Pyroxen - Pyroxene

Krystaly pyroxenu ( diopsidu ) z Afghánistánu

Tyto pyroxeny (obyčejně zkrátil k Px ) jsou skupinou významných horninotvorných inosilicate minerály nalezené v mnoha vyvřelých a metamorfovaných hornin . Pyroxeny mají obecný vzorec XY (Si, Al)
2
Ó
6
kde X představuje vápník (Ca), sodík (Na), železo (Fe II) nebo hořčík (Mg) a vzácněji zinek , mangan nebo lithium a Y představuje ionty menší velikosti, jako je chrom (Cr), hliník ( Al), železo (Fe III), hořčík (Mg), kobalt (Co), mangan (Mn), skandium (Sc), titan (Ti), vanad (V) nebo dokonce železo (Fe II). Ačkoli hliník ve velké míře nahrazuje křemík křemičitany, jako jsou živce a amfiboly , k substituci dochází ve většině pyroxenů pouze v omezené míře. Sdílejí společnou strukturu sestávající z jednotlivých řetězců tetraedru křemičitého . Pyroxeny, které krystalizují v monoklinickém systému, jsou známy jako klinopyroxeny a ty, které krystalizují v ortorombickém systému, jsou známy jako ortopyroxeny .

Název pyroxen je odvozen ze starověkých řeckých slov pro „oheň“ ( pyr πυρ ) a „cizinec“ ( ksénos ξένος ). Pyroxeny byly tak pojmenovány kvůli jejich přítomnosti v sopečných lávách, kde se někdy nacházejí jako krystaly zapuštěné do sopečného skla ; předpokládalo se, že jde o nečistoty ve skle, a proto název znamená „cizinci ohně“. Jsou to však jednoduše rané minerály, které krystalizovaly před výbuchem lávy.

Horní plášť Země se skládá hlavně z olivín a pyroxeny minerálů. Pyroxen a živce jsou hlavními minerály v čedičových , andezitových a gabroových horninách.

Chemie a názvosloví pyroxenů

Řetězcová silikátová struktura pyroxenů nabízí velkou flexibilitu při zabudování různých kationtů a názvy pyroxenových minerálů jsou primárně definovány jejich chemickým složením. Pyroxenové minerály jsou pojmenovány podle chemických druhů zaujímajících místo X (nebo M2), místo Y (nebo M1) a tetrahedrální místo T. Kationty v místě Y (M1) jsou v oktaedrální koordinaci úzce vázány na 6 kyslíků. Kationty v místě X (M2) mohou být koordinovány se 6 až 8 atomy kyslíku, v závislosti na velikosti kationtu. Dvacet minerálních názvů je uznáváno komisí Mezinárodní mineralogické asociace pro nové minerály a minerální názvy a 105 dříve používaných názvů bylo vyřazeno (Morimoto et al. , 1989).

Názvosloví pyroxenu
Pyroxenová čtyřboká nomenklatura pyroxenů vápníku, hořčíku a železa
Názvosloví pyroxenových trojúhelníků pyroxenů sodných

Typický pyroxen má v tetrahedrálním místě převážně křemík a převážně ionty s nábojem +2 v místech X i Y, což dává přibližný vzorec XYT
2
Ó
6
. Názvy běžných pyroxenů vápník – železo – hořčík jsou definovány v „pyroxenovém čtyřúhelníku“. Enstatit-ferrosilite série ( [Mg, Fe] SiO
3
) zahrnuje běžný horninotvorný minerál Hypersthene , obsahuje až 5 mol.% vápníku a existuje ve třech polymorfech, ortorombický ortoenstatit a protoenstatit a monoklinický clinoenstatit (a ferrosilitové ekvivalenty). Zvýšení obsahu vápníku brání tvorbě ortorombických fází a pigeonitu ( [Mg, Fe, Ca] [Mg, Fe] Si
2
Ó
6
) krystalizuje pouze v monoklinickém systému. V obsahu vápníku není úplný pevný roztok a pyroxeny Mg-Fe-Ca s obsahem vápníku mezi asi 15 a 25 mol.% Nejsou stabilní vzhledem k dvojici exololovaných krystalů. To vede k mezerě mísitelnosti mezi kompozicemi pigeonitu a augitu . Mezi augitem a diopsid-hedenbergitem ( CaMgSi
2
Ó
6
 - CaFeSi
2
Ó
6
) pevný roztok. Dělí se při> 45 mol.% Ca. Protože iont vápníku nemůže obsadit místo Y, nejsou možné pyroxeny s více než 50 mol.% Vápníku. Příbuzný minerální wollastonit má vzorec hypotetického koncového prvku vápníku, ale důležité strukturální rozdíly znamenají, že je místo toho klasifikován jako pyroxenoid.

Hořčík, vápník a železo nejsou v žádném případě jediné kationty, které mohou zabírat místa X a Y v pyroxenové struktuře. Druhou důležitou sérií pyroxenových minerálů jsou pyroxeny bohaté na sodík, které odpovídají nomenklatuře „pyroxenový trojúhelník“. Zahrnutí sodíku, který má náboj +1, do pyroxenu implikuje potřebu mechanismu pro doplnění „chybějícího“ kladného náboje. V jadeitu a aegirinu je toto přidáno zahrnutím kationtu +3 (hliník respektive železo (III)) do místa Y. Pyroxeny sodíku s více než 20 mol.% Složek vápníku, hořčíku nebo železa (II) jsou známy jako omphacite a aegirine -augite , přičemž 80% nebo více těchto složek pyroxen spadá do čtyřúhelníku.

Široká řada dalších kationtů, které mohou být umístěny na různých místech pyroxenových struktur.

Pořadí obsazení kationtů v pyroxenech
T Si Al Fe 3+
Y Al Fe 3+ Ti 4+ Cr PROTI Ti 3+ Zr Sc Zn Mg Fe 2+ Mn
X Mg Fe 2+ Mn Li Ca Na

Při přiřazování iontů k místům je základním pravidlem pracovat v této tabulce zleva doprava, nejprve přiřadit veškerý křemík k místu T a poté místo naplnit zbývajícím hliníkem a nakonec železem (III); další hliník nebo železo lze umístit do místa Y a objemnější ionty do místa X.

Ne všechny výsledné mechanismy k dosažení neutrality náboje následují výše uvedený sodíkový příklad a existuje několik alternativních schémat:

  1. Vázané substituce 1+ a 3+ iontů na X a Y místech. Například Na a Al dávají jadeit (NaAlSi
    2
    Ó
    6
    ) složení.
  2. Vázaná substituce 1+ iontu na X místě a směsi stejného počtu 2+ a 4+ iontů na Y místě. To vede např. K NaFe 2+
    0,5
    Ti 4+
    0,5
    Si
    2
    Ó
    6
    .
  3. Substituce Tschermak, kde ion 3+ zaujímá místo Y a místo T vedoucí k např. CaAlAlSiO
    6
    .

V přírodě lze ve stejném minerálu nalézt více než jednu substituci.

Pyroxenové minerály

Tenká část zeleného pyroxen
Plášť - peridotitový xenolit od San Carlos Indian Reservation, Gila Co., Arizona, USA. V xenolitu dominuje zelený peridot olivin spolu s černými ortopyroxenovými a spinelovými krystaly a vzácnými trávově zelenými diopsidovými zrny. Jemně zrnitá šedá skála na tomto obrázku je hostitelský čedič. (Neznámé měřítko).
Vzorek pyroxenitu (meteorit ALH84001 z Marsu), horniny sestávající převážně z pyroxenových minerálů
  • Klinopyroxeny (monoklinické)
    • Aegirine , NaFe 3+ Si
      2
      Ó
      6
    • Augite , (Ca, Na) (Mg, Fe, Al, Ti) (Si, Al)
      2
      Ó
      6
    • Clinoenstatit , MgSiO
      3
    • Diopsid , CaMgSi
      2
      Ó
      6
    • Esseneite , CaFe 3+ [AlSiO
      6
      ]
    • Hedenbergit , CaFe 2+ Si
      2
      Ó
      6
    • Jadeit , Na (Al, Fe 3+ ) Si
      2
      Ó
      6
    • Jervisite, (Na, Ca, Fe 2+ ) (Sc, Mg, Fe 2+ ) Si
      2
      Ó
      6
    • Johannsenite, CaMn 2+ Si
      2
      Ó
      6
    • Kanoit , Mn 2+ (Mg, Mn 2+ ) Si
      2
      Ó
      6
    • Kosmochlor , NaCrSi
      2
      Ó
      6
    • Namansilite, NaMn 3+ Si
      2
      Ó
      6
    • Natalyite, NaV 3+ Si
      2
      Ó
      6
    • Omphacite , (Ca, Na) (Mg, Fe 2+ , Al) Si
      2
      Ó
      6
    • Petedunnite, Ca (Zn, Mn 2+ , Mg, Fe 2+ ) Si
      2
      Ó
      6
    • Pigeonit , (Ca, Mg, Fe) (Mg, Fe) Si
      2
      Ó
      6
    • Spodumene , LiAl (SiO
      3
      )
      2
  • Ortopyroxeny ( ortorombické )
    • Enstatit , Mg
      2
      Si
      2
      Ó
      6
    • Bronzit , meziprodukt mezi enstatitem a hypersthenem
    • Hypersthen , (Mg, Fe) SiO
      3
    • Eulit, meziprodukt mezi hypersthenem a ferrosilitem
    • Ferrosilit , Fe
      2
      Si
      2
      Ó
      6
    • Donpeacorite, (MgMn) MgSi
      2
      Ó
      6
    • Nchwaningite, Mn 2+
      2
      SiO
      3
      (ACH)
      2
      · (H.
      2
      Ó)

Viz také

Reference

externí odkazy