Хромшпинели или Хромшпинелиды — группа минералов из семейства шпинелей с общей формулой где — двухвалентный или трехвалентный химический элемент; — с примесями.
Состав хромшпинелей (хромшпинелидов), как и других шпинелей, непостоянен и выделение отдельных представителей является условным. На практике все хромшпинели обычно называют хромитом. В природе наиболее распространены:
- Магнохромит (синонимы: березовит, березовскит, магнезиальный и железистый хромиты)
- Хромпикотит (синонимы: хромцейлонит, пикрохромит, алюмоберезовит, магнезиальный и железистый алюмохромиты, магнезиальный и железистый хромпикотиты)
- Алюмохромит (синонимы: герцинитхромит, феррохромпикотит)
Все хролмшпинели по внешним признакам похожи друг на друга и практически неотличимы без химического анализа; ниже они описаны вместе.
Свойства минералов
Структура и морфология кристаллов
Кубическая сингония. Пространственная группа — Fd3m; Число формульных единиц = 8. В хромшинелях параметр ячейки уменьшается с увеличением содержания (с уменьшением отношения и содержания ). Структура типа шпинели. При низкой температуре для хромита была обнаружена тетрагональная симметрия. Точечная группа — m3m ( ). Обычно кристаллы октаэдрического облика. Отмечены ориентированные включения хромпикотита в алмазе.
| Параметр ячейки , Å | Хромшпинели | Месторождение |
|---|---|---|
| 8,302 — 8,311 | Магнохромит | Кемпирсай, Казахстан |
| 8,177 — 8,299 | Хромпикотит | Тисцафо, Венгрия, Кемпирсай, Казахстан |
| 8,236 — 8,284 | Алюмохромит | Зимбабве, Кемпирсай, Казахстан |
| 8,321 — 8,332 | Искусственное получение | |
| 8,360 | Искусственное получение |
Физические свойства и физико-химические константы
Спайность отсутствует. Излом неровный. Хрупки. Твердость 5,5 — 7,5. Микротвердость 1246—1519 кГ/мм2 при нагрузке 100 г. (Янг и Милмэн), 1317—1366 кГ/мм2 при нагрузке 200 г. (Лебедева). Удельный вес магнохромита 4,2, хромита 4,5 — 4,8. Цвет чёрный, хромпикотита — буровато-черный. Черта бурая. Блеск металлический до жирного. В тонких сколах полупрозрачны и просвечивают. Хромпикотиты более просвечивают, чем магнохромиты. Немагнитны или слабо магнитны, магнитность зависит от содержания и . Точка Кюри хромшпинели с параметром ячейки = 8,392 — 90°К. Теплота образования хромита = (—)341,9 ккал/моль; изобарные потенциалы образования при 300°К (—)317,7 ккал/моль при 500°К (—)301,57 ккал/моль, при 900°К (—) 269,31 ккал/моль. Инфракрасный спектр искусственного хромита имеет две хорошо разделенные интенсивные полосы с максимумами около 617 и 523 см−1.
Микроскопическая характеристика
В проходящем свете низкохромистые хромшпинели непрозрачны или оливкого-зеленые и желтовато-зеленые, высокохромистые — буровато-оранжевые, буро-красные и бурые. Изотроны. В отраженном свете серо-белые со слабым коричневатым оттенком. Отражательная способность неориентированного образца хромита понижается от 14,6 — 15,2 % при 520 до 11,3 — 11,7 % при 700 . Она возрастает параллельно с параметром ячейки при увеличении содержания и уменьшении содержания .Параметр преломления для хромшпинелей, содержащих от 35,1 до 53,1 % , колеблется в пределах от 1,815 до 2,110 и линейно возрастает (как и параметр ячейки) с увеличением содержания и уменьшением содержания . Часто слабо аномально анизотропны с цветными эффектами от серого до темно-серого; в иммерсии эффекты усиливаются, появляется слабый буроватый оттенок (благодаря наличию внутренних рефлексов). Внутренние рефлексы желто-бурые и красные, отчетливо наблюдается в иммерсии. В полированных шлифах очень высокая относительная твердость.
Химический состав
Теоретический состав магнохромита (при ): — 9,69 %; — 17,26 %; — 73,05 %; хромпикотита — (при и ) : — 11,01 %; — 19,62 %; — 27,85 %; — 41,52 %; алюмохромита (при = ): — 36,14 %; — 25,64 %; — 38,22 %; хромита: — 32,09 %; — 67,91 %. При высокой температуре хромит образует твердый раствор с ильменитом. В искусственных условиях получен ряд твердых растворов между хромитом и магнетитом, между хромитом и магнезиоферритом. В природных условиях смесимость хромита и магнетита неполная. Допускается смесимость с - . Устанавливаются широкие пределы изоморфных замещений средих двухвалентных ( ) и трехвалентных ( ) элементов. Содержание и может значательно варьировать. Содержание обычно равно 3 — 4,редко достигает 5 — 10 и ещё реже 10 — 22 мол. %. В трансваальских хромитах количество колеблется от 0,05 до 0,81 %. Содержание достигает 5,8 %. В небольших количествах обнаруживается . В хромшпинелях по мере возрастания содержания увеличивается и уменьшется зависимость содержание . Для хромитов из интрузивного комплекса Стилуотер (США) отмечена прямая зависимость содержания и от содержания , а также и от количества . Существует зависимость между составом хромшпинелей и геологическими условиями их образования: хромшпинели из дунитов обычно отличаются наиболее высоким содержанием и минимальным ; хромшпинели из лерцолитов характеризируются наименьшим содержанием и и меньше и , чем акцессорные хромшпинели непосредственно вмещающих пород.
Поведение при нагревании
Плавятся при 1450—2180°С. Точка плавления тем ниже, чем выше содержание и . С увеличением содержания и температура плавления повышается. При нагревании дают экзотермический эффект около 450°С и эндотермический около 670°С. При нагревании до 300°С наблюдалось образование гематита, выше 500°С — образования , а при 1000°С — магентита.
Диагностические испытания
Разлагаются при сплавлении с . В полированных шлифах и не травятся. Структура выявляется при кипячении минерала с в течение 30 — 60 минут. При термическом травлении при 600—650°С в течение 5 — 8 минут в окислительной среде образует гематит. Перед паяльной трубкой не плавятся.
Нахождение
Хромшпинели довольно широко распространены и связаны почти исключительно с ультраосновными магматическими породами. Дуниты, гарцбургиты и лерцолиты обычно содержат акцессорные хромшпинели, а также являются вмещающими породами хромитовых руд. Акцессорные хромшпинели известны также в троктолитах. В кимберлитовых породах северо-восточной части Сибирской платформы (Якутская область). Установлены также в каменных и железных метеоритах. в виде включений в троилите, а также в сростках с оливином, троилитом и шрейберзитом хромшпинель обнаружены в образцах Сихотэ-Алинского железного метеорита, в силикатной части метеорита Оханек.
Различаются два основных способа образования месторождений хромшпинелей.
1. Сегрегация в процессах протокристаллизации ультраосновной магмы. При этом образуется акцессорные хромшпинели в ультроосновыных породах, шлировые скопления и пластообразные залежи вкрапленных хромитовых руд. Примером может служить месторождения Бушвелдского комплекса в ЮАР.
2. Выделение из осадочных расплавов ультросновной магмы — образование главных промышленных месторождений Урала и других геосинклинальных областей, для которых характерны четко ограниченные линзо-, столбо- и жилообразыне рудные тела. Руды имеют массивную или густовкрапленную текстуру. Месторождения этого типа имеются в Албании, Болгарии, Турции, Пакистане, Индии. Наклонные столбообразные тела установлены на Алапаевском, Верблюжьегорском, Северокемпирсайском месторождениях Урала.
При метаморфизме и переотложении хромшпинелей в связи с серпентинизацией промышленные месторождения не образуются. Для подобных выделений хромита характерно присутствие кеммерерита. В виде обломочных зерен хромшпинели встречаются в морских осадочных породах различного возраста — песчинках, гравелитах, конгломератах (Урал, Кавказ, Балканы). Аллювиальные россыпи отмечены среди отложений реки Опавы в Чехословакии. Известны прибрежно-морские россыпи. Делювиальные и элювиальные скопления имеются, например в Ключевском массиве (Свердловская область) и Кемпирсайском массиве (Актюбинская область).
Искусственное получение
Образуются при сплавлении соответствующих окислов в присутствии минерализаторов, при кристаллизации силикатных расплавов состава периодита при некотором избытке и небольшом содержании и ; при сильном нагревании в тигле с криолитом.
Применение
Основные минералы для получения хрома, его соединений и сплавов; используются руды, содержащие более 40 % . Низкосортные руды применяются для изготовления огнеупорных кирпичей.
Отличительные черты
Отличительными признаками хромшпинелей является чёрный цвет, бурая черта, высокая твердость, немагнитность (или очень слабая магнитность). Характерна ассоциация с оливином, ромбическим и моноклинным пироксенами или вторичными продуктами по ним — серпентинитом, тальком, актинолитом. В отличии от сходного под микроскопом в отраженном свете магнетита хромшпинели ни одним стандартным реактивом не травится, тогда как магнетит легко протравливается концентрированной . В отраженном свете также магнезиоферрит очень сходен с хромшпинелями, но не обнаруживает внутренних рефлксов.
Литература
Чухров Ф. В.. Бонштедт-Куплетская. Э. М. Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы. — Москва: Наука, 1967. — С. 81—88. — 676 с.
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .