Турмалиновая группа

Турмалиновая группа
Турмалин-Кварц-83180.jpg
Зонарный зеленый и красный турмалин из рудника Ариканга, Сан-Жозе-да-Сафира в долине Досе в Минас-Жерайс в Бразилии (размер: 9,5 см × 4,0 см × 3,1 см)
Общие и классификация
химическая формула XY 3 Z 6 (T 6 O 18 ) (BO 3 ) 3 В 3 Вт

X = (Na, Ca, K, □), Y = (Fe 2+ , Mg, Mn 2+ , Al, Li, Fe 3+ , Cr 3+ ), Z = (Al, Fe 3+ , Mg, Cr 3+ ), T = (Si, Al, B 3+ ), B = (B 3+ ), V = ((OH), O), W = ((OH), F, O)
Минеральный класс
(и, возможно, кафедра) 		увидеть отдельные минералы
Кристаллографические данные
Кристаллическая система тригональный
Кристаллический класс ; символ дитригонально-пирамидальный; 3 мес.
Космическая группа Комнатная группа R 3 м (комнатная группа 160)Шаблон: room group / 160
Twinning редко двойники после призматических поверхностей
Физические свойства
Твердость по Моосу От 7 до 7,5
Плотность (г / см 3 ) От 2,82 до 3,32
Расщепление нет, но часто вертикальный выброс C
Перерыв ; Упорство ракушечный
цвет увидеть отдельные минералы
Цвет линии белый
прозрачность от прозрачного до непрозрачного
светить Стеклянный блеск
Кристаллическая оптика
Плеохроизм иногда очень сильно в зависимости от минерала
Прочие свойства
Особые возможности Кристаллы демонстрируют пьезоэлектрический , пироэлектрический эффект и сильный плеохроизм.

Группа турмалин (турмалин группа, турмалин) представляет собой группу из минералов от деления кольцевых силикатов , все из которых имеют одинаковую структурную структуру . Их состав подчиняется общей формуле:

XY 3 Z 6 (T 6 O 18 ) (BO 3 ) 3 В 3 Вт

X = ( Na + , Ca 2+ , K + , □)
Y = ( Fe 2+ , Mg 2+ , Mn 2+ , Al 3+ , Li + , Fe 3+ , Cr 3+ )
Z = (Al 3+ , Fe 3+ , Mg 2+ , Cr 3+ )
Т = ( Si 4+ , Al 3+ , B 3+ )
В = (В 3+ )
V = ( (ОН) - , O 2- )
W = ((ОН) - , F - , O 2- )

X, Y, Z, T и V в формуле обозначают различные позиции в кристаллической структуре турмалинов и могут быть заняты элементами, указанными в скобках, или, в случае V и W, гидроксид-ионом . Элементы, указанные в круглых скобках, также могут представлять друг друга в формуле ( замещение , диадохия), но всегда находятся в той же пропорции, что и другие компоненты минерала. Напротив, B обозначает исключительно бор в степени окисления 3+. Символ □ обозначает пространство в кристаллической решетке.

Турмалины в основном кристаллизуются с тригональной симметрией и часто образуют хорошо сформированные призматические кристаллы с типичными полосами на призматических поверхностях, которые в редких случаях могут достигать нескольких метров в длину. При твердости по шкале Мооса от 7 до 7,5 кристаллы примерно такие же твердые, как кварц , цвет полоски белый. Турмалины - один из минералов с наибольшим количеством цветовых вариаций. В зависимости от состава они от бесцветного до черного или имеют оттенки от синего, фиолетового, красного, желтого и зеленого, с зонами разного цвета, встречающимися на кристалле. Прежде всего, интенсивность цветов может сильно меняться в зависимости от направления, в котором свет падает через кристалл ( плеохроизм ), что полезно при использовании в качестве поляризационного фильтра.

Другой особенностью турмалина является пьезоэлектрический и пироэлектрический эффект , возникающий на его кристаллах : механическое напряжение из-за давления или скручивания, или изменение температуры заставляет противоположные концы кристалла электрически заряжаться в противоположных направлениях.

Турмалины являются наиболее важными породообразующими минералами бора и встречаются в большинстве горных пород, по крайней мере, как сопутствующие минералы . Они встречаются во многих магматических породах , часто в пегматитах , гидротермальных дайках и многих рудных месторождениях, а также в метаморфических породах различного состава и условий образования. Из-за высокой устойчивости к атмосферным воздействиям они входят в состав многих отложений и обогащены мылом .

Этимология и история

Древние традиции чудодейственных сил

Средневековое изображение мочащейся рыси в английской рукописи XIII века.

Теофраст из Эресоса (371–287 до н.э.) дает первое описание минерала со свойствами турмалина, по крайней мере, из европейской области, в своей работе De lapidibus . С помощью Lyngurium он описывает прозрачный, твердый и холодный на ощупь драгоценный камень, который обладает способностью притягивать другие предметы, такие как солома и листья, тонкие медные или железные хлопья. По традиции он образуется из мочи рысей . Они покрывают свою мочу почвой, так что ее могут обнаружить только очень опытные сборщики. Они были, по-видимому, редкими, и Плиний Старший в своей истории Naturalis в 77 году нашей эры сообщил о негодовании рыси против людей и о том, что, вероятно, никто в его время не видел этот камень, для которого он ввел латинское название lyncurium . Он считает, что все рассказы о Lyncurium ошибочны. Мифологические описания Лингуриума можно найти в многочисленных работах о драгоценных камнях вплоть до средневековья .

Персидские специалисты по драгоценным камням и очарование цветов

Эльбаите из Бразилии (Минас-Жерайс) с цветовой комбинацией, переданной от аль-Бируни .

Предположительно с IX века в персидско-арабском регионе был известен драгоценный камень с сочетанием красного, желтого или зеленого цвета в кристалле, известный в первую очередь из турмалина. Персидский эрудит аль-Бируни , который з. Т., основанный на работах аль-Кинди и ад-Динавари IX и X веков, пишет в своих Общих исследованиях драгоценных камней в XI веке драгоценного камня Ла'ль: « ... он очень часто используется а Ла ' L-кусок говорит о том, что он частично красный, частично желтый. Некоторые эксперты по драгоценным камням упоминают a la'l, который является красным, желтым и зеленым, не как разграничение между различными типами, а как объединение цветов в одно целое ». Обширное описание дез Ла'ла вместе с описанием происшествия у друзов дает Мухаммад ибн Мансур 1491 г. в его «Гавахирнаме - Собрание знаний о драгоценных камнях».

Средневековые шахтеры и открытие Шёрля

Шёрль из гор Эронго , Намибия .

Шёрль - первый минерал из группы турмалинов, описанный как таковой в европейской литературе. Он встречается вместе с оловянным камнем в речных отложениях Рудных гор , которые с XII века добывали иммигранты из гор Фихтель . Имя Schörl, вероятно, уже использовалось в различных вариантах написания до 1400 года, но только в 1505 году Рюлейн фон Кальв впервые записал его как Schörlein в своем « хорошо упорядоченном и полезном буклете о том, как искать и находить мины». .

Почти 60 лет спустя, в 1562 году, немецкий пастор Иоганнес Матезиус опубликовал свою Sarepta or Bergpostill, Sampt of the Joachimßthalischen short хроник , сборник из 16 проповедей. В IX в. В проповеди «Vom Zin / Bley / Glet / Wismut und Spießglaß» он упоминает Schürl , который встречается вместе с гермафродитом (оловянным камнем) и не должен плавиться вместе с ним.

Вацлавская корона на выставке в мае 2016 г.

Турмалины уже были популярными драгоценными камнями в средние века, даже если они еще не отличались от других драгоценных камней, таких как рубин , берилл или гранат . Центральный «рубин» венцеславской короны , изготовленной для императора Карла IV (HRR) в 14 веке , представляет собой красный турмалин.

Голландский импорт и открытие пироэлектричества

Название турмалин использовалось в Европе примерно с 1700 года и происходит от сингальского слова thuramali ( තුරමලි ) или thoramalli (තෝරමල්ලි). Немецкий врач и ботаник Пауль Херманн был, вероятно, первым, кто привез в Европу драгоценные камни с таким названием. С 1672 по 1677 год он ездил на Цейлон в качестве врача голландской Ост-Индской компании , где собрал обширную коллекцию натуральных материалов. Коллекция была выставлена ​​на аукцион после его смерти (1695), а каталог был напечатан в 1711 году. Он также содержит множество драгоценных камней и под номером 197 "Chrysolithos Turmale Zeyl". (Зейланикус). На Цейлоне разные камни называли турмали. Как сообщил шведский естествоиспытатель и врач Карл Петер Тунберг в своем «Описании минералов и драгоценных камней острова Цейлон» в 1784 году, это были голубоватый кварц (Nile turemali), хризолиты с четырехгранной призмой (Patje turemali), зелено-желтый топаз (Kaneke turemali) или бело-желтый топаз (Sudu turemali). Шёрль был известен на Цейлоне как Каллу Палингу (черный кристалл).

Среди этих красочных драгоценных камней некоторые выделялись качеством, которое Теофраст описал около 2000 лет назад. Иоганн Георг Шмидт передал в 1707 году в своих « Curiöse Speculationes bey бессонных ночах» доклад «Rod-Medikus» Королевской польской и избирательной саксонской милиции на Рейне. Даумиус. Он сказал ему, что голландцы импортировали с Цейлона в 1703 году драгоценный камень, турмалин или турмалин, который при нагревании мог притягивать пепел и поэтому был также известен как ashentrekker . Десять лет спустя физик и химик Луи Лемери представил турмалин с таким поведением Академии наук в Париже. В 1744 году датский фармацевт Август Гюнтер Карл фон Линне попросил его помочь ему идентифицировать растения из гербариев, которые Пауль Херманн собрал на Цейлоне. Линне опубликовал свои результаты в своей Flora Zeylanica в 1747 году , в предисловии к которой он также описывает Lapidem Electricum (электрический камень) - еще до того, как Франц Ульрих Теодор Эпинус смог доказать электрическую природу притяжения турмалина в 1756 году. Апениус описал электрический заряд кристаллов на концах кристалла турмалина в результате нагрева и первым заметил, что концы кристаллов заряжают друг друга положительно и отрицательно. Дэвид Брюстер не вводил термин пироэлектричество до 1824 года.

Каталогизация разнообразия: изучение композиции

Во второй половине 18 века произошло небольшое увеличение количества новых описаний минералов с именем Шёрль. Многие минералы, которые не удалось определить, считались новой разновидностью Шёрля. Рене-Жюст Гаюи перечисляет 16 различных сортов Шёрле с разными свойствами и считает, что это имя настолько скомпрометировано, что он хотел полностью удалить его из минералогической номенклатуры. Мартин Генрих Клапрот не заходит так далеко , но подчеркивает центральную важность химического анализа для определения минералов. Торберн Улоф Бергман сделал свои первые попытки сделать это еще в 1779 году. Он нашел глину (Al 2 O 3 ), гальку (SiO 2 ), известь (CaO) и железо (FeO). Первый анализ Шёрля был опубликован Иоганном Христианом Виглебом в 1785 году, а Вондрашек в Праге все еще обнаружил коричневый камень (MnO) и воду в красноватом турмалине из Моравии в 1798 году.

Во всех этих ранних анализах отсутствует элемент бор , важный компонент всех турмалинов, который был открыт только в 1808 году Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром . Наконец, в 1818 г. в Мюнхене А. Фогель, следуя информации Августа Брайтгаупта и Кристиана Готтлоба Гмелина , сумел обнаружить в турмалине ранее упускаемый из виду элемент бор. В том же году Йохан Август Арфведсон опубликовал свой анализ минералов с острова Утё в Швеции . Он обнаружил элемент литий в минерале петалит , который ему также удалось обнаружить в турмалине из месторождения железа. В 1850 году Карл Раммельсберг смог добавить доказательство коридора к списку элементов турмалина. В середине XIX века из многочисленных анализов турмалинов было известно 12 элементов (H, Li, Na, K, Ca, Mg, Fe, Mn, B, Al, Si, F), но общая формула турмалинов не была признана. . Джон Раскин прокомментировал это в 1866 году, отметив, что химический состав турмалина больше походил на рецепт средневекового врача, чем на правильный минеральный состав.

К 2018 году количество элементов (включая пустоты), обнаруженных в турмалинах со значительными концентрациями, выросло примерно до 26.

Порядок за разнообразием: исследуем структуру

Жан-Батист Роме де Л'Иль , один из основоположников кристаллографии , проводил систематические исследования кристаллических форм многих минералов. В 1772 году он заметил тесную связь Шёрля, прозрачных турмалинов с Цейлона и некоторых драгоценных камней, которые попали в Европу из Бразилии.

Решающий поворотный момент в изучении кристаллов наступил в начале 20 века, когда Макс фон Лауэ в 1912 году описал дифракцию рентгеновских лучей на кристаллических решетках, что позволило впервые определить не только симметрию кристалл, но также его структура, расположение атомов в кристалле. Шарлотта Кулашевски сделала первые записи турмалина Лауэ в Лейпциге в 1921 году и описала наблюдаемые картины дифракции рентгеновских лучей с гексагональной симметрией.

Гексагональное описание картины дифракции рентгеновских лучей противоречило тригональной симметрии кристаллических форм турмалина, что побудило Мартина Дж. Бюргера и Уильяма Пэрриша заново определить симметрию по предложению Джозефа Д. Г. Доннея . В 1937 году им удалось определить правильную тригональную симметрию турмалина с пространственной группой R 3 m (пространственная группа № 160) с помощью метода Вайссенберга . Шаблон: room group / 160

На основе этой симметрии Габриэль Э. Гамбургер и Мартин Дж. Бюргер из Массачусетского технологического института 11 лет спустя смогли определить структуру турмалина. Они описали турмалин как кольцевой силикат с 5 различными положениями решетки, которые 3-кратно, 4-кратно или 6-кратно окружены анионами (O 2 , OH - , F - ) в 8 различных положениях. Основываясь на этой структуре, они смогли определить структурную формулу бесцветного Mg-Al-турмалина с NaMg 3 B 3 Al 6 Si 6 O 27 (OH) 4 и, таким образом, заложили основу для определения различных минералов турмалина. группа.

Когда в 1959 году была основана Комиссия по новым минералам и названиям минералов (CNMMN) Международной минералогической ассоциации, в группе турмалинов было выделено только 4 минерала: Шёрль, Дравит, Эльбайт и Увит. К 1997 году, когда Фрэнк К. Хоторн и Даррелл Дж. Генри представили свой все еще неофициальный промежуточный статус классификации турмалинов на международной конференции турмалинов в Чешской Республике (встреча Турмалина 97), группа турмалинов уже выросла до 12 признанных минералов и 27 гипотетические конечные члены в трех подгруппах. Текущая классификация верхней группы турмалина, признанная IMA-CNMNC, уже выросла до 18 признанных минералов и 22 гипотетических конечных планеров в 3 группах, всего 14 подгрупп на момент ее публикации в 2011 году. В настоящее время (2020 г.) 36 минералов внесены в группу турмалинов.

классификация

Супергруппа турмалина делится на первичные группы и вторичные подгруппы. Заселенность позиции X щелочными ионами (Na, K), кальцием или вакансиями является критерием для трех первичных турмалиновых групп:

  • Щелочная группа: (Na + + K + )> Ca 2+ и (Na + + K + )> □
  • Группа кальция: Ca 2+ > (Na + + K + ) и Ca 2+ > □
  • Группа вакансий X: □> (Na + + K + ) и □> Ca 2+

Схемы заполнения и связанные замены в положениях Y, Z, V и W обеспечивают критерии для других подгрупп первичных турмалиновых групп.

Ниже приведены отдельные минералы турмалиновых групп с химическим составом их конечных членов:

Группа турмалинов: минералы со структурой турмалина.
Фамилия [9] X [6] Y 3 [6] Z 6 [4] Т 6 О 18 BO 3 V 3 W. аннотация
Щелочная группа: Na + , K + в позиции X
Подгруппа щелочей 1 M + M 2+ 3 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Дравит Na + Мг 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Фтористый дравит Na + Мг 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Шерл Na + Fe 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Fluor-Schörl Na + Fe 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Цилаисит Na + Мн 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Фторсилаизит Na + Мн 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Хромовый дравит Na + Мг 2+ 3 Cr 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Дравит ванадия Na + Мг 2+ 3 V 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Подгруппа щелочей 2 M + М + 1,5, М 3+ 1,5 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Эльбаите Na + Li + 1,5 Al 3+ 1,5 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Фтор Эльбаит Na + Li + 1,5 Al 3+ 1,5 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Щелочная подгруппа 3 M + M 2+ 2 M 3+ M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2- YZ порядок / беспорядок
Окси-Шёрль Na + Fe 2+ 2 Al 3+ Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
M + M 2+ M 3+ 2 M 3+ 5 M 2+ Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Оксидравит Na + Mg 2+ Al 3+ 2 Al 3+ 5 мг 2+ Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Маруямайте K + Mg 2+ Al 3+ 2 Al 3+ 5 мг 2+ Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
M + M 3+ 3 M 3+ 4 M 2+ 2 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Повондрайт Na + Fe 3+ 3 Fe 3+ 4 Мг 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Bosiit Na + Fe 3+ 3 Al 3+ 4 Mg 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Хромо-Алюмино-Повондрайт Na + Cr 3+ 3 Al 3+ 4 Mg 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Окси-хром Дравит Na + Cr 3+ 3 Cr 3+ 4 Mg 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Кислородно-ванадиевый дравит Na + Версия 3+ 3 V 3+ 4 мг 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Ванадио-Окси-Хром Дравит Na + Версия 3+ 3 Cr 3+ 4 Mg 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Ванадио-Окси Дравит Na + Версия 3+ 3 Al 3+ 4 Mg 2+ 2 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Подгруппа щелочей 4 M + M + M 3+ 2 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Дарреллхенриит Na + Li + Al 3+ 2 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
M + М 2+ 2,5, М 4+ 0,5 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Dutrowit Na + Fe 2+ 2,5 Ti 4+ 0,5 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Подгруппа щелочей 5 M + M 3+ 3 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 В 2- 3 W -
Оленит Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 О 2- 3 (ОН) -
Фтор-оленит Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 О 2- 3 F - гипотетическая конечная ссылка
Бюргерит Na + Fe 3+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 О 2- 3 (ОН) - гипотетическая конечная ссылка
Фтор Бюргерит Na + Fe 3+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 О 2- 3 F -
Подгруппа щелочей 6 M + M 3+ 3 M 3+ 6 Т 3+ 3 Т 4+ 3 O 18 BO 3 V - 3 W -
Na-Al-Al-Al-Tourmaline Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 Al 3+ 3 Si 4+ 3 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) - гипотетическая конечная ссылка
Турмалин Na-Al-Al-B Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 В 3+ 3 Si 4+ 3 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) - гипотетическая конечная ссылка
Фтор-Na-Al-Al-Al-турмалин Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 Al 3+ 3 Si 4+ 3 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F - гипотетическая конечная ссылка
Фтор-Na-Al-Al-B-турмалин Na + Al 3+ 3 Al 3+ 6 В 3+ 3 Si 4+ 3 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F - гипотетическая конечная ссылка
Группа кальция: Ca 2+ в положении X
Подгруппа кальция 1 M 2+ M 2+ 3 M 3+ 5 M 2+ Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Увит Ca 2+ Мг 2+ 3 Al 3+ 5 мг 2+ Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Флуор увит Ca 2+ Мг 2+ 3 Al 3+ 5 мг 2+ Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Ферувит Ca 2+ Fe 2+ 3 Al 3+ 5 мг 2+ Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Подгруппа кальция 2 M 2+ M + 2 M 3+ M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Лиддикоатит фтора Ca 2+ Li + 2 Al 3+ Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 F -
Подгруппа кальция 3 M 2+ M 2+ 3 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Lucchesiit Ca 2+ Fe 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Магнезио-лучкезиит Ca 2+ Мг 2+ 3 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
Подгруппа кальция 4 M 2+ M 2+ 3 M 3+ 6 Т 4+ 5 Т 3+ О 18 BO 3 V - 3 W -
Адачиит Ca 2+ Fe 2+ 3 Al 3+ 6 Si 5 Al 3+ O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Космическая группа: пробелы (□) в позиции X
Космическая подгруппа 1 □ M 2+ 2 M 3+ M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Магнезио-Фойтит □ Mg 2+ 2 Al 3+ Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Фойтит □ Fe 2+ 2 Al 3+ Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Celleriit □ Mn 2+ 2 Al 3+ Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Космическая подгруппа 2 □ M + M 3+ 2 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W -
Россманит □ Li + Al 3+ 2 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 (ОН) -
Космическая подгруппа 3 □ M 2+ M 3+ 2 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
Окси-Фойтит □ Fe 2+ Al 3+ 2 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2-
□ -Mg-O-турмалин □ Mg 2+ Al 3+ 2 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2- гипотетическая конечная ссылка
Космическая подгруппа 4 □ M + 0,5 M 3+ 2,5 M 3+ 6 Т 6 О 18 BO 3 V - 3 W 2-
□ -Li-O-турмалин □ Li + 0,5 Al 3+ 2,5 Al 3+ 6 Si 6 O 18 BO 3 (ОН) - 3 O 2- гипотетическая конечная ссылка

Связанный

  • Луинаит- (OH) (моноклинный): (Na, □) (Fe 2+ , Mg) 3 Al 6 (Si 6 O 18 ) (BO 3 ) 3 (OH) 3 OH (IMA2009-046)

Кристальная структура

Минералы турмалиновой группы кристаллизуются с тригональной симметрией в пространственной группе R 3 m (пространственная группа № 160) . Элементарная ячейка содержит три формульные единицы.Шаблон: room group / 160

Эта пространственная группа не центросимметрична, у нее нет центра симметрии . Трехкратная ось c, которая в турмалинах параллельна продольному направлению в основном призматических кристаллов, является полярной, т.е. ЧАС. Свойства кристаллов различаются направлением и противоположным направлением оси. Морфологически это проявляется в различных характеристиках поверхности на верхнем и нижнем конце полярной оси. Кроме того, отсутствие центра симметрии обеспечивает пиро- и пьезоэлектрические свойства, которыми известны турмалины.

Анион кремния

Структура турмалина - 6 односиликатных колец

Катионы в Т-положении (Si 4+ , Al 3+ , B 3+ ) связаны четырьмя атомами кислорода таким образом, что атомы кислорода лежат на углах тетраэдра, а катион находится в центре. Турмалины представляют собой кольцевые силикаты . Их тетраэдры TO 4 соединены двумя углами с соседними тетраэдрами TO 4 с образованием неразветвленных 6-членных одиночных колец с составом [Si 6 O 18 ] −12 .

Борат анион

Катионы в позиции B (бор) окружены тремя атомами кислорода. Все атомы в ионе [BO 3 ] −3 лежат в одной плоскости. Атомы кислорода находятся в углах треугольника с катионом бора посередине.

Позиция X

Структура турмалина: положение X

Катионы в положениях X окружены девятью-десятью атомами кислорода. Атомы кислорода лежат на углах треугольной антипризмы, в центре которой находятся катионы, заряженные от одного до двух раз.

Позиция Y

В основном двухвалентные катионы в позиции Y окружены шестью октаэдрическими атомами кислорода. Атомы кислорода лежат в углах октаэдра с катионом посередине. Три из этих октаэдров соединены друг с другом общими ребрами, образуя тримеры.

Положение Z

В основном трехвалентные катионы (Al, ...) в позиции Z также окружены шестью октаэдрическими атомами кислорода.

лес

6 силикатных колец, октаэдрические тримеры M 2+ (положение Y) и тригональная антипризма положения X уложены друг на друга в направлении полярной оси z. Все концы свободных тетраэдров силикатных колец направлены против оси z и соединены с углами октаэдрических тримеров M 2+ . Катионы в положении X центрированы над силикатными кольцами и соединяют их с тримером октаэдра M 2+ выше . Октаэдры M 3+ в позиции Z связаны с образованием цепочек в направлении оси z через общие ребра и соединяют соседние стопки X, Y и тетраэдрических позиций.

Плоские анионы BO 3 лежат в плоскости ab и связывают X-координационные полиэдры с Z-октаэдрами.

  • Структура турмалина: группа ВО 3

  • Структура турмалина: октаэдр M 2+ в позиции Y

  • Строение турмалина: зацепление координационных полиэдров I; слева: вид по оси c, справа: вид перпендикулярно оси c

  • Строение турмалина: зацепление координационных полиэдров II; Вид по оси c

Разновидности

Некоторые минералы имеют такую ​​вариативность цвета, как турмалины, и для их цветовых вариаций придумано множество названий.

  • Ахроит : бесцветные турмалины, в основном эльбаит или россманит.
  • Африцит : темно-серый Schörl
  • Бразильский хризолит , цейлонский хризолит : желто-зеленый турмалин
  • Бразильский изумруд , эмералит : зеленый, прозрачный турмалин
  • Бразильский перидот , цейлонский перидот : турмалин от медово-желтого до зеленого
  • Бразильский рубин , сибирский рубин : красный, прозрачный турмалин
  • Бразильский сапфир : синий, прозрачный турмалин
  • Canary Tourmaline : светло-желтый турмалин
  • Турмалин Кошачий Глаз : Турмалин с Chatoyance разных цветов
  • Хамелеонит , дейтеролит : турмалин, цвет которого меняется в зависимости от освещения ( эффект александрита ), возможно, дравит с высоким содержанием хрома.
  • Кромолит : зеленый турмалин
  • Индиголит : синий турмалин, вероятно, смешанные кристаллы Эльбаита-Шёрля.
  • Iochroit : фиолетовый турмалин
  • Турмалин Моренкопфа : светлый турмалин с черным наконечником
  • Параибаит : сине-зеленый, медьсодержащий эльбаит
  • Рубеллит : турмалин от розового до красного, вероятно, эльбаит
  • Сиберит : пурпурный рубеллит
  • Верделит : зеленый турмалин, вероятно, смешанный кристалл Эльбаита-Шёрля
  • Арбузный турмалин : цветной турмалин с розовой сердцевиной и зеленым краем, в основном эльбаит.

  • Ахондрит

  • Рубеллит

  • Рубеллит

  • Сиберит

  • Иохроит

  • Индиголит

  • Индиголит

  • Параибайт

  • Кромолит

  • Кромолит

  • Бразильский хризолит

  • Бразильский перидот

  • Африцит

  • Шерл

  • Верделит с альбитом

  • Арбуз Турмалин

  • Турмалин Кошачий Глаз

Образование и места

Турмалины являются наиболее распространенными боросиликатами земной коры и встречаются во всем мире в породах различного состава. Они образуются практически во всех областях земной коры, от условий диагенеза , кристаллизации магм и метаморфоза до гранулитовой и эклогитовой фаций .

Более низкая температурная стабильность турмалина точно не известна, но природные явления доказывают образование турмалина от ~ 150 ° C до 100 МПа. Некоторые реакции разложения, особенно Дравита, при высоких температурах и давлениях были исследованы экспериментально. Согласно этому, турмалин разлагается в интервале ~ 700–900 ° C в зависимости от его состава и давления. Стабильность верхнего давления Dravit в присутствии Coesit составляет 4–5 ГПа (40–50 кбар). В отсутствие свободного SiO 2 дравит стабилен до ~ 7 ГПа.

Граниты и пегматиты

Так называемые несовместимые элементы, такие как бор и литий, не включаются в большинство породообразующих минералов и накапливаются в оставшихся расплавах и растворах во время кристаллизации магм . Кислые магматические вещества, такие как диориты и граниты, а также пегматиты, находятся в конце этого обогащения и могут привести к большему количеству даже больших турмалинов. В богатых литием гранитах и ​​их пегматитах и аплитах кристаллизуются эльбаит или лиддикоатитовые турмалины, в бедных литием пегматитах довольно богатые шёрлом или, в окислительных условиях, богатые бургеритом турмалины.

Помимо бора, гидротермальные растворы переносят множество других элементов в окружающие породы и откладывают руды и турмалин в трещинах или вступают в реакцию с минералами в окружающих породах. Здесь также может образовываться турмалин.

Метаморфических пород

Еще одним источником бора являются листовые силикаты , которые могут содержать достаточное количество B 2 O 3 . Особое значение имеют содержание бора в мусковите (10–1340 мкг / г), иллите (100–2000 мкг / г), глауконите (250–2000 мкг / г), минералах группы серпентина (12–330 мкг / г). ), Монтмориллонит (5-300 мкг / г) и хлорит (3-221 мкг / г). Эти минералы последовательно добываются в ходе метаморфоза, и высвобождающийся бор приводит к образованию турмалинов. Состав метаморфических турмалинов меняется в зависимости от состава породы. В богатых алюминием метапелитах z. B. Встречаются корунд или алюмосиликаты, такие как силлиманит или кианит, встречаются смешанные кристаллы Дравита-Шёрля, содержащие магнезио-Фоитит-Фойтит. В отсутствие алюмосиликатов содержание фойтита невелико. В окислительных условиях смешанные кристаллы Дравита-Шёрля обогащаются Повондрайтом, а смешанные кристаллы Дравита-Увита типичны для метакарбонатов и метапироксенитов.

Отложения

Поскольку турмалины твердые и химически стабильные, они выживают в процессах выветривания практически без изменений, переносятся на большие расстояния в реках и обломочных отложениях . Б. Отложения песчаников или аркозов . Вместе с другими тяжелыми минералами, подверженными выветриванию , например B. гранат , рутил или циркон , они накапливаются в мыльных отложениях и предоставляют информацию о происхождении отложений. Отношение циркона к турмалину и рутилу, индекс ZTR , используется для количественной оценки зрелости осадка и, следовательно, расстояния от зоны доставки, а состав турмалинов дает информацию о породах, из которых образовались отложения.

В условиях диагенеза до низкоуровневого метаморфоза, 150-300 ° C, новые кристаллы турмалина могут расти на осадочных зернах турмалина, которые характеризуются низким содержанием натрия и кальция и множеством вакансий в X-позиции. В песчаниках и дугах это смешанные кристаллы фойтита-магнезио-фойтита-шёрля-дравита, богатые фойтитом. В известняках и доломитах образуются в основном богатые магнием смешанные кристаллы фойтит-дравита. Турмалины, которые свободно растут в поровых пространствах отложений без старых зародышей турмалина, оказались более богаты окси-концевыми звеньями Oxi-Foitit и гипотетическими Oxi-Magnesio-Foitit-End звеньями.

Эвапориты могут быть богаты бором, который затем, например, Б. присутствует в виде буры или улексита . Если эвапориты загрязнены обломочными отложениями, турмалины могут образовываться уже во время диагенеза или в начале метаморфоза. В этих обычно более соленых средах образуются в основном смешанные кристаллы Oxi-Dravit-Povondrait.

использовать

Особенно красивые образцы используются в качестве драгоценных камней , таких как рубеллит , красный вариант турмалина. Самым известным примером, вероятно, будет трофей чемпионата Бундеслиги, который состоит из 21 турмалина. Кубок DFB также украшен турмалина.

Из-за своего действия в качестве поляризационного фильтра разрезанные турмалиновые диски уже использовались в фотографии в 19 веке для подавления раздражающих отражений. Ранее обнаруженный поляризационный фильтр турмалина, наряду с фильтрами кальцита и герапатита, также входил в микроскоп, это были поляризационные микроскопы . Благодаря своим особым электрическим свойствам турмалин также используется в электронике .

галерея

  • Кристалл дравита

  • Разноцветный эльбаит - зеленая зона: верделит, зона от розового до красного: рубеллит.

  • Эльбаит, разновидность Рубеллит

  • Эльбаит цвета верделита, выращенный в кварце из Бразилии - необработанный камень

  • Schörl, выращенный в кварце из Бразилии

  • 10-миллиметровые большие кристаллы увита на магнезите из Брумадо / Баия, Бразилия

  • Верделит так называемый Изумруд - огранка

  • Турмалин огранки в виде кабошона разных цветов

  • Двухцветный турмалин, 6,75 карата, Бразилия

  • Индиголит, 1,45 карата, Бразилия

  • Оригинальный турмалин Параиба из Параиба в Бразилии, 0,36 карата

  • Турмалин Параиба с более поздних месторождений в Мозамбике, 0,79 карата

  • Рубеллит, 1,63 карата, Бразилия

  • Schörl, 9.31 карат, Бразилия

Смотри тоже

литература

  • Фридрих Бенеш: Турмалин. Монография . Ураххаус, Штутгарт 1990, ISBN 3-87838-650-8 .
  • Андреас Эртль, Франц Пертлик, Хайнц-Юрген Бернхардт: Исследования оленита с избытком бора из Коральпе, Штирия, Австрия . В: Труды и показатели математики и класса наук, кафедра I. . Нет. 134 , 1997, стр. 3–10 ( oeaw.ac.at [PDF; 134 кБ ]).
  • Пол Рустемейер: Очаровательный турмалин. Формы, цвета, структуры . Спектр, Гейдельберг 2003, ISBN 3-8274-1424-5 .
  • Немецкий музей драгоценных камней Фонд Идар-Оберштейн (ред.): Турмалин 2000 . Гебхард + Хильден, Идар-Оберштейн 2000, ISBN 3-932515-22-6 (каталог выставки, Иоахим Вернер Занг (редактор)).
  • Кристиан Вайз (ред.): Последние новости из турмалина . Weise, Мюнхен, 1994, ISBN 3-921656-31-1 ( Extra-Lapis. Vol. 6).
  • Петр Корбель, Милан Новак: Энциклопедия минералов . Nebel, Eggolsheim 2002, ISBN 3-89555-076-0 .
  • Стефан Вайс: Большой каталог минералов ляпис . 4-е издание. Weise, Мюнхен, 2002 г., ISBN 3-921656-17-6 .

веб ссылки

Commons : Tourmaline  - Коллекция изображений, видео и аудио файлов

Индивидуальные доказательства

  1. ↑ a b Малком Э. Бэк: Словарь минеральных видов Флейшера . 11-е издание. Mineralogical Record, Тусон, Аризона, 2014 г.
  2. ↑ a b Вальтер Шуман: Драгоценные камни и драгоценные камни. Все виды и разновидности. 1900 уникальных произведений . 16-е, переработанное издание. BLV Verlag, Мюнхен, 2014 г., ISBN 978-3-8354-1171-5 , стр. 126 .
  3. ↑ a b c d Даррелл Дж. Генри, Милан Новак, Франк К. Хоутхорн, Андреас Эртл, Барбара Л. Дутроу, Павел Угер, Федерико Пеццотта: Номенклатура минералов супергруппы турмалина . В кн . : Американский минералог . Лента 96 , 2011, с. 895–913 (английский, cnmnc.main.jp [PDF; 585 кБ ; по состоянию на 2 августа 2020 г.]).
  4. ↑ Стивен А. Уолтон: Теофраст на Люнгуриуме: Средневековые и ранние современные знания из классической гранильной традиции . В кн . : Анналы науки . Лента 58 , 2001, с. 357–379 (английский, researchgate.net [PDF; 543 кБ ; по состоянию на 12 августа 2020 г.]).
  5. ^ A b c С. Б. Ланг: 2400-летняя история пироэлектричества: от Древней Греции до исследования Солнечной системы. В: British Ceramic Transactions . Лента 103 , нет. 2 , 2004, с. 65–70 (английский, researchgate.net [PDF; 2.3 МБ ; по состоянию на 19 августа 2020 г.]).
  6. ↑ а б в г Даррелл Дж. Генри, Барбара Л. Датроу: Исследования турмалина во времени: вклад в научный прогресс . В: Журнал наук о Земле . Лента 63 , 2018, стр. 77–98 (английский, jgeosci.org [PDF; 2.2 МБ ; по состоянию на 12 августа 2020 г.]).
  7. ↑ а б в г д Фридрих Бенеш: Турмалин: монография . Ураххаус, Штутгарт 1990, ISBN 3-87838-650-8 , стр. 11-24 .
  8. ↑ a b Андреас Эртль: Об этимологии и типовых местонахождениях минерала Шёрль . В: Сообщения Австрийского минералогического общества . Лента 152 , 2006, с. 7–16 ( uibk.ac.at [PDF; 173 кБ ; по состоянию на 2 августа 2020 г.]).
  9. ↑ Ульрих Рюляйн фон Кальв: Эйн - хорошо организованная и полезная небольшая книга о том, как искать и находить мины . Augsburg 1505 ( оцифровано [доступ 30 августа 2020 г.]).
  10. ↑ а б в г Др. Томас Витцке: Шёрль. (HTML) В: Домашняя страница Томаса Витцке. Проверено 30 августа 2020 года .
  11. ↑ Johannes Mathesius: Sarepta или Bergpostill, Sampt из коротких хроник Joachimßthalischen . Нюрнберг 1562 г. ( оцифрованная версия [доступ 30 августа 2020 г.]).
  12. ^ Пауль Херманн: Catalogus Musei Indici, Continens varia Exotica, tum Animalia, Tum Vegetabilia, Nativam Figuram servantia, Singula in Liquore Balsamico asservata . Виви, Лугдуни Батаворум 1711, стр. 30 (латинское, sachsen . Цифровое ).
  13. ↑ Шмидт, Иоганн Георг: Любопытные размышления о бессонных ночах: ​​представлены в различных беседах и касаются всевозможных любопытных политических, теологических, медицинских, физических и подобных вещей; То есть, что каждый любознательный любовник найдет в нем что-нибудь для своего развлечения . Хемниц; Лейпциг 1707, стр. 269–271 ( digital-sammlungen.de [доступ 5 сентября 2020 г.]).
  14. ↑ Карл фон Линне: Флора Зейланика . Стокгольм (Holmiae) 1747, стр. 8 (латиница, zum.de [ дата обращения 23 сентября 2020 г.]).
  15. ↑ Мартин Генрих Клапрот: CXCV. Химическое исследование обыкновенного Schörl. В: Вклад в химические познания минеральных тел . Лента 5 , 1810, стр. 144–149 ( e-rara.ch [PDF; 2.1 МБ ; по состоянию на 26 сентября 2020 г.]).
  16. ↑ А. Фогель: О существовании бораксиновой кислоты в турмалине и аксините. В кн . : Химико-физический журнал . Лента 22 , 1818, стр. 182–186 ( books.google.de [доступ 26 сентября 2020 г.]).
  17. ↑ Август Арфведсон: Исследование некоторых окаменелостей, найденных в железной яме Утё, и обнаруженной в них новой тугоплавкой щелочи . В кн . : Химико-физический журнал . Лента 22 , 1818, стр. 93–121 ( books.google.de [доступ 26 сентября 2020 г.]).
  18. ↑ Карл Раммельсберг: О составе турмалина по сравнению со слюдой и полевым шпатом и о причине изоморфизма разнородных соединений. В кн . : Анналы физики и химии . Лента 157 , 1850, стр. 1-45 ( docme.su [доступ 9 октября 2020 г.]).
  19. ^ Джон М. А. Раскин: Этика пыли: Десять лекций для маленьких домохозяек об элементах кристаллизации . John Wiley & Son, Нью-Йорк, Нью-Йорк 1866 (англ., Openworks.wooster.edu [доступ 26 сентября 2020 г.]).
  20. ^ Фердинандо Бози: кристаллохимия турмалина . В кн . : Американский минералог . Лента 103 , 2018, стр. 298–306 (на английском языке, rruff.info [PDF; по состоянию на 9 октября 2020 г.]).
  21. ↑ Romé de L'Isle, Jean Baptiste Louis: Essai de cristallographie, или описание фигур géométriques propres à different corps du regne minéral, connus vulgairement sous le nom de cristaux . Didot jeune, Париж, 1772 г., стр. 243-281 , DOI : 10,3931 / е-Рар-16480 ( на французском языке).
  22. ↑ Шарлотта Кулашевски: О кристаллической структуре турмалина . В кн . : Прецизионные рентгенографические исследования . Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden 1921, стр. 81-117 , DOI : 10.1007 / 978-3-663-15824-0_4 .
  23. ^ М.Дж. Бюргер и Уильям Пэрриш: Элементарная ячейка и пространственная группа турмалина (пример рассмотрения тригональных кристаллов с учетом равного наклона) . В кн . : Американский минералог . Лента 22 , 1937, стр. 1139–1150 (английский, minsocam.org [PDF; по состоянию на 11 октября 2020 г.]).
  24. ↑ б с д х е г ч Габриэль Е. гамбургер, МДж Бургер: Структура турмалина . В кн . : Американский минералог . Лента 33 , 1948, стр. 532-540 (английский, rruff.info [PDF; 509 кБ ; по состоянию на 2 августа 2020 г.]).
  25. ^ Фрэнк К. Хоторн и Даррелл Дж. Генри: Классификация минералов турмалиновой группы . В: Европейский журнал минералогии . Лента 11 , 1999, стр. 201–215 (англ., Researchgate.net [PDF; по состоянию на 12 октября 2020 г.]).
  26. ↑ a b c d Винсент Дж. Ван Хинсберг, Даррелл Дж. Генри, Хорст Р. Маршалл: ТУРМАЛИН: ИДЕАЛЬНЫЙ ИНДИКАТОР СРЕДЫ ПРИНИМАЮЩЕЙ СРЕДЫ . В: Канадский минералог . Лента 49 , 2011, с. 1–16 (английский, researchgate.net [PDF; 3.1 МБ ; по состоянию на 1 ноября 2020 г.]).
  27. ^ A b Даррелл Дж. Генри, Бренди Л. Киркланд и Дуглас В. Киркланд: Турмалин с зональной зональной структурой из верхней части соляного купола . В: Европейский журнал минералогии . Лента 11 , 1999, стр. 263–280 (английский, schweizerbart.de, аннотация [PDF; 339 кБ ; по состоянию на 11 ноября 2020 г.]).
  28. ↑ Андреас Эртель, Хорст Р. Маршал, Джеральд Гистер, Даррелл Дж. Генри, Ханс-Питер Шертель, Теодорос Нтафлос, Джордж Л. Лувизотто, Лутц Насдала и Эккехарт Тиллманнс: Метаморфический турмалин сверхвысокого давления: структура, химия и корреляция с PT условия . В кн . : Американский минералог . Лента 95 , 2010, с. 1–10 (английский, rruff [PDF; 946 кБ ; по состоянию на 3 ноября 2020 г.]).
  29. ^ A b c Даррелл Дж. Генри и Чарльз В. Гвидотти: Турмалин как петрогенетический индикаторный минерал: пример из метапелитов ставролита на северо-западе штата Мэн . В кн . : Американский минералог . Лента 70 , 1985, стр. 1–15 (английский, minsocam.org [PDF; 1.7 МБ ; по состоянию на 17 ноября 2020 г.]).
  30. ↑ a b c DJ Генри, Б.Л. Дутроу: Турмалин в условиях метаморфизма от диагенеза до низкоуровневого: его петрологическая применимость . В: Lithos . Лента 154 , 2012, с. 16–32 (английский, researchgate.net [PDF; 46.6 МБ ; по состоянию на 3 ноября 2020 г.]).
  31. ^ К. Осборн Хаттон: Исследования тяжелых обломочных минералов . В: Бюллетень Геологического общества Америки . Лента 61 , 1950, стр. 635–715 (английский, rruff.info [PDF; 7.4 МБ ; по состоянию на 30 ноября 2020 г.]).
  32. ↑ Джон Ф. Хьюберт: Индекс зрелости циркон-турмалин-рутил и взаимозависимость состава тяжелых минеральных ассоциаций с валовым составом и структурой песчаников . В: Журнал осадочных исследований . Лента 32 , 1962, стр. 440-450 , DOI : 10,1306 / 74D70CE5-2B21-11D7-8648000102C1865D ( на английском языке).
  33. ↑ Владимир Лачек, Йиржи Фрида, Альфред Петров, Ярослав Гиршл: Турмалины серии повондраита - (окси) дравита из покрывающей породы мета-эвапорита в Альто-Чапаре, Кочабамба, Боливия . В: Журнал Чешского геологического общества . Лента 45 , 2000, стр. 3–12 (английский, jgeosci.org [PDF; 1,2 МБ ; по состоянию на 11 ноября 2020 г.]).
  34. ↑ Дитер Герлах: История микроскопии . 1-е издание. Harri Deutsch Verlag, Франкфурт-на-Майне 2009, ISBN 3-8171-1781-7 , стр. 709 .