MICA X2Y4–6Z8O20(OH,F)4

42 H 2 O+cation trao đổi Montmorillonit Vermiculit Gián đoạn Chlorit Chlorit H 2 O zeolit Paligorskit Sepiolit 6.8. MICA X2Y4–6Z8O20(OH,F)4 Nhóm khoáng vật mica rất đa dạng về mặt hoá học và vật lí học. Nhưng hết thảy chúng đều có tinh thể dạng tấm, có cát khai hoàn toàn theo {001} và đây là hệ quả của cấu trúc tinh thể dạng lớp. Trong số các mica phổ biến nhất, bốn khoáng vật sau có ý nghĩa kinh tế: muscovit, paragonit, phlogopit và lepidolit. 6.8.1. Cấu trúc tinh thể Đặc điểm cấu trúc cơ sở của mica là lớp TOT. Hai lá tứ diện biểu hiện trên hình 6.24. Bên trái, tất cả tứ diện đều hướng đỉnh lên, bên phải tứ diện hướng đỉnh xuống. Hai lá này xếp chồng, ghép với nhau bằng một lá cation phối trí bát diện, như thể hiện trên hình 6.25 và 6.26. Khi ghép thành lớp TOT, các lá T đều hướng đỉnh tứ diện vào trong, tập trung điện tích của nhóm chức cho lá O. Cấu trúc có thể coi như có lá O brucit Mg 3 (OH) 6 (trong phlogopit) hay gibbsit Al 2 (OH) 6 (trong muscovit). Bốn trong sáu ion (OH) của chúng thay bằng 4 oxy, chia đều cho hai lá T. Các ion (OH) còn lại nằm tại tâm các lục giác tạo bởi oxy đỉnh. Như vậy, mỗi lục giác liên quan với lục giác kế tiếp bởi phép quay 0º hay bội của 60º. Phép quay này kết hợp với bước chuyển a/3 do cation Y định đoạt (như trên đã nói), dựng lên cách sắp xếp nguyên tử trong các ô mạng kế tiếp nhau. Các lớp xếp lên nhau theo những trình tự khác nhau, khi trình tự ấy lặp lại đều đặn chúng sẽ tạo nên ô mạng cơ sở với một, hai, ba lớp hay nhiều hơn (hình 6.27). 43 Các trình tự phổ biến nhất là 1M (chu kì c gồm 1 lớp), 2M 1 , 2M 2 (chu kì c đều gồm 2 lớp) thuộc hệ một nghiêng, 3T với 3 lớp và đối xứng ba phương ٭ . Hình 6.27 cho thấy 1M và 2O (2 lớp, trực thoi) gồm bước chuyển theo một phương x, 2M 1 và 2M 2 theo hai phương x, 2T và 6H theo cả ba phương x. (Trong hệ sáu phương OX, OY và OU là các phương tương đương). Những sai khác so với các trật tự trên không phải không có trong tự nhiên. Trong các mica phổ biến như muscovit, phlogopit và biotit, cation phân bố không trật tự. Ví dụ, (Fe,Mg) trong vị trí bát diện và (Si,Al) trong tứ diện. Thông số mạng của mica chịu ảnh hưởng của sự thay thế ion: thông thường mica hai bát diện và ba bát diện phân biệt nhau bằng vị trí của hiệu ứng (060) trên biểu đồ nhiễu xạ tia X. Đối với hai loại mica trên, d 060 lần lượt bằng 1,50 và 1,53 – 1,55. Những cấu trúc mica mô tả trên là mô hình lí tưởng. Trong thực tế, các tứ diện Si–O gắn với nhau thành lá với ô tam giác kép, tức là với đối xứng ba phương (không phải sáu phương). Sai khác của lá tứ diện kéo theo sự biến dạng của lá bát ٭ Xem thêm 5.3.3. Đa dạng. 44 diện: khoảng cách giữa các oxy đỉnh phần nào kém phù hợp với kích thước của cạnh bát diện. Cấu trúc hai bát diện có nhiều sai hỏng hơn so với cấu trúc ba bát diện (xem dưới đây). Mọi vectơ thay thế có trong amphibol cũng gặp trong mica. Những vectơ chính là: KNa −1 Al VI Al IV Mg −1 Si --1 FeMg −1 NaAl IV  −1 Si −1 Muscovit và paragonit là những mica hai bát diện phổ biến nhất. Muscovit thường gặp trong đá phiến sét biến chất thấp và trung bình. Thay thế tschermak thường xảy ra trong cả hai mica, mặc dầu mica thay thế này thường mang tên phengit. Thông thường mica phengit chứa nhiều magnesi và silic, bởi vì thay thế phengit là MgSiAl −1 Al −1, ngược với thay thế tschermak. Hình 6.27 Sự dịch chuyển tương đối của lá tứ diện xếp chồng Các tứ diện hướng đỉnh vào nhau, nhưng không đối đỉnh. Chúng xê dịch tương đối a/3 theo một hay nhiều vectơ 6.8.2. Đặc điểm hoá học Thành phần hoá học của mica biểu thị bằng công thức tổng quát sau: 45 X 2 Y 4–6 Z 8 O 20 (OH,F) 4 trong đó, X là K, Na hay Ca, Ba, Rb, Cs, v.v…; Y là Al, Mg, hay Fe, Mn, Cr, Ti, Li, v.v…; Z là Si hay Al, Fe 3+ và Ti. Mica hai bát diện Bảng 6.11 Công thức hoá học gần đúng của mica X Y Z Mica Muscovit K 2 Al 4 Si 6 Al 2 phổ Paragonit Na 2 Al 4 Si 6 Al 2 biến Glauconit (K,Na) 1,2–2,0 (Fe,Mg,Al) 4 Si 7–7,6 Al 1,0–0,4 Mica giòn Margarit Ca 2 Al 4 Si 4 Al 4 Mica ba bát diện X Y Z Phlogopit K 2 (Mg,Fe 2+ ) 6 Si 6 Al 2 Mica Biotit K 2 (Mg,Fe,Al) 6 Si 6–5 Al 2–3 phổ biến Zinnwaldit K 2 (Fe,Li,Al) 6 Si 6–7 Al 2–1 Lepidolit K 2 (Li,Al) 5 - 6 Si 6–5 Al 2–3 Mica giòn Clintonit Ca 2 (Mg,Al) 6 Si 2–5 Al 5–3 Mica chia ra hai loạt: mica hai bát diện và mica ba bát diện với lượng cation trong vị trí Y tính trên đơn vị công thức lần lượt là 4 và 6 tuỳ hoá trị (+3 hay là +2). Mỗi loạt lại chia tiếp tuỳ bản chất của ion chính trong vị trí X. Trong mica phổ biến, X thường chứa K hay Na, nhưng trong cái gọi là “mica giòn” X thường có Ca. Mica còn được phân chia chi tiết hơn, dựa vào các thành phần trong X, Y và Z; điều này thể hiện bằng công thức gần đúng trong bảng 6.11. Đối với muscovit và paragonit, khi tỉ lệ Si/Al vượ t qua 6 : 2 thì điện tích dương dôi dư sẽ được cân bằng; bởi vì vị trí Y sẽ có sự thay thế tương ứng của cation hóa trị hai cho nhôm hóa trị ba. Phần lớn mica có đặc điểm là chứa nước trong thành phần; số liệu phân tích hóa cho thấy độ chứa này nằm trong khoảng 4 ÷ 5 % H 2 O + , ngoài những mica với độ chứa fluor cao (bảnh 6.12). Tính chất vật lí Các khoáng vật mica đều có quang dấu âm và Np gần vuông góc với mặt cát khai hoàn toàn (001). Lát mỏng vuông góc với mặt cát khai cho thấy dấu kéo dài dương. Hầu hết các mica đều là tinh thể hai trục quang; mica hai bát diện có giá trị góc 2V trung bình, mica ba bát diện có giá trị góc 2V nhỏ; số ít mica là tinh thể một trục quang rõ rệt. Trong mặt (001) của bản mica có lưỡng chiết suất rất yếu, nhưng trong mặt vuông góc với (001) thì giá trị này lớ n hơn. Mica màu có tính đa sắc mạnh và độ hấp phụ mạnh nhất là đối với sóng sáng dao động song song với mặt cát khai, trừ những biệt lệ hiếm hoi. Mica hai bát diện thường có mặt quang trục vuông góc với (010), một số khác (trừ vài ba biotit với loại cấu trúc 2M 1 ) có mặt quang trục song song với (010). Mọi mica đều bộc lộ song tinh (“luật song tinh mica”) với mặt phân cách {001} và trục song tinh [310]. Tinh thể hoàn thiện thường cho thấy các mặt {110} và do vậy chúng đều có mặt cắt ngang (// mặt cát khai) giả lục giác. 46 Bảng 6.12 Số liệu phân tích hoá của mica 1 2 3 4 5 6 SiO 2 48,42 49,50 40,95 38,32 34,73 49,76 TiO 2 0,87 0,08 0,82 2,89 2,83 0,22 Al 2 O 3 27,16 3,50 17,28 15,21 16,67 25,31 Fe 2 O 3 6,57 21,20 0,43 1,49 3,50 0,80 FeO 0,81 2,50 2,38 15,58 21,70 3,20 MnO 0,01 vết 0,22 1,21 0,42 MgO vết 4,90 22,95 13,17 5,95 0,09 CaO vết 1,16 0,00 0,74 0,00 0,05 Li 2 O – 4,35 Na 2 O 0,35 0,13 0,16 0,20 0,41 0,61 K 2 O 11,23 8,58 9,80 8,01 9,35 9,20 F vết 0,62 – 0,91 3,96 H 2 O + 4,31 5,69 4,23 4,04 3,01 2,81 H 2 O – 0,19 0,61 0,48 0,07 0,33 99,91 97,86 100,13 100,00 100,39 101,95 –O ≡ F 0,26 0,39 1,67 ∑ 99,91 97,86 99,87 100,00 100,00 100,28 Số ion tính trên 24 O(OH,F,Cl) Si 6,597 7,550 5,724 5,677 5,499 6,641 Al 1,403 0,450 2,276 2,323 2,501 1,359 ∑ 8,000 8,000 8,000 8,000 8,000 8,000 Al 2,959 0,179 0,562 0,335 0,610 2,623 Ti 0,089 0,009 0,084 0,322 0,337 0,023 Fe 3+ 0.672 2,433 0,340 0,166 0,417 0,080 Fe 2+ 0,091 0,319 0,276 1,930 2,873 0,357 Mn – 0,001 – 0,028 0,162 0,047 Mg – 1,114 4,776 2,980 1,404 0,018 Li – – – – – 2,336 ∑ 3,811 4,055 6,038 5,761 5,803 5,484 Ca – – – 0,117 – 0.007 Na 0,092 0,038 0,034 0,057 0,126 0,157 K 1,952 1,670 1,746 1,514 1,889 1,567 ∑ 2,044 1,708 1,780 1,688 2,015 1,731 F – – 0,278 – 0,456 1,672 OH 3,916 4,000 3,946 4,000 3,179 2,503 ∑ 3,916 4,000 4,224 4,000 3,635 4,175 1. Muscovit, low-grade psammitic schist, Inverness-shire, Scotland, UK (Lambert, R.St.J., 1959, Trans. Roy. Soc.Edingburgh, 63, 553-88). 47 Glauconite, pellets in calcareous mudstone submarine continental shelf 31° 27 / N, 10° 24 / w 750 m (Buckley, H.A., Bevan, J. C., Brown, K.M. & Johnson, L.R. 1978, Min. Mag., 42, 373-82. Includes P 2 O 5 0,61, CO 2 0,59). Phlogopit, marble, New Zealand (Hutton, C.O., 1947, Trans. Roy. Soc. New Zealand, 76, 481-91. Includes BaO 0,03). Biotit, granulite facies gneiss, Warriup Hill, southern Western Australia (Stephenson, N. C. N., 1977, Lithos. 10,9-27. Includes P 2 O 5 0,13). Biotit, porphiritic biotit grannite. Dinkey Lakes, central Sierra Navada, Calafornia, USA (Dodge, F. C. W., Smith, V. C. & Mays, R.E., 1969, 10, 250-71. Includes Cl 0,05). Lepidolite in apjite dyke. Meldon. Devon. UK (Chaudhry, M. N. & Howie, R. A., 1973, Min. Mag., 39, 289-96. Includes Rb 2 O 0,67 Cs 2 O 0,17). Có thể định hướng cho bản mica bằng một tác động cơ học. Tại điểm va đập trên bản mica sẽ cho xuất hiện hình toả tia, các tia cách nhau 60°. Trong đó, một tia nổi bật song song với (010). Như vậy, mica M1 có mặt quang trục song song với một trong các tia; đối với mica 2M 1 , mặt quang trục chia đôi góc giữa các tia ấy. 6.8.2. Muscovit Hệ một nghiêng (−) K 2 Al 4 [Si 6 Al 2 O 20 ](OH,F) 4 Np = 1,552 – 1,576 Nm = 1,582 − 1,615 Ng = 1,587 − 1,618 2V = 28 − 47° Ng − Np = 0,036 – 0,049 Ô cơ sở a∼5,2Å; b∼9,0Å Loại 2M 1 : c∼20Å; β ∼ 93°; Z=2; N.K.G. C2/c Loại 1M : c∼10Å; β ∼101°; Z=1; N.K.G. C2/m Định hướng Np : z = 0 – 5°; Nm : x = 1 – 3°; MQT ⊥(010). d hkl , Å 9,95 (10); 3,37(10); 2,66 (8); 2,45 (8); 2,18 (8). Muscovit là một trong những mica phổ biến nhất và hình thành trong những môi trường địa chất đa dạng. Đặc điểm cách điện và cách nhiệt của nó làm cho muscovit trở thành vật liệu quan trọng cho công nghiệp. Tính cát khai hoàn toàn với các phiến bền chắc, tính thấu quang cao nhất trong các mica, thường bắt gặp dưới dạng bản khổ rộng, có độ chứa sắt tương đối thấp, không có sai hỏng cấu trúc và bao thể (trước hết là bao thể oxit sắt) làm nên giá trị kinh tế của những mica như muscovit và phlogopit. Đặc điểm cấu trúc Như đã mô tả ở trên, trong muscovit nguyên tử nhôm phân bố một cách ngẫu nhiên cùng với silic trong phối trí bốn, ở tỉ lệ Al : Si = 1 : 4. Nguyên tử kali chiếm hết vị trí với phối trí 12 giữa các lớp TOT; gắn kết các lớp này theo trình tự kiểu 2M 1 . Một số mẫu hạt mịn trong đá trầm tích và đa biến chất trình độ thấp có cấu trúc kiểu 1M và 1Md (độ trật tự thấp). Nguyên tử natri thế chỗ của kali làm giảm d 002 trong các hiệu ứng nhiễu xạ tia X; nhôm thay thế silic làm tăng hiệu ứng d 060. Đặc điểm hoá học 48 Muscovit có sự thay thế đồng hình của K bằng Na, Rb, Cs, Ca, Ba; của Al VI bằng Mg, Fe 2+ , Fe 3+ , Mn, Li, Cr, Ti,V và (OH) bằng F. (Si 6 Al 2 ) có thể biến thành (Si 7 Al) Muscovit hồng có thành phần gần như lí tưởng với độ chứa thấp của mangan và liti. Muscovit với độ chứa Fe 2 O 3 đáng kể đã từng được công bố (xem bảng 6.12, pt 1). Một số khác được biết tới với độ chứa FeO cao thường đi kèm với SiO 2. Hầu hết muscovit chứa dưới 1% MnO, nhưng với màu tía và xanh trời nó thường chứa trên 2% MnO. Crom chỉ ở dạng nguyên tố vết, nhưng muscovit crom là fuchsit chứa tới 6% Cr 2 O 3. Mica với hàm lượng liti cao là khoáng vật lepidolit; tuy nhiên, Li 2 O có tới 3,6% trong muscovit. Trong F-muscovit nhân tạo ion OH do F thay thế hết, nhưng khoáng vật F-muscovit thường chỉ chứa khoảng 0,6% fluor. Sericit là thuật ngữ chỉ mica trắng (muscovit và paragonit) hạt nhỏ. Thành phần hoá học của chúng không nhất thiết phải khác, nhưng chúng thường có độ chứa cao của SiO 2 , MgO, H 2 O và một ít K 2 O. Phengit là danh từ dùng để mô tả muscovit, mà trong đó Si : Al lớn hơn 3:1 và khi lượng Si tăng thường kèm theo hiện tượng Mg và Fe 2+ thay thế Al trong vị trí bát diện. Hydromuscovit có độ chứa H 2 O cao và K 2 O thấp; K + có thể bị thay bằng ion (H 3 O) + . Illit (xem 6.10. Khoáng vật sét) có thể là thuật ngữ thường áp dụng cho khoáng vật mica. Số liệu hoá phân tích cho thấy một số Al bị Si thế chân, làm tăng tỉ lệ Si : Al, kèm theo sự giảm kali. Các kết quả thực nghiệm trong hệ K 2 O−Al 2 O 3 −SiO 2 −H 2 O cho thấy các phản ứng: muscovit ⇔ sanidin + corindon + nước (1) muscovit + thạch anh ⇔ sanidin + Al 2 SiO 5 + nước (2) Phản ứng (2) xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn 30°C so với phản ứng (1). Mặc dầu phản ứng này có biểu hiện ở sự phân huỷ của muscovit trong tự nhiên, những phản ứng khác với sự tham gia của muscovit và sự hình thành feldspat cũng có thể xảy ra. Hơn nữa, sự thay thế đồng hình trong muscovit tự nhiên sẽ tạo những điều kiện rất khác nhau cho sự phân hu ỷ muscovit. Muscovit có thể bị phong hoá, qua illit và hydromuscovit, tới montmorillonit, và cuối cùng là kaolinit, với kali bớt đi và nước, silic thêm vào. Tính chất vật lí Muscovit có xu hướng chung là chỉ số khúc xạ tăng khi độ chứa sắt (đặc biệt sắt hoá trị ba) và mangan tăng và khi độ chứa nhôm giảm. Muscovit với hàm lượng Mg và Fe thấp nhất thường có giá trị 2V lớn nhất. Ví dụ muscovit màu hồng có chỉ số khúc xạ thấp hơn giá trị trung bình của muscovit, nhưng góc 2V đạt giá trị cao h ơn. Mặc dầu màu của muscovit hồng tương tự màu của lepidolit, nhưng không có tương quan nào giữa màu sắc và hàm lượng liti. Màu hồng trong hai mica này là do một lượng nhỏ của mangan gây ra, có thể mangan hoá trị ba, sự vượt trội của nó so với sắt hoá trị hai, và sự thiếu vắng của sắt hoá trị ba. Màu lục nhạt đỏ hay nâu của muscovit là nhờ hàm lượng thay đổi của sắt hoá trị hai và sắt hoá trị ba. Sự có mặt c ủa crom sinh màu lục; màu đa sắc của fuchsit như sau: Np< Nm < Ng lục, lục nhạt lục lục sẫm 49 Chỉ số khúc xạ của chúng tăng cùng với độ chứa của crom. Li-muscovit có chỉ số khúc xạ thấp, nhưng tính chất quang học của chúng chịu ảnh hưởng của sắt và mangan hơn là của liti. Chỉ số khúc xạ của phengit, illit và hydromuscovit cao hơn của muscovit bình thường bởi sự thay thế của silic cho nhôm phối trí bốn và của sắt hoá trị hai hay magnesi cho nhôm phối trí sáu. Hiện tượng mọc xen giữa muscovit và biotit không phải là không phổ biế n và trong hầu hết trường hợp mặt quang trục của chúng lệch nhau 60°. Độ cứng của muscovit thường là 2,5 đến 3, nhưng như vẫn thường thấy đối với các khoáng dạng lớp, độ cứng thay đổi theo hướng: từ 2,5 theo hướng song song (001) đến 4 theo hướng vuông góc. Dấu hiệu phân biệt Muscovit khác với phlogopit và biotit ở chỗ nó có mặt quang trục vuông góc với (010). Hướng [010] xác định bằng tác động va đập trên bả n mica (xem trên) và thẩm định bằng nhiễu xạ tia X. Biotit thường rất đậm màu. Muscovit thường có góc 2V lớn hơn của phlogopit, biotit và talc; điều này giúp phân biệt muscovit và talc. Lưỡng chiết suất của muscovit giúp phân biệt nó với kaolinit, chlorit và các silicat lớp khác. Riêng pyrophyllit có 2V lớn hơn. Biểu đồ nhiễu xạ tia X có thể dùng để phân biệt mica hai bát diện với mica ba bát diện và phân biệt các biến thể đa hình khác nhau của muscovit. 6.8.3. Phlogopit - biotit Hệ một nghiêng (−)K 2 (Mg,Fe 2+ ) 6–4 (Fe 3+ ,Al,Ti) 0–2 [Si 6–5 Al 2–3 O 20 ](OH,F) 4 Ô cơ sở a~5,3Å; b~9,2Å; c~10,3Å; β ~100°; Z = 1 Nhóm k.g. C2/m Định hướng Nm = y; Ng : x = 0 − 9°; MQS: (010) d hkl, Å Phlogopit: 10,13(10); 3,53(4); 3,36(10); 3,28(4); 2,62(10) Biotit: 10,1(10); 3,37(10); 2,66(8); 2,54(8); 2,18(8) Np, Nm, Ng 1,530–1,625; 1,557–1,696; 1,558–1,696 Ng – Np 0,028–0,08; 2V = 0–25° Biotit (và phlogopit) là những mica ba bát diện quan trọng. Mặc dầu phlogopit là danh từ cho thành phần của pha đầu – cuối giàu magnesi, giữa nó và biotit không có sự phân biệt rõ rệt. Khoáng vật tương tự giàu sắt là annit. Phlogopit và annit đều không có nhôm trong vị trí Y, nhưng trong hầu hết biotit tự nhiên đều có một lượng đáng kể Al thay cho (Mg,Fe); kèm theo đó là Al thay cho Si trong vị trí tứ diện để cân bằng hoá trị. Thay thế tschermak này dẫn đến khoáng vật giầu sắt: Siderophyllit K 2 Fe 4 Al 2 Si 4 Al 4 O 20 (OH) 4 và Eastonit K 2 Mg 4 Al 2 Si 4 Al 4 O 20 (OH) 4 Đặc điểm cấu trúc Trong cấu trúc của phlogopit và biotit, vị trí bát diện (về lí thuyết, chúng đều bị chiếm hết) bị bỏ trống từ 5,6 tới 6 tính trên đơn vị công thức. Phổ biến nhất là biến thể đa hình 1M, nhưng 2M và 3T cũng thường gặp. Cấu trúc 1Md có các lớp TOT sắp xếp kém. Sắt hoá trị hai và magnesi phân bố ngẫu nhiên trong khoang bát diện cỡ lớn. Silic và nhôm cũng không trật tự trong khoang t ứ diện. Sắt hoá trị ba là ion thường gặp nhất trong 50 khoang bát diện cỡ nhỏ. Cấu trúc của phlogopit giàu fluor thường chứa các vùng trật tự gần, ở đó Fe 2+ đi kèm OH và Mg với F. Do bát diện của sắt hoá trị hai và magnesi lớn hơn của nhôm, các tứ diện trong biotit bị xoắn vặn nhiều hơn so với trong muscovit. Càng nhiều nhôm thế chân silic thì hiện tượng này càng phát triển, cho tới khi sự giảm tương ứng của d 001 đạt giới hạn. Sự thay thế của sắt hoá trị hai cho magnesi trong biotit làm cho thông số b tăng. Nhưng không thể dùng tỉ lệ Fe/Mg để xác định thông số mạng; vì những thay thế của sắt hoá trị ba, nhôm và fluor cũng ảnh hưởng tới kích thước của ô cơ sở. Đặc điểm hoá học Bảng 6.11 giới thiệu các công thức hoá học của mica. Trong tự nhiên thường hiếm có phlogopit và biotit chỉ có sắt trong vị trí Y. S ự thay thế của nhôm cho sắt/magnesi và cho silic (kèm theo để cân bằng điện tích) không thể vượt quá các giới hạn tương ứng (Mg,Fe) 5 Al và Si 5 Al 3 . Trong mica giàu magnesi các thay thế này thường ít phổ biến hơn. Thay thế của nhôm cho sắt và magnesi cũng có thể cân bằng bởi sự xuất hiện của các ô trống trong vị trí Y (xem dưới). Phlogopit của lamproit thuộc loại giàu Mg, riêng của lamproit ở Lai Châu hàm lượng nguyên tố này trong khoảng 3,68 ÷ 4,62 nguyên tử trên đơn vị công thức. Số liệu tính toán cho thấy (bảng 6.12) số nguyên tử Al có mặt chỉ nằm trong khoảng 2,02 ÷ 2,08, nói cách khác ở đây hầu như không có s ự thay thế của nhôm. Mặc dù vậy, số nguyên tử Si ở đây đã ở mức thấp nhất (5,04 ÷ 5,34 Si trên đơn vị công thức), tức là trong anion phức thiếu xấp xỉ một nguyên tử silic; có thể có một ô trống giả định cho Si 4+ (?). Trong khi đó, titan có thể đã dùng hết số lượng nguyên tử (0,08 ÷ 0,68 trên đơn vị công thức) để thay thế nhôm tại vị trí của sắt/magnesi. Như đã nói trên, sự thay thế của nhôm trong vị trí Y phải sinh ô trống 2Al 3+ +  = 3(Fe 2+ /Mg) Sau đó titan vào chỗ của sắt và magnesi để thay cho nhôm theo sơ đồ: 3Ti 4+ + 3 = 4Al 3+ + 2 Nếu nhôm bị titan thay thế hết, thì đó chính là: Ti 4+ +  = 2(Fe 2+ /Mg). Dưới đây là những thay thế khác. a) Thay kali trong vị trí giữa các lớp bằng natri, calci, bari, rubidi và cesi. Trong đó, natri có thể có mặt với hàm lượng cao hơn, nhưng không vượt quá 0,5 nguyên tử tính trên đơn vị công thức. Số này trong phlogopit của lamproit Lai Châu là 0,06 ÷ 0,14 (bảng 6.13). Bari và calci gặp trong phlogopit Lai Châu thường xuyên hơn, còn mangan thì chỉ có trong phlogopit của các lamproit đối chứng (West Kimberley, Leucit – Hills, Murcia – Almeria). b) Thay thế trong vị trí bát diện Y giữa các nguyên tố như mangan, titan, sắt hoá trị ba và liti. Độ chứa mangan ít khi vượt quá 0,2 nguyên tử tính trên đơn v ị công thức; phlogopit giàu mangan có tên manganophillit. Ion liti hoá trị một có thể có trong vị trí Y tại chỗ của sắt và magnesi. Điện tích dương thiếu hụt sẽ được bổ sung bằng nhôm phối trí sáu và bằng sự thay thế của silic cho nhôm phối trí bốn, như vẫn thường xảy ra trong lepidolit và zinwalđit. Titan có mặt trong vị trí bát diện, thường trong trường hợp này nó thay thế nhôm. Điện tích dương dư sẽ trung hoà bằng nhôm thay silic và bằng sự xuất hiện ô tr ống. Nhiệt độ tăng tạo thuận lợi cho quá trình thay thế này. Sắt hoá trị ba thay thế nhôm cũng ở quy mô tương tự, nhưng quá trình này phụ thuộc điều kiện oxy hoá. Biotit giàu Fe 3+ gọi là lepidomelan. Do nguyên nhân 51 cấu trúc, lượng sắt đáng kể trong khoáng vật đầu-cuối annit phải là Fe 3+ và điều này minh chứng bằng phép phân tích phổ Mửssbauer. Biotit điển hình không bao giờ đạt được lượng tổng lí thuyết của ion Y là 6 trên đơn vị công thức. Giá trị này nằm trong khoảng từ 5,6 đến 5,9 (xem bảng 6.11). Giữa Li-muscovit và lepidolit tồn tại một loạt thành phần trung gian của mica chứa liti. Montdorit là một mica hiếm có. Cấu trúc của nó chứa một ô trống trong 6 vị trí Y, các vị trí còn lại do Fe 2+ , Mn và Mg chiếm. Còn để lập lại sự trung hoà điện tích, vị trí trong khoang tứ diện hết thảy đều là của silic. Nói đến các anion fluor và sau đó là chlor có mặt trong biotit để thay cho OH, thì khối lượng của chúng tăng cùng với tỉ lệ Mg/Fe. Hàm lượng của fluor trong biotit giảm cùng với nhiệt độ và tỉ lệ H 2 O/Hf của chất lỏng đang cân bằng với nó. Độ chứa của fluor có thể giúp xác định một trong các thông số này, nếu biết thông số kia (ví dụ H 2 O/HF từ bao thể lỏng). Phlogopit có thể tổng hợp bằng phương pháp nhiệt dịch từ những nguyên liệu khác nhau. Sau đây là phản ứng phân huỷ nhiệt dịch của mica này : 2 phlogopit = leucit + kalsillit+ 3 forsterit + 2H 2 O Tính chất vật lí Chỉ số khúc xạ của các khoáng này tăng theo hàm lượng sắt, và các nguyên tố thay thế cũng ảnh hưởng tới chỉ số này; ví dụ chúng tăng tỉ lệ thuận với hàm lượng mangan và titan, và tỉ lệ nghịch với hàm lượng fluor. Cho nên không thể dùng phương pháp quang học để xác định tỉ số Fe/Mg. Hầu hết biotit (loại cấu trúc 1M) có mặt trục quang song song với (010), nhưng đối với cấu trúc 2M 1 thì mặt trục quang vuông góc với (010). Phân giác góc nhọn xấp xỉ vuông góc với (001), vậy muscovit quang âm cho thấy kéo dài dương trên mặt cắt vuông góc với cát khai (001). Bảng 6.13 Số liệu phân tích hoá của phlogopit lấy từ lamproit Lai Châu [12] Cấu tử Nậm Hon Nậm Hon Cốc Pìa Simang-khang Sin Cao # Pìn Hồ SiO 2 38,13 36,42 37,44 40,67 38,13 40,45 Al 2 O 3 12,94 12,68 13,07 13,21 13,28 13,60 FeO 9,56 12,89 8,39 4,81 10,24 4,34 MgO 18,71 18,29 18,57 23,68 18,67 23,96 TiO 2 5,87 2,72 6,77 0,93 4,76 0,92 CaO 0,02 0,06 0,08 0,04 Na 2 O 0,28 0,58 0,58 0,62 0,51 0,53 K 2 O 10,18 9,67 9,50 9,39 9,88 9,31 Cr 2 O 3 0,10 0,05 0,04 0,90 0,07 1,62 BaO 0,51 0,49 0,16 0,19 0,19 ể 96,00 93,65 94,44 94,77 95,77 94,93 # Theo Jaques et al, 1986 Thành phần (%) của ion tính trên 20 oxy (do tác giả sách này tính thêm) [...]... vậy thực nghiệm này không phải luôn dễ dàng thực hiện và giải thích đối với mọi khoáng vật mica Dấu hiệu phân biệt Phlogopit có 2V nhỏ hơn của muscovit, có chỉ số khúc xạ thấp so với biotit giàu sắt hơn, nên phân biệt được với chúng Biotit thường tối màu hơn, đa sắc mạnh hơn và có chỉ số khúc xạ cao hơn so với các mica khác Do có góc 2V lớn hơn, nên có thể phân biệt nó với muscovit Vermiculit có chỉ số... quang học Dùng ống thổi ngọn lửa đối với liti và nhiễu xạ tia X là cần thiết để có thể phân biệt hiệu quả Nhiễu xạ tia X nên sử dụng thường xuyên đối với hai loạt khác nhau là mica ba và hai bát diện 6.9 PYROPHYLLIT-TALC Giống như mica, hai khoáng vật này cũng có cấu trúc tinh thể gồm các lớp TOT Tuy nhiên, nếu trong muscovit/biotit cation K+ đóng vai trò trung hoà điện tích âm dư do nhôm hoá trị ba cộng . 2 (Li,Al) 5 - 6 Si 6–5 Al 2–3 Mica giòn Clintonit Ca 2 (Mg,Al) 6 Si 2–5 Al 5–3 Mica chia ra hai loạt: mica hai bát diện và mica ba bát diện với lượng cation. Hầu hết các mica đều là tinh thể hai trục quang; mica hai bát diện có giá trị góc 2V trung bình, mica ba bát diện có giá trị góc 2V nhỏ; số ít mica là tinh