Кристобалит

Кристобалит
Название минерала (англ.)	CRISTOBALITE
Формула	$SiO_{2}$
Типичные примеси	Fe,Ca,Al,K,Na,Ti,Mn,Mg,P
Молекулярный вес	60.08
Происхождение названия	По месту первой находки на месторождении Сан-Кристобель (San-Cristobal) в Мексике.
Год открытия	1887
Статус IMA	действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)
КЛАССИФИКАЦИЯ
Strunz-8	4/D.01-30
Dana-8	75.1.1.1
Heys CIM Ref	7.8.5
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Цвет минерала	белый, молочно-белый, слегка голубоватый, синевато-серый, коричневый, серый, жёлто-белый
Цвет черты	белый
Прозрачность	прозрачный
Блеск	стеклянный
Измеренная плотность	2.32 - 2.36 g/cm3
Расчетная плотность	2.33
Твердость по шкале Мооса	6 - 7
Прочность минерала	хрупкий
ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Осность и оптический знак	одноосный (-)
Показатель преломления	nω = 1.487 nε = 1.484
Двулучепреломление	0.003
Оптический рельеф	умеренный
КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Точечная группа	4 2 2 - Трапецоэдрический
Пространственная группа	P41 21 2
Сингония	Тетрагональная
Параметры ячейки	a = 4.9709(1) Å, c = 6.9278(2) Å
Отношение	a:c = 1 : 1.394
Двойникование	По {111} полисинтетические
Число формульных единиц (Z)	4
Объем элементарной ячейки, Å3	171.18 (расчетный)
	Образцы минерала

Кристобалит (англ. CRISTOBALITE) - $SiO_{2}$

Кристобалит - минерал, полиморфная модификация диоксида кремния SiO₂. Более высокотемпературная модификация кристобалита - β-кристобалит имеет кубическую сингонию. Низкотемпературный тетрагональный α-кристобалит, являясь в то же время псевдокубическим, устойчив при температуpax ниже 200°С. Кристобалиты, которые встречаются в природе, являются гл. образом псевдоморфозами по высокотемпературному кристобалиту. Кристобалит - высокотемпературная полиморфная модификация кварца, образовавшаяся при нагревании тридимита выше 1470°С и сохраняющаяся при последующем охлаждении как метастабильная фаза SiO₂. Может существовать в одной из двух форм. Высокотемпературная модификация кристобалита - кубо-гексаоктаэдрический β-кристобалит. Становится метастабильным при охлаждении до 268°С, когда он превращается в низкотемпературную модификацию - тетрагонально-трапецоэдрический α-кристобалит.
Спайность отсутствует. Под п. тр. не плавится. Растворим в кипящем водном растворе соды, в плавиковой кислоте и в расплаве щелочей.

Морфология

Кристаллы β-кристобалита обладают октаэдрическим обликом, реже они кубические или скелетных форм. Встречаются двойники по (111). Хорошо образованные октаэдрические, реже кубические кристаллы кристобалита достигают размера до 1 мм, могут образовывать сростки. Агрегаты: корочки почковидной формы, сферолиты, скрытокристаллические и очень тонковолокнистые выделения.

Нахождение

Крупнокристаллический кристобалит встречается в высокотемпературных магматических породах, также в виде плотных агрегатов, корок, налётов скрытокристаллического опаловидного вещества. Волокнистая разновидность α-кристобалита известна в риолитах и кислых лавах под назв. люссатин. Встречается в быстро остывших эффузивных породах, часто совместно с α-тридимитом: в андезитах Сан-Кристобала (Мексика), лавах Майна в Рейнланде (Германия), Иеллоустонском парке (США) - в виде шариков (сферолитов) до 1 мм в обсидиане, а также в пустотах, иногда с наросшими пластинками тридимита на кристалликах кристобалита. Известны и другие способы образования β-кристобалита, а именно при воздействии базальтовой магмы на кварцсодержащие осадочные породы (песчаники). Кристобалит в этих случаях образуется за счёт кварца при высокой температуре. Подобные образования описаны, например, в глинистых песчаниках верхнетретичного возраста в Западной Грузии. Гипергенный кристобалит - продукт раскристаллизации опала. В опоках, трепелах, диатомитах, яшмах, кремнистых сланцах, глинах. Легко получается при образовании кварцевого стекла, а также кристаллизуется при обжиге динасовых кирпичей.

[Показать/убрать]Перевод на другие языки

• голландский — Cristobaliet
• эстонский — Kristobaliit
• французский — Cristobalite
• немецкий — Cristobalit; α-Cristobalit; b-Cristobalit; Cristobalitchalcedon; Lussatit; Tiefcristobalit
• итальянский — Cristobalite
• японский — クリストバライト
• польский — Krystobalit
• португальский — Cristobalita
• румынский — Cristobalit
• русский — Кристобалит
• испанский — α-Cristobalita; b-Cristobalita; Cristobalita; Lussatita
• украинский — Кристобаліт
• английский — Cristobalite

Ссылки

• www.mindat.org
• www.webmineral.com
• ATHENA Mineralogy
• www.mineralienatlas.de

Список литературы

• Schipper, C. I., Rickard, W. D., Reddy, S. M., Saxey, D. W., Castro, J. M., Fougerouse, D., Quadir Z., Conway C., Prior D.J., Lilly, K. (2020). Volcanic SiO2-cristobalite: A natural product of chemical vapor deposition. American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials, 105(4), 510-524.
• Иванова Д.А., Щербаков В.Д., Плечов П.Ю., Некрылов Н.А., Давыдова В.О., Турова М.А., Степанов О.В. (2018) Кристобалит в экструзивных породах вулкана Безымянный // Новые данные о минералах, т.52, вып.2, стр. 51-59
• Matsui, M., Sato, T., Funamori, N. (2014) Crystal structures and stabilities of cristobalite-helium phases at high pressures. American Mineralogist: 99: 184-189.
• Pabst, W., Gregorová, E. (2013) Elastic properties of silica polymorphs - a review. Ceramics - Silikáty: 57: 167-184.
• Dera, P., Lazarz, J.D., Prakapenka, V.B., Barkley, M., Downs, R.T. (2011) New insights into the high-pressure polymorphism of SiO2 cristobalite. Physics and Chemistry of Minerals: 38: 517-529.
• Donadio, D., Martonak, R., Raiteri, P., Parrinello, M. (2008) Influence of temperature and anisotropic pressure on the phase transitions in α-cristobalite. Physical Review Letters: 100: 165502-165504.
• Garg, N., Sharma, S.M. (2007) Classical molecular dynamical simulations of high pressure behavior of alpha cristobalite (SiO2). Journal of Physics: Condensed Matter: 19: 456201.
• Dove, M.T., Craig, M.S., Keen, D.A., Marshall, W.G., Redfern, S.A.T., Trachenko, K.O., Tucker, M.G. (2000) Crystal structure of the high-pressure monoclinic phase-II of cristobalite, SiO2. Mineralogical Magazine: 64: 569-576.
• Smith, D.K. (1998) Opal, cristobalite, and tridymite: Noncrystallinity versus crystallinity, nomenclature of the silica minerals and bibliography. Powder Diffraction: 13: 2-19.
• Elzea, J.M., Rice, S.B. (1996) TEM and X-ray diffraction evidence for cristobalite and tridymite stacking sequences in opal. Clays and Clay Minerals: 44: 492-500.
• Downs, R.T., Palmer, D.C. (1994) The pressure behavior of α cristobalite. American Mineralogist: 79: 9-14.
• Elzea, J.M., Odom, I.E., Miles, W.J. (1994) Distinguishing well ordered opal-CT and opal-C from high temperature cristobalite by X-ray diffraction. Analytica Chimica Acta: 286: 107-111.
• Heaney, P.J. (1994) Structure and chemistry of the low-pressure silica polymorphs. In: Reviews in Mineralogy, Volume 29, Silica - Physical behavior, geochemistry and materials applications. Mineralogical Society of America, Washington, D.C.
• Palmer, D.C., Finger, L.W. (1994) Pressure-induced phase transition in cristobalite: An X-ray powder diffraction study to 4.4 GPa. American Mineralogist: 79: 1-8.
• Hatch, D.M., Ghose, S. (1991) The α-ß transition in cristobalite, SiO2. Physics and Chemistry of Minerals: 17: 554-562.
• Drees, L.R., Wilding, L.P., Smeck, N.E., Senkayi, A.L. (1989) Silica in soils: quartz and disordered silica polymorphs. in Minerals in Soil Environments, Editor S.B. Weed. Soil Science Society of America (Madison Wisconsin, USA): 913-974.
• Pluth, J.J., Smith, J.V., Faber, J. (1985) Crystal structure of low cristobalite at 10, 293, and 473 K: Variation of framework geometry with temperature. Journal of Applied Physics: 57: 1045-1049.
• Richet, P., Bottinga, Y., Deniélou, L., Petitet, J.P., Téqui, C. (1982) Thermodynamic properties of quartz, cristobalite, and amorphous SiO2: drop calorimetry measurements between 1000 and 1800 K and a review from 0 to 2000 K. Geochimica et Cosmochimica Acta: 46: 2639-2658.
• Murata, K.J., Nakata, J.K. (1974) Cristobalite stage in the diagenesis of diatomaceous shale. Science: 184: 567-568.
• Peacor, D.P. (1973) High-temperature single-crystal study of the cristobalite inversion. Zeitschrift für Kristallographie: 138: 274-298.
• Henderson, J.H., Jackson, M.L., Syers, J.K., Clayton, R.N., Rex, R.W. (1971) Cristobalite Authigenic origin in relation to montmorillonite and quartz origin in bentonite. Clays and Clay Minerals: 19: 229-238.
• Dollase, W.A. (1965) Reinvestigation of the structure of low cristobalite. Zeitschrift für Kristallographie: 121: 369-377.
• Van Valkenburg, A., Buie, B.F. (1945) Octahedral cristobalite with quartz paramorphs from Ellora Caves, Hyderabad State, India. American Mineralogist: 30: 526-535.
• Murdoch, J. (1942) Crystallographic notes: cristobalite, stephanite, natrolite. American Mineralogist: 27: 500-506.
• Nieuwenkamp, W. (1935) De Kristallstruktur des Tief-Cristobalits SiO2. Zeitschrift für Kristallographie: 92: 82-88.
• Barth, T.F.W. (1932) The cristobalite structures: I. High cristobalite. American Journal of Science: 23: 350-356.
• Barth, T.F.W. (1932) The cristobalite structures: II. Low cristobalite. American Journal of Science: 24: 97-110.
• Wyckoff, R.W.G. (1925) The crystal structure of the high temperature form of cristobalite (SiO2). American Journal of Science: 9: 448-459.
• vom Rath, G. (1887) Ueber Cristobalit vom Cerro S. Cristóbal bei Pachuca (Mexico). Neues Jahrbuch für Mineralogie, Geologie und Paläontologie: 1987: 198-199.

Образцы на витринах музея

1-48313

Exp125

Калифорния, США

1-48314

Exp76-2

Калифорния, США

1-78011

Exp81b

окрестности курорта Истису, Карабахское нагорье, Азербайджан

1-84502

Exp81

Шурдо, 12 км к северо-востоку от Ахалцихе, Грузия

1-93890

Exp126-3

Ливийская пустыня, Египет

1-93891

Exp126-3

Ливийская пустыня, Египет

Кроме образцов, представленных на витринах, в Музее есть образцы в следующих коллекциях:
В Систематической коллекции - 33
В Коллекции образований и превращений - 1
В Коллекции В.И. Степанова - 1