Циркелит

Циркели́т (CaZrTi2O7) — минерал класса окислов, группы циркелита, назван по имени немецкого петрографа Фердинанда Циркеля.

Циркелит
Формула CaZrTi2O7
Молекулярная масса 382,76
Год открытия 1895
Статус IMA Утверждён
Систематика по IMA (Mills et al., 2009)
Класс Окислы и гидроокислы
Надгруппа Надгруппа пирохлора
Группа Группа циркелита
Физические свойства
Цвет Черный, смоляно-черный, бурый, темно-бурый, иногда светло-бурый
Цвет черты Буровато-желтая, шоколадно-коричневая
Блеск Металловидный, смоляной, иногда алмазный до жирного
Твёрдость 5,5—6
Микротвёрдость 760—880 кГ/мм2
Спайность Нет
Излом Раковистый до полураковистого, неровного
Кристаллографические свойства
Сингония Моноклинная
Параметры ячейки a0 = 1,258 нм; b0 = 0,727 нм; c0 = 1,144 нм
Отношение осей a0 : b0 : c0 = 1,730 : 1 : 1,573
Число формульных единиц (Z) 8
Оптические свойства
Оптический тип Изотропный
Оптический рельеф Умеренный

Синонимы: блэкеит, цирконолит.

Свойства минералов

Структура и морфология кристаллов

Рентгено-аморфный, полностью или частично метамиктный. Кристаллические строение восстанавливается нагреванием минерала при 1200 °C.

Моноклинная сингония (псевдотригональный и псевдокубический). Параметры ячейки: для прокаленного минерала a0 = 1,258 нм; b0 = 0,727 нм; c0 = 1,144 нм; β = 100°34′; a0 : b0 : c0 = 1,730 : 1 : 1,573. Для искусственного CaZrTi2O7 a0 = 1,243 нм; b0 = 0,726 нм; c0 = 1,137 нм; β = 100°31′; a0 : b0 : c0 = 1,712 : 1 : 1,566. В обоих случаях число формульных единиц в ячейке Z = 8. По параметрам решетка очень близка к тригональной.

Для псевдогексагональной ячейки ah = 0,727 нм; ch = 0,844 нм, ah : ch = 1 : 1,161; число формульных единиц в ячейке Z = 3; a crh = 0,505 нм, α = 92°; число формульных единиц Z = 1.

У некоторых непрокаленных циркелитов обнаруживается несколько слабых линий отвечающих интенсивным отражениям (111, 220, 311) кубической структуры с a0 = 0,51 нм. Непрокаленные циркелиты также иногда обнаруживают ясную симметрию 3m. После нагревания до 800°С минерал дает дифракционную картину, свойственную неупорядоченной кубической фазе с a0 = 0,503—0,507 нм, близкой к структурному типу флюорита-церианита. После прокаливания до 1100—1200 °С минерал даёт рентгенограмму, аналогичную рентгенограмме моноклинного искусственного CaZrTi2O7. Переход от кубической фазы к моноклинной совершается более и менее постепенно. Структура наследует основные черты гранецентрированного кубического мотива CaF2—CeO2, является её производной, но с заметным искажением. Псевдосимметрия 3m установлена вдоль перпендикуляра к моноклинной ячейке. Направление деформации кубической F-решетки составляет небольшой угол с осью третьего порядка исходного куба. Большое количество слабых отражений на дифрактограмме искусственного CaZrTi2O7 говорит о высокой степени упорядоченности атомов в кристаллической структуре.

На основе гониометрических данных невозможно установить моноклинную сингонию минерала. Морфологически кристаллы воспринимаются как тригональные с отношением осей a : c = 1 : 1,1647.[1]

Физические свойства

Спайности нет, отмечалась отдельность по (001). Излом раковистый до полураковистого, неровного. Твёрдость по шкале Мооса 5,5—6. Микротвёрдость 760—880 кГ/мм2. Хрупок. Удельный вес 4,02—5,2 г/см3. Цвет чёрный, смоляно-чёрный, бурый, тёмно-бурый, иногда светло-бурый. В очень тонких осколках просвечивает тёмно-коричневым цветом. Черта буровато-жёлтая, шоколадно-коричневая, темнее у разностей, обогащённых ураном. Порошок буровато-чёрный. Блеск металловидный, смоляной, иногда алмазный до жирного. Слабо магнитен.[2]

Микроскопические характеристики

В шлифах в проходящем свете цвет красновато-бурый, густо-красный, иногда жёлтый или коричневый, окраска неоднородна. Изотропен. Коэффициент преломления n = 2,06—2,28. Искусственный CaZrTi2O7 двуосный; коэффициенты преломления ng около 2,30, nm около 2,27, np около 2,23; разность ng − np = 0,07; 2V = 80—85°С. В шлифах в отражённом свете светло-серый. Изотропен. Отражающая способность 12,5 %.[2]

Химический состав

CaO — 16,54 %; ZrO2 — 36,34 %; TiO2 — 47,12 % по массе. Состав циркелитов довольно сильно колеблется; основное различие состоит в содержании Nb, Th и U. Широко проявляются изоморфные замещения (Ca на редкоземельные элементы и U; Ti на Nb, Fe др.). Содержит непостоянное количество воды, более высокое у метамиктных разностей.

В циркелите из Себльяврского массива и Африканды установлено 0,25—0,83 % HfO2, из Ловозерского массива 0,9 % HfO2. Разлагается в плавиковой кислоте, при нагревании — в соляной, серная кислота и едких щелочах. Перед паяльной трубкой оплавляются лишь края тонких осколков.[3]

Нахождение

Встречается в виде неправильных или изометрических выделений, зерен, сростков кристаллов, редко отдельных мелких кристаллов.

Характерный минерал карбонатитов; обнаружен почти во всех детально изученных карбонатитах различных районов. Установлен впервые в якупирангитах и магнетитовых пироксенитах Жакупиранги (Бразилия) совместно с бадделеитом и перовскитом.

В России встречен в ряде мест на Кольском полуострове. В центральной части пироксенитового массива Африканда содержится в метасоматической кальцито-пироксено-амфиболовой породе с перовскитом и титанитом; основная масса выделений циркелита приурочена к скоплениям перовскита и кальцита. В апатито-форстерито-магнетитовых и других породах Вуориярвинского и Ковдорского массивов циркелит в виде мелких шестиугольных пластинок и кристаллических сростков образует включения в зернах карбоната и апатита в ассоциации с бадделеитом, цирконом, пирохлором, форстеритом, магнетитом, апатитом, кальцитом. В доломито-флогоштовых породах Себльяврского массива циркелит, образующий редкую вкрапленность, тесно ассоциируется с флогопитом, титаномагнетитом, апатитом и бадделеитом; в участках, обогащенных апатитом, он обнаруживается в виде таблитчатых кристаллов и зерен в ассоциации с пирохлором.

В диопсидо-кальцитовых карбонатитах Восточных Саян циркелит обнаружен с уранпирохлором и бадделеитом, а также с форстеритом, в пироксенитах Алдана — вместе с апатитом и ильменитом.

В Ловозерском массиве на горе Куйвчорр циркелит с пироксеном и биотитом образует прожилки в меланократовой щелочной породе; на горе Пункаруайв акцессорный циркелит отмечен в фенитах зоны контакта гранито-гнейсов с нефелиновым сиенитом.

Найден в россыпях на Шри-Ланке в провинции Сабарагамува в ассоциации с цирконом, корундом, турмалином, шпинелью и редкоземельными минералами. В карбонатитах циркелит в гипогенных условиях замещается гатчеттолитом, вплоть до образования полных псевдоморфоз. Проявляется также замещение циркелита агрегатом циркона, ильменита и гатчеттолита.[4]

Искусственное получение

CaZrTi2O7 получен в результате спекания стехиометрических количеств соответствующих окислов и последующего отжига при 1450 °C в течение 45 часов.[5]

Примечания
  1. Чухров Ф. В., 1967, с. 182—183.
  2. Чухров Ф. В., 1967, с. 184.
  3. Чухров Ф. В., 1967, с. 184, 186.
  4. Чухров Ф. В., 1967, с. 186—187.
  5. Чухров Ф. В., 1967, с. 187.

Литература
  1. Чухров Ф. В., Бонштедт-Куплетская Э. М. Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы. — Москва: Наука, 1967. — 676 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.