9. Группа пирохлора

Здесь объединены минералы, хотя и близкие по химическому составу к группе перовскита, но отличающиеся по химическим формулам. Из многочисленных представителей этой группы опишем пирохлор и, кроме того, здесь же опишем эшинит и самарскит.

Пирохлор - (Nа,Са..)₂(Nb,Ti...)₂O₆[F,OH]. "Пирос" по-гречески - огонь, "хлорос" - зеленый (некоторые разновидности перед паяльной трубкой становятся желтовато-зелеными).

Разности, обогащенные ураном и торием и находящиеся в метамиктном состоянии, содержат значительные количества Н₂O (7-14%), лишены щелочей и обеднены окисью кальция (группа бетафита). Сохранились лишь внешние кубические или октаэдрические формы кристаллов, иногда с кривоплоскостными гранями.

Химический состав очень непостоянный. Содержания отдельных компонентов вообще для изоморфного ряда пирохлор-микролит (танталовый аналог) колеблются (в %) в следующих пределах:

Кроме того, в небольших количествах иногда присутствуют: Sb₂O₅, MgO, РbО (очевидно, как продукт радиоактивного распада), НfO₂, SiO₂, Аl₂O₃, SrO, BeO, CuO, Bi₂O₃, GeO₂ и др.

Как видим, главные изменения в химическом составе этих минералов выражаются в колебании содержаний NЬ₂O₅ и Та₂O₅.

Существует очень много названий условно относимых сюда, недостаточно изученных, отдельных минералов, отличающихся теми или иными особенностями химического состава и физических свойств.

Рис. 175. Кристалл пирохлора

Сингония кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L⁴4L₆³6L²9PC. Кристаллическая структура. Образцы, не подвергшиеся метамиктному распаду (бедные радиоактивными элементами), обладают кубической кристаллической решеткой. Облик кристаллов октаэдрический (рис. 175). Кристаллы иногда достигают 2 см в поперечнике. Нередко октаэдрические кристаллы притуплены гранями куба. Встречается также в сплошных массах и иногда в колломорфных выделениях. Наблюдались закономерные сростки с цирконом по плоскостям {111}, причем грань октаэдра пирохлора совпадает с гранью тетрагональной дипирамиды {111} циркона.

Цвет пирохлора темнобурый, красновато-бурый, желтовато-зеленый, изредка буровато-черный. С поверхности вследствие изменений иногда образуются светложелтые каемки (превращение в оптически анизотропный минерал, ближе не изученный). Черта желтовато-белая до светлобурой или красновато-желтой. Блеск алмазный, жирный, стеклянный или смолистый (у метамиктных разностей). Полупрозрачен или просвечивает. N = 2,13-2,27 (у метамиктных разностей снижается до 1,96).

Твердость 5-5,5. Хрупок. Спайность практически отсутствует. Уд. вес 4,03-4,36. Танталовые разности обладают большим удельным весом (до 4,9). Прочие свойства. Иногда обладает сильной радиоактивностью. Измененные разности при нагревании дают вспышку (при температуре около 500°).

Диагностические признаки. Характерны октаэдрический облик кристаллов, цвет, жирный алмазный блеск. Характерна также связь со щелочными изверженными породами (нефелиновыми сиенитами и сиенитовыми пегматитами). Очень похож на циркон, с которым иногда находится в срастании, и на шеелит, от которого отличается по твердости и отсутствию спайности.

П. п. тр. с большим трудом сплавляется в черновато-бурый шарик. Некоторые разности при нагревании становятся желтовато-зелеными. С бурой дает стекло красновато-желтое в окислительном пламени и тёмнокрасное в восстановительном. В крепкой H₂SO₄ и HF разлагается.

Происхождение. Встречается в пегматитах нефелиновых сиенитов в ассоциации с полевыми шпатами, главным образом альбитом, иногда с цирконом, биотитом, апатитом, ильменитом, сфеном, кальцитом и другими минералами, образующимися в более позднюю пневматолито-гидротермальную стадию пегматитообразования. Нередко наблюдается характерное окрашивание тесно срастающегося с ним альбита в коричневато-желтый цвет.

Рис. 176. Октаэдрический кристалл пирохлора, перешедший в мариньякит. По Г. П. Барсанову. Показаны трещины вспучивания. В центре кристалла - остаток первичного пирохлора

Установлены позднейшие превращения пирохлора во вторичный продукт в виде псевдоморфоз по октаэдрическим кристаллам пирохлора. Характерно, что эти псевдоморфозы иногда имеют трещины вспучивания и сами кристаллы при этом обладают несколько искаженным октаэдрическим обликом (рис. 176). Этот вновь образующийся минерал оптически изотропен. Цвет светложелтый. N около 2,1. Как новообразование пирохлор иногда наблюдается в агрегате ильменита, возникающего, очевидно, при эндогенном разложении ильменорутила - (Ti,Nb,Fe)O₂.

Практическое значение. В случае значительных по размерам и запасам месторождений представляет промышленный интерес как сырье ниобия и тантала. О применении ниобия см. лопарит.

Месторождения. Найден в различных пунктах, главным образом в связи с пегматитами нефелиновых сиенитов.

Эшинит - (Cе,Ca,Th...) (Ti,Nb)₂O₆. "Эсхине" по-гречески - стыд (в свое время химики не находили способов для установления содержащихся в этом минерале компонентов). По составу является титано-ниобатом редких земель. С приоритом (танталовый аналог) образует изоморфные смеси (по редким землям и иттрию). Колебания содержаний главных компонентов (в %):

Сингония ромбическая. Кристаллы призматические, иногда в длину достигают 12 см. Цвет черный, коричнево-бурый. Черта темнобурая, почти черная. Блеск алмазный, жирный. Разности, подвергшиеся метамиктному распаду, изотропны. N=2,26.

Твердость 5-6. Излом раковистый. Уд. вес 5,16-5,23. П. п. тр. не плавится, но вспучивается. В кислотах, кроме HF, не растворяется.

Встречается в пегматитах нефелиновых сиенитов в ассоциации с нефелином, полевыми шпатами, биохитом, мусковитом, магнетитом, цирконом и другими минералами. Установлен в Гитерё (Норвегия) и в других местах.

Сaмарскит - (Y, Er...)₄[(Nb,Ta)₂O₇]₃. Сингония ромбическая. Назван по фамилии начальника штаба корпуса горных инженеров Самарского (1842). Химический состав весьма сложен. Содержания главных компонентов колеблются в следующих пределах (в %):

Рис. 177. Ориентированное срастание самарскита с колумбитом. Увеличено. По Д. П. Григорьеву

Встречается в призматических, иногда пластинчатых кристаллах с тусклыми гранями. Из граней наиболее часты пинакоиды {100}, {010} и призма {101}. Наблюдаются и неправильной формы зерна, иногда сплошные массы. Интересны закономерные срастания с колумбитом (рис. 177). Известны случаи обрастания кристаллов колумбита самарскитом со всех сторон тонким слоем, причем получаются кристаллы с кажущимся внешним обликом колумбита.

Цвет бархатно-черный, буровато-черный. Черта темная красновато-бурая до черной. Характерен сильный смоляновидный блеск. Почти непрозрачен. В тонких шлифах просвечивает коричневым цветом. N 2,21-2,25 (для разностей в метамиктном состоянии). Иногда наблюдается сильное двупреломление. Твердость 5-6. Излом раковистый. Уд. вес 5,6-5,8. Сильно радиоактивен.

Из диагностических признаков для самарскита характерны бархатно-черный цвет матовых граней кри-сталлов, раковистый излом с сильным смоляным блеском.

П. п. тр. слегка оплавляется по краям в черное стекло. В закрытой трубке растрескивается и самораскаляется. С фосфорной солью дает изумрудно-зеленое стекло урана как в окислительном, так и в восстановительном пламени. Сплавляется с KHSO₄. Солянокислый же раствор при кипячении с оловом или цинком окрашивается в голубой цвет (реакция на ниобий).

Встречается в пегматитовых жилах в ассоциации с полевыми шпатами, окрашенными около него в красновато-бурый цвет (результат воздействия продуктов радиоактивного распада элементов самарскита), а также с колумбитом, эшинитом, монацитом, гранатами, турмалином и другими минералами. Из иностранных можно упомянуть о месторождениях Сев. Каролины (с колумбитом) и Мэриленда (США), на о. Мадагаскаре (Антанамалаза), около Мосса (Норвегия).