Сфен (минерал, как определить)

Сфен это минерал, сложное неорганическое вещество, в состав которого входят: кальций Ca, титан Ti, кремний Si и кислород О.

Химическая формула сфена CaTiO[SiО₄], применяется как руда для получения титана.

Что такое минерал сфен

Название минерала произошло от греч. слова сфен — клин (кристаллы сфена имеют клиновидную форму). Синоним — титанит.

Химический состав сфена: химическая формула CaTiO[SiО₄], массовая доля оксида кальция CaO — 28,6%, массовая доля оксида титана ТiO₂ — 40,8%, массовая доля оксида кремния SiO₂ — 30,6%.

Содержит до 12% (Се, Y)₂O₃, до 10% Sn, а также Nb, Сr.

Сингония моноклинная, вид симметрии призматический — C_2h — 2/m(L₂PC).

Структурная ячейка содержит Ca₄Ti₄O₄[Si₄O₁₆]. Пространственная группа — C⁶_2h — С2/с, а₀= 6,56, b₀ = 8,72, с₀ = 7,44; 0 — 119° 43′; а₀ : b₀ : с₀ = 0,752 : 1 : 0,858.

Кристаллическая структура сфена состоит из кремнекислородных тетраэдров, соединенных с помощью ионов Са и Ti (рис.).

При этом ионы Са окружены семью, а ионы титана — шестью ионами кислорода.

Агрегаты и габитус

Сфен характеризуется хорошей кристаллографической индивидуальностью. Его пластинчатые и клиновидные кристаллы (рис. 2) имеют тупые углы между гранями, вследствие чего разрезы сфена клиновидные.

Главные формы на кристаллах этого минерала — пинакоиды {100} и {001} и призмы {110} и {111}. Встречается сфен в виде отдельных кристаллов, вросших в породу, или в виде друз на стенках трещин.

Значительно реже он образует зернистые агрегаты. Наблюдаются двойники срастания по (100) и реже по (001).

Физические свойства

Цвет сфена желтый, коричневый, зеленый, иногда красный, серый. Блеск алмазный. Спайность несовершенная по (ПО). Твердость — 5—6,5. Плотность — 3,3—3,6.

Оптические свойства: оптически двухосный, положительный; ng — 1,973—2,054; nm =1,894—1,934; nр = 1,888—1,918, ng — np = 0,109; 2V = 23°20’—49°30′.

Как определить сфен

Диагностические признаки. Диагностическим признаком сфена является габитус кристаллов (клиновидные формы). Главные линии на рентгенограммах: 3,20; 2,98; 2,59.

Растворяется в серной кислоте H₂SO₄ с образованием сульфата кальция Са и частично в горячей соляной кислоте НСl.

Применение паяльной трубки: сплавляется по краям в темное стекло.

Отличие от сходных минералов. Сфен похож на аксинит, гранат и везувиан. В отличие от сфена аксинит прозрачный с фиолетовым оттенком и штриховкой на гранях; гранат имеет иную твердость и плотность, везувиан отличают от сфена по твердости.

Искусственное получение. Сфен получен сплавлением SiО₂ и ТiO₂ с избытком СаСl₂, а также сплавлением ТiO₂ и CaCO₃ с силикатами.

Образование

По происхождению сфен — магматический и метаморфический минерал. Известен также сфен гидротермального происхождения.

При образовании магматическим путем он является акцессорным минералом многих изверженных пород.

При метаморфизме сфен возникает за счет превращения первичных титанистых минералов на контакте с известняками.

Здесь он находится в ассоциации с диопсидом, амфиболами, ильменитом, хлоритами, апатитом, гранатами, эпидотом.

В гидротермальных образованиях сфен встречается среди жид альпийского типа вместе с адуляром, альбитом и асбестовидным актинолитом (биссолитом).

Месторождение

Сфен связан преимущественно с щелочными породами. Он встречается в Вишневых, Ильменских, Шишимских и Назямских горах Урала.

А также в ряде мест Украинской кристаллической полосы как акцессорный минерал в изверженных породах.

Хорошо образованные кристаллы сфена обнаружены в месторождениях Швейцарии (Сен-Готард, Бинненталь, Церматт) и Италии (Пьемонт, Сен-Марчел).

Разрушение. При разрушении сфена вокруг его зерен и кристаллов возникает лейкоксеновая оторочка. На поверхности сфен неустойчив и переходит в кальцит и окислы титана.

Применение

Иногда сфен используют для получения двуокиси титана.

Применяется коллекционерами, а также в учебных заведениях как образец минерала.

Статья на тему Сфен