Лаумонтит

Лаумонтит
Лаумонтит из «Гималайского пегматита» на Джем-Хилл , округ Сан-Диего , Калифорния (размер: 4,5 см × 3 см × 2,3 см)
Общие и классификация
другие имена	Ломонит Лаумонит Леонардит
химическая формула	Ca 4 [Al 8 Si 16 O 48 ] • 18H 2 O
Минеральный класс (и, возможно, кафедра)	Силикаты и германаты - каркасные силикаты
Системный номер Струнцу и Дане	09.GB.10 ( 8-е издание : VIII / F.11, приложение) 77.01.01.04
Кристаллографические данные
Кристаллическая система	моноклинический
Кристаллический класс ; условное обозначение	моноклинный призматический; 2 / м
Группа номеров (кол.)	C 2 / м (№ 12) (№ 12) Шаблон: группа комнат / 12
Параметры решетки	а  = 14,845 (9)  Å ; b  = 13,167 (2) Å; c  = 7,5414 (8) Å β  = 110,34 (2) °
Формула единиц	Z  = 1
Частые грани кристаллов	{110}, {20 1 }, полосы по [001]
Twinning	после {100}
Физические свойства
Твердость по шкале Мооса	От 3 до 4
Плотность (г / см 3 )	измерено: от 2,23 до 2,41; рассчитано: 2.306
Расщепление	полностью в соответствии с {010} и {110}
Перерыв ; Упорство	от неравномерного до ракушечного; хрупкий
цвет	бесцветный, от белого до серого, от розового, желтоватого, от коричневого до золотисто-коричневого
Цвет линии	белый
прозрачность	от прозрачного до полупрозрачного
блеск	Стеклянный блеск, перламутровый блеск на поверхностях скола
Кристаллическая оптика
Показатели преломления	n α  = 1,502 (леонхардит) до 1,514 (ломонтит) n β  = 1,512 (леонхардит ) до 1,522 (ломонтит) n γ  = 1,514 (леонхардит) до 1,525 (ломонтит)
Двулучепреломление	δ = от 0,012 до 0,013
Оптический характер	двухосный отрицательный
Угол оси	2V = * Laumontite: от 33 ° до 47 ° (измерено); От 34 до 44 ° (рассчитано) Леонхардит: от 26 ° до 44 °
Прочие свойства
Химическое поведение	растворим в разбавленной соляной кислоте , плавится перед паяльной трубкой
Особые возможности	белая флуоресценция в УФ-свете

Минеральный ломонтит является часто встречающимся тектосиликатом из группы цеолитов . Он кристаллизуется с моноклинной симметрией и имеет состав Ca ₄ [Al ₈ Si ₁₆ O ₄₈ ] · 18H ₂ O. С химической точки зрения это водосодержащий алюмосиликат кальция .

Лаумонтит обычно образует призматические или столбчатые кристаллы с квадратным поперечным сечением, но также встречается в форме радиальных, волокнистых и массивных минеральных агрегатов . В чистом виде без выветривания он бесцветен и прозрачен. Однако из-за многократного преломления из-за образования поликристаллов и потери кристаллической воды ( обезвоживания ) он также может казаться белым, а из-за посторонних примесей приобретать серый, розовый, желтоватый или коричневатый или золотисто-коричневый цвет, в результате чего прозрачность соответственно уменьшается.

Этимология и история

Лаумонтит был впервые обнаружен в 1785 году французским минералогом Жилле де Лаумоном (1747–1834) в свинцовом руднике недалеко от французской общины Уэльгоат (Бретань). Описал и назвал минерал в 1803 году Авраамом Готтлобом Вернером в честь его первооткрывателя, но первым в правописании Ломонит по отношению к французскому произношению звукоподражательной пьесы. В 1805 году Роберт Джеймсон использовал описание и имя Вернера в своей «Минералогической системе» .

По Гаюи написание названия полезных ископаемых в 1809 году было вновь изменено на ломонтит пока в конце концов Карл Цезарь фон Leonhard 1821 остается в силе правописание ломонтит придуман.

классификация

Уже в устаревшем 8 - е издания минеральной классификации по Strunz , то ломонтит принадлежал к классу «силикаты и германат» и там в отдел «tectosilicates», где он был добавлен к « Dachiardite - морденитные группам » , принадлежащих к семейство цеолитов «С системой № VIII / F.11 и дополнительный ферриерит .

В последнем отредактированном и обновленном справочнике минералов ляпис, созданном Стефаном Вайсом в 2018 году , который все еще основан на этой классической системе Карла Хьюго Струнца из соображений частных коллекционеров и институциональных коллекций , минералу были присвоены система и номер минерала. VIII / J.22-50 . В "Лапис классификации" это также соответствует отделу "рамки силикаты" , где ломонтит с boggsite , Dachiardit-Са , Dachiardit-Na , Direnzoit , Edingtonit , ферриеритный К , ферриеритный Mg , ферриерита-Na , Gottardiit , морденит, Mutinaite и Terranovaite образуют независимую группу, которая также принадлежит к семейству цеолитов, но не имеет названия.

В 9-м издании систематики минералов Струнца, которое действует с 2001 г. и обновлялось Международной минералогической ассоциацией (IMA) до 2009 г., ломонтит классифицируется как более мелко разделенный раздел «тектосиликаты с цеолитным H ₂ O; Семейство цеолитов ». Он также дополнительно подразделяется в соответствии с кристаллической структурой, так что минерал можно найти в соответствии с его структурой в подразделе «Цепи односвязных колец из четырех», где он является единственным членом безымянной группы 9.GB .10 .

Систематика минералов по Дане , которая в основном используется в англоязычном мире , относит ломонтит к классу «силикатов и германатов», а там - к разделу «структурные силикаты: группа цеолитов». Здесь он вместе с Анальцимом, Сиангуалитом, Поллуцитом и Вайракитом в группе «Анальцим и родственные виды» с номером системы. 77.01.01 найти в подразделе « Настоящие цеолиты ».

Химизм

Ломонтит является водный кальций - алюминий - силикат , имеющий состав Ca ₄ [Al ₈ Si ₁₆ O ₄₈ ] · 18H ₂ O. Состав Alumosilikatgerüstes почти не изменяется. Небольшие количества алюминия можно заменить на Fe ³⁺ , что придает ломонтиту золотисто-коричневый цвет.

Содержание воды сильно зависит от влажности, температуры и давления, и Laumontit уже обезвоживается в несколько этапов при комнатной температуре. При ~ 25 ° C содержание воды непрерывно падает с уменьшением относительной влажности с 18 H ₂ O pfu (100% относительная влажность) до 16 H ₂ O pfu при 80%. Это содержание воды, которое в более ранней литературе до 1992 г. дается как содержание воды в ломонтите. В диапазоне относительной влажности от 70 до 60% содержание воды резко падает до ~ 14 H ₂ O pfu, что соответствует составу разновидности леонхардита. В этой переходной зоне леонхардит и ломонтит встречаются вместе. Кроме того, непрерывный дренаж происходит только в очень сухих условиях. При относительной влажности 10–0 % содержание воды в леонхардите падает до ~ 12 H ₂ O pfu. Лаунонтит можно полностью осушить путем нагревания.

Кальций (Ca ²⁺ ) можно полностью заменить натрием и калием . Это происходит в основном без изменения содержания алюминия и кремния из-за обменных реакций.

• Ca ²⁺ + H ₂ O = 2 Na ⁺
• Ca ²⁺ + H ₂ O = 2 К ⁺

В серии смесей Ca-Na наблюдается полная смешиваемость, в то время как на калиевой стороне имеется обширный зазор в смеси, содержащий ~ 50 мол.% K-Леонардита до чистого K-концевого звена.

Когда калий и натрий объединены вместе, эти катионы встраиваются в структурные каналы строго упорядоченным образом. Натрий заменяет кальций в его решетке, а калий вытесняет молекулу воды:

• Ca ²⁺ + H ₂ O = Na ⁺ + K ⁺

В небольшой степени натрий также может быть включен путем совместного замещения алюминия кремнием:

• Ca ²⁺ + Al ³⁺ = Na ⁺ + Si ⁴⁺

Кристальная структура

Клетка из лаумонтита:, вид по оси c

Клетка из лаумонтита:, вид примерно по оси b

Лаумонтит моноклинно кристаллизуется в пространственной группе C 2 / m (пространственная группа № 12) с параметрами решетки a  = 14,845  Å ; b  = 13,167 Å; c  = 7,5414 Å и β = 110,34 °, а также 1 формульная единица с 48 кислородом на элементарную ячейку .Шаблон: группа комнат / 12

Кремний (Si) и алюминий (Al) тетраэдрически окружены 4 кислородом. Эти тетраэдры Si / AlO ₄ соединены всеми четырьмя атомами кислорода по углам, образуя каркас из четырех, шести и десяти колец. Распределение Al и Si по позициям тетраэдров строго упорядочено, и существует два типа четырехкольцевых колец: кольца, состоящие из четырех тетраэдров SiO _4, и кольца, в которых тетраэдры SiO ₄ и AlO ₄ чередуются.

Этот алюмосиликатный каркас включает полости, которые заключены в 8 четырехкольцевых, 8-ми шестикольцевых и 2-х десятков колец (обозначение площади: [4 ⁸ 6 ⁸ 10 ² ]) и могут хранить частицы диаметром до 6 Å. Эти каверны соединены через 10 общих колец в направлении оси c ([001]). Они образуют одномерную систему каналов (плохой символ: {1 [4 ⁸ 6 ⁸ 10 ² ] [001] (10-кольцо)}), которая позволяет проходить частицам с максимальным диаметром ~ 4 Å.

Кальций (Ca) находится внутри этих каверн и окружен, с одной стороны, кислородом из тетраэдра Al каркаса, а с другой стороны, кислородом из молекул воды в положениях W8 и W2 в каналах. Другие молекулы воды в положениях W1 и W5 находятся в центральной области каналов и связаны только с алюмосиликатным каркасом и другими молекулами воды посредством водородных связей .

характеристики

Лаумонтит со временем выделяет часть своей кристаллической воды в сухой среде, поэтому его следует хранить в герметичных контейнерах. Переход от ломонтита с 16-18 H ₂ O на формульную единицу (pfu) к леонхардиту с 13-14 H ₂ O pfu связан с внезапным изменением физических свойств. Преломление света уменьшается с 1,514 до 1,525, до 1,502 до 1,514, а угол экстинкции, угол между кристаллографической осью c и ориентацией поляризаторов в поляризационном микроскопе, когда кристалл кажется темным, изменяется с ~ 10 ° для ломонтита. до ~ 35–50 ° в Леонардите. Это позволяет проследить водопоглощение леонхардита под поляризационным микроскопом.

Поглощение и выделение воды связано с изменением молярного объема на ~ 2-3%. Это приводит к механическим напряжениям, особенно в случае более крупных кристаллов. Следовательно, дегидратированный ломонтит является хрупким и может разрушаться даже при небольшом механическом воздействии. Кристаллическая структура выдерживает это без повреждений и может снова полностью поглощать воду, когда она остывает или когда вода подается.

Катионы (Ca, Na, K), внедренные в поровые пространства алюмосиликатного каркаса, могут обмениваться, и ломонтит может использоваться в качестве ионообменника .

Модификации и разновидности

Как леонхардит , непрозрачная из-за частичной потери воды и белого цвета - это потускневшая разновидность Лаумонтита. Он был назван в 1843 году Иоганном Рейнхардом Блюмом в честь Карла Цезара фон Леонхарда (1779–1862). Леонардит долгое время был включен в список самостоятельных минералов, пока в 1997 году подкомитет по цеолитам комиссии по новым минералам, названиям и классификации минералов не пересмотрел номенклатуру группы цеолитов и не определил, что различия в содержании воды недостаточны. критерий определения различных минералов цеолита. С тех пор леонхардит считается разновидностью ломонтита, хотя переход от ломонтита к леонхардиту связан с внезапным изменением как состава, так и физических свойств, и при определенных условиях обе фазы могут сосуществовать.

Богатая калием и натрием разновидность леонхардита была описана Ферсманом в 1908 году как «первичный леонхардит». Этот леонхардит содержит ~ 14 H ₂ O на формульную единицу (БОЕ) и больше не поглощает воду. Это связано с высоким содержанием катионов (~ 5,4 Ca + Na + K) в структурных каналах. С одной стороны, избыточные катионы занимают место в воде; с другой стороны, эти ионы в каналах препятствуют прохождению молекул и, таким образом, поглощению воды.

Образование и места

Гейландит (розовый), ломонтит (белый) и пренит (зеленый) из округа Пассаик , Нью-Джерси (США)

Кристалл ломонтита длиной почти 10 сантиметров из шахты «Пайн-Крик», округ Иньо, Калифорния.

Псевдоморфизм от пренита до ломонтита из Мумбаи , Махараштра, Индия (размер: 12,1 × 12,0 × 3,7 см)

Лаумонтит - важный минерал-индекс цеолитовой фации, он стабилен при температурах от ~ 100 до 250–300 ° C. Какие реакции приводят к образованию и разложению ломонтита, а также температуры, при которых эти реакции начинаются, сильно зависят от состава материнской породы, в частности от содержания SiO ₂ и соотношения Ca / Na. SiO ₂ -ненасыщенные (основные) материнские породы с высоким соотношением Ca / Na, например Б. из-за богатых анортитом полевых шпатов способствует образованию ломонтита.

В присутствии воды и кварца, а также при отсутствии натрия Лаумонтит образует бар при давлениях ниже ~ 600 при 100-150 ° C от Стилбита :

• Стилбит = ломонтит + кварц + вода.

При давлении выше 600 бар ломонтит образуется из гейландита при температуре 150–200 ° C в результате реакции:

• Гейландит = ломонтит + кварц + вода.

При температурах выше ~ 230 ° C / 500 бар до 300 ° C / 3000 бар ломонтит распадается на вайракит :

• Лаумонтит = вайракит + вода

Ниже линии в 1 бар, ~ 150 ° C и 500 бар, ~ 230 ° C, ломонтит больше не является стабильным и разлагается до югаваралита :

• Лаумонтит + кварц = Югаваралит

Стабильность верхнего давления Laumontit составляет ~ 3000 бар. Затем лаумонтит добывают с образованием лавсонита :

• Лаумонтит = лавсонит + кварц + вода

Превращение ломонтита в частично обезвоженную разновидность леонхардита происходит по линии 46 ° C / 1 бар и 235 ° C / 5 кбар. Соответственно, ломонтит всегда образуется как леонхардит в его диапазоне устойчивости цеолитовой фации и только гидратированный ретроградный до ломонтита.

Как и другие цеолиты, ломонтит образуется в трещинах базальта , андезита , гранита или различных метаморфических пород . Кроме того, ломонтит также образуется в гидротермальных известняковых отложениях. Другие цеолиты , но также апофиллиты и хлориты , кальцит , датолит , гейландит и / или стильбитит могут встречаться в качестве сопутствующих минералов .

Уже доказано, что лаумонтит является частым минеральным образованием на многих участках, хотя на сегодняшний день известно около 1000 участков (по состоянию на 2013 год). В дополнение к его тип местности Huelgoat минерал произошло во Франции до сих пор в Камбо-ле-Бен , в Аквитании, на Espira-де-l'Agly (муниципалитет Ривзальт ) в Лангедок-Руссильон, в Arnave , Salau (Арьеж) , Порт-d'Agrès и в долине Aure в Юг-Пиренеи и в Сен-Мишель-де-Chaillol в Прованс-Альпы-Лазурный берег.

Ямы на холмах Пандулена в Индии, где образовались бесцветные и белые игольчатые кристаллы длиной до 38 сантиметров, известны своими необычными находками лаумонтита . Кроме того, из Индии, точнее из Пуны и Мумбаев известны псевдоморфозы из Prehnit после ломонтита. Кристаллы длиной не менее 15 сантиметров можно было добыть в шахте «Пайн-Крик» на горе Морган в графстве Инио (Калифорния).

В Германии ломонтит был обнаружен в шахте Клара в Баден-Вюртемберге, в нескольких местах в Баварском лесу (Хаузенберг, Вальдкирхен), недалеко от Борнберга / Херборнзельбаха и Хохштедтена (Бенсхайм) в Гессене, недалеко от Бад-Гарцбурга и Санкт-Андреасберга в Нижней Саксонии. на Clemensberg в земле Северный Рейн-Вестфалия, недалеко от Baumholder , на Potschberg и Нидеркирхен (Западный Пфальц) в Рейнланд-Пфальц, на Петерсберге близ Галле в Саксонии-Анхальт, в горнодобывающей компании «Willi Agatz» в Саксонии и рядом Weitisberga в Тюрингии.

В Австрии ломонтит был во многих местах в Тауэрна и Коральпе в Каринтии, на Mitterbach рытье в городе Дункельштайнервальд и в нескольких местах в Waldviertel в Нижней Австрии, в долине Гаштайн и Habachtal в Зальцбурге , а в некоторых местах , в Штирии , Тироле и Верхняя Австрия найдена.

В Швейцарии минерал до сих пор в основном встречался в кантонах Граубюнден (ледник Альбинья, Туйетч), Тичино (Валле-Маджия), Ури и Уоллис (Биннталь, Гомс).

Другие сайты находятся в Алжире, Антарктиде, Аргентине, Австралии, Азербайджане, Бельгии, Бразилии, Болгарии, Чили, Китае, Коста-Рике, Дании, Эквадоре, островах Фиджи, Исландии, Индонезии, Иране, Италии, Японии, Канаде, Кыргызстане, Куба, Мадагаскар, Мексика, Намибия, Новая Зеландия, Никарагуа, Норвегия, Филиппины, Польша, Пуэрто-Рико, Реюньон, Румыния, Россия, Швеция, Словакия, Испания, Южная Африка, Тайвань, Танзания, Таиланд, Чехия, Турция, Украина. , Венгрия, Великобритания (Великобритания) и Соединенные Штаты Америки (США).

Смотри тоже

• Список минералов

литература

• Х. Бартл, К. Ф. Фишер: Исследование кристаллической структуры цеолита ломонтита . В кн . : Новогодний минералогический ежегодник, ежемесячные книги . 1967, стр. 33-42 . 
• Б.М. Мадсен, К.Дж. Мурата: Появление лаумонтита в третичных песчаниках центральных прибрежных хребтов Калифорнии . В: USGS PP 700-D . 1970, стр. 188–195 (английский). 
• А.Б. Томпсон: Лаумонтитовые равновесия и цеолитовые фации . В: Американский журнал науки . Лента 269 , 1970, стр. 267-275 (английский). 
• Брюс Э. Миллер, Эдвард Д. Гент: лаумонтит и бариано-стронцианский гейландит из группы Блэрмор (меловой период), Альберта . В кн . : Канадский минералог . Лента 12 , 1973, с. 188–192 (англ., Rruff.info [PDF; 467 кБ ; по состоянию на 20 октября 2019 г.]). 
• Х. Бартл: Уточнение структуры леонхардита Ca [Al ₂ Si ₄ O ₁₂ ] · 3H ₂ O с помощью нейтронографии . В кн . : Новогодний минералогический ежегодник, ежемесячные книги . 1990, стр. 298-310 . 
• Т. Армбрустер, Т. Колер: преобразование и дегидратация ломонтита: рентгеновское исследование монокристалла при 100К . В кн . : Новогодний минералогический ежегодник, ежемесячные книги . 1992, стр. 385-397 (английский). 
• Дуглас С. Кумбс, Альберто Альберти, Томас Армбрустер, Жилберто Артиоли, Кармине Колелла, Эрманно Галли, Джоэл Д. Грайс, Фридрих Либау, Джозеф А. Мандарино, Хидео Минато, Эрнест Х. Никель, Элио Пассажирия, Дональд Р. Пикор, Симона Куартьери, Романо Ринальди, Малькольм Росс, Ричард А. Шеппард, Эккехард Тиллманнс, Джованна Веццалини: Рекомендуемая номенклатура цеолитовых минералов: Отчет Подкомитета по цеолитам Международной минералогической ассоциации, Комиссия по новым минералам и названиям минералов . В кн . : Канадский минералог . Лента 35 , 1997, стр. 1571–1606 (английский, minsocam.org [PDF; 3.5 МБ ; по состоянию на 20 октября 2019 г.]). Ошибка в шаблоне: "Литература" - *** Недействительно: недопустимые скобки в скобках.
• Y. Lee, JA Hriljac, T. Vogt: Миграция цеолитовой воды в ломонтите под давлением . В кн . : Физика и химия минералов . Лента 31 , 2004, с. 421-428 (английский). 

веб ссылки

• Минеральный атлас: Лаумонтит (Wiki)
• Результаты поиска Laumontite. В: rruff.info. База данных спектроскопии комбинационного рассеяния, дифракции рентгеновских лучей и химии минералов (RRUFF), доступ к 20 октября 2019 . 

Индивидуальные доказательства