Pirokseni

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Piroksen
Perodot u bazaltu
Opšte informacije
Kategorijamineral
FormulaM2M1T2O6
Kristalne sistemerompski (ortopirokseni), monoklinski (klinopirokseni)
Identifikacija
Kristalni habituskratkoprizmatični
Čvrstinadobra po {210} (ortopirokseni), dobra po {110} (klinopirokseni)
Pleohroizamslab ili ne postoji
Piroksen (diopsid) kristali iz Avganistana

Pirokseni su grupa silikatnih minerala, koja pripada potklasi inosilikata. Minerali iz ove grupe su značajni petrogeni minerali, koji ulaze u sastav mnogih vrsta stena. Prisustvo piroksena je značajno u mnogim magmatskim, regionalno i kontaktno metamorfnim stenama. Minerali ove grupe mogu biti rombične (ortopirokseni) i monoklinične simetrije (klinopirokseni). Opšti hemijski sastav orto i klino piroksena može se predstaviti formulom XY(Si,Al)2O6 (gde X predstavlja kalcijum, natrijum, dvovalentno željezo i magnezijum te, ređe, za cink, mangan i litijum, a Y predstavlja jone manjeg radijusa, kao što su hrom, aluminijum, trovalentno željezo, mangan, magnezijum, skandijum, titanijum, vanadijum pa čak i dvovalentno željezo). Iako je aluminijum često zamenjen silicijumom kod drugih silikata, zamena se kod većine piroksena događa samo u ograničenim količinama. Oni dele zajedničku strukturu koja se sastoji od pojedinačnih lanaca silicijumskih tetraedara. Pirokseni koji se kristališu u monokliničkom sistemu poznati su kao klinopirokseni, a oni koji kristališu u ortorombičnom sistemu poznati su kao ortopirokseni.

Gornji plašt Zemlje sastoji se uglavnom od olivina i piroksena. Piroksen i feldspat su glavni minerali bazalta, andezita i gabra.[1][2]

Podela[uredi | uredi izvor]

U zavisnosti od sadržaja pojedinih elemenata u hemijskom sastavu, pirokseni se dele na sledeće grupe:

Svojstva[uredi | uredi izvor]

  • Kristalografska svojstva. - Kristali ortopiroksena su obično kratkoprizmatičnog habitusa, sa (hk0) kao osnovnom formom, dok su kristali klinopiroksena takođe prizmatični, ali sa (110) kao osnovnom formom.
  • Cepljivost kod piroksena je jasna do savršena u dva pravca po prizmi.
  • Agregati su pretežno prizmatični, ređe pritkasti ili igličasti, a mogu biti i zrnasti.
  • Boja im može biti različita. Ređe su bezbojni ili beli. Obično su zeleni u različitim nijansama, zeleno mrki, mrki, tamnozeleni.
  • Prozračni su, ređe potpuno providni.
  • Staklastog sjaja.
  • Tvrdine oko 6.
  • Postanak. - Pirokseni su magmatski, regionalno i kontaktno metamorfni minerali, a mogu postati i pegmatitski u vezi sa bazičnim magmatskim procesima. Izuzetak predstavlja spodumen, koji je kao pegmatitski mineral, prisutan u pegmatitima vezanim za kisele magmatske procese.

Poreklo imena[uredi | uredi izvor]

Ime piroksena dolazi od grčkih reči koje u prevodu znače vatra i stranać'. Ime su dobili zbog toga što su prisutni u vulkanskim lavama, gde ponekad kristalizuju unutar vulkanskog stakla; pretpostavljalo se da su tamo dospeli kao nečistoće pa otud onda ime „stranac u vatri”. Međutim, oni su zapravo minerali koji su kristalizovani puno pre nego što je lava erumpirala.

Gornji plašt Zemlje sastoji se većinom od olivina i piroksena. Deo plašta prikazan je na slici (ortopriokseni su crni, diopsid (koji sadrži hrom) je svetlozelen, olivin je žutozelen), a u njemu dominiraju olivini, tipični peridotitski minerali.

Hemija i nomenklatura piroksena[uredi | uredi izvor]

Lančana silikatna struktura piroksena nudi niz mogućnosti u ugrađivanju različitih katjona te su imena piroksena prvenstveno definisana njihovom hemijskom strukturom. Pirokseni dobivaju imena prema hemijskim vrstama koje okružuju oktaedre X (ili M1) i Y (ili M2) te tetraedre T. Međunarodno mineraloško udruženje - Komisija za nove minerale i mineralna imena[3] danas broji dvadeset mineralnih imena, a 105 imena koja su se pre koristila danas u odbačena.

Piroksenska nomenklatura
Piroksenska četvorostrana nomenklature od kalcijuma, magnezijuma, gvožđa
Piroksenska trigonalna nomenklatura natrijumskog piroksena

Tipični pirokseni većinom su građeni od [SiO4] -tetraedara, a dominantni su dvovalentni joni u oba oktaedra (X i Y), tako da dobijaju približnu formulu XYT2O6. Imena čestih kalcijumsko-gvozdeno-magnezijumskih piroksena definirana su u „piroksenskom četverouglu” (trapezu) na slici 2. enstatitsko-ferosilitna serija ([Mg,Fe]SiO3) sadrži do 5 molarnih udela kalcijuma te se javlja u tri polimorfa - kao rompski ortoenstatit i protoenstatit te kao monoklinski klinoenstatit (te kao ekvivalent ferosilit). Povećanjem udela kalcijuma onemogućuje se stvaranje rompsih faza i pigeonita ([Mg,Fe,Ca][Mg,Fe]Si2O6) te kristalizuju samo monoklinski pirokseni. Ne postoji kompletan čvrsti rastvor s kalcijumskim udelom, a Mg-Fe-Ca pirokseni s molarnim udelom kalcijuma od 15 do 25% kao takvi nisu stabilni. To dovodi do praznine u seriji između pigeonita i augita. Tu postoji proizvoljna separacija između augita i čvrstog rastvora diopsida i hedenbergita (CaMgSi2O6 - CaFeSi2O6). Podela je napravljena na 45% molarnog udela kalcijuma. Kako kalcijumov jon ne može upotpuniti Y-oktaedar, pirokseni s više od 50% udela Ca ne postoje.

Sličan mineral, volastonit, u seriji ima hipotetsku hemijsku formulu kalcijumskog krajnjeg člana, ali važne strukturne razlike ga nikako ne mogu smestiti u istu grupu s piroksenima. Magnezijum, kalcijum i željezo su bez sumnje jedini katjoni koji mogu ispuniti X i Y oktaedre u piroksenskoj strukturi. Druga važna serija piroksena jesu minerali bogati natrijumom. Njihova nomenklatura vidljiva je na Slici 3. Inkluzije natrijuma, koji ima naboj +1, u piroksenima ukazuju na potrebu mineralne strukture za popunjavanjem „nedostajućeg” pozitivnog naboja. U žadeitu i aegirinu taj se nedostatak na mestu X popunjava inkluzijama trovalentnih katjona (najčešće su to Al i Fe3+). Natrijumski pirokseni s više od 20% molarnog udela kalcijuma, magnezijuma i dvovalentnog željeza poznati su pod imenom omfacit i aegirin-augit, a ako je taj postotak veći od 80% minerali spadaju u grupu piroksenskog četverougla prikazanog na Slici 2.

Prva rendgenska difrakcija Marsovskog tla - Čeminska analiza otkriva feldspat, piroksene, olivin i još mnogo toga (Kjuriositi rover na „Roknestu“)[4]

Tabela 1 prikazuje širok raspon ostalih katjona koji mogu biti uklopljeni u piroksenskoj strukturi te daje i mesta na kojima bi se oni mogli naći.

Tabela 1: Raspored katjona u piroksenima.
T Si Al Fe3+
X Al Fe3+ Ti4+ Cr V Ti3+ Zr Sc Zn Mg Fe2+ Mn
Y Mg Fe2+ Mn Li Ca Na

U poziciranju jona iz tabele, osnovno je pravilo da se krene s leva na desno te se najpre postave svi silicumovi joni na T-pozicije. Zatim se aluminijumovi joni slažu na ostala slobodna mesta u tetraedrima te se, konačno, popunjavaju mesta s trovalentnim željezom. Višak aluminijuma i željeza može se uklopiti na X-pozicije, a preostali joni na Y-poziciju. Potrebno je naglasiti da ovaj način slaganja jona u svrhu postizanja neutralnog naboja ne slede svi mehanizmi stvaranja piroksena, te postoji nekoliko alternativnih šema:

  1. Česte su zamene jednovalentnih i trovalentnih jona na Y i X pozicijama s dvostrukim jonima. Na primer, Na i Al zajedno daju žadeit (NaAlSi2O6).
  2. Dvostruke zamene jednovalentnih jona na Y-poziciji i mešavina jednakog broja dvovalentnih i četverovalentnih jona na Xpoziciji. To dovodi do stvaranja npr. NaFe2+0.5Ti4+0.5Si2O6.
  3. Zamena po Šermaku, gde trovalentni joni zauzimaju X i T pozicije što dovodi do npr. CaAlAlSiO6.

U prirodi se, kod nekih minerala, može naći više od jedne zamene.

Popis piroksena[uredi | uredi izvor]

Tanak presek zelenog piroksena.
Uzorak piroksenita (meteorit ALH84001 sa Marsa), stene koja se uglavnom sastoje od minerala piroksena
  • Klinopirokseni (kristališu u monoklinskom kristalnom sistemu)
    • Egirin (Na-Fe silikat)[5][6][7][8]
    • Augit (Ca-Na-Mg-Fe-Al silikat)[9][10]
    • Klinoenstatit (Mg-silikat)
    • Diopsid (Ca-Mg silikat, CaMgSi2O6)
    • Esenit (Ca-Fe-Al silikat)
    • Hedenbergit (Ca-Fe silikat)
    • Hipersten (Mg-Fe silikat)
    • Žadeit (Na-Al silikat)
    • Žervisit (Na-Ca-Fe-Sc-Mg silikat)
    • Johansenit (Ca-Mn silikat)
    • Kanoit (Mn-Mg silikat)
    • Kozmohlor (Na-Cr silikat)
    • Namansilit (Na-Mn silikat)
    • Natalit (Na-V-Cr silikat)
    • Omfacit (Ca-Na-Mg-Fe-Al silikat)
    • Petedunit (Ca-Zn-Mn-Fe-Mg silikat)
    • Pigeonit (Ca-Mg-Fe silikat)
    • Spodumen (Li-Al silikat)
  • Ortopirokseni (kristališu u rompskom kristalnom sistemu)
    • Donpeakorit, (MgMn)MgSi2O6
    • Enstatit, Mg2SiO6
    • Ferosilit, FeMgSi2O6
    • Nčvaningit (hidatizovani Mg-silikat)

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ Deegan, Frances M.; Whitehouse, Martin J.; Troll, Valentin R.; Budd, David A.; Harris, Chris; Geiger, Harri; Hålenius, Ulf (2016-12-30). „Pyroxene standards for SIMS oxygen isotope analysis and their application to Merapi volcano, Sunda arc, Indonesia”. Chemical Geology (na jeziku: engleski). 447: 1—10. ISSN 0009-2541. doi:10.1016/j.chemgeo.2016.10.018. 
  2. ^ O’Driscoll, Brian; Stevenson, Carl T. E.; Troll, Valentin R. (2008-05-15). „Mineral Lamination Development in Layered Gabbros of the British Palaeogene Igneous Province: A Combined Anisotropy of Magnetic Susceptibility, Quantitative Textural and Mineral Chemistry Study”. Journal of Petrology. 49 (6): 1187—1221. ISSN 1460-2415. doi:10.1093/petrology/egn022. 
  3. ^ „CNMMN”. Arhivirano iz originala 30. 05. 2006. g. Pristupljeno 13. 06. 2021. 
  4. ^ Brown, Dwayne (30. 10. 2012). „NASA Rover's First Soil Studies Help Fingerprint Martian Minerals”. NASA. Pristupljeno 31. 10. 2012. 
  5. ^ Aegirine in Handbook of Mineralogy
  6. ^ Mindat
  7. ^ Aegirine
  8. ^ Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., ISBN 0-471-80580-7
  9. ^ Handbook of Mineralogy
  10. ^ Augite on Mindat.org

Literatura[uredi | uredi izvor]

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Pirokseni na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Пироксени&oldid=27680089”