5 Группа: второстепенные минералы

Касситерит SnO₂

Минерал тетрагональной сингонии (рис.2.9). Форма зерен призматическая, короткопризматическая, иногда округлая. Наблюдаются коленчатые двойники. Бесцветный, желто-серый, красноватый; в окраске наблюдается зональность. Касситерит отчетливо плеохроирует. Имеет высокий показатель преломления Ng=2,0-2,1(VII группа) и неразличимые цвета интерференции Ng-Np=0,097. Спайность ясная по (100) и плохая по (110). Одноосный, положительный. Встречается в грейзенах вместе с топазом и турмалином, но можно встретить, правда,

Рис. 2.9 Касситерит

очень редко, в скарнах.

Рутил TiO₂

Распространенный в метаморфических породах, богатых глиноземом и бедных известью. Минерал тетрагональной сингонии. Форма зерен представляет собой комбинацию тетрагональных и призматических дипирамид, хотя чаще всего встречаются игольчатые кристаллы. Характерны коленчатые (рис.2.10), а также сердцевидные и иногда полисинтетические двойники. Очень высокий рельеф.
N= 2,6-2,9. Двупреломление Ng-Np=0,29.	Рис. 2.10 Рутил

Густо окрашен и почти непрозрачен. Окраска красно-бурая, желто-бурая. Нередко иголочки рутила пронизывают кристаллы биотита, образуя на нем так называемую сагенитовую решетку. Неразличимые цвета интерференции наблюдаются даже в тонких иголочках. Спайность редко по (11О) под углом 90^О и совершенная по (100). Рутил замещается титанитом (титанитом) и ильменитом и встречается с ними в одной парагенетической ассоциации. Встречается в амфиболитах и эклогитах. Характерен для высокобарических пород.

Шеелит Ca(W0₄).

Минерал тетрагональной сингонии, одноосный, положительный. В шлифах бесцветный или сероватый. Форма зерен псевдооктаэдрическая, дипирамидальная. Имеет высокий показатель преломления N=1,94-1,92 (VII группа). Характерны аномальные цвета интерференции, Ng-Np=0,17. Спайность по (110) совершенная, по (111) в шлифах заметна редко. Характерны двойники прорастания по (100) или (110). Встречается в скарнах и грейзенах.

2.4 Метаморфические реакции

Процесс образования метаморфических горных пород представляет собой процесс протекания обычных химических реакций, когда из старых минералов получаются новые. В целом, все метаморфические реакции можно свести к пяти
основным классам:	Рис. 2.11 Твердофазные реакции

1. Твердофазные реакции (реакции с конденсированными твердыми фазами, без участия летучих компонентов). Их можно рассчитать по формуле Клаузиуса-Клапейрона:

, где - энтальпия, - энтропия.

Если известно давление, то в реакции А+В С+D можно рассчитать температуру по формуле: и построить график (рис.2.11). Примерами таких реакций являются реакции перехода графита в алмаз (рис.2.12), кварца в стишовит (рис.2.13), полиморфных переходов андалузита, кианита, силлиманита в системе Al₂SiO₅ (рис.2.14).

Рис. 2.12 Реакция графит-алмаз (Николаев, Доливо-Добровольский, 1961)	Рис. 2.13 Реакция кварц-стишовит
		В системе кианит-силлиманит-андалузит положение тройной точки по экспериментальным данным разных авторов заметно варьирует (табл. 2.1).
Рис. 2. 14 Система кианит-силлиманит-андалузит

Таблица 2.1.

Положение тройной точки в системе кианит-силлиманит-андалузит

Авторы	T,ОC		P, МПа
Ньютон	520		400
Уэйл	410		240
Алтаус	595		650
Пугин и Хитаров	540		760
Ричардсон	622		550
Холдэуэй	501		376
Большой петрологический интерес представляют реакции перехода альбита в жадеит и кварц (рис.2.15): альбит жадеит кварц
		Рис. 2.15 Реакция перехода альбита в жадеит и кварц (Берг, Леконт, 1958)

и альбита и нефелина в жадеит:

;

альбит нефелин жадеит

2. Реакции дегидратации с выделением воды. Они представляют собой весьма распространенный тип метаморфических реакций. Расчет ведется по формуле:

;

Примерами таких реакций являются реакции перехода брусита в периклаз (рис.2.16) и мусковита в ортоклаз в парагенезисе с кварцем, силлиманитом и корундом (рис.2.17).

брусит периклаз

мусковит кварц ортоклаз силлиманит

мусковит ортоклаз корунд

Рис. 2.16 Реакция перехода брусита в периклаз (Кеннеди, 1956)	Рис. 2.17 Реакции перехода мусковита в ортоклаз

3. Реакции декарбонатизации с выделением углекислоты:

Их примерами являются реакции перехода доломита и кварца в диопсид (рис. 2.18) и кальцита и кварца в волластонит (рис. 2.19).

доломит кварц диопсид

кальцит кварц волластонит

4. Реакции с участием флюидной фазы – метасоматические процессы. Расчет ведется по формуле где изобарный потенциал, постоянная Больцмана, универсальная газовая постоянная.

Пример,

витерит барит

Рис. 2.18 Реакция перехода доломита в диопсид (Николаев, Доливо-Добровольский, 1961)	Рис. 2.19 Реакции перехода кальцита в воластонит (Харкер, Туттл, 1956)

5. Окислительно-восстановительные реакции. Их примером являются реакции преобразования железа в вюстит, магнетит и гематит по мере увеличения парциального давления кислорода (рис.2.20).

; вюстит ; магнетит гематит
	Рис. 2.20 Реакции перехода гематит-магнетит-вюстит (Югстер, Скиппен, 1967)