BIOPYRIBOL

22 Trong tự nhiên tourmalin biến đổi thành muscovit, biotit hay lepidolit, mica, hoặc chlorit và kookcit LiAl 4 (Si,Al) 4 O 10 (OH) 8. Giá trị chiết suất, lưỡng chiết suất và trọng lượng riêng tăng tỉ lệ thuận với lượng (Fe 2 + Fe 3+ + Mn + Ti). Tính đa sắc thay đổi với cường độ lớn, nhưng rất mạnh ở tourmalin chứa sắt. Khả năng hấp phụ ánh sáng luôn luôn phân biệt; theo n o lớn hơn theo n e , kết quả là hấp phụ tối đa xảy đến khi trục z nằm vuông góc với phương dao động trong Nicol phân cực. Đối với schorl tia thường có tốc độ xuyên thâu vượt ≤ 10%. 6.5. BIOPYRIBOL Danh từ này phản ánh sự liên quan về hoá học tinh thể giữa silicat lớp (với BIOtit là tiêu biểu), silicat chuỗi (với PYRoxen) và silicat chuỗi kép (với amphiBOL). Mica, pyroxen và amphibol có thể là những nhóm khoáng vật liên quan nhau về mặt hoá học tinh thể (Thompson, 1978, 1981). 6.5.1. Tương quan hóa học tinh thể mica–pyroxen–amphibol Từ pyroxen sang amphibol rồi đến mica có thể là sự chuyển hoá liên tục, kết quả của trình tự trùng hợp nhóm chức chuỗi đơn sang chuỗi kép 2, chuỗi kép 3,… và sau chót là “chuỗi kép” ∞. Không những thế, amphibol có thể xem như được dựng nên từ những modul của pyroxen và của mica. Quan hệ cấu trúc giữa ba nhóm khoáng vật biểu diễn trên hình 6.10. Có thể nói, cấu trúc của amphibol dựng nên từ những giải băng tứ diện–bát diện–tứ diện v ới mặt cắt ngang hình chữ I. Phần giữa của giải băng amphibol tương đồng với modul mica về cấu trúc, vách hai biên của nó dựng nên từ cấu trúc của modul pyroxen. Có thể nhận thấy rằng một vài vị trí tinh thể học trong amphibol như vị trí A lấy từ modul mica và vị trí M4 lấy từ M2 của modul pyroxen. Chúng là A vị trí của nguyên tử kiềm, M (tức là M1, M3 và M4) của nguyên tử kim loại khác và T vị trí tứ diện của Si. Bả y vị trí cation của amphibol có thể coi như xuất phát từ modul mica (A, M3, M1, T1) và từ modul pyroxen (M4, M2 và T2). Vị trí M4 và M2 của amphibol lần lượt ứng với M2 và M1 của pyroxen, M3 và M1 của amphibol ứng với M1 và M2 của mica. Bảng 6.6 cho thấy bảy công thức của amphibol; chúng là sản phẩm kết hợp của pyroxen và mica. Không phải tất cả các dạng giả định ấy đều là những khoáng vật bền vững. Bảng 6.5 Đối chiếu các vị trí tinh thể học trong pyroxen, amphibol và mica Khoáng vật Các vị trí Pyroxen – M2 – – M1 – T O – Amphibol A M4 M3 M1 M2 T1 T2 O (OH) Mica A – M1 M2 – T – O (OH) Phối trí 12 6-8 6 6 6 4 4 K Na Mn Mn Al Al Si OH Na Ca Fe 2+ Fe 2+ Ti Si Al F Ca Mn Mg Mg Fe 3+ Cl Cation xếp vào từng vị trí thích hợp Fe 2+ Al Al Mg Mg Ti Ti Fe 2+ 23 Bảng 6.6 Quan hệ mica−pyroxen−amphibol 2Pyroxen + Mica = Amphibol 2CaMgSi 2 O 6 + Diopsit Mg 3 Si 4 O 10 (OH) = Talc Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 Tremolit 2MgMgSi 2 O 6 + Enstatit Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 = Talc Mg 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 Anthophillit 2NaAlSi 2 O 6 + Jadeit Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 = Talc Na 2 Mg 3 Al 2 Si 8 O 22 (OH) 2 Glaucophan 2NaFeSi 2 O 6 + Acmit Fe 3 Si 4 O 10 (OH) 2 = Fe-Talc Na 2 Fe 3 Fe 2 Si 8 O 22 (OH) 2 Riebeckit 2CaMgSi 2 O 6 + Diopsit KMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 = Phlogopit KCa 2 Mg 5 AlSi 7 O 22 (OH) 2 K-edenit 2CaMgSi 2 O 6 + Diopsit NaMg 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2 = Na-Phlogopit NaCa 2 Mg 5 AlSi 7 O 22 (OH) 2 Edenit 2CaAlAlSiO 6 + Ca-tschermak Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 = Talc Ca 2 Mg 3 Al 2 Al 2 Si 6 O 22 (OH) 2 Tschermakit Có thể thấy, trong bảng 6.5 cation xếp theo mức độ thích hợp với từng vị trí tinh thể học của biopyribol. Các vị trí M4, M2 và T2 trong amphibol có các tập hợp rất giống như của các vị trí tương đương M2, M1 và T trong pyroxen. Cũng có thể nói như vậy về các vị trí A, M3, M1 và T1 của amphibol và A, M1, M2 và T của mica. Một số trường hợp đặc biệt: ví dụ, M1và M2 trong mica chứa Al VI , trong khi nhôm phối trí sáu này lại tập trung tại M2 của amphibol và M1 của pyroxen. Calci không bao giờ nằm trong vị trí kiềm (A) của amphibol, nhưng một số mica như margarit và xanthophyllit lại chứa calci trong A. Vectơ thay thế tschermak Al VI Al IV Mg –1 Si –1 bao quát vị trí M2 phối trí sáu trong amphibol và M1 trong pyroxen cũng như các vị trí tứ diện. Vectơ này có một trường hợp đặc biệt là Al VI cũng có thể chiếm các vị trí M1 và M2 của mica, M3 và M1 trong amphibol. Vectơ trao đổi plagioclas NaSiCa –1 Al –1 gồm việc thay thế của Na cho Ca tại M4 của amphibol hay M1 của pyroxen và sự thay thế trong vị trí tứ diện của Si cho Al. Mica là trường hợp đặc biệt ở đây; vì sự thay thế này xảy ra trong vị trí A của mica (chúng không có vị trí tương đương với M4 của amphibol). FeMg −1 và FeMn −1 là những vectơ trao đổi có trong tất cả các vị trí bát diện M của biopyribol. Tuy nhiên, cation không thể thích hợp như nhau đối với từng vị trí, bởi vì không phải tất cả các vị trí đều có kích thước như nhau. 24 Hình 6.10 Sơ đồ cấu trúc tinh thể chiếu dọc trục c của (a) pyroxen, (b) amphibol và dọc trục b của (c) mica cho thấy những nét tương đồng Có thể coi cấu trúc của amphibol dựng lên từ modul pyroxen và modul mica. Từ góc nhìn hoá học tinh thể, vị trí M4 và M2 của amphibol tương ứng M2 và M1 của pyroxen, M1, M3 và A của amphibol lần lượt tương ứng M1, M2 và A của mica. Px = pyroxen, T = tứ diện, B = bát diện. Về tương quan kích thước thì các vị trí xếp theo thứ tự như sau: trong amphibol M4 > M3 = M1 > M2; trong pyroxen M2 > M1 và trong mica M1 = M2. Còn cation thì xếp theo thứ tự giảm bán kính ion: Ca > Mn > Fe 2+ >Mg. Cho nên Ca, Mn và Fe thích hợp với vị trí M4 của amphibol và M2 của pyroxen; còn Mg thì thích hợp với M2 amphibol và M1 pyroxen. Từ góc độ địa chất, silicat lớp có tầm quan trọng lớn, trong đó mica là thành phần chính của đá phiến và đá magma. Hình thành ở nhiệt độ thấp hơn so với pyroxen và amphibol, chúng thường sinh ra do kết quả của phản ứng thay thế khoáng vật thuộc hai lớp sinh sớm ấy bằng biến đổi nhiệt dịch. Chẳng hạn, talc là sản ph ẩm của sự thay thế trực tiếp từ pyroxen thoi dọc khe nứt mà Veblen D.R. và Buseck P.R. (năm 1981) đã quan sát được dưới kính hiển vi điện tử phân giải cao. Đây là quá trình biến đổi phức tạp về mặt hoá học và tinh thể học. Nhiều sản phẩm trung gian của quá trình này đã phát hiện được mới đây. Chúng là kết quả của hydrat hoá trên các silicat chuỗi enstatit và anthophillit. 25 6.5.2. Một số khoáng vật biopyribol Hình 6.11 a) Sơ đồ chuỗi đơn và chuỗi kép (mặt cắt ngang) của pyroxen, amphibol và biopyribol; b) Sơ đồ chỉ hướng của các phản ứng giả định nhằm biến đổi pyroxen thành silicat lớp. Các chữ số chỉ chuỗi kép: kép “2” trong amphibol, kép “3” trong biopyribol, do các chuỗi đơn “1” của pyroxen trùng hợp nên. Từ đó suy ra sự trùng hợp cao nhất của“∞” chuỗi đơn, với sản phẩm là silicat lớp (theo Veblen D.R. và Buseek P.R., 1981) Năm 1977, Veblen D.R. đã bắt gặp những pha rắn mới, mang tên chung biopyribol. Hai trong số pha rắn mới tìm được có cấu trúc đặc trưng (hình 6.11,a) của nhóm chức chuỗi kép ba (do sự trùng hợp của 3 chuỗi đơn) là: jimthomsonit (Mg,Fe) 10 Si 12 O 32 (OH 4 ) và chuỗi kép phức hợp xen kẽ giữa chuỗi kép 2 và chuỗi kép 3 là: chesterit (Mg,Fe) 17 Si 20 O 54 (OH) 6 Những phát hiện sau đó (1983) của cùng tác giả cho thấy sự có mặt của chuỗi kép bốn trong một sản phẩm cùng loại. Chúng xuất hiện ở giai đoạn chuyển tiếp của sự phát triển cấu trúc tinh thể từ silicat chuỗi, tức là pyroxen (khoáng vật nhiệt độ cao, không chứa nước) sang silicat lớp, tức là mica (khoáng vật nhiệt độ thấp, chứa nước) theo sơ đồ trên hình 6.11,b. Dưới kính hiển vi đi ện tử, các tác giả còn cho thấy biopyribol với cấu trúc mạch kép ba nằm giữa một bên là thể sót (chưa bị biến đổi) của augit với bên kia là talc. Vậy, biopyribol là sản phẩm trung gian trong loạt phản ứng : pyroxen → silicat mạch kép ba → talc. 6.6. PYROXEN 26 Enstatit (+) Hệ trực thoi Diopsit (+) Hệ một nghiêng Np 1,650 – 1,768 1,664 – 1,732 Nm 1,653 – 1,770 1,672 – 1,730 Ng 1,658 – 1,788 1,694 – 1,755 Ng – Np 0,007 – 0,020 0,031 – 0,024 2V 125 – 53 – 125° 50 – 62° Định hướng Np = y; Nm=y; Ng : z = 38–48° Mặt trục quang (100) (010) Ô mạng cơ sở a =18,22–18,43Å a = 9,75 – 9,85Å b = 8,81 – 9,08Å b = 8,90 – 9,0Å c = 5,17– 5,24Å c = ~5,3Å β = 104,8 – 105,8° Z = 16 Z = 4 Nhóm không gian P b c a C 2 / c d hkl , Å 3,17(10);2,94(4);2,87(9); 3,23(8);2,98(10);2,94(7); 2,53(4); 2,49(5) 2,53(4);1,748(4) Inosilicat bao gồm pyroxen với nhóm chức chuỗi đơn và amphibol với nhóm chức chuỗi kép. Giữa chúng có nhiều điểm tương đồng. Hầu hết khoáng vật của chúng đều thuộc hệ một nghiêng, nhưng cả hai đều có những khoáng vật trực thoi. Thông số mạng c dọc chuỗi đơn hay chuỗi kép đều có độ lớn khoảng 5,2Å. Thông số b của chúng cũng gần như nhau. Duy thông số a thì amphibol có nhóm chức chuỗi kép nên a có độ dài lớn gấp đôi so với a của pyroxen. Hai bên đều có những cation cùng loại trong thành phần. Nhưng nhóm hydroxil (OH) chỉ có mặt trong amphibol. Mặc dù các khoáng vật của hai phía có biểu hiện như nhau về màu sắc, về ánh, về độ cứng; nhưng nhóm (OH) trong amphibol đã làm cho tỉ trọng và chiết suất của chúng thấp hơn so với của pyroxen. Tinh thể của chúng có dạng quen kéo dài dọc theo hướng củ a chuỗi. Tuy vậy, lăng trụ của pyroxen thường ngắn, dạng thỏi. Tinh thể của amphibol là lăng trụ dài, hình kim. Mặt cát khai theo {110} phân biệt rõ rệt về giá trị góc có thể liên quan trực tiếp đến mặt cắt ngang của cấu trúc chuỗi. Thành phần hoá học của pyroxen có thể biểu thị bằng công thức tổng quát XYZ 2 O 6 , cation X nằm trong vị trí tinh thể học M2; Y trong vị trí M1 (riêng Fe 2+ tập trung trong vị trí tinh thể học M2 của pyroxen trực thoi Pbca); Z chỉ Si 4+ nằm trong tâm các tứ diện của chuỗi. Có thể thấy rằng cation X thường lớn hơn cation Y, tương ứng với kích thước của các vị trí M2 và M1. Cấu trúc pyroxen dựa trên nhóm chức chuỗi đơn Si 2 O 6 kéo dài theo trục c. Trong pyroxen thoi, bát diện M1 biến dạng nhiều hơn so với bát diện M2. 6.6.1. Cấu trúc tinh thể Cấu trúc pyroxen dựa trên nhóm chức chuỗi đơn Si 2 O 6 kéo dài theo trục z (xem lại hình 4.24 và 4.38), do tứ diện silic–oxy gắn với nhau tại hai đỉnh. Chu kì tuần hoàn dọc chiều dài của chuỗi ứng với hai tứ diện và bằng khoảng 5,2Å. Giá trị này là thông số c của ô mạng cơ sở. Các chuỗi ghép với nhau nhờ lớp cation X và Y: X gắn chúng với nhau ở phía đáy tứ diện 27 (1/3 oxy dư –1), Y gắn chúng ở phía đỉnh với mỗi oxy điện tích dư –1 (xem các hình 6.10,a và 6.11,a). So sánh thông số mạng của diopsit một nghiêng và enstatit trực thoi (xem bảng trên), có thể thấy chúng tương đồng về các thông số b và c, còn a (của pyroxen trực thoi) thì gần bằng 2asin β (một nghiêng). Hình 6.12 Sơ đồ cấu trúc pyroxen một nghiêng chiếu trên mặt vuông góc trục c (a) Cát khai dọc lăng trụ trực thoi liên quan tới chuỗi Si-O với mặt cắt ngang dạng chữ I (b) Trong pyroxen một nghiêng (hình 4.24, 6.11), vị trí M2 là đa diện không đều đặn của số phối trí 8 (theo Prewitt C.T. và Burnham C.W., 1966). Chính nơi đây, các tứ diện hướng mặt đáy đã trung hoà 2/3 điện tích của chúng lại với nhau, cạnh đó là các cation điện tích thấp của M 2 ; liên kết yếu đã biến nơi đây thành khâu giác chứa sơ đồ miền gián đoạn Dễ tách giãn của cấu trúc chuỗi. Trên thang độ nguyên tử, mặt cát khai lượn sóng, lách giữa các chuỗi Si−O và cắt qua các mối liên kết của vị trí M2. Hình 6.13 Các vectơ trao đổi cho thấy những liên quan về thành phần hoá học giữa các pyroxen trong tứ giác enstatit–ferosillit–hedenbergit–diopsit với nhau và với các pyroxen nhôm Pyroxen có thể chia thành một số nhóm, phổ biến nhất trong số đó thể hiện trên phần tứ giác Di–Hd–Fs–En của hệ trên hình 6.13. Phần tứ giác này bao gồm các thành phần của dãy đồng hình phổ biến là: diopsit CaMgSi 2 O 6 –CaFeSi 2 O 6 hedenbergit thuộc hệ một nghiêng và 28 enstatit MgSiO 3 – FeSiO 3 ferrosillit thuộc hệ trực thoi enstatit. Về mặt danh pháp, trước đây thành phần trung gian của dãy đã từng có tên; như bronzit và hipersthen là các thành phần của dãy trực thoi, salit và ferosalit là của dãy một nghiêng. Điều này trái với quy định của danh pháp hiện đại (theo Morimoto et al., 1988). Ngoài tên của các pha đầu-cuối như trên hình đã dẫn, thành phần trung gian sẽ diễn đạt bằng phần trăm của khoáng vật gần hơn trong hai khoáng vật đầu và cuối dãy. Ví dụ, En 80 ấn định cho khoáng vật của dãy trực thoi hai cấu tử, nó có 80% phân tử enstatit và 20% phân tử ferrosillit trong thành phần. Tương tự, một pha trong dãy diopsit – hedenbergit có thể biểu thị bằng phần trăm phân tử, chẳng hạn Di 50 Hs 50 . Cần nói thêm rằng tứ giác Di–Hd–Fs–En chính là một phần của hệ ba cấu tử Wo (wolastonit)–En (enstatit)–Fs (ferosillit). Theo đó, diopsit hay hedenbergit (hai đỉnh Di và Hd của tứ giác vừa nói) có thành phần lần lượt là En 50 Wo 50 và Wo 50 Fs 50 (ứng với hai trung điểm hai cạnh của tam giác). Tương tự, Di 50 Hd 50 = Wo 50 En 25 Fs 25 và bất cứ thành phần nào tổng quát hơn nằm trong lòng tứ giác đều diễn đạt bằng phần trăm phân tử của hệ ba hợp phần. Augit liên quan chặt chẽ về thành phần với các thành viên của dãy Di–Hd, nhưng với một số thay thế, như Na thay cho Ca trong M2, Al cho Mg (hay Fe 2+ ) trong M1. Pigeonit có trường thành phần của các dung dịch Mg–Fe, nhưng với độ chứa Ca phần nào cao hơn so với dãy enstatit–ferosillit; thành phần Pgt tương ứng một phần của trường pyroxen trực thoi. Pyroxen chứa Na là aegirin NaFe 3+ Si 2 O 6 và jadeit NaAlSi 2 O 6 . Mỗi khoáng vật trong cặp ấy tạo với augit một dãy đồng hình: aegirin–augit và jadeit–augit. Omphacit là một trong những thành viên của dãy thứ hai. Spodumen LiAlSi 2 O 6 là pyroxen tương đối hiếm, tìm thấy trong pegmatit giàu liti. Các thay thế chính xảy ra trong pyroxen thể hiện bằng các vectơ: FeMg –1 , CaMg –1 , Al VI Al IV Mg –1 Si –1 (tschermak) Thay thế quan trọng ở áp suất cao là vectơ jadeit: NaAl VI Ca –1 Mg –1 Ba vectơ đầu thể hiện trên hình 6.13. Trao đổi Fe–Mg là của các cặp diopsit–hedenbergit và enstatit–ferosillit. Các vectơ CaMg –1 và CaFe –1 cho ra đời các đôi enstatit–diopsit và ferosillit–hedenbergit. Quan hệ pha trong tứ giác pyroxen có phần phức tạp, do vừa có miền solvus trong pyroxen vừa có biến đổi pha trong vùng nghèo calci của hệ. Vùng nhiệt độ thấp (hình 6.14) có miền gián đoạn ở giữa pyroxen trực thoi (Opx) và pyroxen một nghiêng (augit) và miền này trải rộng khắp tứ giác (hình 6.15,a). Giữa 800 và 900°C pigeonit trở nên bền vững trong hệ không có Mg (hình 6.15,b), bởi vì solvus co rút về phía vùng Mg–Ca. 29 Vectơ tschermak gặp trong cả pyroxen Fe–Mg lẫn pyroxen calci, làm xuất hiện các công thức đầu cuối FeAlAlSiO 6 , MgAlAlSiO 6 và CaAlAlSiO 6 ; lần lượt ứng với các trao đổi Fe 2+ Si ⇔ Al VI Al IV , MgSi ⇔ Al VI Al IV và CaSi ⇔ Al VI Al IV . Những thay thế này chỉ xảy ra trong phạm vi hạn hẹp của pyroxen biến chất. Trở lại với cơ chế thay thế chính của pyroxen, có thể nhận xét rằng Fe 2+ có thể thay thế Mg 2+ trong mọi tỉ lệ cho đến gần 90% FeSiO 3 . Tuy vậy, trong các pyroxen trực thoi phổ biến tỉ lệ Fe : Mg hiếm khi vượt 1 : 1. Enstatit tinh khiết chứa 40,0% MgO và 60,0% SiO 2 . Pyroxen trực thoi chứa không quá 1,5% CaO. Ferrosillit FeSiO 3 tinh khiết hiếm gặp trong tự nhiên; bởi vì trong các khoảng nhiệt độ và áp suất quan sát được chính tổ hợp fayalit + thạch anh với thành phần tương đương tức là Fe 2 SiO 4 + SiO 2 (= 2FeSiO 3 ) là pha bền vững hơn. Trong số pyroxen một nghiêng, các pha của dãy clinoenstatit – clinoferrosillit với cùng thành phần MgSiO 3 – FeSiO 3 , nhưng kém bền vững hơn và bền vững ở nhiệt độ cao hơn, do đó ít phổ biến hơn, so với các pha tương ứng của orthopyroxen. Miền gián đoạn và miền mọc xen. Trong pyroxen miền gián đoạn rộng lớn giữa augit và pyroxen trực thoi (không phải là solvus, vì hai pha này không đồng cấu trúc; solvus thực sự chỉ có ở augit và pigeonit) tồn tại dọc các vectơ CaMg –1 và CaFe –1 trong pyroxen, như hình 6.12 giới thiệu. Biểu đồ T–X (hình 6.14) cho thấy phạm vi của miền gián đoạn 30 trong một hệ không có sắt. Hình 6.15 giới thiệu các mặt cắt đẳng nhiệt và đẳng áp của tứ giác pyroxen. Điều này mở ra trường cộng sinh ba pyroxen: augit, pigeonit và pyroxen trực thoi. Nhiệt độ tăng, solvus tiếp tục co rút về vùng Mg–Ca, cho đến khi pigeonit trở nên bền vững trong hệ không có sắt ở nhiệt độ khoảng 1300°C (hình 6.15,c). Giữa 950 và 1000°C pyroxen trực thoi biến thành protoenstatit (hình 6.14). Sự kết hợp giữa sự chuyển đổi cấu trúc (một nghiêng sang tr ực thoi) và vùng gián đoạn làm xuất hiện sự mọc xen rất phức tạp khi pyroxen nguội dần. Nhận xét: Calci hoà tan trong pyroxen trực thoi ít hơn hẳn so với sự hoà tan của Fe+Mg trong vị trí M2 của augit. Miền gián đoạn ở vùng giàu sắt thu hẹp hơn so với vùng giàu Mg, vì vectơ trao đổi CaMg −1 ít tác dụng hơn (và miền gián đoạn rộng hơn) so với vectơ CaFe −1 . Hình 6.16 giới thiệu quan hệ giữa pyroxen natri và pyroxen calci thông qua các vectơ thay thế jadeit NaAl VI Ca −1 Mg −1 và plagioclas NaSiCa −1 Al IV −1 . Có thể thấy, tam giác diopsit–hedenbergit–Ca-tschermak xuất hiện ở cả hai hình 6.13 và 6.16. Nói chung, jadeit là pyroxen tiêu biểu của vùng áp suất cao và đặc thù của đá phiến lam hay tướng eclogit. Omphacit là biến tướng của pyroxen, tức là thành phần trung gian giữa jadeit và diopsit–hedenbergit (hình 6.17). Nó là pha từng gặp trong tự nhiên, nằm giữa tremolit và glaucophan, tại miền gián đoạn dọc vectơ jadeit. Acmit NaFe 3+ Si 2 O 6 là pyroxen quan trọng khác. Nó liên quan với diopsit bằng sự trao đổi NaFe 3+ ⇔ CaMg và với jadeit bằng Fe 3+ ⇔ Al. Acmit là pyroxen phổ biến trong môi trường áp suất cao cũng như trong magma kiềm. Cần nhấn mạnh năng lực của vectơ trao đổi ở đây. Ví dụ, sự liên quan giữa dung dịch cứng của pyroxen và plagioclas, mà thoạt nhìn có thể chưa thấy. Nhưng từ hình 6.16, giữa Ca- tschermak và jadeit chính là vectơ trao đổi kiểu plagioclas. Như vậy, một thay đổi bất kì trong tỉ lệ tschermak/jadeit của pyroxen cũng có thể được phản ánh b ằng một thay đổi anorthit/albit của plagioclas trong cùng loại đá. 6.6.2. Đặc điểm hoá học Thành phần hoá học của pyroxen có thể biểu thị bằng công thức tổng quát XYZ 2 O 6 ; trong đó, X chỉ Na + , Ca 2+ , Mn 2+ , Fe 2+ , Mg 2+ và Li + trong vị trí tinh thể học M2; Y chỉ Mn 2+ , Fe 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , Cr 3+ và Ti 4+ trong vị trí M1; riêng Fe 2+ chỉ tập trung trong vị trí M2 của pyroxen trực thoi Pbca. Cation X thường lớn hơn cation Y. Z chỉ Si 4+ trong tứ diện của chuỗi. Pyroxen gồm các khoáng vật thuộc hệ trực thoi và hệ một nghiêng (ortho- và clinopyroxen). Pyroxen trực thoi chủ yếu thuộc loạt thành phần hoá học đơn giản: (Mg,Fe)SiO 3 ; khác hẳn với pyroxen một nghiêng có khoảng biến thiên rất lớn về thành phần hoá học. Pyroxen có thể chia thành ba phụ nhóm chính : Hình 6.17. Các vectơ trao đổi giữa pyroxen calci (diopsit) và pyroxen natri (jadeit và acmit) 31 – pyroxen magnesi-sắt: ở đây ngoài Mg và Fe, các cation khác chiếm chưa tới 10% các vị trí M1,M2; khoáng vật thuộc phụ nhóm này chủ yếu là các pyroxen trực thoi, hai phụ nhóm sau là các pyroxen một nghiêng; – pyroxen calci: calci chiếm hơn 2/3 vị trí M2; – pyroxen natri: natri chiếm vị trí M2, các cation như Al, Fe 3+ hay Cr chiếm M1, với các ví dụ lần lượt là jadeit, aegirin và kosmochlor. Ngoài ra, hai phụ nhóm nhỏ là pyroxen calci-natri, tiêu biểu là omphacid và aegirin-augit và pyroxen liti như spodumen. Các bảng 6.7 và 6.8 giới thiệu số liệu hoá phân tích của một số pyroxen trong và ngoài nước. Kết quả tính toán sau đó nhằm xác lập công thức hoá học cho mỗi khoáng vật. Những chỗ khuyết do Si bỏ lại trong vị trí T đã có ion Al IV lấp vào, bổ sung cho đủ hai vị trí tứ diện trên đơn vị công thức. Có thể thấy ở đây không ít dãy thay thế đồng hình. Dãy enstatit–ferrosillit chủ yếu là những metasilicat của magnesi và sắt hoá trị hai. Những cation khác như Al, Mn, Fe 3+ , Ca, Ti, Cr và Ni thường xuyên có mặt, nhưng trong hầu hết các (Mg,Fe)-pyroxen tất cả các thành tố này cộng lại không vượt quá 10% đương lượng gam. Chrom và nickel thường gặp trong enstatit giàu magnesi của đá metabasic và basic. Mangan với độ chứa cao thường giới hạn đến ferrosillit trong đá magma và các hệ tầng sắt biến chất trao đổi. Donpeacorit là Mn–pyroxen thoi có thành phần Mg 1,4 Mn 0,6 Si 2 O 6 và kanoit là thành viên của dãy clinoenstatit – clinoferrosillit chứa 31,2% thể tích của MnO. Độ chứa của nhôm có thể đạt 0,5 Al đơn vị công thức gặp trong enstatit của đá biến chất trình độ cao chủ yếu thuộc tướng granulit. Độ chứa của Ca thường nhỏ; giá trị cao nhất nằm trong công thức (Mg,Fe) 0,97 Ca 0,03 SiO 3 . Các khoáng vật diopsit và hedenbergit tạo dãy đồng hình hoàn toàn giữa CaMgSi 2 O 6 và CaFeSi 2 O 6 . Nhôm có mặt trong hầu hết các khoáng vật của dãy, nhưng sự trao đổi Si ⇔ Al thường chưa tới 10%. Trong một số diopsit lượng Fe 3+ không vượt quá 0,25 ion trên đơn vị công thức. Chrom thường xuyên có trong diopsit của đá basic và metabasic; diopsit chrom là khoáng vật chứa một lượng đáng kể NaCrSi 2 O 6 (kosmochlor) hay CaCrSi 2 O 6 . Độ chứa mangan thường thấp (chưa đến 0,25% trọng lượng MnO) trong thành viên giàu magnesi của dãy Di–Hd, nhưng khoáng vật giàu sắt của dãy có Mn nhiều hơn (hedenbergit chứa tới 4% trọng lượng MnO). . 25 6.5.2. Một số khoáng vật biopyribol Hình 6.11 a) Sơ đồ chuỗi đơn và chuỗi kép (mặt cắt ngang) của pyroxen, amphibol và biopyribol; b) Sơ đồ chỉ hướng. giả còn cho thấy biopyribol với cấu trúc mạch kép ba nằm giữa một bên là thể sót (chưa bị biến đổi) của augit với bên kia là talc. Vậy, biopyribol là sản