Цельсия
| Цельсия | |
|---|---|
 Цельсиан (прозрачный/серый на фотографии) в матрице санборнита (белого) и кварца из Инклайн, округ Марикопа, Калифорния (Размер: 5 x 4 x 3 см) | |
| Общий | |
| Категория | Полевой шпат |
| Формула (повторяющаяся единица) | BaAl2Si2OBaAl2Si2O8 |
| Имеет символ IMA. | Клс [1] |
| Классификация Штрунца | 9.FA.30 |
| Кристаллическая система | Моноклиника |
| Кристаллический класс | Призматический (2/м) (тот же символ HM ) |
| Космическая группа | I2/c |
| Элементарная ячейка | а = 8,622(4) Å, б = 13,078(6) Å, с = 14,411(8) Å; β = 115,2°; З = 8 |
| Идентификация | |
| Цвет | Бесцветный, белый, желтый |
| Кристальная привычка | Кристаллы от короткопризматических до игольчатых, массивные. |
| Твиннинг | Близнецы Манебаха (001), близнецы Бавено (021), редкое пластинчатое двойникование. |
| Расщепление | Идеально с {001}, хорошо с {010}, плохо с {110} |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 6–6.5 |
| Блеск | стекловидное тело |
| прозрачность | Прозрачный |
| Удельный вес | 3,10–3,39 |
| Оптические свойства | Двухосный (+) |
| Показатель преломления | n α = 1,580–1,584 n β = 1,585–1,587 n γ = 1,594–1,596 |
| Двойное лучепреломление | 0,014, двухосный – |
| угол 2В | Измерено: от 86° до 90° |
| Другие характеристики | [2] [3] [4] [5] |
Цельсиан — редкий полевого шпата минерал , алюмосиликат бария Ba Al 2 Si 2 O 8 . Минерал встречается в контактовых метаморфических породах со значительным содержанием бария . Его кристаллическая система моноклинная прозрачного , белого, желтого или цвета . В чистом виде он прозрачен. Синтетический алюмосиликат бария используется в качестве керамики для изготовления зубных пломб и других целей.
Минерал назван в честь Андерса Цельсия (1701–1744).
Состав
[ редактировать ]Цельсиан представляет собой бариевый полевой шпат химического состава BaAl 2 Si 2 O 8 . Он входит в группу полевых шпатов и принадлежит к цельзиан- гиалофановой серии и цельзиан- ортоклазовой серии. Он имеет некоторое сходство с анортитом и имеет четыре различные полиморфные модификации . Важнейшими элементами являются кремний, алюминий, кислород и барий. Некоторые распространенные примеси в минерале — железо, титан, магний, калий и кальций. Цельсиан стабилен от комнатной температуры до 1590 °С (Лин и Фостер, 1968). Наиболее распространенными микроэлементами являются калий и кальций, при анализе примерного химического состава цельсиана были обнаружены следующие мас.%: • SiO 2 —35,1 • Al 2 O 3 ---26,8• БаО ---- 35,8• К 2 О -----2,3Итого: 100,0 (Ньюэм и Мего, 1960).
Геологическое проявление
[ редактировать ]Цельсиан встречается ограниченно. Большая часть бариевых полевых шпатов связана с эксгаляционными гидротермальными процессами и метаморфизмом низкой и средней степени (Moro, Cembranos and Fernandez, 2001). Он также связан с осадочными и метаосадочными породами, месторождениями марганца, железомарганца и барита.
Цельсиан можно найти в таких местах, как Уэльс, Самора (Испания), Аляска, Калифорния, Швеция и Япония, а также хендриксит на рудниках Франклина в Нью-Джерси.
Структура
[ редактировать ]Симметрия по Цельсию несколько отличается от симметрии, обычно встречающейся в полевых шпатах. Он моноклинный с объемноцентрированной решеткой, подобной решетке анортита. Было обнаружено недостаточно доказательств того, что у цельсиана нет центра симметрии, поэтому его пространственная группа - I 2/c (Newnham and Megaw, 1960). Пространственная группа отличается от других представителей своей группы, таких как ортоклаз, альбит и анортит с центром тела: C2/m, C1bar и I1bar.
Рентгеновский анализ показывает, что значения параметров решетки a , b , c по осям и углам составляют примерно a =863 пм , b =131,0 пм, c =1400 пм и β =116°, θ =90° (Гэй, 1956). ).
В ячейке содержится 8 формульных единиц, а общее положение восьмеричное, поэтому все атомы могут находиться в общих положениях (Ньюнхем и Мего, 1960). Эта структура очень похожа на структуру ортоклаза и санидина, но имеет несколько отличий:
- 1. Распределение Si и Al.
- 2. Координаты всех атомов.
Распределение кремния и алюминия по тетраэдрическим позициям, смешанное с природой атома бария, оказывает влияние на окружающий силикатный каркас (Ньюэм и Мегау, 1960). Связи Si-Al частично упорядочены, а в некоторых случаях - кремний-заменитель алюминия.
Порядок в градусах Цельсия очень простой: каждый алюминиевый тетраэдр окружен четырьмя кремниевыми тетраэдрами, и наоборот (Ньюхэм и Мего, 1960). Также существует другой тип трансформации, помимо алюминия-кремния, когда бедная кремнием сеть переходит в богатую кремнием сеть, что предполагает одновременное замещение Al и Si в других местах.
Ион бария имеет неправильную конфигурацию, близкую к конфигурации калия в полевых шпатах. У каждого бария есть атом кислорода, и благодаря такой конфигурации он оказывает сильное влияние на валентные углы кремний-кислород-кремний.
Полиморфизм
[ редактировать ]Существует четыре отличительных полиморфа цельсиана: два из них являются природными минералами, а два других — синтетическими продуктами. Первые парацельсианы и цельсианы, вторые гексацельсианы, а третий связан с минералом цимритом (Лин, Фостер, 1967).Порядок возрастания стабильности: парацельс → гексацельс → цельсиан в диапазоне температур от 500 ° C до 1000 ° C.
Когда температура повышается с 1600 ° C до 1760 ° C, она переходит от Цельсия к обратимой форме гексацельсиана. Парацельсиан менее стабилен, чем два других, а цельсиан — наиболее стабильный.
Твиннинг
[ редактировать ]Бариевые полевые шпаты встречаются в виде оптически однородных кристаллов, в которых двойникование развито слабо, за исключением крупных кристаллов. Идентифицировано восемнадцать кристаллических форм; одиннадцать из них совпадают с известными по ортоклазу. Наблюдаемое двойнение включает близнецов Манебаха (001) и близнецов Бавено (021). У некоторых образцов цельсиана обнаружено редкое пластинчатое двойникование (Спенсер, 1941).
Характеристики
[ редактировать ]Физические свойства
[ редактировать ]Цельсиан показывает идеальное расщепление ac(001) и хорошее расщепление ab(010), что отмечает разницу с его полиморфным парацельсианом, имеющим [110] нечеткое расщепление. Существуют кристаллы разной формы, такие как адуляр , более крупные и толстые кристаллы (Спенсер, 1941), длинные, тонкие или игольчатые. Обычно он бесцветен и прозрачен, с блеском от жемчужного до нефлуоресцентного.
Плотность составляет от 3,31 до 3,33 г/см. 3 . Возможно, это связано с некоторыми примесями в структуре минерала. Он имеет твердость 6 по шкале Мооса , такая твердость обусловлена короткой длиной связи в структуре, поскольку относительно короткие связи имеют тенденцию быть более твердыми.
Оптические свойства
[ редактировать ]Некоторые другие оптические свойства - это угол 2V, который составляет примерно 88° с максимальным двулучепреломлением 0,014, двуосный с отрицательным знаком (Newnham and Megaw, 1960). Имеет умеренный рельеф.
Использование
[ редактировать ]Использование цельсиана в основном связано со стеклом и керамикой. Это использование обычно достигается путем получения чистого синтетического моноклинного цельсиана.
Цельсиан обладает очень привлекательными свойствами, такими как химическая стабильность и высокая механическая стойкость, которые можно выгодно использовать для получения композитов с улучшенными характеристиками по сравнению с объемным стеклом. (Каннилло, Карлье, Манфредини, Монторси и Силигарди, 2006). Многие исследования показывают, что увеличение количества цельсиевых фаз в стеклах приводит к увеличению объема кристаллизации (Хатер и Идрис, 2004).
См. также
[ редактировать ]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 .
- ^ Минераленатлас
- ^ Справочник по минералогии
- ^ Mindat.org
- ^ Веб-минеральные данные
- Каннилло В., Карлье Э., Манфредини Т., Монторси М., Силигарди К. «Проектирование и оптимизация стеклоцельсиевых композитов». Композиты. Часть A – Прикладная наука и производство . 2006, вып. 37, стр. 23–30.
- Гей П. «Заметка о Цельсиане». Акта Кристаллографика . 1956, том 9, стр. 474.
- Хатер Г., Идрис М. «Использование саудовской каолинитовой глины для производства стеклокерамических материалов». Инд. Керамика . 2004, вып. 24, стр. 43–50.
- Лин Х.К. и Фостер В.Р. «Полиморфизм Цельсиана». Канадский минералог . 1967, вып. 9, с. 295.
- Лин Х.К. и Фостер В.Р. «Исследования в системе Ba0-Al2O3Si02. Полиморфизм Цельсиана». Американский минералог . 1968, вып. 53, стр. 134–144.
- Моро MC, Сембранос М.Л. и Фернандес А. «Цельсий, (Ba,K)-полевой шпат и кимрит из месторождений седекс-барита в Саморе, Испания». Канадский минералог . 2001, вып. 39, стр. 1039–1051.
- Ньюхэм Р.В. и Мего Х.Д. «Кристаллическая структура цельсия (бариевого полевого шпата)». Acta Crystallographica , 1960, вып. 13, стр. 303–312.
- Спенсер Л.Дж. «Барий-полевой шпат (цельсиан и парацельс) из Уэльса». Минералогический журнал . 1942, вып. 26, стр. 231–243.