Đặc điểm hóa học tinh thể của một số nhóm khoáng vật
MỤC LỤC
Đặc điểm hoá học
Tuy vậy, andradit và grosular tạo hàng loạt dung dịch cứng: nhiều andradit trong skarn bộc lộ tính phân đới về thành phần (và về màu sắc), có sự xen kẽ nhau giữa các đới andradit gần sạch và And50Gro50. Mọi granat granulit Kan Nak (Kontum) nói chung đều là almandin-pyrop, nghèo grosular và spesartin và tương đối nghèo andradit, dù cho chúng cân bằng pha với silimanit hay đã từng phản ứng với nó.
NHểM SILICAT NHễM Al2SiO5
Silimanit AlIVAlVISiO4O
Chuỗi bát diện AlO6 song song với trục c và liên kết với các tứ diện SiO4 và AlO4; các tứ diện nàyxen kẽ nhau dọc hướng c (hình 6.8,a). Như vậy, trong silimannit ion nhôm có một nửa nằm trong đa diện phối trí bát diện với khoảng cách Al–O 1,91Å và nửa kia trong tứ diện với Al–O 1,77Å.
BIOPYRIBOL
Tương quan hóa học tinh thể mica–pyroxen–amphibol
Khả năng hấp phụ ánh sáng luôn luôn phân biệt; theo no lớnhơn theo ne, kết quả là hấp phụ tối đa xảy đến khi trục z nằm vuông góc với phương dao động trong Nicol phân cực. Vectơ trao đổi plagioclas NaSiCa–1Al–1 gồm việc thay thế của Na cho Ca tại M4 của amphibolhay M1 của pyroxen và sự thay thế trong vị trí tứ diện của Si cho Al.
PYROXEN
Cấu trúc tinh thể
Trong số pyroxen một nghiêng, các pha của dãy clinoenstatit – clinoferrosillit với cùng thành phần MgSiO3 – FeSiO3, 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. 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.
Đặc điểm hoá học
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). Đối chiếu với lamproit điển hình (West Kimberley, Leucit – Hills, Murcia – Almeria) có thể thấy clinopyroxen này thuộc loại giàu nhôm và nghèo titan: số ion trên đơn vị công thức lần lượt là.
AMPHIBOL
Cấu trúc tinh thể
Nhóm chức chuỗi kép này có hai mặt khác nhau về điện tích: mặt đáy tứ diện với phần lớn oxy đã trung hoà điện tích âm và mặt đỉnh tứ diện với O– (các ion này cùng với OH– xếp chặt thành một lớp cầu anion). Về kích thước của ô cơ sở giữa hai hệ một nghiêng và trực thoi hai nhóm khoáng vật này có sự tương đồng; nghĩa là amphibol của hai hệ có độ lớn bằng nhau của các thông số b và c, nhưng a của amphibol trực thoi thì xấp xỉ gấp đôi và bằng 2asinβ trong amphibol một nghiêng.
Đặc điểm hoá học
Như vậy, các đá thuộc tướng phiến lục, biến chất thấp thường chứa actinolit; phiến xanh áp suất cao, nhiệt độ thấp chứa glaucophan; đá phun trào biến chất thuộc tướng amphibolit áp suất và nhiệt độ trung bình thường chứa hornblend pargasit. Lá tứ diện này có hai phía khác nhau về điện tích: một phía là 3/4 oxy (nằm giữa 2 silic) đã trung hoà điện tích, phân bố dọc đáy của các tứ diện; phía kia là 1/4 oxy điện tích –1 dư (sau khi liên kết với silic trong tứ diện) và nhóm hydroxil nằm tại tâm lục giác do 6 oxy tạo nên.
MICA X2Y4–6Z8O20(OH,F)4
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 SiO2,MgO, H2O và một ít K2O. 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 Fe2+ thay thế Al trong vị trí bát diện. Khoáng vật sét) có thể là thuật ngữ thường áp dụng cho khoáng vật mica. 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. Như đã nói trên, sự thay thế của nhôm trong vị trí Y phải sinh ô trống. Sau đó titan vào chỗ của sắt và magnesi để thay cho nhôm theo sơ đồ:. Nếu nhôm bị titan thay thế hết, thì đó chính là:. Dưới đây là những thay thế khác. a) Thay kali trong vị trí giữa các lớp bằng natri, calci, bari, rubidi và cesi.
PYROPHYLLIT-TALC
Pyrophyllit
Pyrophyllit cho thấy đôi chút sai sót nhỏ so với thành phần quy định trong công thức hoá học: thêm một ít nhôm phối trí bốn thay cho silic, bớt một ít nhôm phối trí sáu do bị magnesi, sắt hoá trị hai, sắt hoá trị ba và titan thế chỗ. Thực nghiệm DTA cho thấy pyrophyllit có thể mất nước ở khoảng nhiệt độ từ 450°C, sinh ra pha pyrophyllit khan giả bền, do phản ứng 2OH → H2O + O.
Talc
Talc có cấu trúc tinh thể tương tự của pyrophyllit, vị trí trong khoang bát diện do magnesi chiếm, thay chỗ của nhôm và không có chỗ trống (ba bát diện thay cho hai bát diện). Talc thường chỉ có chút ít biến đổi trong thành phần hoá học (bảng 6.14); đôi khi một lượng nhỏ nhôm và titan thay cho silic, một lượng nhỏ mangan hay nhôm và một lượng trung bình của sắt (hoá trị hai và hoá trị ba) có thể thay thế magnesi.
KHOÁNG VẬT SÉT
Khi phân biệt các khoáng kaolinit hạt mịn với nhau và với các khoáng vật sét khác cũng như với các silicat lớp (không phải là sét), cần sử dụng phương pháp nhiễu xạ tia X đối với các mẫu nguyên, mẫu nung, mẫu xử lí glycol; cần kết hợp với phương pháp DTA, với xử lí màu và với các thực nghiệm khác. Khi đơn vị cấu trúc cơ sở của smectit xen với illit thì thông số mạng d001 tăng giá trị và mẫu khoáng vật mang thêm những đặc trưng của smectit; chẳng hạn trương nở khi xử lí glycol, co rút khi xử lí nhiệt, cation K có thể thay bằng Na khi xử lí NaCl.
FELDSPAT
Đặc điểm cấu trúc
Albit nhiệt độ cao, hệ một nghiêng và Al–Si phân bố kém trật tự, gọi là albit một nghiêng (monalbit). Anorthit là Ca-plagioclas nhiệt độ thấp, cũng hệ ba nghiêng với nhóm không gian C1 và độ trật tự hoàn hảo của Al-Si trong cấu trúc. Nhiệt độ tăng cao làm cho cấu trúc anorthit có mạng tâm khối với nhóm không gian I1. Đặc tớnh này cũn rừ nột hơn, khi ỏp suất tăng cao. Bởi vậy, feldspat có thể khảo sát trên hai hệ hai hợp phần: albit–K-feldspat và albit–anorthit. Cấu trúc tinh thể feldspat. a) Vòng bốn tứ diện kết nối thành chuỗi dạng sóng song song trục OX; b) Sơ đồ gắn kết các chuỗi dạng sóng, oxy không thể hiện trên hình. Al: albit San: sanidin Mi: microclin hAb: albit nhiệt độ cao hSan: sanidin nhiệt độ cao hMi: microclin nhiệt độ cao mAb: albit nhiệt độ vừa mSan: sanidin nhiệt độ vừa mMi: microclin nhiệt độ vừa lAl: albit nhiệt độ thấp lSan: sanidin nhiệt độ thấp lMi: microclin nhiệt độ thấp Hình 6.32.
Đặc điểm hoá học
Trong orthoclas và microclin thường có ít Ti, nhưng Fe2O3 có thể có mặt ở lượng đáng kể: có lẽ, đối với feldspat kiềm bình thường Fe2O3 dư thừa (khoảng 0,5%) tồn tại ở dạng tạp chất hay dạng sản phẩm phân rã khi nhiệt độ giảm (sắt trong các hạt khoáng vật thường làm cho vùng ranh giới hạt và mặt cát khai biến màu). Sanidin trong lamproit Tây Bắc Việt Nam (bảng 6.19) có nét đặc trưng là giàu natri và nghèo sắt hơn so với sanidin các vùng chọn để so sánh (West Kimberley, Leucit – Hills, Murcia – Almeria).
Song tinh của feldspat a) Hình thái
Khi song tinh liên phiến do những phiến mỏng tạo nên, mặt tinh thể hay mặt cát khai sẽ có khía sọc; đó là do mặt này giao cắt mặt ghép và do các cá thể liền kề ngược nhau (đối xứng nhau dưới tác dụng của yếu tố song tinh) về định hướng. Giả dụ, cá thể B ghép song tinh với cá thể A bằng một trong những luật trực giao, cá thể C với cá thể B bằng luật song song với cùng một mặt ghép song tinh như của luật trực giao (hình 6.34).
THẠCH ANH, TRIDYMIT VÀ CRISTOBALIT (SiO2)
Cấu trúc tinh thể
Tuy nhiên, sự chuyển hoá từ dạng này sang dạng khác xảy ra hơi chậm chạp; cho nên khoáng vật nhiệt độ cao, như tridymit và cristobalit, có thể tồn tại giả bền ở dưới nhiệt độ biến đổi đa hình. Trong khi sự biến đổi giữa các biến thể α và β xảy ra trong sự xê dịch hạn chế của nguyên tử, dẫn đến sự thay đổi giá trị của góc hóa trị Si–O–Si trong thạch anh, thì sự chuyển hoá giữa thạch anh, tridymit và cristobalit kèm theo sự phá bỏ và sự tái tạo.
Đặc điểm hoá học
Lại nói về các lớp oxy, tuy các quả cầu oxy này không xếp chặt, nhưng sự phân bố của chúng trong tridymit và cristobalit cũng tuân theo quy luật của hai luật xếp cầu sáu phương và lập phương. Sự thay thế cao nhất, khi Al vào thay một nửa lượng Si, sẽ kéo theo lượng cation Na+ tương ứng thâm nhập vào tridymit, thì cấu trúc của nephelin NaAlSiO2 ra đời với 50% ô trống chứa Na.
MỘT SỐ KHOÁNG VẬT TẠO ĐÁ KHÁC 1. Calcit
Đahlit là tên của một apatit khác, ngoài chút ít fluor, nó còn chứa nhiều CO2.Tuy rằng vai trò của dioxit carbon vẫn là vấn đề chưa ngã ngũ trong cấu trúc apatit, nhưng sự thay thế (CO32− + F−) cho (PO4)3– là sự thay thế thường xuyên. Mẫu số 5 là một ulvospinel; đối với khoáng vật này cation hóa trị ba như nhôm, sắt thay thế đồng hình cho titan, magnesi thay cho sắt hóa trị hai; tổng số cation 23,48/đơn vị công thức và điện tích vẫn được cân bằng.