Турмалин это минерал, сложное неорганическое вещество, в состав которого входят: натрий Na, (Mg, Fe, Мn, Li, Al ), алюминий Al, бор B, кремний Si, кислород O и водород H.
Химическая формула турмалина Na(Mg, Fe, Мn, Li, Al)3Al6(BO3)3(OH,F)4[Si6O18], применяется как пьезоэлектрическое сырье, а также как самоцветы.
Что такое минерал турмалин
Минеральный вид переменного состава — Na(Mg, Fe, Мn, Li, Al)3Al6(BO3)3(OH,F)4[Si6O18], меняющегося от крайнего магнезиального члена дравита — NaMg3Al6(BO3)3(OH,F)4[Si6O18].
До крайнего железистого члена шерлита — NaFe3Al6(BO3)3(OH, F)4[Si6O18] и крайнего алюминиевого члена эльбаита — Na(Al ,Li)3Аl6(ВO3) 3(ОН ,F)4[Si6O18].
Название турмалин происходит от сингалезского слова турмали (под этим названием он был привезен из Цейлона в Европу).
Дравит назван по Коринфскому району Драв. Шерлит назван по шерлу, происхождение названия которого толкуется по-разному. Эльбаит назван по острову Эльба.
Химический состав (в %)
Дравит — Na2O 1,36—2,49, MgO 4,47—13,67, FeO Примеси, Al2O3 30,56—36,90, Li2O Примеси, В2О3 9,50—10,73, H2O 2,25—4,16, F 0,0—0,7, SiO2 34,72—36,79.
Шерлит — Na2O 1,92—2,72, MgO Примеси, FeO 9,91—15,11, Al2O3 28,49—34,36, Li2O Примеси, В2О3 8,31—10,70, H2O 1,90—3,81, F 0,0—0,90, SiO2 33,78—35,52.
Эльбаит — Na2O 2,07—2,93, MgO Примеси, FeO », Al2O3 38,50—43,85, Li2O 1,23—1,66, В2О3 10,28—10,88, H2O 2,06—3,64, F 0,10—1,17, SiO2 36,08—38,06.
Выделяются также марганцевые турмалины — тсилаизиты (по названию месторождения Тсилаизика на Мадагаскаре) и кальциевые — увиты (по названию провинции Ува на Цейлоне).
Сингония — тригональная, вид симметрии — дитригонально-пи-рамидальный — С — 3m(L33P).
Структурная ячейка содержит 3 единицы. Пространственная группа — С53υ — R3m ; а0 = 15,94—16,03; с0 = 7,15— 7,22; a0:c0 = 1 : ~ 0,449.
Кристаллическая структура
Основу структуры турмалина составляют шестичленные кольца [Si6O18]. С ними связаны ионы магния, находящиеся в октаэдрической координации ионов О и ОН.
Вместе они образуют центральное ядро состава Mg3(OH)4[Si6O21]. Ионы Al, В и Na соединяют центральное ядро в общую структуру минерала.
При этом бор и натрий находятся в четверной координации, а алюминий — в шестерной.
Агрегаты и габитус
Кристаллы турмалина обычно имеют столбчатый облик (вытянуты по тройной оси) и большое количество гранен, относящихся к поясу оси L3.
Вследствие этого поперечное сечение кристаллов приближается к сферическому треугольнику. На гранях призмы отмечается четкая вертикальная штриховка.
Главными формами на кристаллах турмалина являются тригональные и гексогональные призмы — {1010} и {1120}.
Кристаллы обычно заканчиваются комбинациями тригональных и дитригональных пирамид; иногда на одном из концов наблюдается моноэдр.
Типичные кристаллы турмалина изображены на рис. 2, для них характерно разнообразие простых форм (всего на кристаллах турмалина их насчитывается около 180).
Кроме столбчатых кристаллов, известны также шестоватые, игольчатые и лучистые агрегаты, а также зернистые сплошные скопления турмалина.
Лучистые агрегаты получили название турмалиновых солнц. Существует некоторая зависимость между химическим составом и общим видом кристаллов турмалина.
Так, замечено, что железистые турмалины оказываются наиболее вытянутыми по третьей оси, тогда как кристаллы турмалинов, богатых магнием, имеют несколько укороченный облик с тупыми пирамидами и слабым развитием призмы.
Физические свойства
Цвет турмалина исключительно разнообразный и зависит от химического состава.
Безжелезистые турмалины — светлые, розовые, красные, желтые и зеленые; магнезиально-железистые — черные, бурые, темно-зеленые.
Часто отдельные части одного и того же кристалла имеют разную окраску, которая изменяется как вдоль, так и поперек кристалла. Такие турмалины имеют название полихромных.
Иногда наблюдается зональная окраска, хорошо заметная в микроскопических препаратах.
Наиболее распространенными являются черные турмалины, которые под микроскопом оказываются зелеными, синими или бурыми.
Блеск минерала стеклянный. Спайность практически отсутствует. Излом неровный. Твердость — 7—7,5. Плотность — 2,90—3,25.
Оптические свойства турмалина зависят от его химического состава: nm = 1,635 — 1,675, nр = 1,610 — 1,650, nm — nр = 0,020 — 0,034.
Удлинение и знак минерала — отрицательные. Турмалин отличается сильным плеохроизмом, причем по Nm, т. е. перпендикулярно к удлинению, поглощение более сильное, чем по Nр, т. е. параллельно удлинению.
Турмалин характеризуется пиро-и пьезоэлектрическими свойствами при нагревании и давлении.
Установлено, что светлые турмалины электризуются легче.
Как определить турмалин
Диагностические признаки турмалина — характерное поперечное сечение (в виде сферического треугольника), вертикальная штриховка на кристаллах и высокая твердость.
Главные линии на рентгенограммах: 6,5; 3,48; 2,59. В кислотах не растворяется.
Применение паяльной трубки: магнезиальные турмалины сплавляются в пузырчатое стекло; железистые турмалины плавятся с трудом, алюминиевые — не плавятся вовсе.
Отличие от сходных минералов. В отличие от некоторых пироксенов, амфиболов и эпидота турмалин характеризуется отсутствием спайности и высокой твердостью.
От похожего на него рутила турмалин отличается твердостью и формой поперечного сечения.
Образование и месторождения
Турмалин возникает пневматолитовым и гидротермальным путем. Он встречается преимущественно в пегматитовых и кварцевых жилах в ассоциации с кварцем, полевыми шпатами, слюдами, касситеритом, топазом и флюоритом.
А. Е. Ферсман и П. Л. Драверт исследовали изменение свойств турмалина в зависимости от условий его образования.
Они отмечают, что высокотемпературные турмалины характеризуются удлиненно-призматическим габитусом, черным цветом и непрозрачностью.
Тогда как низкотемпературные обычно имеют укороченные призмы, а также более светлую окраску.
В пегматитовых и кварцевых жилах турмалин чаще всего образуется метасоматическим путем и характеризуется повышенным содержанием железа.
Иногда турмалины как акцессорные минералы встречаются в магматических породах.
Месторождения
Месторождения турмалина находятся на Мадагаскаре, Цейлоне, в Бразилии, в России — на Урале (село Липовка, Шайтанка, Мурзинка), в Забайкалье (Шерлова гора, Борщовочный кряж).
А также в Средней Азии (Туркестанский хребет). Железистый турмалин — шерлит — широко развит в пегматитах Украинской кристаллической полосы (Волынь, Приазовье).
На земной поверхности турмалин устойчивый и часто встречается в россыпях и осадочных горных породах.
Применение
Турмалин используется как термо и пьезоэлектрическое сырье; красиво окрашенные прозрачные разности используются как самоцветы.
Применяется коллекционерами, а также в учебных заведениях как образец минерала.