Лавсонит
| Лавсонит | |
|---|---|
 Образец из типового местонахождения в Калифорнии с двумя удлиненными, блестящими и полупрозрачными кристаллами лавсонита пастельно-розового цвета в слюдяном сланце. Размер: 6,1 см × 3,2 см × 2,5 см (2,4 × 1,3 × 1,0 дюйма) | |
| Общий | |
| Категория | Соросиликат |
| Формула (повторяющаяся единица) | CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O |
| Имеет символ IMA. | Решение [1] |
| Классификация Штрунца | 9.BE.05 |
| Кристаллическая система | орторомбический |
| Кристаллический класс | Дипирамидальный (ммм) Символ HM : (2/м 2/м 2/м) |
| Космическая группа | смсм |
| Элементарная ячейка | а = 5,847, б = 8,79, с = 13,128 [Å]; З = 4 |
| Идентификация | |
| Цвет | Бесцветный, белый, от бледно-голубого до серовато-синего. |
| Кристальная привычка | Обычно призматические, таблитчатые; также зернистый, массивный |
| Твиннинг | Обычный на {101} пластинчатый |
| Расщепление | Идеально для {100} и {010}, несовершенно для {101} |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 7.5 |
| Блеск | Стекловидное, жирное |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | полупрозрачный |
| Удельный вес | 3.05–3.12 |
| Оптические свойства | Двухосный (+) |
| Показатель преломления | п α = 1,665 п β = 1,672–1,676 n γ = 1,684–1,686 |
| Двойное лучепреломление | δ = 0,019–0,021 |
| Плеохроизм | Слабый; X = синий, бледно-коричнево-желтый; Y = темно-сине-зеленый, желтовато-зеленый; Z = бесцветный, желтоватый |
| угол 2В | Измерено: 84–85°. |
| Дисперсия | Сильная, r > v |
| Ссылки | [2] [3] [4] |
Лавсонит представляет собой водный кальциево-алюминиево- соросиликатный минерал с формулой CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O. Лавсонит кристаллизуется в ромбической системе в виде призматических, часто таблитчатых кристаллов. Двойникование кристаллов является обычным явлением. Он образует прозрачные или полупрозрачные бесцветные, белые, розовые и голубоватые или розовато-серые кристаллы, от стеклянных до жирных. Показатели преломления nα = 1,665, nβ = 1,672–1,676 и nγ = 1,684–1,686. Обычно он почти бесцветен в тонком шлифе, но некоторые лавсониты имеют плеохроичный цвет от бесцветного до бледно-желтого или бледно-голубого, в зависимости от ориентации. Минерал имеет твердость по шкале Мооса 7,5 и удельный вес 3,09. Имеет идеальный спайность в двух направлениях и хрупкий излом. Не путать с ларсонитом , ископаемой яшмой, добываемой в Неваде.
Лавсонит — метаморфический минерал, типичный для фации голубых сланцев . Он также встречается как вторичный минерал в измененных габбро и диоритах . Сопутствующие минералы включают эпидот , титанит , глаукофан , гранат и кварц . Это необычный компонент эклогита . Его нехватка в эклогите, эксгумированном на поверхность Земли, отражает не его обилие на глубине в зонах субдукции, а скорее тот факт, что лавсонит легко замещается другими минералами.
Впервые лавсонит был описан в 1895 году. [5] из-за явлений на горе Ринг на полуострове Тибурон, округ Марин, Калифорния , и был назван в честь геолога Эндрю Лоусона (1861–1952) из Калифорнийского университета двумя аспирантами Лоусона, Чарльзом Палашем и Фредериком Лесли Рэнсомом . [6]
Состав
[ редактировать ]Лавсонит — метаморфический силикатный минерал, химически и структурно родственный минералам эпидотовой группы. Он близок к идеальному составу CaAl 2 Si 2 O 7 (OH) 2 ·H 2 O, что придает ему близкий химический состав с анортитом CaAl 2 Si 2 O 8 (его безводный эквивалент), однако лавсонит имеет большую плотность и другой Координация Al (Comodi et al., 1996). Значительное количество воды, связанной в кристаллической структуре лавсонита, высвобождается во время его распада на более плотные минералы во время прогрессивного метаморфизма . Это означает, что лавсонит способен переносить значительное количество воды на большие глубины при погружении океанической литосферы (Кларк и др., 2006). Эксперименты с лавсонитом по изменению его реакции при разных температурах и разных давлениях являются одними из его наиболее изученных аспектов, поскольку именно эти качества влияют на его способность переносить воду в глубины мантии , подобно другим OH-содержащим фазам, таким как антигорит , тальк , фенгит. , ставролит и эпидот (Comodi et al., 1996).
Геологическое проявление
[ редактировать ]Лавсонит является очень распространенным минералом и вызвал значительный интерес из-за его важности в качестве маркера условий от умеренного до высокого давления (6 000–25 000 бар ) и низких температур (300–600 ° C) в природе (Clarke et al., 2006). . В основном это происходит вдоль континентальных окраин ( зон субдукции ), например, в францисканской формации в Калифорнии на станции Рид, полуострове Тибурон в округе Марин, Калифорния ; сланцы в Новой Зеландии , Новой Каледонии и других точках Тихоокеанского складчатого пояса ; породы Пьемонта метаморфические в Италии ; Китай , Япония , Греция и Турция .
Кристаллическая структура
[ редактировать ]Хотя лавсонит и анортит имеют схожий состав, их структура совершенно различна. В то время как анортит имеет тетраэдрическую координацию с алюминием (Al заменяет Si в полевых шпатах), лавсонит имеет октаэдрическую координацию с Al, что делает его ромбическим соросиликатом с пространственной группой Cmcm, которая состоит из групп Si 2 O 7 и O, OH, F. , и H 2 O с катионами в координации [4] и/или >[4]. Это гораздо больше похоже на группу эпидота, вместе с которой часто встречается лавсонит, которые также являются соросиликатами, поскольку их структура состоит из двух связанных тетраэдров SiO 4 плюс соединяющего катиона. Наличие воды в его структуре обусловлено полостями, образованными кольцами из двух октаэдрических групп Al и двух групп Si 2 O 7 , каждая из которых содержит изолированную молекулу воды и атом кальция. Гидроксильные единицы связаны с Al-октаэдром, имеющим общие края (Baur, 1978).
Физические свойства
[ редактировать ]Лавсонит имеет кристаллические формы орторомбической призмы, которые представляют собой кристаллы в форме тонких призм или трубчатых фигур, которые образуют размеры, тонкие в одном направлении, оба с двумя идеальными спайностями. Этот кристалл прозрачен или полупрозрачен, его цвет варьируется от белого до бледно-голубого или бесцветного с белой полосой и стеклянным или жирным блеском. Он имеет относительно низкий удельный вес - 3,1 г/см. 3 и довольно высокая твердость — 7,5 по шкале Мооса, что немного выше, чем у кварца. Под микроскопом лавсонит можно увидеть как синий, желтый или бесцветный в плоскополяризованном свете при вращении предметного столика. Лавсонит имеет три показателя преломления n α = 1,665, n β = 1,672–1,676 и n γ = 1,684–1,686, что обеспечивает двойное лучепреломление δ = 0,019–0,021 и оптически положительную фигуру двуосной интерференции .
Значение лавсонита
[ редактировать ]Лавсонит является важным метаморфическим минералом, поскольку его можно использовать в качестве индексного минерала в условиях высокого давления. Индексные минералы используются в геологии для определения степени метаморфизма, которому подверглась порода. Новые метаморфические минералы образуются в результате твердофазного катионного обмена в результате изменения условий давления и температуры, налагаемых на протолит (предметаморфизованную породу). Этот новый минерал, который образуется в метаморфизованной породе, является минералом-индексом, который указывает минимальное давление и температуру, которых должен был достичь протолит, чтобы этот минерал образовался.
Известно, что лавсонит образуется в условиях высокого давления и низкой температуры, чаще всего встречается в зонах субдукции, где холодная океаническая кора погружается вниз по океаническим желобам в мантию (Comodi et al., 1996). Первоначально низкая температура плиты и жидкости, унесенной вместе с ней, снижает изотермы и делает плиту намного холоднее, чем окружающая мантия, что позволяет создать эти необычно высокие условия высокого давления и низкой температуры. являются глаукофан , гранат , фенгит и цоизит или другие минералы группы эпидота Другими распространенными минералами в голубом сланце . Голубые сланцы, образующиеся из базальтовых материнских пород, содержат либо лавсонит , либо эпидот . Сосуществование глаукофана + лавсонита или эпидота является диагностическим признаком голубосланцевой фации.
Лавсонит также встречается в эклогите, хотя в геологических летописях он редко сохраняется. В лавсонитовых эклогитах обычная ассоциация: гранат + омфацит + лавсонит + фенгит + рутил - глаукофан . Лавсонит встречается в виде включений в гранате, в виде матричной фазы и в жилах, что дает подробную историю субдукции и эксгумации.
Лавсонит чаще всего встречается в метабазальтовых породах, но также образуется в метаосадочных породах, таких как метакремнистые и метакарбонатные породы. Он также образуется в породах, образовавшихся в результате метасоматоза во время субдукции, например, в зоне контакта ультраосновных пород ( серпентинита ) и других пород.
Помимо того, что лавсонит является основным хозяином воды (11,5 мас.%) в своей кристаллической структуре, он содержит значительное количество микроэлементов, таких как уран, торий, свинец, стронций и редкоземельные элементы, по сравнению с другими минералами в голубых сланцах и эклогитах. Некоторые лавсониты также содержат железо, хром и титан. Содержание этих элементов обычно варьируется в пределах монокристаллов.
Распад лавсонита рассматривается как один из механизмов возникновения землетрясений средней глубины в зонах субдукции.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ 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 .
- ^ Справочник по минералогии
- ^ Mindat.org
- ^ Веб-минеральные данные
- ^ Рэнсом, Фредерик Л. (1895). «О лавсоните, новом породообразующем минерале с полуострова Тибурон, округ Марин, Калифорния». Калифорнийский университет. Вестник кафедры геологии . 1 (10): 301–312.
- ^ Эдсон С. Бастин, «Биографические мемуары Фредерика Лесли Рэнсома, 1868-1935», Биографические мемуары Национальной академии наук XXII: 156 и Чарльз Палаш с Фредериком Лесли Рэнсомом, «Убер-лаусонит, новый породообразующий минерал из Калифорнии», Времена. Крист. 24 (1896): 588–592.
- Херлбат, Корнелиус С.; Кляйн, Корнелис, 1985, Руководство по минералогии, 20-е изд., Wiley, ISBN 0-471-80580-7
- Комоди П. и Занацци П.Ф. (1996) Влияние температуры и давления на структуру лавсонита, Университет Пьяцца, Перуджа, Италия. Американский минералог 81, 833–841.
- Баур В.Х. (1978)Уточнение кристаллической структуры лавсонита, Университет Иллинойса, Чикаго, Иллинойс. Американский минералог 63, 311–315.
- Кларк Г.Л., Пауэлл Р., Фицгерберт Дж.А. (2006) Парадокс лавсонита: сравнение полевых данных и моделирование минерального равновесия, Австралия. J. метаморфис Геол. 24, 715–725.
- Маэкава Х., Шозул М., Ишл Т., Фрайер П., Пирс Дж.А. (1993)Метаморфизм голубых сланцев в активной зоне субдукции, Япония. Природа 364, 520-523.
- Поли А.Р., Редферн С.А.Т., Холланд Т.Дж.Б. (1996)Объемное поведение водных минералов при высоком давлении и температуре: I. Термическое расширение лавсонита, цоизита, клинозоизита и диаспора, UK American Mineralogist 81, 335-340.
- Уитни, Д.Л., Форнаш, К.Ф., Канг, П., Гент, ЭД, Мартин, Л., Окей, А.И., Витале Бровароне, А. (2020) Состав и зональность лавсонита как индикаторы процессов субдукции: глобальный обзор. Литос 370-371, 105636.
