Kazalo:
Petrografi - Pengamatan Mineral Plagioklas, Piroksen, dan Hornblenda (Maj 2024)
Kristalna struktura
V skupino piroksen spadajo minerali, ki se tvorijo tako v orthorhombic kot v monoklinskih kristalnih sistemih. Orthorhombic pirokseni se imenujejo ortopirokseni, monoklinski pirokkseni pa klinopirokseni. Bistvena značilnost vseh piroksenskih struktur je povezava tetraedrov silicij-kisik (SiO 4) z deljenjem dveh od štirih vogalov, da tvorita neprekinjene verige. Verige, ki segajo v nedogled vzporedno s kristallografsko osjo, imajo sestavo (SiO 3) n (slika 1). Ponovna razdalja približno 5,3 Å po dolžini verige določa razdaljo enote celice. SiO 3verige so vezane na plast oktaedrsko usklajenih kationskih pasov, ki segajo tudi vzporedno s kaksi. Oktaedrska plast vsebuje dve različni kationski mesti, imenovani M1 in M2. Velikost in polnjenje kationov, ki zasedajo mesto M2, v glavnem določata strukturni tip pirokksena. Veliki, enojno ali dvojno nabiti kationi povzročijo diopsidno (monoklinično) strukturo, medtem ko majhni, enojno ali dvojno nabiti kationi vodijo do ustrezne (ortorhombične) strukture.
V večini piroksenov verige niso ravno ravne, kot je prikazano na sliki 1, ampak so zasukane ali upognjene, tako da je možno več kot ena vrsta verig. Diopsidne, jadeitne, avgitne, protoenstatitne in spodumene strukture so sestavljene samo iz ene vrste verig. Pigeonit, klinoenstatit in ompccit imajo dve simetrično ločeni vrsti tetraedrskih verig. Ortopirokseni imajo tudi dve različni vrsti tetraedrskih verig in oktaedrsko zaporedje zlaganja, kar vodi v podvojitev osi.
Reprezentativna pirokenska zgradba, ki ponazarja tetraedrsko in oktaedrsko verigo v jadeitu, je prikazana na sliki 2. Oktaedrski trakovi so sestavljeni iz M1 in M2 oktaedrov, vtkanih med dve nasprotno usmerjeni tetraedrski verigi. M1 mesta zasedajo manjši kationi, kot so magnezij, železo, aluminij in mangan, ki so usklajeni na šest atomov kisika in tvorijo navaden oktaedar. V monokliničnih piroksenih je mesto M2 velik nepravilen poliedron, ki ga zasedajo večji kalcijevi in natrijevi kationi, ki so v osemkratni koordinaciji. V ortorombičnih piroksenih z nizko vsebnostjo kalcija M2 vsebuje magnezij in železo, poliedr pa dobiva bolj pravilno oktaedrsko obliko. Kationski trak M1 je vezan na kisikove atome dveh nasprotno usmerjenih tetraedrskih verig. Skupaj tvorita trak tetraedrsko-oktaedrsko-tetraedrski (tot). Na sliki 3 je prikazana shematična projekcija strukture piroksena, ki je pravokotna na kaksi, in razmerje cepitve piroksena s trakovi tota ali I.
Pirokkseni v štirikotniku s sestavki v bližini spojine diopsid-hedenbergit obstajajo le v monoklinski obliki. Tisti z sestavki v bližini enstatit-orthoferrosilite pridružijo vsebuje manj kot približno 5 odstotkov Casio 3 lahko razdelimo v dva strukturna vrste, clinopyroxene ali orthopyroxene. Tisti, s približno 5-20 odstotkov CASIO 3 so monokliničnega pri visokih temperaturah (pigeonite) in invertnega do te ortorombični strukture pri nizkih temperaturah (enstatit). Tisti z manj kot 50 odstotkov FeSiO 3 lahko obstajajo kot clinoenstatite (monoklinsko) ali enstatit (ortorombični) polimorfnih struktur. Tisti z več kot 50-odstotnim FeSiO 3 so clinoferrosilite (monokliničnega) ali ferrosilite (Ortorombični) polimorfne strukture. Vsi pirokkseni zunaj štirikotnika imajo monoklinične pirokenske strukture, podobne strukturi diopsida.
Inverzijo visokotemperaturnih struktur v nizkotemperaturne strukture pogosto spremlja raztapljanje lamel bodisi ločene faze bogate s kalcijem ali magnezijem železom. Na primer, ko se visokotemperaturni monoklinski pigeonit počasi ohlaja, raztaplja kalcijeve ione, da tvorijo avgitne lamele in se obrnejo v ortorombicno strukturo enstatita. Posledično je prisotnost izločilnih lamel dokaz predhodne monoklinične strukture.
Fizične lastnosti
V ročnih vzorcih lahko piroksen običajno prepoznamo po naslednjih značilnostih: dve smeri cepitve, ki se sekata pod približno pravimi koti (približno 87 ° in 93 °), trmast prizmatični kristalni običaj s skoraj kvadratnimi preseki, pravokotnimi na smeri cepitve, in Mohsova trdota med 5 in 7. Vrednosti specifične teže piroksenov se gibljejo od približno 3,0 do 4,0. Za razliko od amfibolov pirokseni pri segrevanju v zaprti cevi ne puščajo vode. Značilno je, da so pirokkseni temno zelene do črne barve, vendar se lahko gibljejo od temno zelene do jabolčno-zelene in od lila do brezbarvne, odvisno od kemične sestave. Diopsid se giblje od bele do svetlo zelene barve, potem ko se vsebnost železa povečuje, potemni v barvi. Hedenbergit in avgit sta običajno črna. Pigeonite je zelenkasto rjava do črna. Jadeite (glej fotografijo) je bela do jabolčno-zelena do smaragdno zelena ali pikačasto bela in zelena. Aegirin (akmit) tvori dolge vitke prizmatične kristale, ki so rjave do zelene barve. Enstatit je rumenkast ali zelenkasto rjav in ima včasih submetalni bronast sijaj. Železo-bogati ferosilitni ortopirokseni segajo od rjave do črne barve. Spodumene so brezbarvne, bele, sive, roza, rumene ali zelene. Dve sorti draguljev sta jasno lilasto obarvan tip, imenovan kunzit, medtem ko je prozorna smaragdno-zelena vrsta znana kot skrivaj.
V tankih odsekih se monoklinični pirokkseni razlikujejo po dveh smereh cepitve pri približno 87 ° in 93 °, osemstranskih bazalnih presekih in svetlo rjavi ali zeleni barvi. Orthorhombični pirokkseni se od monoklinskih piroksenov razlikujejo po tem, da imajo vzporedno izumrtje.
Mikroskopsko kaže, da mnogi magnetni pirokkseni prikazujejo teksture raztapljanja tankih lamel enega piroksena v gostitelju z drugačno sestavo. Lamele se pojavljajo kot orientirani medrasti, ki prikazujejo vzporedne in teksture konjičkov. Te lamele nastanejo zaradi raztapljanja ločene pirokenske faze iz gostiteljskega zrna zaradi ponovnega ravnotežja subsolidusa (ki se pojavi, ko je mineral v trdnem stanju) med počasnim hlajenjem.
