Пирохлор
?
минерал
класса
оксидов
и гидроксидов, сложный оксид натрия, кальция и ниобия с дополнительными анионами. Кристаллическая структура координационного строения.
Название ? от
др.-греч.
π?ρ
, род. пад.
πυρ??
? ≪огонь≫ и
др.-греч.
χλωρ??
? ≪зеленый≫ (F. Wohler, 1826).
Синонимы ? флюохлор, хальколамприт, эндейлит.
Кубическая сингония
? Fd3m. Кристаллический, реже рентгеноаморфный ? метамиктный. У кристаллического параметр ячейки составляет 1,04?1,045 нм, у продукта прокаливания метамиктного 1,037?1,041 нм; наименьшие параметры ячеек ? у редкоземельных разновидностей (
обручевита
и
мариньякита
) 1,031?1,037 нм; у
пандаита
1,056?1,058 нм, у стронциевых около 1,047 нм, у свинцовых 1,053?1,057 нм. Z = 8. Гексоктаэдрический класс,
кристаллографическая группа
? m3m (3L
4
4L
3
6L
2
9PC). Наблюдающиеся формы: a (100), d (110), o (111), n (211), m (311); из них значительно преобладает o (111), нередки небольшие грани a (100) и d (110). Кристаллы обычно
октаэдрического
облика. Часто они несовершенны, иногда уплощены по граням октаэдра. Двойники по (111) очень редки.
[1]
Спайность
обычно не наблюдается, иногда несовершенная спайность или отдельность по (111). Хрупок.
Излом
неровный, раковистый, до занозистого.
Твердость
5?5,5.
Микротвёрдость
при нагрузке 100 г. 514?764
кГ/мм
2
, более низкая у метамиктных гидратированных образцов. Она несколько повышается с возрастанием содержания
Nb
, в зональных кристаллах различна в разных зонах; наиболее низкая микротвердость ? у
обручевита
? 317?412
кГ/мм
2
(при нагрузке 50 г), у
пандаита
570
кГ/мм
2
, стронциевого пандаита 353?550
кГ/мм
2
.
Удельный вес
варьирует от 3,8 до 5; при близком составе у метамиктного пирохлора он ниже, чем у кристаллического, понижается в результате
гидратации
, повышается в общем с повышением содержания
Ta
,
U
,
Ba
,
Sr
,
Pb
.
Цвет
желто-бурый, красновато-бурый, бурый до буро-черного, также светло-бурый, янтарно-бурый, янтарно-желтый, бледно-желтый до бесцветного, изредка зелёный, желтовато- и оливково-серый. В кристаллах окраска часто распределена неравномерно: ядро отличается по цвету от наружных частей кристалла, наблюдается различие окраски в различных зонах и вдоль трещин.
Черта
светло-бурая, желтоватая. Блеск стеклянный до жирного и смоляного на изломе. Темно окрашенные разности просвечивают только в тонких осколках; гидратированный пирохлор прозрачен. Радиоактивен в различной степени в соответствии с разным содержанием
урана
и
тория
, иногда радиоактивны лишь отдельные зоны кристаллов. После прокалывания люминесцируют в лучах ртутно-кварцевой лампы.
При магнитной
сепарации
пирохлор концентрируется в неэлектромагнитной и слабоэлектромагнитной фракциях. Удельная магнитная восприимчивость неизмененного пирохлора варьирует, значительно возрастает при изменении минерала. Диэлектрическая постоянная типичного пирохлора 4,1?5,1,
обручевита
3,81?4,96, уранпирохлора 3,42?3,46. Электропроводность порядка 2,0 * 10
?10
Ом. Инфракрасные спектры поглощения кристаллического и метамиктного пирохлоров до и после их прокалывания одинаковы; поверхность пирохлора имеет отрицательный заряд. рН суспензии его больше 7,8, у
обручевита
7,0. Флотируется
олеиновой кислотой
,
олеатом натрия
, фосфотеном. При
флотации
карбонатитовых пирохлоровых руд олеиновой кислотой в качестве активатора применяется
купферон
, депрессором служит лигносол; цирконо-пирохлоровые руды флотируются олеиновой кислотой с едким натрием и кальцинированной солью; производится последующая кислотная обработка и флотация концентрата аксилсульфатом натрия в кислой среде.
[2]
В
шлифах
в проходящем свете бурый, жёлтый, темно-красновато-бурый до почти непрозрачного.
Изотропен
. Показатель преломления варьирует в пределах 2,14?1,9: у собственно пирохлоров 2,00?2,14, несколько ниже у обогащённых
ураном
? 1,93?1,96, значительно более низкий ? 1,83 у
обручевита
, 2,07?2.10 ? у стронциевого
пандаита
. В шлифах характерны многочисленные трещины, часто наблюдается неравномерное распределение окраски. В полированных шлифах в отраженном свете светло-бурый (темнее
ильменита
, по сравнению с магнетитом слегка кремовый). Отражающая способность 11,9?16,2 %. Изотропен. Внутренние рефлексы характерны: красновато-желтые до желтых.
[3]
Состав переменный в связи с широким проявлением
изоморфизма
и различной степенью
гидратации
. Состав типичного пирохлора близок к формуле A
2
B
2
O
6
F ? NaCaNb
2
O
6
F (теоретический состав: Na
2
O ?8,53 %; CaO ? 15,39 %; Nb
2
O
5
? 73,06 %; F ? 5,22 %); обычно отмечается недостаток
катионов
группы А и
анионов
(X); при дефиците указанных
ионов
обычна гидратация пирохлора, и общая формула его имеет вид A
2 ? m
B
2
X
1 ? n
* nH
2
O.
В группе B
ниобий
резко преобладает над
Ta
и
Ti
, в группе доминирует над
Са
и
Na
, которые замещаются
TR
,
U
,
Th
, реже,
Ba
,
Sr
и
Pb
, в незначительном количестве
Fe
2+
,
K
. Содержание Ti составляет 1,5?2,5 до 10?11 % TiO
2
в уранпирохлорах, промежуточных между собственно пирохлором и
бетафитом
. Обычно содержание ZrO
2
составляет 1?1,5 % (редко ло 4 %). Fe
2
O
3
обычно содержится в количестве менее 1?2 %, в уранпирохлорах 2,5?4 %. Типичный пирохлор содержит обычно менее 1 %
TR
, иногда до 4 %; в редкоземельных разновидностях ?
обручевите
и
мариньяките
? количество
TR
2
O
3
достигает 10 % и более. Повышенное содержание Sr (>5 % SrO) в пирохлорах из карбонатитах Сибири, в пирохлоре из Луеша (Конго), в стронциевом
пандаите
и в некоторых пирохлорах карбонатитовых месторождений Нкомбва (
Замбия
) и Чума (
Мбея
,
Танганьика
), Высокое содержание
Ba
отличает пандаит от типичного пирохлора, в котором обычно отмечаются доли процента BaO, максимально 0,93 %; значительно содержание PbO в плюмбопирохлоре. Типичный неизмененный пирохлор содержит лишь немного воды; количество её повышено в метамиктном пирохлоре, в уранпирохлоре и в редкоземельных разновидностях ?
обручевите
и
мариньяките
. Пирохлор и редкоземельные его разновидности содержат до 4 % F.
Фтор
более характерен для пирохлора пегматитов и акцессорного пирохлора пород, чем для пирохлора карбонатитовых месторождений; в последних фторсодержащий пирохлор замещает пирохлор ранней генерации.
[4]
Измельченный в порошок с трудом растворяется в
HCl
; разлагается крепкой H
2
SO
4
и HF, легко разлагается сплавлением с KHSO
4
. При анализе пирохлора лучший способ разложения ? обработка
серной кислотой
с сернокислым
аммонием
. В полированных
шлифах
HF
травится
мгновенно. Травится HBF
4
, H
2
SO
4
+ KMnO
4
, кипящей H
2
SO
4
при продолжительном действии. При травлении смесью NH
4
F + HCl выявляется структура. Перед паяльной трубкой края зерен слегка оплавляются, меняя цвет.
[5]
Структура кристаллического пирохлора сохраняется обычно при прокалывании до 1200 °C; в результате нагревания
метамиктных
и частично метамиктных пирохлоров кристаллическая структура в основном восстанавливается. При нагревании метамиктные пирохлоры обнаруживают характерное свечение (вспыхивание) при переходе из метамиктных в кристаллическое состояние. В пределах 175?215 °C фиксируется эндотермический эффект, связанный с отдачей минералов воды, более выраженный у гидратированных разностей; уранпирохлор дает дополнительное эндотермическое положение в пределах 385?450 °C.
В результате прокалывания кристаллического пирохлора при 900?1000 °C и иногда образуется дополнительная фаза перовскита, при прокалывании метамиктных пирохлоров в интервале 750?930 °C, наряду с преобладающей пирохлоровой фазой, возникают дополнительные фазы
ферсманита
,
перовскита
,
фергусонита
,
колумбита
,
рутила
или
самарскита
; их образование зависит от химического состава исходного минерала.
Прокалывание ведет к заметному изменению пирохлора. Удельный вес кристаллического пирохлора при прокалывании практически не меняется; до прокалывания ? 4,26, у прокаленного при 1000 °C ? 4,27 вместо 4,07. Показатели преломления и отражательная способность метамиктного и кристаллического пирохлора в результате нагревания возрастают.
[6]
Один из наиболее распространенных ниобиевых минералов. Характерен для нефелиновых сиенитов, альбитизированных гранитов, щелочно-ультраосновных пород и для карбонатов. В гранитных пегматитах представлен
обручевитом
.
Как акцессорный минерал наблюдается в нефелиновых и щелочных сиенитах и в связанных с ними пегматитах, где образуется при процессах альбитизации; ассоциируется с
цирконом
,
ильменитом
,
биотитом
(
лепидомеланом
),
апатитом
, реже с
титанитом
,
эшинитом
,
ортитом
,
ильменорутилом
. Характерен также для некоторых альбито-рибекитовых гранитов Нигерии, где сопровождается минералами метасоматического этапа ?
криолитом
,
топазом
,
циннвальдитом
. В массивах щелочных и ультраосновных пород наблюдается в апатито-форстерито-магнетитовых и во флагопито-кальцито-магнетитовых метасоматических породах, а также в щелочных
пегматитах
; менее существенную роль играет в
фенитах
. В карбонатитах различного типа сопровождается
диопсидом
,
форстеритом
,
флогопитом
,
бадделеитом
,
циркелитом
,
апатитом
,
магнетитом
; ассоциируется также с щелочным
амфиболом
,
эгирином
,
лепидомеланом
,
магнетитом
,
апатитом
,
цирконом
,
пирротином
,
пиритом
. В щелочно-ультраосновых породах и в карбонатитах наблюдается несколько генераций пирохлора; ранний пирохлор содержит больше
урана
и
тантала
, чем более поздний; с процессами анкеритизации карбонатитов связано замещение раннего пирохлора. Известно образование вторичного пирохлора и его разновидностей по ниобийсодержащим минералам: по пирохлору более ранней генерации, по
лопариту
,
колумбиту
,
самарскиту
,
ильмениту
,
ильменорутилу
.
[7]
Араша (Бразилия), Сент-Оноре (
Канада
), Шелинген (Кайзерштуль, Баден), оз. Лаахер (Эйфель) ?
ФРГ
, Утьо (
Швеция
), Фредериксверн (
Норвегия
), Урал, Вост. Саяны, Якутия, Кольский п-ов (
Россия
), Панда-Хилл (
Танзания
), Тороро (
Уганда
), Нкубе Хилл (
Зимбабве
), Приазовье (
Украина
)
[8]
.
Получается сплавлением CaO, NaF и Nb
2
O
5
.
В случаях повышенного содержания ? ценная ниобиевая, отчасти урановая и редкоземельная руда; добывается во многих странах.
Уранпирохлор
? с повышением содержания урана и часто титана; метамиктный, обычно значительно гидратирован; по составу промежуточный между собственно пирохлором и
бетафитом
.
Характерен для массивов щелочных и ультраосновных пород и карбонатитов; обычно представляет наиболее раннюю генерацию пирохлора.
Обручевит
? обогащен редкими землями иттриевой группы, содержит повышенное количество
урана
, иногда также тория, и значительно степени гидратирован. Встречен в России в альбитизированных зонах в гранитных пегматитах в тесной ассоциации с
гранатом
,
колумбитом
, в сопровождении
фергусонита
,
циркона
, реже
ортита
; установлен также в молибденсодержащих мусковито-кварцевых жилах, содержащих акцессорные
монацит
,
ортит
,
топаз
. Впервые обнаружен Нефедовым, назван Беусом в честь академика
В. А. Обручева
.
Мариньякит
? обогащен редкими землями цериевой группы. Впервые встречен в пегматите около Уосо в штате Висконсин (США) с
акмитом
,
лепидомеланом
,
рутилом
и
флюоритом
. В России в Сибири обнаружен в ребикито-альбитовой жиле, содержащей
малакон
,
приорит
. Метамиктен. Замещает малакон и приорит. Содержание TR в среднем составляет 9,72 %. Назван по имени французского химика Г. Мариньяка.
Коппит
? занимает промежуточное положение между пирохлором и
мариньякитом
. Параметр ячейки 1,039 нм. Удельный вес 4,45-4,56. Встречается в карбонатитах района
Кайзерштуля
в
Бадене
(
Германия
) с
магнезиоферритом
,
форстеритом
,
апатитом
.
Пандаит
? бариевый, существенно гидратированный пирохлор. Параметр ячейки у пандаита из окрестностей
Мбеи
составляет 1,056 нм, у пандаита из Мримы и
Мбале
1,058 нм. Очень хрупок и трещиноват.
Удельный вес
4,00, у стронциевого 3,33?3,43.
Цвет
желто бурый, желтовато серый, оливково-серый, желтовато-бурый, бледно-желтый. Изотропен. n = 2,07?2,11. В отраженном свете серый. Отражающая способность несколько ниже, чем у обычного кристаллического пирохлора. Характерны очень большой дефицит атомов группы А и способность к обмену катионов (адсорбирует Tl при обработке растворами TlNO
3
или жидкостью Клеричи, при этом параметр элементарной ячейки возрастает).
Ba
и
Sr
выщелачиваются при обработке соляной кислотой (4N). Менее сильное действие, чем на пирохлор, оказывает HBF
4
. Впервые пандеит был обнаружен в Мбеи в горах Панда в выветрелой биотитовой породе (фёните) контактной зоны карбонатитов. Собственно пандаит установлен в пирохлоровых концентатах из карбонатитов зоны Мбале (Мбея) ? с
лимонитом
и
горсейкситом
, Луеша (Киву, Конго) и Араши (
Сакраменту
,
Бразилия
); в Араше зерна и кристаллы пандаита содержат вростки
гематита
,
лейкоксена
и
магнетита
; в
Мбале
и Мриме пандаит образует тесные прорастания с пирохлором.
Плюмбопирохлор ? обогащен свинцом. Изометрические зерна, реже октаэдрические кристаллы с темно-бурым ядром и зеленовато-желтыми наружными частями. Содержание свинца подвержено значительным колебаниям. Обнаружен в метасоматических изменённых гранитах в
России
как акцессорных минерал совместно с щелочным
пироксеном
и
фергусонитом
.
[9]
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 149.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 150?151.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 151.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 151?152.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 156.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 156?157.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 157?158.
- ↑
Pyrochlore Mineral Data
(неопр.)
. Дата обращения: 24 июня 2012.
Архивировано
1 февраля 2021 года.
- ↑
Чухров Ф. В, 1967
, с. 158?160.
- Малая горная энциклопедия
. В 3 т. = Мала г?рнича енциклопед?я /
(На укр. яз.).
Под ред.
В. С. Белецкого
. ? Донецк: Донбасс, 2004. ?
ISBN 966-7804-14-3
.
- Задов А. Е., Чуканов Н. В., Пеков И. В.
Уранпирохлор из ультращелочного пегматита в Ловозерском массиве // Карбонатиты Кольского полуострова. СПб.: СПбГУ, 1999. С. 57-58.
- Чухров Ф. В., Бонштедт-Куплетская Э. М.
Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы.. ? Москва: Наука, 1967. ? 676 с.