Морфология кристаллов и физические свойства пироксенов и амфиболов

Морфологически кристаллы пироксена и амфибола подобны друг другу. Они вытянуты соответственно вдоль цепочек и лент. У амфиболов кристаллы более шестоватые и уплощенные. В идеале на кристаллах развиты одни и те же простые формы: ромбическая призма (m) и три пинакоида (a,b,c). У ромбических минералов верхний пинакоид горизонтален, а у моноклинных наклонен и симметричность кристаллов снижается. Угол между гранями призмы у пироксенов около 90º, у амфиболов – около 120º.

Для кальциевых и магниевых пироксенов (диопсид, энстатит и др.) характерны зернистые агрегаты и агрегаты короткопризматических кристаллов.

Железистые пироксены (эгирин, геденбергит) образуют шестоватые, игольчатые кристаллы, радиально-лучистые агрегаты.

Для всех амфиболов характерны именно такие выделения – шестоватые, игольчатые кристаллы, их беспорядочные скопления, звездчатые, веерообразные сростки. Само название актинолит связано с игольчато-лучистой формой агрегатов (в переводе с греч. – «лучистый камень»).

Физические свойства пироксенов и амфиболов очень сходны. Твердость 5,5–6 (у сподумена – 7). Спайность у пироксенов плохо заметна (у сподумена совершенная, у амфиболов отчетливо проявлена, совершенная. Цвет минералов обычно определяется содержанием в них железа и меняется от белого (сподумен, антофиллит, тремолит) через зеленый (диопсид, актинолит, эгирин) до зелено-черного (геденбергит, роговые обманки, щелочные амфиболы). Как исключение у редких хромсодержащих разновидностей он яркий изумрудно-зеленый (таков, например, цвет хромдиопсида). Иногда у сподумена с примесью марганца цвет розоватый, очень светлый. Среди щелочных амфиболов есть минералы сине-голубого цвета (рибекит, крокидолит).

Блеск у амфиболов и пироксенов стеклянный, но у амфиболов он значительно сильнее, особенно у богатых железом роговых обманок и щелочных амфиболов. Ромбические пироксены выделяются по блеску – он у них имеет металловидный (бронзит) или перламутровый отлив.

Спайность у тех и у других по призме, но у пироксенов она под углом около 90º, у амфиболов – около 120º. У пироксенов она хуже и практически мало заметна (за исключением сподумена), у амфиболов проявлена хорошо, четко заметны сколы под углами 120º и 60º.

Особенности условий образования пироксенов и амфиболов

Пироксены и амфиболы встречаются в сходных типах минеральных месторождений – чаще всего это магматические горные породы, скарны, гнейсы и кристаллические сланцы. Во всех случаях, когда оба минерала встречаются совместно, пироксены являются высокотемпературными и образуются при большем давлении, чем амфиболы. Пироксены чаще кристаллизуются в магматических условиях, а амфиболы (но не всегда) – в гидротермальных; первые – более глубинные минералы, вторые – минералы средних глубин. Очень типично замещение пироксенов амфиболами в результате понижения температуры, давления и возрастания химической активности воды в среде минералообразования.

Морфологические свойства пироксенов и амфиболов зависят от условий их образования. Есть пироксены и амфиболы, которые образуются в магматических условиях, другие могут образоваться в магматических и метаморфических, а третьи – только в метаморфических.

В ультраосновных и основных магматических (глубинных) породах пироксены представлены железо-магниевыми силикатами ромбической и моноклинной сингоний. Это энстатит (и его более железистые разновидности – гиперстен, бронзит) и диопсид-геденбергит (с изоморфной примесью того или иного количества натриевого и алюминиевого компонента). Типичным минералом мантийных ультраосновных горных пород (эклогитов) является омфацит – это диопсид, обогащенный изоморфной примесью жадеита (натриевого клинопироксена).

В средних и кислых глубинных породах встречаются диопсид (с изоморфной примесью геденбергита и эгирина) и обыкновенная роговая обманка.

В щелочных глубинных породах (сиенитах, нефелиновых сиенитах пироксены представлены своими щелочными разновидностями – эгирин-диопсидом, эгирин-авгитом и эгирином, амфиболы здесь также щелочные – арфведсонит, рибекит и др. Эти же щелочные пироксены и амфиболы образуются и в окружающих щелочные массивы песчаниках, гнейсах и других породах в ходе их приконтактовых изменений.

В эффузивных породах типа базальтов пироксены вкрапленников чаще всего представлены диопсид-геденбергитом с примесью натрия, алюминия, титана (авгиты и титанавгиты), амфиболы – роговой обманкой (бурой базальтической). Здесь роговая обманка часто бывает обогащена титаном – такие роговые обманки называются керсутитами.

В гранитных пегматитах с щелочным уклоном (натриево-литиевый тип) постоянно в качестве главного минерала присутствует сподумен, а в окружающих их гнейсах за счет выноса лития растворами из пегматитов образуется холмквестит (литиевый амфибол). В гранитных пегматитах других типов пироксены и амфиболы крайне редки.

В щелочных пегматитах встречается эгирин, арфведсонит и другие щелочные амфиболы. Они играют здесь роль постоянных второстепенных минералов.

В скарнах пироксены (диопсид, геденбергит) являются обязательными главными минералами. Они образуются в самую раннюю стадию формирования скарнов, а в поздние стадии процесса интенсивно замещаются роговой обманкой, актинолитом и тремолитом. Очень характерны в некоторых скарнах крупные светло-зеленые кристаллы слабожелезистого диопсида с хорошо развитой отдельностью, обусловленной тончайшими вростками магнетита, – такой диопсид называют диаллагом. Из амфиболов типичны актинолит и роговая обманка.

В процессах регионального метаморфизма осадочных, вулканогенно-осадочных, магматических горных пород пироксены образуются роговые обманки, тремолит-актинолиты, диопсиды и геденбергиты. Продуктами сильного метаморфизма богатых натрием пород являются щелочные пироксены и амфиболы. Чаще всего это жадеит и глаукофан.

Образуясь при высоких давлениях амфиболы и пироксены легко изменяются при понижении температуры и давления при воздействии гидротермальных растворов; замещаются при этом слюдами, хлоритом, иногда серпентином и тальком (магнезиальный пироксен – энстатит). При поверхностном выветривании по ним развиваются глинистые минералы и гидроксиды железа.

Практическое значение из месторождений пироксенов и амфиболов имеют некоторые метаморфические породы как источник добычи жада и измененные, сильно метаморфизованные ультраосновные породы для добычи нефрита.

Сподумен LiAl(Si₂O₆). Занимает несколько особое положение среди группы пироксенов. Не образует с другими пироксенами изоморфных смесей. Содержит окиси лития до 8 %. Цвет серовато-белый, нередко с зеленоватым оттенком, желтовато-зеленый, фиолетовый (кунцит). Блеск стеклянный, на плоскостях спайности со слабым перламутровым отливом. Тв. 6,5–7.

Встречается в гранитных пегматитах в ассоциации с кварцем, полевыми шпатами, литиевыми слюдами, турмалином и др.

Из довольно многочисленных месторождений сподумена можно отметить наиболее известное крупное месторождение Кийстон в США (шт. Южная Дакота), где встречаются гигантские кристаллы измененного сподумена до 12–16 м в длину и около 1 м в поперечнике (весом до 90 т). Пегматитовые месторождения Мадагаскара интересны тем, что там встречаются неизмененные прозрачные разности различной окраски: желтовато-зеленой, желтой, розовой.

Сподумен вместе с литиевыми слюдами служит источником для получения препаратов лития, употребляемых в медицине, пиротехнике, фотографии, стеклоделии, рентгенографии и др. Прозрачные красиво окрашенные сподумены (голубовато-зеленый и светло-зеленый – гидденит и сиренево-розовый – кунцит) используются как ювелирные камни.