biotyt

Biotyt
Cienkie płytkowe kruszywo biotytu (Szerokość obrazu: 2,5 mm)
Informacje ogólne
Kategoria	krzemian warstwowy
Formuła (powtarzająca się jednostka)	K(Mg,Fe) 3 (AlSi 3 O 10 )(F,OH) 2
Symbol IMA	Bt
Układ kryształów	Jednoskośny
Kryształowa klasa	Pryzmatyczny (2/m) (ten sam symbol HM )
Grupa kosmiczna	C2/m
Identyfikacja
Kolor	Ciemnobrązowy, zielonkawo-brązowy, czarno-brązowy, żółty
Kryształowy zwyczaj	Ogromny do płaskiego
Bliźniacze	Powszechne na [310], rzadziej na {001}
Łupliwość	Idealny na {001}
Pęknięcie	Mikowy
Wytrwałość	Kruchy do elastycznego, elastyczny
Twardość w skali Mohsa	2,5–3,0
Połysk	Szklisty do perłowego
Pasemko	Biały
Przezroczystość	Przezroczysty do półprzezroczystego do nieprzezroczystego
Środek ciężkości	2,7–3,3
Właściwości optyczne	Dwuosiowy (-)
Współczynnik załamania światła	n α = 1,565–1,625 n β = 1,605–1,675 n γ = 1,605–1,675
Dwójłomność	δ = 0,03–0,07
pleochroizm	Mocny
Dyspersja	r < v (bogaty w Fe); r > v słaby (bogaty w Mg)
Fluorescencja ultrafioletowa	Nic
Referencje
Główne odmiany
Manganofilit	K(Fe,Mg,Mn) 3 AlSi 3 O 10 (OH) 2

Biotyt jest powszechną grupą minerałów krzemianu warstwowego w grupie miki , o przybliżonym wzorze chemicznym K(Mg,Fe) ₃ AlSi ₃ O ₁₀ (F,OH) ₂ . Jest to przede wszystkim roztworów stałych między annitem członu końcowego żelaza i flogopitem członu końcowego magnezu ; bardziej gliniane elementy końcowe obejmują syderofilit i eastonit. Biotyt był uważany za gatunek mineralny przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Mineralogiczne do 1998 roku, kiedy to zmieniono jego status na grupę mineralną . Termin biotyt jest nadal używany do opisania nieanalizowanych ciemnych mik w terenie . Biotyt został nazwany przez JFL Hausmanna w 1847 roku na cześć francuskiego fizyka Jean-Baptiste Biota , który przeprowadził wczesne badania wielu właściwości optycznych miki .

Członkami grupy biotytów są krzemiany warstwowe . Żelazo , magnez , glin , krzem , tlen i wodór tworzą warstwy słabo związane jonami potasu . Termin „mika żelazna” jest czasami używany w odniesieniu do biotytu bogatego w żelazo, ale termin ten odnosi się również do łuszczącej się mikowej postaci hematytu , a termin terenowy Lepidomelane dla niezanalizowanego biotytu bogatego w żelazo pozwala uniknąć tej dwuznaczności. Biotyt jest czasami nazywany „czarną miką” w przeciwieństwie do „białej miki” ( muskowit ) - oba tworzą się w tych samych skałach , aw niektórych przypadkach obok siebie.

Nieruchomości

Podobnie jak inne minerały miki , biotyt ma bardzo doskonałe rozszczepienie podstawowe i składa się z elastycznych arkuszy lub blaszek , które łatwo się łuszczą. Ma jednoskośny system kryształów , z kryształami tabelarycznymi do pryzmatycznych z oczywistym zakończeniem pinakoidalnym . Ma cztery ściany pryzmatów i dwie ściany pinakoidalne, tworząc pseudoheksagonalny . Chociaż nie jest to łatwo widoczne ze względu na dekolt i prześcieradła, pęknięcie jest nierówne. Wydaje się zielonkawy do brązowego lub czarnego, a nawet żółty, gdy jest zwietrzały . Może być przezroczysty do nieprzezroczystego, ma szklisty lub perłowy połysk i szaro-białą smugę . Kiedy kryształy biotytu znajdują się w dużych kawałkach, nazywane są „książkami”, ponieważ przypominają książki ze stronami składającymi się z wielu arkuszy. Kolor biotytu jest zwykle czarny, a minerał ma twardość 2,5–3 w skali twardości Mohsa .

Biotyt rozpuszcza się zarówno w kwaśnych , jak i alkalicznych roztworach wodnych , z największą szybkością rozpuszczania przy niskim pH . Jednak rozpuszczanie biotytu jest wysoce anizotropowe , a powierzchnie krawędzi kryształów ( hk 0 ) reagują od 45 do 132 razy szybciej niż powierzchnie podstawne ( 001 ).

• 

  Łuszczące się arkusze biotytu.

• 

  Gruba próbka biotytu zawierająca wiele arkuszy.

• 

  Kryształ biotytu o kształcie pseudosześciokątnym.

Właściwości optyczne

W cienkich przekrojach biotyt wykazuje umiarkowaną rzeźbę i barwę od bladej do ciemnozielonej, brązowej lub brązowej, z pleochroizmem od umiarkowanego do silnego . Biotyt ma wysoką dwójłomność , którą można częściowo zamaskować głębokim wewnętrznym kolorem. W świetle spolaryzowanym krzyżowo biotyt wykazuje wygaszanie w przybliżeniu równolegle do linii rozszczepienia i może mieć charakterystyczne wygaszanie klonu ptasiego oka , cętkowany wygląd spowodowany zniekształceniem elastycznych blaszek minerału podczas szlifowania cienkiego przekroju. Podstawowe przekroje biotytu w cienkich przekrojach mają zwykle kształt w przybliżeniu sześciokątny i zwykle wydają się izotropowe w świetle spolaryzowanym krzyżowo.

• 

  Biotyt (w kolorze brązowym) i muskowit w cienkim przekroju ortognejsowym w świetle spolaryzowanym w płaszczyźnie.

• 

  Biotyt w cienkim przekroju w świetle spolaryzowanym krzyżowo.

• 

  Podstawowy przekrój biotytu z igiełkowatymi wtrąceniami rutylu , w cienkim przekroju w świetle spolaryzowanym w płaszczyźnie.

Struktura

Podobnie jak inne miki, biotyt ma strukturę krystaliczną określaną jako TOT-c , co oznacza, że ​​składa się z równoległych warstw TOT słabo związanych ze sobą kationami ( c ). Z kolei warstwy TOT składają się z dwóch arkuszy czworościennych ( T ) silnie związanych z dwiema powierzchniami pojedynczego arkusza oktaedrycznego ( O ). To stosunkowo słabe wiązanie jonowe między TOT zapewnia biotytowi doskonałe rozszczepienie podstawowe.

Tetraedryczne arkusze składają się z czworościanów krzemionki, które są jonami krzemu otoczonymi czterema jonami tlenu. W biotycie jeden na cztery jony krzemu jest zastąpiony jonem glinu. Każdy z czworościanów dzieli trzy ze swoich czterech jonów tlenu z sąsiednimi czworościanami, tworząc sześciokątny arkusz. Pozostały jon tlenu ( wierzchołkowy jon tlenu) jest dostępny do wiązania z oktaedrycznym arkuszem.

Arkusz oktaedryczny w biotycie jest arkuszem trioktaedrycznym mającym strukturę arkusza mineralnego brucytu , przy czym zwykłymi kationami są magnez lub żelazo. Tlenki wierzchołkowe zastępują niektóre jony hydroksylowe, które byłyby obecne w warstwie brucytu, ściśle wiążąc warstwy tetraedryczne z warstwą oktaedryczną.

Arkusze czworościenne mają silny ładunek ujemny, ponieważ ich skład masowy to AlSi ₃ O ₁₀ ^5- . Arkusz trioktaedryczny ma ładunek dodatni, ponieważ jego skład masowy to M ₃ (OH) ₂ ⁴⁺ (M oznacza jon dwuwartościowy, taki jak żelazo lub magnez) Połączona warstwa TOT ma szczątkowy ładunek ujemny, ponieważ jej skład masowy to M ₃ (AlSi _3O 10 ) (OH) ₂ ^- _. Pozostały ujemny ładunek warstwy TOT jest neutralizowany przez jony potasu międzywarstwy.

Ponieważ sześciokąty w arkuszach T i O mają nieco inny rozmiar, arkusze są nieco zniekształcone, gdy łączą się w warstwę TOT. To łamie symetrię heksagonalną i redukuje ją do symetrii jednoskośnej. Jednak pierwotna symetria sześcienna jest dostrzegalna w pseudoheksagonalnym charakterze kryształów biotytu.

• 

  Widok czworościennej struktury arkuszowej biotytu. Wierzchołkowe jony tlenu są zabarwione na różowo.

• 

  Widok trójoktaedrycznej struktury arkuszowej biotytu. Miejsca wiązania wierzchołkowego tlenu są pokazane jako białe kulki. Czerwone kule to jony wodorotlenkowe.

• 

  Widok struktury trioktaedrycznej warstwy miki z uwydatnieniem miejsc magnezu lub żelaza

• 

  Widok struktury biotytu patrząc na powierzchnię pojedynczej warstwy

• 

  Widok struktury biotytu patrząc wzdłuż arkuszy

Występowanie

Członkowie grupy biotytów znajdują się w szerokiej gamie skał magmowych i metamorficznych . Na przykład biotyt występuje w lawie Wezuwiusza oraz w natrętnym kompleksie Monzoni w zachodnich Dolomitach . Biotyt w granicie jest zwykle uboższy w magnez niż biotyt znajdujący się w jego wulkanicznym odpowiedniku, ryolicie . Biotyt jest niezbędnym fenokryształem niektórych odmian lamprofiru . Biotyt czasami znajduje się w dużych rozszczepialnych kryształach, zwłaszcza w pegmatytu , jak w Nowej Anglii , Wirginii i Karolinie Północnej w USA. Inne godne uwagi zdarzenia to Bancroft i Sudbury w Ontario w Kanadzie. Jest podstawowym składnikiem wielu łupków metamorficznych i tworzy odpowiednie składy w szerokim zakresie ciśnienia i temperatury . Szacuje się, że biotyt stanowi do 7% odsłoniętej skorupy kontynentalnej.

Skała magmowa złożona prawie wyłącznie z ciemnej miki (biotytu lub flogopitu) jest znana jako glimmeryt lub biotytyt .

Biotyt można znaleźć w połączeniu z jego powszechnym produktem przemiany, chlorytem .

Największe udokumentowane pojedyncze kryształy biotytu miały około 7 m2 ⁽ 75 stóp kwadratowych) arkuszy znalezionych w Iveland w Norwegii.

• 

  Próbki granitu zawierające biotyt (małe czarne minerały).

• 

  Próbka gnejsu zawierającego biotyt.

• 

  Próbka gnejsu zawierająca biotyt i chloryt (zielony), powszechny produkt przemiany biotytu.

• 

  Glimmeryt z Namibii .

Używa

Biotyt jest szeroko stosowany do ograniczania wieku skał, poprzez datowanie potasowo-argonowe lub datowanie argonowo-argonowe . Ponieważ argon łatwo ucieka ze struktury krystalicznej biotytu w wysokich temperaturach, metody te mogą zapewnić tylko minimalny wiek wielu skał. Biotyt jest również przydatny w ocenie historii temperatur skał metamorficznych, ponieważ podział żelaza i magnezu między biotytem a granatem jest wrażliwy na temperaturę.