Тинаксит, NaK2Ca2TiSiA9 (OH) - новый минерал (1964 г.)

Рис.1 Кристаллы тинаксита с микроклините, Рис.2 Сечение кристалла тинаксита

Таблица 1. Результаты химического анализа

Рис.3 Оптическая ориентировка в главных сечениях кристаллов тинаксита

Таблица 2. Расчет рентгенограммы порошка тинаксита

Рис.4 Кривая нагревания тинаксита

Таблица 3. Данные к выводу формулы тинаксита

Ю.Г. РОГОВ, В.П. РОГОВА, А.А. ВОРОНКОВ, В.А. МОЛЕВА

ТИНАКСИТ, NaK₂Ca₂TiSiA₉ (ОН) —НОВЫЙ МИНЕРАЛ

(Представлено академиком Н. В. Беловым 28 XII 1964)

Новый минерал — силикат титана, натрия, калия и кальция, назван­ный нами по составу тинакситом,— обнаружен в 1960 г. при изучении строения и петрографии Мурунского массива  (Северо-Западный Алдан).

Породы Мурунского массива относятся к сложному мезозойскому ще­лочному интрузивно-эффузивному комплексу и по ряду особенностей сходны с породами интрузий Центрально-Алданского района.

В формировании массива выделяются три самостоятельные магматиче­ские фазы. Наиболее ранними образованиями являются эффузивные пла­стовые тела трахитовых порфиров, фонолитов и псевдолейцитовых порфи-ров. Следующая фаза представлена псевдолейцититами, фергуситами, псевдолейцитовыми шонкинитами, эгириновыми и нефелиновыми сиени­тами. Магматический этап завершается породами дайкового комплекса: пегматитами, трахитовыми порфирами, псевдолейцитовыми тингуаитами, тингуаитами, сельвсбергитами, жерловыми эруптивными брекчиями, гро-рудитами, эгириновыми гранитами. Характерной особенностью пород мас­сива является принадлежность их к калиевому ряду щелочных пород и резкая недосыщенность кремнеземом.

Мурунский массив приурочен к контакту геологических образований двух структурных ярусов: архейских гранитов и гранитогнейсов, плат­форменных протерозойских известняков и доломитов. Контактовое воз­действие интрузии на вмещающие породы проявлено неравномерно и раз­лично выражено в разных породах. Архейские гранито-гнейсы подвергну­ты фенитизации с образованием в них тонкоигольчатого эгирина и щелочного амфибола. В карбонатных породах, кроме обычной перекри­сталлизации, наблюдаются своеобразные метасоматические изменения. В доломитах образуется вкрапленность диопсида или форстерита — до возникновения непосредственно на контакте с интрузивом почти мономине­ральных диопсидовых пород с небольшим количеством форстерита, флого­пита и темно-зеленой шпинели.

В краевых частях массива, а также в пределах зон тектонических на­рушений породы подвергнуты интенсивному калиевому метасоматозу. В результате образуются широкие (до многих сотен метров) полосы кали-шпатовых метасоматитов. Метасоматиты представляют собой светлые са-харовидные или зеленовато-серые монотонные, реже слабополосчатые породы, состоящие из калиевого полевого шпата и переменного количества эгирина.

В обогащенных калием метасоматитах на контакте с известняками возникла благоприятная геохимическая обстановка для образования своеобразных калиево-кальциевых минералов — ксонолита, канасита и нового минерала — тинаксита.

Тинаксит встречен в породах, состоящих на 50—80% из светло-сире­невого тонковолокнистого канасита, калиевого полевого пшата (10—20%),. кварца и эгирина. Эти породы образуют в калиншатовых метасоматитах (микроклинитах) линзовидные тела мощностью до 1—3 м, вытянутые на 15—20 м в направлении контакта метасоматитов с известняками. Тинаксит, являясь акцессорным минералом, образует хорошо ограненные призматические кристаллы размером от долей миллиметра до нескольких сантиметров, неравномерно рассеянные в породе (рис. 1 и 2). Довольна часто кристаллы тинаксита группируются в радиально-лучистые агрега­ты и розетковидные скопления до 3—5 см в поперечнике.

Минерал светло-желтого цвета, прозрачный. Твердость определена на приборе ПМТ-3 и равна 646—762 кг/мм² (по Моссу—6). Спайность совер­шенная  по  (010)   и несовершенная по (110. Угол между плоскостями спай­ности равен 131,5°. Блеск на плоскостях спайности стеклянный, сильный. В кислотах не растворяется. Удельный вес 2,82 (опре­делен гидростатическим взвешиванием в спирте). Минерал двуосный, поло­жительный (+), 2V = 74—78° (разброс экс­периментальных значений 2V объясняется сильной дисперсией осей); 2V_выч = — 78°. Плеохроизм: n_g — светло - оранжево - желгый, п_m , п_р — бесцветный.

Показатели преломления: n_g = 1,666, п_т = 1,621, п_р = 1,593, n_g — n_p = 0,073 определены методом вращающейся иглы и методом фокального экранирования с проверкой жидкостей на рефрактометре. Оптическая ориентировка в главных сечениях кристаллов тинаксита представлена на рис. 3.

Полный химический анализ минерала произведен В. А. Молевой, не­полный— К. П. Глебовой (табл. 1). Термическое исследование тинаксита выполнено Н. С. Гороховой (рис. 4). Температура плавления минерала около 900°.

При рентгенографическом исследовании тинаксита были использованы монокристальные обломки до 0,3 мм в поперечнике, выбитые по плоско­сти совершенной спайности. Методом Лауэ в камере РКОП была установ­лена триклинная симметрия минерала (класс Лауэ 1) в соответствии с результатами его кристаллооптического исследования. Линейные пара­метры ячейки определены по рентгенограммам качания (камера РКОП), а угловые — из построений, выполненных с помощью сетки Вульфа: а = 10,35 ± 0,04, b = 12,17 ± 0,05, с = 7,05 ± 0,03 A; α=91°00'±30', β=99°20'±30',  γ=92°30'±30'. Объем ячейки V = 875,1 А³. Испыта­ния на пьезоэффект дали отрицательные результаты, так что для тинак-сита равновероятны обе триклинные пространственные группы P1 и P1. Из-за малой контрастности порошковой дифракционной картины и плохого разрешения линии при съемке тинаксита на Cu- и Fe- излучениях, окончательной   обработке   была   подвергнута   рентгенограмма   порошка,

полученная на мягком Сг-излучении (V-фильтр в камере РКУ-114 (табл. 2)). В ка­честве внутреннего стандарта был исполь­зован NaCl. Интенсивности отражений (линий) оценивались визуально, с по­мощью шкалы из марок почернения. От­метим, что в табл. 2 опущено несколько очень слабых линий, для которых соответ­ствующие промеры оказались весьма не­надежными. От попытки индицирования рентгенограммы порошка пришлось отка­заться по той причине, что триклинность тинаксита, сопровождаемая большим объ­емом ячейки, привела бы к слишком не­однозначным результатам.

При   пересчете   химического   анализа тинаксита был использован  анализ №1 (табл. 1) как более полный. Знание удельного веса р и объема ячейки V позволило применить способ, предложенный Хеем (¹). Абсолютные вели­чины количеств атомов каждого из химических элементов (Q_i), содержа­щихся в ячейке, определялось по формуле Q_i = (pF/ 1,665)q_i, где S — сумма химического анализа (в %), a q_i— «атомные количества». Принимая, что 0,08% H₂O, фигурирующие в анализе № 1, не входят в структу­ру минерала, имеем S = 100,54 — 0,08 = 100,46. В табл. 3 приведены результаты пересчета химического анализа, причем экспериментальные значения Q_i были получены с помощью рабочего соотношения Q_i = = 14,798 q_i  В табл. 3 приведено логичное с точки зрения кристаллохи­мии объединение величины Q_i в группы. Итог оказался вполне удовлетво­рительным: величины, дающие число атомов в каждой группе, весьма близки к целым числам. Считая, что в случае тинаксита мы имеем дело с «нормальной» (недефектной) структурой, а отклонения от целых чисел обусловлены ошибками опыта, упомянутые цифры в табл. 3 мы округлили до ближайших целых чисел. Последние приведены рядом в табл. 3. В итоге материальное содержание ячейки тинаксита может быть выражено фор­мулой Na₂K₄(Ca, Fe²⁺, Mn²⁺, Mg)₄(Ti, Fe³⁺)₂Si₁₄ (О, OH)₄₀, из которой после сокращения на 2 всех коэффициентов и небольшой идеализации состава получена окончательная формула минерала NaK₂Ca₂TiSi₇O₁₉ (ОН) (Z = 2). Исходя из теоретической величины ƩQ_i= 68, по формуле ρ_теор=1,66SƩ Q_{i теор} / VƩ q_i , была вычислена «рентгеновская» плотность тинаксита: 2,85 г/см³. Следует отметить, что наблюдаемое стехиометрическое отношение количества Na, K и Са позволяет с большой долей вероятности предположить упорядоченное распределение соответствующих атомов в структуре минерала. Заметим, наконец, что мы не пытались «угадать» тип кремнекислородного радикала в атомной постройке тинаксита, пола­гая, что он будет надежно установлен в результате полного рентгеногра­фического исследования структуры минерала.

В заключение авторы приносят искреннюю благодарность И. Д. Борнеман-Старынкевич, Т. А. Хрулевой, Э. Ф. Бойтман и Ю А. Пятенко за помощь при исследовании минерала, а также В. И. Степанову, просмот­ревшему рукопись и сделавшему полезные замечания.

Институт минералогии, геохимии
и кристаллохимии редких элементов
Поступило 3 IX 1964