Группа шпинели. 
Петрография. 
Основы кристаллооптики и породообразующие минералы

В труппу iiiiiiinc. ni (Spl) объединяются сложные окислы, состав которых может был" выражен формулой АВ₂0₄, где Адвухвалентные катионы в тетраэдрической координации, а В — трехвалентные в октаэдрической.

Классификация минералов группы шпинели представлена в таблице 41. Между минералами этой группы уст анавливаются серии твердых растворов MgAl₂0₄ — FeCr₃0₄ и FeCr₂0₄ — Fe₃0₄, устойчивые в широком диапазоне температур и давлений. В системах Fc₃0₄— FeAl₂0₄, MgAl₂0₄ MgFc₂0₄, MgAl₂0₄ MgTi₂0₄ устанавливаются области несмесимости.

Общими особенностями всех минералов группы шпинели является их кубическаясингоштя, высокий рельеф и отсутствие спайности, хотя отдельности по окт аэдру и/или кубу весьма обычны. Окраска минералов рассматриваемой группы весьма разнообразна и зависит от состава. В шлифах она изменяется от бесцветной у шпинели до темно-зеленой у плеопаста, отсвет;

Таблица 41.

Классификация минералок группы шпинели.

ло-коричневой у хром шпинели до темно-бурой у хромита, а магнетит непрозрачен полностью.

Серин шпинели. Среди этой серии минералов наиболее распространен ряд шпинель (Spl) (происхождение названия неизвестно) —герщшит Нс (назван по месту находки — от латинского названия Богемского леса — Silva Hercynia). Шпинель промежуточного состава следуетназывагь плеонастом. Хлорошпинелъю называется минерал, промежуточный между шпинелью и магнезиоферритом. Среди примесей можно отметить Zn (ганит), Сг и Мп. Химический состав шнинели приведен в таблице 42 (ан. 1).

Для прозрачных минералов серии шпинели характерна изотропия и высокий рельеф (н=1,719- 1,780), показатель преломления закономерно повышается с увеличением хромистости и железистости минерала. Шпинель в шлифе бесцветная, розовая, голубая, фиолетовая, светло-зеленая; зеленый цвет у нлеонаста, темно-зеленый до черного у герцинита. Примесь хрома придает шпинели коричневатьш оттенок. От граната шпинель отличается октаэдрической формой, присутствием характерной отдельное!!! и окраской.

Ilapai снсзисы. Шпинель сравнительно высокотемпературный минерал. Магнезиальная шпинель (до умеренной железистости) нестабильна в ассоциации с кварцем в силу образования за счет реакции между ними магнезиальных силикат ов.

Магнезиальная шпинель наибольшее распространение имеет в шттинелевых перидотитах, оливишггах, весьма характерна для магнезиальных скарнов, мраморов и калы цтфиров. Типичны се парагснсзисы с корундом, основным плагиоклазом, фассаитом, флогопитом, паргаситом, о;н шипом, минералами группы гумита, моншчеллитом, доломитом и кальцитом. Благодаря Таблица 42.

Химические анализы минералов группы шпинели |Минералы, 1967].

Анализ 1 — шпинель, Слюдянка, Иркутская область; 2 — хромит, Кемпирсайский массив, Казахстан; 3 — магнетит, Соколовское месторождение, Казахстан; 4 — титаномагнепггизоливиновсго базальта, Благолкот, Индия.

высокой химической стойкости, твердости и плотности, шпинель накапливается в россыпях.

Присутствие в шпинели цинковой (гаиитовой) составляющей уже около 10 мол.% стабилизирует ее парагенезис с кварцем. Эта ассоциация стабилизируется также при существенной доли герцишгга. Такая железистая шпинель характерна для метапелитов.

Герцинш довольно редок, встречается в титаном ах нетто вы х рудах Урала, гораздо чаще наблюдаегся теонаст, который наряду с амфиболом тремолит-акшнолитового ряда весьма распросгранен как продукгпреобразования пород основного состава. Ганит встречаегся в 1ранитных пегматитах, в высокотемпературных (ко imucro во-м ст асом ашчсских и метам орфических породах), кристаллических сланцах.

Шпинель при регрессивных процессах (ниже 400°С) в контакте с магнезиальными силикатами обрастает Kami ой бесцветного хлорита. Притемперагурах около 300 °C шпинель может частично или полностью замещаться диаспором. При таких же температурах типична смена парагенезиса кальцита со шпинелью на доломит с корундом. При температуре около 200 °C типично замещение шпинели гидропшлькитом.

Серин хромита. Из-за наличия непрерывной серии твердых растворов хромита (Chr) со шпинелью минералы, относящиеся к этой серии, часто называют хромшиинелими (хромшпинелидами).

Рис. 87. Главные тип ы гипербазитов, различающиеся по составу содержащихся в них хромшпинелидов [Панеях, 1989]: I — магнезиальные хромшпинелевые, I-Fe — железистые хромшпинелевые, II — хромнт-магнетитовые, III-хромитовые. Офиолитовые массивы: 1 Кемпирсалский и Хабарный на Южном Урале; 2 Красногорский в Корякин.

В хром шпинелях среда двухвалентных (Mg, Fe, Zn) и трехвалентных (Сг, Al, Fc) элементов устанавливаются широкие пределы изоморфных замещении, при этом содержания Mg, Fe, А1 и Сг могут значительно варьирова л, как показано на диаграмме (рис. 87). Химический состав хромита приведен в таблице 42 (ан. 2).

В проходящем свете хромшпннели зеленовато-коричневые, коричневые, самые высокохромистысразности буро-красные и бурые. Даже самые темноокрашенные разности хромита, в отличие от магнетита, просвечивают в краях буро-красным светом, что особенно легко наб;гюдать при включенном линзе Лазо. Как и все шпинели, минералы этой серии изотропны, показатель прсломления варьирует от 1,815 до 2,110.

Парагенезисы. Хромшпинсли связаны почти исключительно с ультраосновными магматическими породами. Дуниты, гарцбурппы илерцолгпы обычно содержат акцессорные хромшпннели и являются вмещающими породами хромитовых руд. Существует зависимость составов хромгппинелей от геологических условий их образования: хромшпинели из дуигпгов отличаются наиболее высоким содержанием Сг и минимальным — А1; хромшпинели из лерцолитов характеризуются наименьшим содержанием Сг и значительным — А1; хромшпинели из гарцбургтггов и верлитов имеют промежуточный состав. Рудообразуюгцие хромшпинели содержат больше Сг и Mg и меньше А1 и Fe³⁺, чем акцессорные хромшпинели вмещающих пород Графиком, учитывающим изоморфизм ;щухи трехвалентных элементов в хромнгпинелях, яв;гяется диаграмма Cr/Cr+Al+Fc³⁺ — Fe²⁺/Fe²⁺+Mg (см. рис.87).

Серия магнетита. Природный ма! петит (Mag) может бы п" практически чиаым Fe₃0₄, однако магнешгмагм этического генезиса почти всегда содержиг примесь титана (пггапомашетит), возрастающая с увеличением температуры образования порода. Почти всегда в состав магнетита входятнебольшие количества Mg, V, А1, Ми. Химические составы представлены в таблице 42 (ан. 3,4).

Для магнетита в шлифах обычны сечения октаэдрических кристаллов, что отличает его от вытянутых крист аллов ильменита. Встречаются также плотные или зернистые массы. Непрозрачен, о;щако по трещинам может быть окрашен в оранжевый или красный цвет из-за замещающих его гидроокислов железа. В отличие от хромита эта окраска сохраняется и в скрещенных НИКОЛЯХ.

Парагенсзисм. Мапютш являегся одним из самых распространенных минералов. Акцессорный машепп всфечается почти во всех изверженных породах (кислых, щелочных и основных породах). С основными габброцлными породами генетически связаны поздцемапла птческие месторождения пгганомагнетита (Кусинское, Качканарское на Урале и др.), реже магнезитовые месторождения прнурочешл к кислым и щелочным породам. В незначительных количесшах Mai т ктит присутствует в пегматитах в ассоциацш! с биотитом, с<|)еном, апатитом. Промышленныескопления магнетита скарнового типа могут образовываться мегасоматически на контактах известняков и доломитов с гранитами, I ранодиоритами, cneiппами, диоритами и габбро. В гидротермальных образованиях магнетит встречается как спутник пирротина, пирита, халькопирита, сфалср! па, гематита. Pei иональный мегаморфизм вулкано! ei о ю-осадочных пор од приводит к возникновению оченькрупных пластовых и линзообразных залежей магнеппгематитовых руд формации железистых кварцитов (месторождения Кривой Рог, Курская магнитная аномалия идр.). При восстановительных процессах гел/аишш может замещатьсял^досетшвмшаи (псевдоморфозы маг иен па по гематиту). Сраы мгсльно редао ве1])ечае1ся штерта о пай м ап кшг.

Вторичные изменения — окисле! пте (мартип нация), обрастание железной слюдкой, спекуляритом (Fe₂0₃).