Амфиболы

Амфиболы (от др.-греч. ἀμφίβολος — двусмысленный, неясный — из-за сложного переменного состава) — надгруппа минералов класса иносиликатов, кристаллическая структура которых представляет собой ленты (сдвоенные цепи) кремне кислородных тетраэдров, катионные позиции между которыми заполнены ионами железа, магния и др. элементов. Общая формула амфиболов — AB₂C₅T₈O₂₂W₂ ^[1], где

структура амфиболов

A	_	Na	K	Ca	Pb	Li
B₂	Na	Ca	Mn²⁺	Fe²⁺	Mg	Li
C₅	Mg	Fe²⁺	Mn²⁺	Al	Fe³⁺	Cr³⁺	Mn³⁺	Ti⁴⁺	Li
T₈	Si	Al	Ti⁴⁺	Be
O₂₂	Кислород
W₂	(OH)	F	Cl	O^2–
на первых местах стоят наиболее характерные элементы амфиболов; знак нижнего подчёркивания "_" означает вакансию.

Амфиболы преимущественно темноцветные минералы со столбчатым, длинно-призматическим до игольчатого обликом кристаллов. Кристаллизуются в моноклинной и ромбической сингониях. Обладают совершенной спайностью по {210} у ромбических и {110} у моноклинных индивидов, с углом ~124°.^[2] Характерна псевдогексагональная форма поперечных сечений. Могут формировать параллельно-волокнистые агрегаты (асбест), а также плотные массы (например, нефрит). Многие амфиболы являются важнейшими породообразующими минералами.

КлассификацияПравить

Из-за сложности составов и структур, классификация амфиболов несколько раз существенно менялась (последний раз пересмотрена в 2012 г.). Действующая классификация основывается на результатах лабораторного синтеза.

Группы выделяются по преобладающему анионному комплексу в позиции W.

В группе ^W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов определены:

Подгруппы выделяются по доминирующей расстановке зарядов (charge-arrangement) и типу катионов в позиции B.

Минеральные виды (минералы) выделяются на основе, полученных, конечных составов композиционных рядов (compositional ranges) в подгруппах. IMA постепенно утверждает их в качестве минералов. Не утверждённые в настоящий момент названия получили официальный статус: "названные минералы".

Видовые имена (specific names) выделяются по расстановке зарядов и типам катионов в позициях A и С. При этом,

видовое имя = префикс + корневое имя.

Корневые имена (root name) выделяются по расстановке формальных зарядов в позициях. Префиксы используются для описания гомовалентного изоморфизма доминирующих ионов в корневом составе.

Опционально добавляются ещё префиксы для описания различных вариаций состава и структуры. В случае нескольких префиксов они добавляются поочерёдно в соответствии с общей формулой амфиболов.

Префиксы в названиях амфиболов ^[1]

НоменклатураПравить

Выделены две группы: крупная группа ^W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов, куда, в том числе, входят известные широкораспространённые его разновидности, и более редкие оксо-амфиболы — ^WO-доминирующие. Запись ^WO - означает расположение иона кислорода в позиции W.

В составе ^W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов выделены 8 подгрупп по преобладающим катионам в позиции B. Минералы 5 из них обнаружены в природе (табл. 1). Кроме того, выделены ещё 3 подгруппы, для которых возможно обнаружение новых минералов, — Na-(Mg-Fe-Mn), Li-(Mg-Fe-Mn) и литиево-кальциевые амфиболы.

В составе ^WO-доминирующих амфиболов выделены ферри-обертиит, мангани-деллавентураит, мангано-мангани-унгареттиит, каэрсутит, ферро-каэрсутит, ферро-ферри-каэрсутит, ферри-каэрсутит.

Конечные члены 5 распространённых в природе подгрупп ^W(OH, F, Cl)-доминирующих амфиболов (по Hawthorne et al. 2012 ^[1] )
Mg-Fe-Mn	Кальциевые	Натрий-кальциевые	Натровые	Литиевые
антофиллит	тремолит	винчит	глаукофан	холмквистит
жедрит	магнезио-горнбленд	барруазит	экерманнит	ферро-хольмквистит
ферро-антофиллит	чермакит	рихтерит	нюбёит	ферри-хольмквистит
ферро-жедрит	эденит	катофорит	ликит	ферро-ферри-хольмквистит
прото-антофиллит	паргасит	тарамит	ферро-глаукофан	клино-хольмквистит
куммингтонит	саданагаит	ферро-винчит	ферро-экерманнит	педрисит
грюнерит	канниллоит	ферро-барруазит	ферро-нюбёит	клино-ферро-хольмквистит
	джосмитит	ферро-рихтерит	ферро-ликит	ферро-педрисит
	ферро-актинолит	ферро-катофорит	магнезио-рибекит	клино-ферри-хольмквистит
	ферро-горнбленд	ферро-тарамит	магнезио-арфведсонит	ферри-педрисит
	ферро-чермакит	ферри-винчит	ферри-нюбёит	клино-ферро-ферри-хольмквистит
	ферро-эденит	ферри-барруазит	ферри-ликит	ферро-ферри-педрисит
	ферро-паргасит	ферри-катофорит	рибекит
	ферро-саданагаит	ферри-тарамит	арфведсонит
	ферро-канниллоит	ферро-ферри-винчит	ферро-ферри-нюбёит
	магнезио-ферри-горнбленд	ферро-ферри-барруазит	ферро-ферри-ликит
	ферри-чермакит	ферро-ферри-катофорит
	магнезио-гастингсит	ферро-ферри-тарамит
	ферри-саданагаит
	ферри-канниллоит
	ферро-ферри-горнбленд
	ферро-ферри-чермакит
	гастингсит
	ферро-ферри-саданагаит
	ферро-ферри-канниллоит

* включая названные минералы, - находящиеся в процессе утверждения ММА (IMA); таблица не включает некоторые неназванные корневые имена (root name #_).

СтруктураПравить

Основой кристаллической решетки амфиболов являются сдвоенные цепочки (ленты) кремнекислородных тетраэдров, формула радикалов [Si₄O₁₁]^6-. Радикалы соединены гидроксильными ионами ОН^-, которые могут замещаться F^-, реже Cl^-. ^[3]

Изменчивость химического состава амфиболов объясняется их структурой, в которой катионные позиции обладают разнообразными размерами и формами. Во всех этих позициях катионы окружены анионами кислорода (реже анионами фтора и н.др.). Разные позиции отличаются по количеству окружающих их анионов (координационному числу), расстоянию и расположению вокруг катиона. В целом, чем больше анионов окружают катион, тем больше среднее расстояние от катиона до анионов, тем слабее становятся связи между ними и тем выше их ионный характер.^[4]

Катионные позиции в структуре амфиболов обладают 4 различными координационными числами:

число	полиэдр	характеристика катионов и связей в позиции
4	тетраэдр	Небольшие катионы с преимущественно высоким зарядом (Si⁴⁺, Ti⁴⁺, Al³⁺). Короткие катион-анионные связи имеют существенно ковалентный (атомный) характер и сильно направлены.
6	октаэдр	Средние по размерам, в основном двухвалентные и трёхвалентные катионы (Mg²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Al³⁺, Fe³⁺). Связи преимущественно неориентированные ионные.
8	кубическая антипризма	Большие моно- и двухвалентные катионы (Na⁺, Ca²⁺). Связи слабые ионные.
12		Очень большие моно- бивалентные катионы (Na⁺, K⁺). Связи очень слабые ионные.

РаспространениеПравить

В природе распространены кальциевые, натрий-кальциевые и натриевые амфиболы, тогда как литиевые и Mg-Fe-Mn встречаются заметно реже. Амфиболы характерные минералы магматических, метаморфических и метасоматических пород. Шесть минералов этой надгруппы имеют породообразующее значение: актинолит, тремолит, роговая обманка, арфведсонит, глаукофан и рибекит.

ГенезисПравить

В реакционном ряду Боуэна являются более поздними продуктами магматической кристаллизации, чем пироксены. При метаморфизме, наоборот, кристаллизуются раньше. Роговая обманка, тремолит, актинолит — типичные минералы скарнов. При гидротермальной проработке замещаются хлоритами, кальцитом, эпидотом, биотитом, кварцем. При выветривании замещаются минералами глин (в том числе монтмориллонитом), опалом, гидроксидами алюминия и железа.^[2]

ДиагностикаПравить

Точная диагностика минералов надгруппы амфиболов проводится с помощью рентгеноструктурного анализа. Методы, основанные на оптической микроскопии менее точны.

Макроскопически диагностируются по окраске и облику кристаллов, характерным агрегатам срастания, отсутствию штриховки на гранях (отличие от турмалина); псевдогексогональной отдельности поперечных сечений и удельному весу 2,9-3,5, отличающему их от пироксенов; а также высокой твёрдости и кислотостойкости.^[5]

Микроскопическая диагностика. Амфиболы относятся к V-VI группам Лодочникова со средним до сильного двупреломлением. Показатель преломления растёт с увеличением содержаний Fe и Ti. В шлифах характерны разрезы со спайностью, пересекающейся под углом ~120. Плоскость оптических осей || 010. Моноклинные амфиболы обладают положительным удлинением (с углами 5-30*), натриевые (щелочные) - отрицательным (кроме глаукофана-кроссита).^[3]

ПрименениеПравить

Техническое применение имеют амфиболовые асбесты (волокнистые агрегаты щелочных амфиболов и роговой обманки).

Ювелирно-поделочное применение имеют разнообразные их агрегаты: актинолит-тремолитовые (нефрит), рибекитовые (крокидолит, в том числе его окварцованные разности: тигровый глаз, соколиный глаз) и пр.

ДополнительноПравить

Наиболее полная номенклатура амфиболов на русском языке
Amphibole Supergroup: Amphibole Supergroup mineral information and data
Амфиболы в GeoWiki
Кристаллохимические особенности пироксенов и амфиболов
R. Oberti How to name amphiboles after the IMA2012 report: rules of thumb and a new PC program for monoclinic amphiboles
Temperature-induced Al-zoning in hornblendes
Силикаты с лентами кремнекислородных тетраэдров // Минералы Справочник, Изд.«Наука», Москва 1981, т. III, вып.3, с.29-34.

Список литературыПравить

↑ ¹ ² ³ IMA report: Nomenclature of the amphibole supergroup (PDF Download Available) (англ.). ResearchGate. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.
↑ ¹ ² Амфиболы (неопр.). Геологический Словарь. www.vsegei.ru. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.
↑ ¹ ² Саранчина, Галина Михайловна - Породообразующие минералы : (Методика определения кристаллоопт. констант, характеристика минералов) : Учеб. пособие - Search RSL (рус.). search.rsl.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 2 августа 2017 года.
↑ Amphibolgruppe (нем.) // Wikipedia. — 2017-01-04. Архивировано 15 октября 2021 года.
↑ Экологический центр Экосистема, А.С.Боголюбов. ГРУППА АМФИБОЛОВ: описание минералов (неопр.). www.ecosystema.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 1 сентября 2017 года.

[:1-1] ¹ ² ³ IMA report: Nomenclature of the amphibole supergroup (PDF Download Available) (англ.). ResearchGate. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.

[:0-2] ¹ ² Амфиболы (неопр.). Геологический Словарь. www.vsegei.ru. Дата обращения: 27 августа 2017. Архивировано 28 августа 2017 года.

[:2-3] ¹ ² Саранчина, Галина Михайловна - Породообразующие минералы : (Методика определения кристаллоопт. констант, характеристика минералов) : Учеб. пособие - Search RSL (рус.). search.rsl.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 2 августа 2017 года.

[4] Amphibolgruppe (нем.) // Wikipedia. — 2017-01-04. Архивировано 15 октября 2021 года.

[5] Экологический центр Экосистема, А.С.Боголюбов. ГРУППА АМФИБОЛОВ: описание минералов (неопр.). www.ecosystema.ru. Дата обращения: 31 августа 2017. Архивировано 1 сентября 2017 года.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]