Биотит

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Плочка черен биотит
Биотит от региона Еронго, Намибия

Биотитът е широко разпространена магнезиево-желязна слюда от клас силикати. Получава името се през 1847 година в чест на френския физик, астроном и математик от 19 век Жан-Батист Био, изучавал оптичните свойства на слюдите. По състав е междинен минерал между чисто магнезиевите и чисто железните слюди. Химичната формула на биотита и някои негови разновидности е K(Mg,Fe)3[AlSi3O10](OH,F)2.[1][2]

Морфология[редактиране | редактиране на кода]

Биотитът е с разнообразен произход, но по правило е ендогенен минерал, главен скалообразуващ компонент на много магмени скали.[3] Образува се при кристализация на магмата и влиза в състава както на интрузивните скали като гранити, сиенити, диорити, така и при екструзивните липарити и трахити.[4] Образуван при високо налягане се среща и при някои метаморфни скали като гнайси и слюдени шисти.[1] По-рядко се среща в пегматитови жили, но там пък са намерени най-големите кристали биотит.[3][4] Може да се получи и в резултат на химични промени на амфибола и авгита.[4] В магмените скали се образува по-късно от останалите силикати, но ако концентрацията на калия и водата е висока, той може да кристализира и преди тях. Съставът му в скалите се колебае в зависимост от техния химизъм. Температурата му на кристализация варира между 500° и 600 °С.[1]

При изветряне и хидратиране минералът губи стъкления си блясък, характерната цепителност и еластичност, променя твърдостта и специфичното си тегло, а цветът му изсветлява.[2] Губи калия си, който се замества с водни молекули. Ферокатионите (с валентност 2+) в състава му се окисляват до ферикатиони (с валентност 3+), като успоредно с това намалява и съдържанието на магнезий. Този процес протича и при хидротермални условия и води до образуването първо на хидробиотит, след това на вермикулит и накрая на каолинит, като при тази метаморфоза цветът на минерала се променя от почти черен до златистожълт. Такива променени биотити са познати под името рубелан или „котешко злато“, а самият природен процес се нарича баумеризация.[1]

При допълнително химично изветряне биотитът се разлага напълно, образувайки хидрооксиди на желязото и глинести минерали. В процеса на механично изветряне се отнася от течащи води към морските басейни. Там, подложен на влиянието на солената вода, се отлага във вид на глауконит.[2]

В гранитоидите и пегматитите съпътстващите минерали обикновено са фелдшпат, кварц, гранат, мусковит; в кварцититеандалузит, кордиерит, ставролит, амфибол; в гнайси и шисти — плагиоклаз, кварц, мусковит, дистен, силиманит и други.[2]

Структура[редактиране | редактиране на кода]

Обмен на калий (червено) и хидратни йони (синьо). а – непроменен биотит, b – обмен на слоевете, с – обмен по ръбовете

Структурата на биотита е моноклинно-призматична. В кристалната решетка силициево-кислородните тетраедри са групирани в хексагонални пръстени, подредени в слоеве. Поради това биотитът има съвършена цепителност и лесно се разделя на тънките еластични и гъвкави листове.[4]

Обикновено се среща във вид на псевдохексагонални кристали, оформени като плочи, неправилни люспи или люспести агрегати. В съответствие с планарния тип структура на минерала, кристалите се изменят от тънкоплочести до призматични. Призматичните се срещат доста по-рядко и са образувани при бърза кристализация и високо пресищане. В пегматити като тези в Гренландия и Скандинавия са намерени огромни биотитовите кристали с размери до около 7 m2.[1]

Разновидности[редактиране | редактиране на кода]

През 1998 година Комисията за номенклатура и класификация към Международната минералогическа асоциация премахва статута на биотита като отделен видов минерал и приема името като наименование на група богати на желязо слюди, включваща следните индивидуални членове: флогопит, анит, сидерофилит и ийстонит. В литературата и между колекционерите обаче биотитът все още остава с традиционното си име и рядко се прави разграничение между членовете на групата, с изключение на флогопита.[5][6] Понякога името се използва и за всички слюди с тъмен цвят.[5]

Тъй като съставът на оксидите на различните химични елементи в биотита, съотношението между тях и наличието на множество примеси са твърде разнообразни, той формира доста разновидности:

Биотит, нагънат при тектонски процеси - Рио де Жанейро, докамбрийска възраст
Биотит в комбинация със санидин и нефелин - планината Айфел, Германия
Черен биотит от Бразилия
Биотит със зелени късчета берил - долината Habach, Австрия
Биотит от Айфел, Германия
Ортоклаз с биотит – долината Basha, Пакистан
Мероксен от Кампания, Италия
  • Аномит – биотит, чиято равнина на оптичните оси е перпендикулярна на (010)[1]
  • Бариобиотит – със съдържание на барий[7]
  • Воданит[7]
  • Ийстонит – черен биотит, носещ името си от Easton, Пенсилвания.[5]
  • Лепидомелан – черен биотит, богат на желязо. Името му произлиза от гръцките лепис (λεπίς) – люспа и мелас (μέλας) – черен.[1]
  • Литиев биотит – съдържа литий[7]
  • Манганофилит – биотит, съдържащ около 18% MnO[1]
  • Мероксен – Нормален, беден на желязо биотит, с равнина на оптичните оси успоредна на (010). Среща се на Везувий заедно с авгит и левцит. Името идва от гръцката дума ξένος — чужд.[1][8]
  • Монрепит[7]
  • Натронбиотит – съдържа натрий вместо калий[1]
  • Оксибиотит – споменат в списанието „Mineralogical Magazine“ от 1972 година, като не е включен официално в разновидностите на биотита.[5]
  • Оксилепидомелан — биотит във вулканичните скали, който съдържа значително количество ферижелязо.[1]
  • Рубелан – Кафяв до керемиденочервен биотит, загубил калия си, който е заместен от водни молекули. Среща се в ефузивни скални породи.[1][4][9]
  • Тетраферибиотит[7]
  • Титанбиотит – Само във вулканични скали, съдържа титан, достигащ до 12% при воданита.[1][5]
  • Хромбиотит – съдържа хром[7]
  • Цезиев биотит – съдържа цезий[7]

Химичен състав и свойства[редактиране | редактиране на кода]

Химичният състав на биотита е силно променлив, което е причината и за многобройните му разновидности. Минералът съдържа:[9]

Биотитът лесно се разтваря от концентрирана сярна киселина. В пламъка на свещта бързо започва да се топи по ръбовете. Под въздействие на атмосферните влияния се изменя, превръщайки се в зелен хлорит или безцветен до почти безцветен мусковит.[9]

Физични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Оптични свойства[редактиране | редактиране на кода]

  • Цвят – черен, тъмнозелен, тъмнокафяв със силен плеохроизъм. Тъмните цветове се появяват в посока на цепителните плоскости. Перпендикулярно на тях цветът е бледожълт до безцветен.[1][9]
  • Плеохроизъм – силен. По Х – сивожълт, жълтокафяв, жълт, червеникав. По Y=Z – тъмнозелен, тъмнокафяв, тъмно кафявочервен до черен[11]
  • Цвят на чертата – бял, а при някои разновидности — сивозелен[4][9]
  • Прозрачност – в тънки пластини – прозрачен, в по-плътни – непрозрачен, просветляващ в краищата.[9]
  • Блясък – бисерен до стъклен; метален при изветрени повърхности[9][10]
  • Оптичен клас – биаксиален (-)[11]
  • Оптична ориентация – Y = b, X^c = 0°-3°, Z^a = 0°-9°, оптична равнина (010)[11][12]
  • Оптична дисперсия – При по-високо съдържание на желязо — r<v, при по-високо съдържание на магнезий — r>v[11]
  • Показател на пречупване — nα =1,522-1,625; nβ =1,548-1,672; nγ =,549-1,696[12]
  • Максимално двойно лъчепречупване – δ = 0,03–0,07[11]
  • Луминесценция – няма[11]
  • Флуоресценция — няма[11]

Кристалографски свойства[редактиране | редактиране на кода]

  • Кристална структура – моноклинно-призматична, псевдохексагонална, слоиста решетка[1][9][10]
  • Пространствена група — C 2/m[11]
  • Клас на симетрия — моноклинна – 2/m и β=100°[9]
  • Сингония – моноклинна[1]
  • Кристален хабитус — псевдохексагонални призми или ламелни плочи без кристален контур.[12]
  • Параметри на елементарната клетка – a = 5,3Å; b = 9,2Å; c = 10,2Å; Z = 2[11]

Други характеристики[редактиране | редактиране на кода]

  • Клас – силикати[1]
  • Група – слюди[1]
  • IMA статус – названието за вида отпада през 1998-1999 година, като се препоръчва да се използва за цялата група богати на желязо слюди.[5]
  • Свързани минерали – кварц, фелдшпат, мусковит, авгит, амфибол, ортоклаз, албит, алмандин[6]
  • Произход на името – 1847 година по името на френския физик Жан-Батист Био[1]
  • Особености – топи се на пламъка на свещ[9]

Находища[редактиране | редактиране на кода]

Биотитът се намира в изобилие в световен мащаб, но колекционерските екземпляри не са чести и идват от няколко пункта. Интересни и красиви образци се намират в пегматити в Русия, Гренландия, Бразилия и Скандинавия. В Скандинавия, главно в Норвегия се срещат биотити с огромни размери, чиято площ достига до 7 m2. Великолепни екземпляри на кристали се намират в Италия, сред продуктите на изригвания на Везувий, както и в долината Вал ди Фаса, провинция Тренто.[9] Интерес представляват и кристалите от немската планина Айфел, областта около град Порто в Северозападна Португалия и провинция Бенго в Ангола.[6]

Употреба[редактиране | редактиране на кода]

Няма широко промишлено приложение, но има голямо научно значение, тъй като позволява да се съди за условията, при които са образувани различните скални породи, съдържащи биотит.[9] Чрез аргоновия и стронциевия методи се използва за определяне на абсолютната възраст на скалите.[3]

Рядко се среща в колекции, тъй като е разпространен по целия свят. Все пак интерес за колекционерите представляват необичайно големите листове. Почистването на биотита става много трудно, защото лесно абсорбира вода и започва да се разпада. Най-добрият начин за почистването му, както и на останалите слюди, е със суха електрическа четка за зъби.[6]

Биотитът се обогатява посредством гравитационни, магнитни или флотационни методи. Използва се в производството на смазочни материали, бронзови и топлоустойчиви оцветители, електроизолационни материали, декоративни цименти, в оптическото приборостроене и други.[3]

Източници[редактиране | редактиране на кода]