Sillimanite

Sillimanite
Sillimanite Orissasta, Intiasta
Yleistä ja luokitus
kemiallinen kaava	Al 2 [O | SiO 4 ]
Mineraaliluokka (ja mahdollisesti osasto)	Saarisilikaatit (nesosilikaatit) lisäanionien kanssa; Kationit [4], [5] ja / tai vain [6] koordinaatiossa
Järjestelmän nro että Strunz ja Dana	9.AF.05 ( 8. painos : VIII / B.02) 52.02.02a.01
Samanlaisia ​​mineraaleja	Andalusite , syaniitti
Kristallografiset tiedot
Kristallijärjestelmä	ortorombinen
Crystal-luokka ; symboli	ortorombinen-dipyramidaalinen 2 / m2 / m2 / m2
Avaruusryhmä	Pnma
Säleparametrit	a  = 7,484  Å ; b  = 7,672 Å; c  = 5,77 Å
Kaavan yksiköt	Z  = 4
Usein kristallipinnat	{010}, {110}
Ystävyyskuntatoiminta	ei
Fyysiset ominaisuudet
Mohsin kovuus	6,5 - 7,5
Tiheys (g / cm 3 )	3.24
Pilkkominen	kokonaan {010} jälkeen
Tauko ; Sitkeys	epätasainen, hauras
väri	väritön, valkoinen, kellertävän harmaa, harmaa-vihreä, vaaleanruskea
Viivan väri	Valkoinen
avoimuus	läpinäkyvä ja läpikuultava
paistaa	Lasi kiiltää, silkkinen
Kristallioptiikka
Taitekertoimet	n α  = 1,653-1,661 n β  = 1,654-1,670 n γ  = 1,669-1,684
Murtuma	5 = 0,016-0,023
Optinen merkki	kaksiakselinen positiivinen
Akselikulma	2V = 21-30 °
Pleokroismi	heikko (enimmäkseen väritön); muuten X: vaaleanruskea tai kellertävä Y: ruskea tai harmaavihreä Z: tummanruskea tai sininen
Muut ominaisuudet
Kemiallinen käyttäytyminen	ei hajoa HF
Lisäominaisuudet	ei rakeinen tai karkea; Kasvanut subparallel kvartsia: kuitu kiviä

Mineraali sillimaniitti on hyvin yleinen saari silikaatti ryhmästä alumiinisilikaatit ja on kemiallinen koostumus Al ₂ SiO ₅ tai AI ₂ [O | SiO ₄ ]. Se kiteytyy ortorombisessa kristallijärjestelmässä ja muodostaa pieniä prismamaisia ​​ja kuituisia kiteitä. Silimaniitista ei ole harvinaista löytää pieni määrä Fe ₂ O ₃ : ta .

Sillimaniitilla on korkea kovuus 6,5 - 7,5 ja väri valkoisesta harmaasta vihreään harmaaseen, mutta joskus myös väritön. Linja väri on valkoinen. Samanlaisia ​​mineraaleja, joilla on sama tai samanlainen kemiallinen koostumus, ovat andalusiitti , syaniitti ja mulliitti , jotka kuuluvat myös alumiinisilikaatteihin.

Etymologia ja historia

Sillimanit nimettiin amerikkalaisen kemian Benjamin Sillimanin mukaan . Sillimaniittia mineraali löytyy Chester , Connecticutissa , oli ensimmäinen tieteellisesti kuvattu George T. Bowen vuonna 1824. Sillimaniittia kutsutaan joskus myös Bucholziteiksi - saksalaisen apteekkari ja kemisti WHS Bucholzin mukaan. Se tunnetaan myös nimellä kiiltävä spar .

luokitus

Vuonna vanha (8. painos) ja uudet systematiikka mineraalien (9. painos) mukaan Strunz , sillimaniittia kuuluu jako "saari silikaattien ulkopuolisten tetraedrielementtiverkossa anionit (Neso-subsilicates)". Uusi Strunz'sche-mineraalijärjestelmä jakautuu kuitenkin tarkemmin kationien sijainnin mukaan kiteessä siten, että mineraali kuuluu nyt "saarisilikaattien, joissa on muita anioneja ja kationeja, alaryhmään [4] -, [ 5] - ja / tai vain [6] -koordinointi ", jossa hän on ainoa 9.AF.05- ryhmän jäsen .

Mineraalien systemaattisuus Danan mukaan , joka on yleistä englanninkielisessä maailmassa , määrittelee myös silimaniitin silikaattiluokkaan, mutta siellä jaossa " saari-silikaatit SiO ₄ -ryhmillä ja O, OH, F ja H ₂ O kationeilla [4] ja> [4] -koordinaatiossa ", jossa se on nimetty yhdessä mulliitin kanssa, " Al2SiO5 (sillimaniittialaryhmä) "ja järjestelmän numero. 52.2.2a- lomakkeet.

Kristallirakenne

Sillimanit-yksikön solun pohjapiirros. Puoli yksikköyksikköä projisoitiin ab-tasolle. Yksikkösolu punaisella

Yhdistä oktaedri- ja tetraedriketjut ketjun akselin suuntaisesti

Sillimaniitti kiteytyy orthorhombic- dipyramidal kide järjestelmä on tilaa ryhmässä PNMA (tila ryhmä ei. 62) kanssa hilaparametrien  = 7,484  Ä ; b  = 7,672 A ja c  = 5,77 Ä sekä neljä kaavan yksikköä kohti yksikköä solu .Malli: huoneryhmä / 62

Sillimaniittirakenteen perusrakenteet ovat:

• _Neljä koordinaattia [SiO ₄ ] ja [AlO ₄ ] tetraedra ja
• [AlO ₆ ] oktaedra kuudessa koordinaatiossa.

Alumiinilla on siis kaksoisrooli, so. H. kahdella eri koordinaatiotasolla, kuten Al ^[4] ja Al ^[6] , tarkempi kaava sillimaniitille on siis myös: Al ^[6] [O | Al ^[4] Si ^[4] O ₄ ].

Oktaedrit on liitetty yhdensuuntaisilla sivureunoillaan, ne on järjestetty loputtomiin ketjuihin ja kulkevat yhdensuuntaisesti c-akselin kanssa. Yksi säie on yksisolun keskellä, neljä muuta muodostaa sivureunat, jotka ovat yhdensuuntaiset c-akselin kanssa. Tetraederit muodostavat myös neljä loputonta ketjua c-suunnassa, jolloin keskiatomit Si ja Al vaihtelevat säännöllisesti keskenään. Nämä Si-Al-Si-Al-....- tetraedri ketjujen välissä oktaedrin ketjujen ja liittyvät oktaedrin ketjujen kautta happiatomien (O _D -atomia). Tetraedriketjut eivät kuitenkaan ole yksittäisiä yksittäisiä ketjuja , vaan yksittäisiä kaksinkertaisia ​​ketjuja ; Tämä tarkoittaa, että ne on kytketty naapurikentän vastakkaiseen tetraedriketjuun vapaiden kärjensä ( _OC- atomien) kautta.

Tämän järjestelyn vuoksi sillimaniittia voidaan pitää myös ketjusilikaattina (inosilikaattina); tämä selittää myös sen pitkänomaisen, neulamaisen, kuitutavan.

Sillimaniittirakenteen havainnollistamiseksi viereinen kuva:

Näytetään puolen yksikösolun (Z = 0 - Z = 1/2) projektio c-akselia pitkin ab- tai (001) -tasolle. Yksikkö solu on merkitty punaisella. Ennen [AIO ₆ ] oktaedriä ovat vaaleanvihreä, ne, joilla on [SiO ₄ ] ja [AIO ₄ ] tetrahedra on merkitty beige. Tämän esitysmuodon valittiin selvyyden vuoksi, koska ainoastaan keskeinen atomien oktaedriä (Al- ₁ -atomia) ja O- _D- atomien tiukasti säilyttää yhdensuuntaisuus c-akselilla; kaikki muut atomit ovat siirtyneet hieman asemassaan yksikön yläosassa.

Vasemmalla oleva kuva on yksinkertaistettu korkeus yksikkö solusta c-akselin suuntaisesti. Se osoittaa hyvin kauniisti yhdistää tetraedrisessa Yksi kahden ketjujen kanssa Oktaederkette ja yhdensuuntaisuuden atomi kantoja Al ₁ ja O _D . Huomionarvoista on pii-tetraedrin ja alumiinitetraedrin (2,696 ja 3,074 A) välinen ulottuvuusero, joka lisää yksikösolun c-akselin ulottuvuuden (5,77 Å).

Sillimanitin yksikkö solu

Sillimaniitin yksikköyksikön atomiasemat ovat seuraavat:

Nämä tiedot ja 13 peräkkäistä symmetriaoperaatiota ovat riittäviä määrittelemään yksikkö solu kokonaan.

Lähes identtiset a- ja b-akselin mitat ovat merkittäviä, sillimaniitti jättää tetragonaalisen symmetrian sen vuoksi vain vähän.

Röntgendiffraktometria

Sillimaniittikiteiden röntgendiffraktiotutkimukset ovat antaneet seuraavat tulokset:

Kaksi ensimmäistä maksimiarvoa ovat hyvin lähellä toisiaan ja vaihtuvat usein. Diffraktiokulma (2-teeta) annetaan Cu K-alfa -säteilylle.

ominaisuudet

Sillimanitin stabiiliusalue hieman muunnellulla alumiinisilikaattikolmipisteellä (540 ° C, 0,45 GPa)

Vuonna petrologian on metamorfiset kivet, sillimaniittia tärkeä rooli mittana vahvuus muutoksia. Ns. Indeksimineraali määrittelee ensimmäisen esiintymisensä sillimaniittivyöhykkeeksi tai sillimaniitti-isogradeiksi , sen stabiilisuusaluetta rajoittavat termodynaamiset transformaatiot ja andalusiitti ⇔ sillimaniitti ja kaniitti ⇔ sillimaniitti. Tämä alue on suhteellisen korkeissa lämpötiloissa (> 540 ° C) ja voi saavuttaa keskipaineen (jopa ~ 1 GPa, mikä vastaa 36,5 kilometrin syvyyttä). Se ulottuu suurimmaksi osaksi amfiboliitti- ja granuliittifacies sekä korkean lämpötilan kontaktimetamorfoosin .

Metamorfoosin aikana uusi sillimaniitti muodostuu polymorfisen transformaation kautta andalusiitista tai syaniitista tai biotiitin ja muskoviitin konversioreaktioiden kautta. Seuraava reaktio on annettu esimerkkinä:

• 1 muskoviitti + 1 kvartsi ⇒ 1 sillimaniitti + 1 alkalinen maasälpä + 1 vesi
• 1 KAl ₂ [(OH) ₂ | AlSi ₃ O ₁₀ ] + 1 SiO ₂ ⇒ 1 Al ₂ SiO ₅ + 1 KAlSi ₃ O ₈ + 1 H ₂ O

Tämä reaktio on erittäin tärkeä, koska se jakaa vakauden alalla sillimaniitti kahteen alaa - sillimaniitti vyöhyke on sen vuoksi myös jaettu kahteen osa-alueet , hieman alentaa lämpötilan ja paineen korosti sillimaniitti-muskoviitti osa-alue ja korkeamman lämpötilan sillimaniitti-alkalinen maasälpä -alavyöhyke . Reaktio alkaa vaikuttaa 630 ° C: sta ja aiheuttaa muskoviitin täydellisen katoamisen.

Stauroliitin ja biotiitin tai stauroliitin ja kvartsin väliset reaktiot .

Kun anatektiset lämpötilat saavutetaan ja ylitetään, tapahtuu reaktioita, joissa sillimaniitti hajotetaan uudelleen. Esimerkkeinä biotiittien kuivuminen:

Sillimaniitti + biotiitti ⇒ granaatti + alkalinen maasälpä + neste tai

Sillimaniitti + biotiitti ⇒ granaatti + kordieriitti ± neste

Mutta sillimaniitti katoaa vähitellen myös retromorfismin aikana. B. Andalusiitti taantui polymorfisesti.

Sillimaniitti on hyvin säänkestävä mineraali, mutta silti hajoaa muodostumista kaoliniitin ja muskowite tai serisiittiä (epizonal sericitization).

Muutokset ja lajikkeet

Sillimaniitti on korkean lämpötilan, alhainen paine muuttaminen Al ₂ SiO ₅ ryhmä ja on trimorphic muiden jäsenten kanssa andalusiitti ja kyaniitti .

Fibroliitti on pitkänomaisten sillimaniittikiteiden kimppu (aggregaatti) (Comte de Bournon, 1802). Kuitu kiviä , toisaalta, ovat osa-rinnakkaisia, neulamaisia parvia ja säikeitä sillimaniitti on kvartsia tai kordieriitti (kuvannut Lindacker Böömin 1792). Muita paikallisia lajikkeita ovat Monrolit (Monroen kaupungin jälkeen New Yorkin osavaltiossa ) ja Bamlit (Bamlen jälkeen lähellä Brevikiä Norjassa ).

Koulutus ja sijainnit

Sillimaniitti löytyy muodossa varsi, kuituista tai pylväsmäisen kiteet tai massiivinen alumiini-rikas , pelliittisellä, alueellisesti metamorfiset kivet . Sitä esiintyy yleensä kahden tyyppisissä metamorfooseissa:

• Abukuma-tyypissä suhteellisen pienillä paineilla kiillejuoksussa.
  Mukana oleva mineraali on enimmäkseen andalusite .
• Barrow-tyypissä keskipaineilla gneissi.
  Mineraaleja ovat syaniitti ja kordieriitti .

Sillimaniitti esiintyy kontaktimodamorfisessa muodossa sanidiniitin kasvilämpötiloissa korkeimmissa lämpötiloissa.

Magmaperäisenä mineraalina se on peralumiinisten granitoidien komponentti. Sillimaniittia esiintyy harvoin amfiboliiteista ja eklogiitteista , suhteellisen harvoin pegmatiteista , mutta melko usein granuliiteista . Sitä esiintyy satunnaisesti myös detrituksena sedimenteissä.

Mukana olevia mineraaleja ovat alkalinen maasälpä , almandiini , andalusiitti , biotiitti , kordieriitti , enstiitti (korkeammissa lämpötiloissa) korundi , syaniitti , muskoviitti , plagioklaasi , kvartsi ja / tai spineli .

Tyyppi paikkakunnalla Sillimanit on Sušice on Tšekissä . Laitoksiin Saksassa ovat Laacher See The Spessart ja Bodenmais on Bavarian Forest . Maailmanlaajuisesti: Sellrain (Itävalta), Auvergne (Ranska), Meghalaya ( Koillis-Intia ), Myanmar , Sri Lanka , Enderbyland ( Antarktis ) ja Brandywine Springs ( Delaware , USA).

käyttää

Sillimaniitti soikea viistehiottu

Useat läpinäkymättömät sillimanitit kahdeksankulmaisessa viistosahassa

Sillimaniittia käytetään jalokivenä, jos se on hyvälaatuista , mutta toistaiseksi tiedetään vähän. Kirkkaita lajikkeita tarjotaan yleensä erilaisissa leikkauksissa , kuten loistava tai viistetty soikea . Läpinäkymätön kiviä ja ne, joilla optisia vaikutuksia, kuten chatoyance ( kissan silmä vaikutus ) tai asterism ( tähti vaikutus ), ja toisaalta, annetaan cabochon muotoinen sileä leikkaus.

Sillimanitia käytetään teollisesti tulenkestävien materiaalien (tukiputket kelojen lämmitykseen sähköuunien rakentamisessa, sytytystulpat jne.) Valmistuksessa.

Katso myös

• Luettelo mineraaleista

Yksittäiset todisteet

1. ↑ ^{a b c d} Webmineral - Sillimanite (engl.)
2. ↑ ^{a b c} Sillimanite osoitteessa mindat.org (engl.)
3. E WE Tröger: Kiviaineksen muodostavien mineraalien optinen määritys.4 . tarkistettu painos. E.Schweizerbart'sche Verlagbuchhandlung, 1971, ISBN 3-510-65011-5 ( s.51 )
4. B ^{a b} Burnham, CW (1963a). Sillimaniitin kiteisen rakenteen parantaminen. Z. Kristallogr., 118, 127-148
5. ↑ Peterson, RC & McMullan, RK (1986). Sillimaniitin neutronidiffraktiotutkimukset. Kohteessa. Min., Osa 71, s. 742-745
6. ^ Raman-spektroskopian tietokanta - Sillimanite
7. ↑ Spear, FS, Kohn, MJ ja Cheney, JT, 1999, PT-polut anatektisista peliteistä: Contributions to Mineralogy and Petrology, v. 134, s. 17-32, doi: 10.1007 / s004100050466 . Sisältää tietoja aluminosilikaattikolmipisteen sijainnista.
8. ↑ Wildlife Institute of India: Taulukko 2.2: Mineraalit Meghalayasta ja Kuva 2.3: Mineraalikartta Meghalayasta julkaisussa: Meghalayan osavaltion biologista monimuotoisuutta koskeva strategia ja toimintasuunnitelma (2016-2026; luonnos). Ympäristöministeriö Metsä- ja ilmastomuutos, Intian hallitus 2017 (englanti, ilman sivunumeroita; täällä PDF-sivut 28/29; kokoteksti: PDF: 15,4 Mt, 350 sivua osoitteessa megbiodiversity.nic.in); Lainaus: "Sonapaharin sillimaniittialue Länsi-Khasi Hillsin alueella on ainoa alue osavaltiossa [Meghalaya], jossa löytyy massiivisen sillimaniittimineraalin linssikappaleita. 55 MT: n kokonaisvaranto (GSI, 2009), mikä on noin 95% Intian kokonaisvarannosta. "
9. ↑ realgems.org - sillimanite (edustaa erilaisia karkeita ja viistettyjä kiviä)

kirjallisuus

• Petr Korbel, Milan Novák: Mineraalien tietosanakirja . Nebel Verlag GmbH, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0 , s. 201 . 
• Martin Okrusch, Siegfried Matthes: Mineralogy: Johdatus erityiseen mineralogiaan, petrologiaan ja talletustieteeseen . 7. painos. Springer Verlag, Berliini, Heidelberg, New York 2005, ISBN 3-540-23812-3 , s. 84 . 
• Walter Schumann: Jalokivet ja jalokivet. Kaikki lajit ja lajikkeet maailmassa. 1600 ainutlaatuista kappaletta . 13. tarkistettu ja laajennettu painos. BLV Verlags GmbH, München ja muut 2002, ISBN 3-405-16332-3 , s. 234 . 

nettilinkit

• Mineraaliatlas: Sillimanite (Wiki)