Силлиманит – минерал, относящийся к группе алюмосиликатов. полезные ископаемые известная как группа силлиманита. Он назван в честь американского химика Бенджамина Силлимана-младшего, который впервые описал этот минерал в 1854 году. Силлиманит имеет химическую формулу Al₂SiO₅ и состоит в основном из алюминий, кремний и кислород.

Силлиманит обычно встречается в метаморфических пород, особенно в высокосортных метаморфических ландшафтах. Он образуется в условиях высокого давления и высокой температуры при метаморфизме глинистых или глиноземистых отложений. горные породы. Обычно встречается в сланцах, гнейсах и гранулиты.

Одной из наиболее примечательных особенностей силлиманита является его полиморфизм. Он имеет три различных полиморфных модификации: силлиманит, андалузити кианит. Эти полиморфы имеют одинаковый химический состав, но отличаются кристаллической структурой. Трансформация между этими полиморфами происходит при изменении температуры и давления. Это свойство делает силлиманит полезным минералом-индикатором для изучения термобарических условий метаморфических пород.

Кристаллы силлиманита часто призматические и имеют волокнистую или столбчатую форму. Они могут варьироваться по цвету от белого до серого, коричневого, зеленого или синего. Минерал имеет твердость по Моосу от 6.5 до 7.5, что делает его относительно твердым и устойчивым к царапинам.

Благодаря высокой температуре плавления и превосходной термической стабильности силлиманит используется в различных отраслях промышленности. Он используется в качестве огнеупорного материала в производстве керамики, стекла и металлов. Устойчивость силлиманита к нагреванию, химической коррозии и электропроводности делает его пригодным для футеровки печей, печей и других высокотемпературных промышленных процессов.

Помимо промышленного использования, силлиманит также ценится как драгоценный камень. Однако его использование в качестве драгоценного камня относительно ограничено из-за его относительной редкости и отсутствия широкой коммерческой доступности.

В целом, силлиманит — интригующий минерал с уникальными свойствами, играющий важную роль как в геологическом, так и в промышленном контексте. Его присутствие в метаморфических породах дает ценную информацию о геологической истории Земли, а его промышленное применение делает его ценным материалом в различных высокотемпературных процессах.

Возникновение и формирование

Силлиманит встречается в основном в метаморфических породах и обычно ассоциируется с высокосортными метаморфическими ландшафтами. Обычно он встречается в горных породах, подвергшихся сильному нагреву и давлению во время метаморфического процесса. Некоторые из распространенных типов горных пород, в которых можно найти силлиманит, включают сланцы, гнейсы и гранулиты.

Образование силлиманита тесно связано с метаморфизмом глиноземистых пород или богатых глиной отложений. Когда эти породы подвергаются воздействию высоких температур и давлений, содержащиеся в них минералы претерпевают изменения в составе и кристаллической структуре. Силлиманит образуется в результате превращения других алюмосиликатных минералов в определенных термобарических условиях.

Точные условия, необходимые для образования силлиманита, различаются, но обычно они возникают при высоких давлениях от 3 до 10 килобар и температурах от 550 до 1,000 градусов Цельсия. Эти условия обычно связаны с более глубокими горизонтами земной коры при региональном или контактном метаморфизме.

Силлиманит также тесно связан с концепцией метаморфической степени, которая относится к степени метаморфического преобразования, которому подверглась порода. Он считается минералом-индикатором глубокого метаморфизма. По мере увеличения степени метаморфизма силлиманит может образовываться из алюмосиликатных минералов более низкого качества, таких как андалузит или кианит.

Полиморфная природа силлиманита имеет особое значение в его возникновении и образовании. Как упоминалось ранее, силлиманит имеет три полиморфных модификации: силлиманит, андалузит и кианит. Трансформация между этими полиморфами происходит при изменении температуры и давления. Например, когда андалузит подвергается воздействию более высоких температур и давлений, он превращается в силлиманит.

Присутствие силлиманита в метаморфических породах дает важную информацию об условиях образования пород. Геологи могут использовать присутствие и распределение силлиманита, наряду с другими минералами, для интерпретации истории давления и температуры породы и геологических процессов, которые происходили с течением времени.

В целом силлиманит образуется в результате метаморфизма глиноземистых пород или богатых глиной отложений при высоких температурах и давлениях. Его присутствие в определенных типах горных пород и его полиморфная природа делают его ценным минералом-индикатором для изучения геологической истории и метаморфических процессов земной коры.

Физические свойства силлиманита

Силлиманит обладает несколькими отличными физическими свойствами, которые способствуют его идентификации и характеристике. Вот некоторые ключевые физические свойства силлиманита:

  1. Цвет: Силлиманит может быть разных цветов, включая белый, серый, коричневый, зеленый или синий. На цвет влияют примеси, присутствующие в минерале.
  2. Кристаллическая система: Силлиманит кристаллизуется в орторомбической кристаллической системе. Его кристаллы обычно призматические или удлиненные, часто имеют волокнистую или столбчатую форму.
  3. Твердость: Силлиманит относительно тверд и имеет твердость от 6.5 до 7.5 по шкале Мооса. Это означает, что он может поцарапать стекло и большинство распространенных минералов.
  4. Спайность: Силлиманит демонстрирует хорошую призматическую спайность, параллельную длине его кристаллов. Однако он не так заметен, как в некоторых других минералах, и расщепление часто скрыто волокнистой или столбчатой ​​структурой.
  5. Излом: Минерал имеет субраковистый или неровный излом. Он ломается с неровными или изогнутыми поверхностями.
  6. Плотность: плотность силлиманита колеблется от 3.2 до 3.3 грамма на кубический сантиметр (г/см³). Он имеет плотность, аналогичную другим алюмосиликатным минералам.
  7. Блеск: силлиманит имеет блеск от стекловидного до шелковистого. Волокнистая разновидность имеет шелковистый вид, а прозрачные призматические кристаллы обладают стеклянным блеском.
  8. Полоса: полоса силлиманита белая.
  9. Прозрачность: Силлиманит обычно от полупрозрачного до прозрачного, хотя некоторые разновидности могут быть непрозрачными.
  10. Термическая стабильность: Силлиманит обладает отличной термостойкостью и может выдерживать высокие температуры, не плавясь и не разлагаясь. Это свойство делает его ценным огнеупорным материалом.

Эти физические свойства, наряду с его полиморфной природой и связью с определенными типами горных пород, помогают в идентификации и характеристике силлиманита в геологических образцах.

Оптические свойства

В эмирском оптические свойства силлиманита играют важную роль в его идентификации и характеристике. Вот некоторые ключевые оптические свойства силлиманита:

  1. Показатель преломления: силлиманит имеет показатель преломления в диапазоне примерно от 1.653 до 1.684. Показатель преломления показывает, насколько свет изгибается или преломляется, когда он входит и проходит через минерал.
  2. Двулучепреломление: силлиманит обладает двойным лучепреломлением, также известным как двойное лучепреломление. Когда свет проходит через минерал, он разделяется на два луча, каждый из которых имеет свой показатель преломления. Разница между этими показателями преломления является мерой двойного лучепреломления. В силлиманите двойное лучепреломление обычно умеренное.
  3. Плеохроизм: Плеохроизм относится к явлению, когда минерал проявляет разные цвета, если смотреть с разных кристаллографических направлений. Силлиманит может проявлять плеохроизм от слабого до умеренного, обычно демонстрируя различные оттенки серого или коричневого при наблюдении в кросс-поляризованном свете.
  4. Оптический знак и характер: Силлиманит оптически положителен, что означает, что показатели преломления для двух лучей света выше, чем у окружающей среды. Оптический характер относится к относительной скорости двух лучей. Силлиманит обычно имеет оптический характер от слабого до умеренного.
  5. Интерференционные цвета: когда силлиманит рассматривается под поляризационным микроскопом со скрещенными поляризаторами, он может проявлять интерференционные цвета из-за двойного лучепреломления. Видимые цвета зависят от толщины среза минерала и разницы показателей преломления двух лучей.
  6. Погасание: Погасание относится к выравниванию минеральных зерен или кристаллов при просмотре в кросс-поляризованном свете. В силлиманите погасание может быть параллельным или наклонным в зависимости от ориентации кристалла относительно предметного столика микроскопа.

Эти оптические свойства, наряду с другими физическими и минералогическими характеристиками, помогают в идентификации и дифференциации силлиманита от других минералов. Методы оптической микроскопии, такие как микроскопия в поляризованном свете, помогают геологам и минералогам исследовать и анализировать оптические свойства силлиманита в шлифах, чтобы получить представление о его кристаллической структуре и составе.

Промышленное применение силлиманита

Силлиманит имеет несколько промышленных применений благодаря своим уникальным свойствам, в частности высокой температуре плавления, отличной термической стабильности и устойчивости к нагреванию, химической коррозии и электропроводности. Вот некоторые из основных промышленных применений силлиманита:

  1. Огнеупоры: Силлиманит широко используется в производстве огнеупоров. Огнеупоры — это жаростойкие материалы, используемые для футеровки высокотемпературных промышленных процессов, таких как печи, печи и мусоросжигательные заводы. Способность силлиманита выдерживать высокие температуры без плавления и разложения делает его отличным выбором для огнеупорных применений. Он используется для производства огнеупорных кирпичей, бетонных изделий и других форм, которые обеспечивают изоляцию и защиту в условиях экстремально высоких температур.
  2. Керамика: Силлиманит используется в керамической промышленности из-за его огнеупорных свойств. Он включается в керамические рецептуры для улучшения термостойкости и высокотемпературных характеристик керамических изделий. Керамика на основе силлиманита находит применение в производстве печей, тиглей, оболочек термопар и других высокотемпературных компонентов.
  3. Производство стекла: Силлиманит используется в стекольной промышленности, главным образом, как источник глинозема (Al2O3). Глинозем является важным ингредиентом в рецептурах стекла, поскольку он повышает прочность, твердость и химическую стойкость изделий из стекла. Высокое содержание оксида алюминия в силлиманите делает его ценной добавкой в ​​производстве стекла, особенно для специальных стекол, используемых в лабораторном оборудовании, волоконной оптике и высокопроизводительных стеклянных приложениях.
  4. Применение в литейном производстве: силлиманит используется в литейных цехах из-за его огнеупорных свойств. Он используется в качестве материала формы и стержня в процессах литья металлов, чтобы выдерживать высокие температуры и термоциклирование, связанные с заливкой металла. Формы и стержни на основе силлиманита обеспечивают стабильность размеров, устойчивость к проникновению металла и теплоизоляцию.
  5. Высокотемпературная изоляция: способность силлиманита выдерживать высокие температуры и его низкая теплопроводность делают его пригодным для применения в качестве изоляции. Он используется в качестве высокотемпературного изоляционного материала в различных отраслях промышленности, таких как нефтехимическая, металлургическая и энергетическая. Изоляционные материалы на основе силлиманита используются для облицовки стен, полов и крыш промышленных печей и печей, снижая потери тепла и повышая энергоэффективность.
  6. Применение в металлургии: Силлиманит находит ограниченное применение в металлургической промышленности. Он используется в качестве сырья для производства некоторых тугоплавких металлов, таких как молибден и вольфрам, благодаря своей способности выдерживать экстремальные условия обработки металлов.

Стоит отметить, что, хотя силлиманит имеет промышленное применение, его доступность и коммерческое использование могут быть ограничены из-за его относительно редкого появления и особых требований. Однако его уникальные свойства делают его ценным материалом в особых высокотемпературных процессах, где необходимы его исключительная стойкость и долговечность.

Драгоценный камень Силлиманит

Хотя силлиманит в первую очередь известен своим промышленным применением, стоит упомянуть, что силлиманит также можно использовать в качестве драгоценного камня, хотя его использование в промышленности драгоценных камней относительно ограничено по сравнению с другими драгоценными камнями. Вот некоторые подробности о силлиманите как драгоценном камне:

Внешний вид: Силлиманит обычно разрезают на ограненные драгоценные камни, чтобы усилить его блеск и сияние. Драгоценные камни могут иметь различные цвета, включая желтый, коричневый, зеленый, серый и синий. Цвет может варьироваться в зависимости от наличия примесей и конкретной кристаллической структуры.

Прочность: Силлиманит — относительно прочный драгоценный камень с твердостью от 6.5 до 7.5 по шкале Мооса. Эта твердость делает его пригодным для использования в ювелирных изделиях, поскольку он может выдерживать повседневный износ. Однако из-за его более низкой твердости по сравнению с некоторыми другими драгоценными камнями рекомендуется осторожно обращаться с драгоценными камнями силлиманита, чтобы избежать царапин или повреждений.

Ясность: драгоценные камни силлиманита обычно прозрачны или полупрозрачны. Драгоценные камни с меньшим количеством включений и более высокой чистотой более желанны и ценны.

Вес в каратах: Драгоценные камни силлиманита доступны в различных размерах, а цена и стоимость увеличиваются с увеличением веса в каратах. Однако нахождение крупных драгоценных камней силлиманита может быть редкостью из-за нехватки крупных высококачественных кристаллов.

Доступность и рынок: драгоценные камни силлиманита не так широко доступны или известны на рынке драгоценных камней по сравнению с более популярными драгоценными камнями. Они относительно редки, и спрос на силлиманитовые драгоценные камни ниже по сравнению с другими разновидностями драгоценных камней.

Из-за своей ограниченной популярности и рыночного спроса в качестве драгоценного камня силлиманит обычно не используется в основных ювелирных изделиях. Тем не менее, некоторые коллекционеры и люди, увлекающиеся редкими драгоценными камнями, могут ценить силлиманит за его уникальные цвета и свойства.

Важно отметить, что если вы заинтересованы в покупке силлиманитовых драгоценных камней или ювелирных изделий, рекомендуется искать авторитетных продавцов драгоценных камней или ювелиров, которые могут предоставить достоверную информацию и гарантировать подлинность и качество драгоценных камней.

Методы идентификации и тестирования

Для идентификации и тестирования силлиманита можно использовать несколько методов, включая визуальное наблюдение, определение твердости, измерение удельного веса и передовые аналитические методы. Вот некоторые распространенные методы идентификации и тестирования силлиманита:

  1. Визуальное наблюдение: Силлиманит можно идентифицировать визуально по характерному кристаллическому виду и цвету. Обычно он встречается в виде призматических или столбчатых кристаллов с волокнистым внешним видом. Цвета могут варьироваться от белого и серого до коричневого, зеленого или синего. Однако одного визуального наблюдения может быть недостаточно, чтобы отличить силлиманит от других подобных минералов.
  2. Испытание на твердость: Силлиманит имеет твердость от 6.5 до 7.5 по шкале Мооса. Он может поцарапать стекло и большинство распространенных минералов, но не такой твердый, как некоторые драгоценные камни, такие как сапфир or алмаз. Выполнение теста на твердость путем попытки поцарапать минерал различными предметами может помочь определить его твердость.
  3. Измерение удельного веса: силлиманит имеет удельный вес в диапазоне от 3.2 до 3.3 г/см³. Измерение удельного веса с помощью устройства для измерения плотности или удельного веса может дать дополнительные подсказки, чтобы отличить силлиманит от других минералов.
  4. Микроскопия в поляризованном свете. Микроскопия в поляризованном свете (PLM) — это мощный метод, используемый для изучения оптических свойств минералов, включая силлиманит. Наблюдая за минералом под скрещенными поляризаторами, можно определить его двойное лучепреломление, плеохроизм, углы экстинкции и другие оптические характеристики, помогающие в идентификации.
  5. Рентгеновская дифракция (XRD): XRD — это метод, используемый для анализа кристаллической структуры минералов. Подвергая образец силлиманита рентгеновским лучам, он может получить дифракционную картину, которую можно сравнить с эталонными картинами для идентификации.
  6. Электронно-микрозондовый анализ (ЭМА): ЭМА представляет собой передовой аналитический метод, использующий электронный луч для определения элементного состава минерала. Он может предоставить точные количественные данные о химическом составе силлиманита, помогая подтвердить его идентичность.

Важно отметить, что хотя некоторые из этих методов могут выполняться людьми с базовым оборудованием и знаниями, другие, такие как электронно-зондовый анализ и рентгеноструктурный анализ, требуют специального оборудования и опыта и обычно проводятся в специализированных лабораториях.

Для точной и надежной идентификации рекомендуется консультироваться с профессиональными геологами, минералогами или геммологами, имеющими доступ к современному оборудованию и методам идентификации и характеризации минералов.

Известные месторождения и местонахождения силлиманита

Известно, что силлиманит встречается в различных местах по всему миру, с заметными депозиты встречается в следующих регионах:

  1. Соединенные Штаты: В США значительные месторождения силлиманита обнаружены в таких штатах, как Калифорния, Коннектикут, Мэн, Нью-Гэмпшир, Нью-Йорк, Северная Каролина и Вермонт. Месторождения обычно приурочены к высокометаморфическим ландшафтам.
  2. Индия: Индия является одним из ведущих производителей силлиманита. Штат Одиша, особенно районы Гянджам и Корапут, известен своими обширными месторождениями силлиманита. Другие регионы Индии с известными случаями включают Тамил Наду, Андхра-Прадеш, Раджастхан и Джаркханд.
  3. Шри-Ланка: месторождения силлиманита находятся в нескольких регионах Шри-Ланки. Известные места включают районы вокруг Балангоды, Эхелиягоды и Ратнапуры. Шри-Ланка также известна производством других драгоценных камней, и иногда силлиманит можно найти в гравии, содержащем драгоценные камни.
  4. Бразилия: Бразилия имеет значительные месторождения силлиманита, особенно в штатах Минас-Жерайс и Баия. Эти месторождения связаны с высокосортными метаморфическими породами и часто встречаются рядом с другими ценными полезными ископаемыми.
  5. Россия: проявления силлиманита зарегистрированы в различных регионах России, включая Уральские горы, Кольский полуостров и Сибирский кратон. Эти месторождения связаны с метаморфическими породами и иногда разрабатываются из-за их огнеупорных свойств.
  6. Австралия: в Австралии есть несколько месторождений силлиманита, особенно в штатах Новый Южный Уэльс, Квинсленд и Западная Австралия. Эти месторождения находятся в метаморфических ландшафтах и ​​связаны с метаморфизмом высокой степени.
  7. Южная Африка: Месторождения силлиманита известны в Южной Африке, особенно в провинциях Мпумаланга, Лимпопо и Квазулу-Натал. Месторождения связаны с метаморфическими породами и часто находятся в непосредственной близости от других ценных полезных ископаемых, таких как гранат и корунд.
  8. Китай: Залежи силлиманита были зарегистрированы в Китае, с заметными месторождениями в провинциях Ляонин, Шаньдун и Внутренняя Монголия. Эти месторождения связаны с метаморфическими породами, сформировавшимися в условиях глубокого метаморфизма.

Стоит отметить, что, хотя эти регионы известны своими месторождениями силлиманита, коммерческая эффективность и масштабы добычи могут различаться. Кроме того, силлиманит также может быть найден в меньших количествах или в качестве побочных продуктов в других горнодобывающих операциях, нацеленных на родственные минералы, такие как маленький, гранат и корунд.

Рекомендации

  • Дир, В. А., Хоуи, Р. А., и Зуссман, Дж. (2013). Породообразующие минералы: Том 4B: Каркасные силикаты - минералы кремнезема, фельдшпатоиды и цеолиты (2-е изд.). Геологическое общество Лондона.
  • Кляйн, К., и Датроу, Б. (2017). Руководство по минераловедению (23-е изд.). Джон Уайли и сыновья.
  • Mindat.org. (й). Силлиманит. Извлекаются из https://www.mindat.org/min-3642.html
  • В эмирском минералогия База данных. (н-й). Данные о минералах силлиманита. Извлекаются из http://www.webmineral.com/data/Sillimanite.shtml
  • Копье, FS (2011). Метаморфические фазовые равновесия и траектории давления-температуры-времени (2-е изд.). Минералогическое общество Америки.
  • Гош, С.К., и Чакрабарти, Р. (2006). Силлиманитовые минералы. В RA Howie, J. Zussman, & JJ Papike (Eds.), Reviews in Mineralogy and Geochemistry: Vol. 55. Минералы, включения и вулканические процессы (стр. 361-411). Минералогическое общество Америки.