 8 ) и анортит или кальциевый полевой шпат ( CaAl 2 Si 2 O 8 ). Они могут присутствовать в плагиоклазе в любой пропорции от чистого анортита до чистого альбита. [8] Таким образом, состав плагиоклаза можно записать как Na 1−x Ca x Al 1+x Si 3−x O 8 , где x изменяется от 0 для чистого альбита до 1 для чистого анортита. Эта серия твердых растворов известна как серия плагиоклаза. [9] [10] Состав конкретного образца плагиоклаза принято выражать в мольных % анортита в образце. Например, плагиоклаз, содержащий 40 мол.% анортита, будет называться плагиоклазом An40. [11]

Способность альбита и анортита образовывать твердые растворы в любых соотношениях при повышенной температуре отражает легкость замещения натрия и кремния кальцием и алюминием в кристаллической структуре плагиоклаза. Хотя ион кальция имеет заряд +2 по сравнению с +1 у иона натрия, оба иона имеют почти одинаковый эффективный радиус. Разница в заряде компенсируется совместным замещением алюминия (заряд +3) на кремний (заряд +4), оба из которых могут занимать тетраэдрические позиции (окруженные четырьмя ионами кислорода). Это контрастирует с калием, который имеет тот же заряд, что и натрий, но представляет собой значительно больший ион. В результате разницы в размерах и зарядах между калием и кальцием существует очень большая разница в смешиваемости между анортитом и калиевым полевым шпатом ( KAlSi 3 O 8 ), третий распространенный породообразующий концевой элемент полевого шпата. Калиевый полевой шпат действительно образует серию твердых растворов с альбитом из-за одинаковых зарядов ионов натрия и калия, которая известна как серия щелочного полевого шпата . Таким образом, почти весь полевой шпат, обнаруженный на Земле, представляет собой либо плагиоклаз, либо щелочной полевой шпат, при этом в случае чистого альбита эти две серии перекрываются. Когда состав плагиоклаза описывается мол.% анортита (например, An40 в предыдущем примере), предполагается, что остальная часть представляет собой альбит с лишь незначительным компонентом калиевого полевого шпата. [12]

Плагиоклаз любого состава имеет много общих физических характеристик, в то время как другие характеристики плавно изменяются в зависимости от состава. [9] Твердость по шкале Мооса всех видов плагиоклазов составляет от 6 до 6,5. [12] и расщепление идеальное на [001] и хорошее на [010], при этом плоскости спайности встречаются под углом от 93 до 94 градусов. [13] Именно из-за этого слегка наклонного угла спайности плагиоклаз получил свое название: древнегреческий плагиос ( πλάγιος «косой») + класис ( κλάσις «перелом»). Название было введено Августом Брайтауптом в 1847 году. [10] Также имеется плохой спайность на [110], которую редко можно увидеть в ручных образцах. [13]

Блеск от стеклянного до перламутрового, прозрачность от прозрачного до полупрозрачного. [8] Прочность неровный или раковистый, но излом наблюдается редко хрупкая, излом из-за сильной склонности минерала к раскалыванию. [14] При низкой температуре кристаллическая структура принадлежит триклинной системе , пр. гр. P 1 [15] [16] Кристаллы правильной формы встречаются редко и чаще всего имеют натриевый состав. [17] Вместо этого образцы правильной формы обычно представляют собой фрагменты скола. Хорошо сформированные кристаллы обычно имеют пластинчатую или пластинчатую форму, параллельную [010]. [8]

Плагиоклаз обычно имеет цвет от белого до серовато-белого с небольшой тенденцией к более темному цвету более богатых кальцием образцов. [9] Примеси могут иногда придавать минералу зеленоватый, желтоватый или телесно-красный оттенок. [8] Трехвалентное железо (Fe 3+ ) придает бледно-желтый цвет полевому шпату плагиоклаза из округа Лейк, штат Орегон . [18] Удельный вес плавно увеличивается с увеличением содержания кальция: от 2,62 для чистого альбита до 2,76 для чистого анортита, и это может дать полезную оценку состава при точном измерении. [8] Показатель преломления также плавно меняется от 1,53 до 1,58, и при тщательном измерении он также дает полезную оценку состава. [13]

Плагиоклаз почти всегда демонстрирует характерное полисинтетическое двойникование , которое приводит к образованию двойниковых полос на [010]. Эти исчерченности позволяют отличить плагиоклаз от щелочного полевого шпата. В плагиоклазе часто также наблюдаются двойники по законам Карловых Вар, Бавено и Манебаха. [8]

Представители серии плагиоклаза

[ редактировать ]

Состав плагиоклазового полевого шпата обычно обозначается общей долей анортита (% An) или альбита (% Ab). Есть несколько названных плагиоклазовых полевых шпатов, которые находятся между альбитом и анортитом в этой серии. В следующей таблице показан их состав с точки зрения процентного содержания анортита и альбита. [19] [20]

Плагиоклазовые минералы и их состав
Имя % CaAl 2 Si 2 O 8
% NaAlSi 3 или 8 Изображение
Анортит 90–100 10–0
Битаунит 70–90 30–10
Лабрадорит 50–70 50–30
Андезин 30–50 70–50
олигоклаз 10–30 90–70
Альбит 0–10 100–90

Различие между этими минералами нелегко провести в полевых условиях . Состав можно грубо определить по удельному весу, но для точного измерения необходимы химические или оптические тесты. [8] Состав измельченного зерна можно получить методом Цубои, который позволяет точно измерить минимальный показатель преломления , что, в свою очередь, дает точный состав. В шлифе состав можно определить либо методом Мишеля Леви, либо методом Карлсбадского альбита. Первый основан на точном измерении минимального показателя преломления, а второй — на измерении угла затухания под поляризационным микроскопом . Угол экстинкции является оптической характеристикой и зависит от доли альбита (%Ab). [21]

Конечные члены

[ редактировать ]

Промежуточные члены

[ редактировать ]

Промежуточные члены группы плагиоклаза очень похожи друг на друга и обычно не отличаются друг от друга, кроме как по оптическим свойствам. Удельный вес в каждой пачке (альбит 2,62) увеличивается на 0,02 на 10% увеличения анортита (2,75).

Лабрадорит демонстрирует типичный переливающийся эффект, называемый лабрадоресценцией. (неизвестный масштаб)

Петрогенез

[ редактировать ]
Серия реакций Боуэна
Диаграмма QAPF для классификации плутонических пород

Плагиоклаз — основной алюминийсодержащий минерал в основных породах, образовавшийся при низком давлении. [33] Обычно это первый и наиболее распространенный полевой шпат, кристаллизующийся из остывающей примитивной магмы . [34] Анортит имеет гораздо более высокую температуру плавления, чем альбит, и в результате первым кристаллизуется богатый кальцием плагиоклаз. [28] Плагиоклаз становится более обогащенным натрием при падении температуры, образуя непрерывную серию реакций Боуэна . Однако состав кристаллизующегося плагиоклаза зависит и от других компонентов расплава, поэтому сам по себе он не является надежным термометром. [35]

Ликвидус плагиоклаза (температура, при которой плагиоклаз впервые начинает кристаллизоваться) составляет около 1215 ° C (2219 ° F) для оливинового базальта с составом 50,5 мас.% кремнезема; 1255 °C (2291 °F) в андезите с содержанием кремнезема 60,7% мас.; и 1275 ° C (2327 ° F) в даците с содержанием кремнезема 69,9 мас.%. Эти значения относятся к сухой магме. Ликвидус значительно снижается при добавлении воды, причем в гораздо большей степени для плагиоклаза, чем для темноцветных минералов. Эвтектика смещается от 40 мас.% анортита до 78 мас. % (минимальная плавкая смесь) для смеси анортита и диопсида анортита при изменении давления водяного пара от 1 бар до 10 кбар. Присутствие воды также смещает состав кристаллизующегося плагиоклаза в сторону анортита. Температура эвтектики этой влажной смеси падает примерно до 1010 °C (1850 °F). [36]

Кристаллизующийся плагиоклаз всегда богаче анортитом, чем расплав, из которого он кристаллизуется. Этот эффект плагиоклаза приводит к тому, что остаточный расплав обогащается натрием и кремнием и обедняется алюминием и кальцием. Однако одновременная кристаллизация темноцветных минералов, не содержащих алюминия, может частично компенсировать обеднение алюминием. [37] В вулканической породе кристаллизованный плагиоклаз включает большую часть калия в расплаве в качестве микроэлемента. [34]

Новые кристаллы плагиоклаза зарождаются с трудом, а диффузия внутри твердых кристаллов происходит очень медленно. [35] В результате по мере остывания магмы плагиоклаз, все более богатый натрием, обычно кристаллизуется на краях существующих кристаллов плагиоклаза, которые сохраняют свои более богатые кальцием ядра. Это приводит к зональному составу плагиоклаза в магматических породах. [28] В редких случаях плагиоклаз демонстрирует обратную зональность: кайма более богата кальцием на ядре, более богатом натрием. Плагиоклаз также иногда демонстрирует колебательную зональность, при этом состав зон колеблется между богатым натрием и кальцием, хотя это обычно накладывается на общую нормальную тенденцию зонирования. [16]

Классификация магматических пород

[ редактировать ]

Плагиоклаз имеет большое значение для классификации кристаллических магматических пород. Как правило, чем больше кремнезема присутствует в породе, тем меньше темноцветных минералов и тем богаче натрием плагиоклаз. Щелочной полевой шпат появляется, когда содержание кремнезема становится высоким. [28] Согласно классификации QAPF , плагиоклаз является одним из трех ключевых минералов, наряду с кварцем и щелочным полевым шпатом, которые используются для первоначальной классификации типа породы. Низкокремнистые магматические породы подразделяются на диоритовые породы, содержащие богатый натрием плагиоклаз (An<50), и габброидные породы, содержащие богатый кальцием плагиоклаз (An>50). Анортозит – это интрузивная порода, состоящая не менее чем на 90% из плагиоклаза. [38] [39] [40]

Альбит является конечным членом как щелочного, так и плагиоклазового ряда. Однако в классификации QAPF он включен в щелочно-полевошпатовую фракцию породы. [40]

В метаморфических породах

[ редактировать ]

Плагиоклаз также распространен в метаморфических породах. [41] [28] Плагиоклаз имеет тенденцию быть альбитом в метаморфических породах с низкой степенью метаморфизма, тогда как олигоклаз и андезин чаще встречаются в метаморфических породах со средней и высокой степенью метаморфизма. Метакарбонатная порода иногда содержит довольно чистый анортит. [42]

В осадочных породах

[ редактировать ]

Полевой шпат составляет от 10 до 20 процентов зерен каркаса типичных песчаников . Щелочной полевой шпат обычно более распространен в песчанике, чем плагиоклаз, поскольку щелочные полевые шпаты более устойчивы к химическому выветриванию и более стабильны, но песчаник, полученный из вулканической породы, содержит больше плагиоклаза. [43] Плагиоклаз относительно быстро выветривается до глинистых минералов, таких как смектит . [44]

На разрыве Мохоровичича

[ редактировать ]

, Считается, что разрыв Мохоровичича определяющий границу между земной корой и верхней мантией , — это глубина, на которой полевой шпат исчезает из породы. [45] Хотя плагиоклаз является наиболее важным алюминийсодержащим минералом в земной коре, он разрушается под высоким давлением верхней мантии, при этом алюминий имеет тенденцию включаться в клинопироксен в виде молекулы Чермака ( CaAl 2 SiO 6 ) или в жадеите NaAlSi 2 O 6 . При еще более высоком давлении алюминий включается в гранат . [46]

Растворение

[ редактировать ]

При очень высоких температурах плагиоклаз образует твердый раствор с калиевым полевым шпатом, но при охлаждении он становится очень нестабильным. Плагиоклаз отделяется от калиевого полевого шпата, этот процесс называется распадом . Образующаяся порода, в которой в калиевом полевом шпате присутствуют тонкие прожилки плагиоклаза ( ламели ), называется пертитом . [19]

Твердый раствор между анортитом и альбитом остается стабильным при более низких температурах, но в конечном итоге становится нестабильным, когда порода приближается к температуре окружающей поверхности. В результате распада образуются очень мелкие пластинчатые и другие сростки, которые обычно обнаруживаются только сложными методами. [8] Однако в результате распада андезита и лабрадорита иногда образуются ламели толщиной, сравнимой с длиной волны видимого света. Это действует как дифракционная решетка , заставляя лабрадор демонстрировать прекрасную игру цветов, известную как переливчатость . [29]

Использование

[ редактировать ]

Помимо важности для геологов при классификации магматических пород, плагиоклаз находит практическое применение в качестве строительного заполнителя , обмерного камня и в порошкообразной форме в качестве наполнителя в красках, пластмассах и резине. Богатый натрием плагиоклаз находит применение в производстве стекла и керамики. [47]

Когда-нибудь анортозит может стать важным источником алюминия. [47]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID   235729616 .
  2. ^ Jump up to: а б с д Кляйн, Корнелис и Корнелиус С. Хёрбут-младший; Руководство по минералогии, Wiley, 20-е изд., 1980, стр. 454–456. ISBN   0-471-80580-7
  3. ^ Данные о минералах плагиоклаза , WebMineral.com
  4. ^ «Плагиоклаз» . Словарь Merriam-Webster.com . Проверено 13 февраля 2024 г.
  5. ^ Милам, Калифорния; и др. (2010). «Распространение и изменчивость составов плагиоклаза на Марсе» . Журнал геофизических исследований: Планеты . 115 (Е9). Бибкод : 2010JGRE..115.9004M . дои : 10.1029/2009JE003495 .
  6. ^ Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. п. 219. ИСБН  978-0-19-510691-6 .
  7. ^ Кляйн, Корнелис; Херлбат, Корнелиус С. младший (1993). Руководство по минералогии: (по Джеймсу Д. Дане) (21-е изд.). Нью-Йорк: Уайли. п. 543. ИСБН  0-471-57452-Х .
  8. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Кляйн и Херлбат 1993 , с. 542.
  9. ^ Jump up to: а б с Аллаби, Майкл (2013). «плагиоклаз». Словарь геологии и наук о Земле (Четвертое изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN  978-0-19-965306-5 .
  10. ^ Jump up to: а б Джексон, Джулия А., изд. (1997). «плагиоклаз». Глоссарий геологии (Четвертое изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. ISBN  0-922152-34-9 .
  11. ^ Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Ван Ностранд. п. 450. ИСБН  0-442-27624-9 .
  12. ^ Jump up to: а б В этом 2000 году , стр. 208–209.
  13. ^ Jump up to: а б с В этом 2000 году , с. 216.
  14. ^ Синканкас 1964 , с. 457.
  15. ^ Кляйн и Херлбат 1993 , с. 541.
  16. ^ Jump up to: а б В этом 2000 году , с. 215.
  17. ^ Синканкас 1964 , стр. 456–457.
  18. ^ «Минералы, окрашенные ионами металлов» . Minerals.gps.caltech.edu . Проверено 01 марта 2023 г.
  19. ^ Jump up to: а б Синканкас 1964 , с. 450.
  20. ^ Нессе 2000 , с. 209.
  21. ^ Нессе 2000 , с. 217-219.
  22. ^ «анортит» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
  23. ^ Дир, Вашингтон, Хоуи, Р.А. и Зуссман, Дж. (1966). Знакомство с породообразующими минералами . Лондон: Лонгман. п. 336. ИСБН  0-582-44210-9 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  24. ^ «альбит» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
  25. ^ Джексон 1997 , альбит.
  26. ^ Кляйн и Херлбат 1993 , с. 568.
  27. ^ «горожанин» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
  28. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Кляйн и Херлбат 1993 , с. 543.
  29. ^ Jump up to: а б В этом 2000 году , с. 213.
  30. ^ Майкл О'Донохью, Gems , Butterworth-Heinemann, 6-е изд., 2006, стр. 238-267, ISBN   0-7506-5856-8
  31. ^ Вальтер Шуман, Драгоценные камни мира, Стерлинг, 3-е изд., 2007 г., стр. 52–53, 182. ISBN   1-4027-4016-6
  32. ^ «олигоклаз» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
  33. ^ Макбирни, Энтони Р. (1984). Магматическая петрология . Фриман, Купер и компания. п. 270.
  34. ^ Jump up to: а б МакБирни 1984 , с. 104.
  35. ^ Jump up to: а б МакБирни 1984 , с. 107.
  36. ^ Макбирни 1984 , стр. 318–320.
  37. ^ МакБирни 1984 , с. 396.
  38. ^ Ле Бас, MJ; Стрекайзен, Ал. (1991). «Систематика магматических пород МСГС». Журнал Геологического общества . 148 (5): 825–833. Бибкод : 1991JGSoc.148..825L . CiteSeerX   10.1.1.692.4446 . дои : 10.1144/gsjgs.148.5.0825 . S2CID   28548230 .
  39. ^ «Схема классификации горных пород – Том 1 – Магматические породы» (PDF) . Британская геологическая служба: Схема классификации горных пород . 1 :1–52. 1999.
  40. ^ Jump up to: а б Филпоттс, Энтони Р.; Аг, Джей Дж. (2009). Основы магматической и метаморфической петрологии (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 139–143. ISBN  978-0-521-88006-0 .
  41. ^ Нессе 2000 , с. 219.
  42. ^ Нессе 2000 , стр. 219–220.
  43. ^ Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. стр. 120–121. ISBN  0-13-154728-3 .
  44. ^ Лидер, MR (2011). Седиментология и осадочные бассейны: от турбулентности к тектонике (2-е изд.). Чичестер, Западный Суссекс, Великобритания: Уайли-Блэквелл. стр. 10–11. ISBN  978-1-4051-7783-2 .
  45. ^ Philpotts & Ague 2009 , с. 2.
  46. ^ МакБирни 1984 , с. 270.
  47. ^ Jump up to: а б В этом 2000 году , с. 220.
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с плагиоклазом .
Поищите плагиоклаз в Викисловаре, бесплатном словаре.
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plagioclase&oldid=1228383662"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 14569200fc9764df0b4e1a2ba7b669ef__1718050560
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/14/ef/14569200fc9764df0b4e1a2ba7b669ef.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Plagioclase - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)