Кіріспе

Плагиоклаз – фельдспар тобына жататын тектосиликат (қаңқалық силикат) минералдарының сериясы. Плагиоклаз белгілі бір химиялық құрамы бар нақты бір минералға сілтеме жасаудың орнына, үздіксіз қатты ерітінділер сериясы болып табылады, және плагиоклаздық фельдспар сериясы деп аталады. Бұл алғаш рет 1826 жылы неміс минералогі Иоганн Фридрих Кристиан Гессел (1796–1872) көрсеткен. Бұл серия альбиттен анортитке дейінгі шеткі мүшелерді қамтиды (сәйкес құрамы NaAlSi3O8 және CaAl2Si2O8), онда натрий мен кальций атомдары минералдың кристалдық тор құрылымында бір-бірін алмастыра алады. Плагиоклаз қолдағы үлгілерде көбінесе полисинтетикалық кристалдық қабаттасуы немесе "жазу жолағы" әсері арқылы анықталады. Плагиоклаз – Жер қыртысының маңызды құраушы минералы, сондықтан ол петрологияда магмалық тау жыныстарының құрамын, тегін және эволюциясын анықтау үшін маңызды диагностикалық құрал болып табылады. Плагиоклаз Айдың жоталық аймақтарындағы тау жыныстарының да маңызды құрауышы болып табылады. Марс бетінен алынған жылулық сәулелену спектрлерін талдау, Марс қабығында плагиоклаз ең көп таралған минерал екенін көрсетеді. Оның атауы екі жарылу бұрышына байланысты қойылған.

Қасиеттері

Плагиоклаз – Жер қыртысындағы ең көп таралған және мол минералдар тобы. Фельдспаттар отбасының бір бөлігі болып табылатын ол, магмалық және метаморфтық жыныстарда кең таралған, сондай-ақ шөгінді жыныстарда бөлшек минерал ретінде де кездеседі. Плагиоклаз жеке минерал емес, екі ұшталқы компоненттің – альбит немесе натрий фельдспаты (NaAlSi₃O₈) және анортит немесе кальций фельдспаты (CaAl₂Si₂O₈) – қатты ерітіндісі болып табылады. Бұл компоненттер плагиоклазда таза анортиттен таза альбитқа дейін кез келген пропорцияда болуы мүмкін. Плагиоклаздың құрамын Na₁₋ₓCaₓAl₁₊ₓSi₃₋ₓO₈ формуласымен көрсетуге болады, мұнда x – таза альбит үшін 0-ден, ал таза анортит үшін 1-ге дейін өзгереді. Бұл қатты ерітінділер тізбегі плагиоклаз тізбегі деп аталады. Плагиоклаздың нақты бір үлгісінің құрамы әдетте үлгідегі анортиттің мольдық пайызымен (мол.%) көрсетіледі. Мысалы, 40 мол.% анортиттен тұратын плагиоклаз An40 плагиоклазы деп сипатталады. Альбит пен анортиттің жоғары температурада кез келген пропорцияда қатты ерітінділер құру қабілеті, плагиоклаз кристалл құрылымында кальций мен алюминийдің натрий мен кремнийді оңай алмастыра алуымен түсіндіріледі. Кальций ионының заряды +2, ал натрий ионының +1 болғанымен, екі ионның да тиімді радиусы шамалы ғана ерекшеленеді. Зарядтың айырмашылығы алюминийдің (+3 заряд) кремнийге (+4 заряд) қосарланған алмасуы арқылы өтелуі мүмкін, олардың екеуі де тетраэдрлік жағдайларда (төрт оттегі ионымен қоршалған) орналасады. Бұл калийден өзгеше, оның заряды натриймен бірдей, бірақ ионы айтарлықтай үлкен. Калий мен кальцийдің мөлшері мен заряды арасындағы айырмашылықтың салдарынан анортит пен калий фельдспаты (KAlSi₃O₈) арасында, яғни үш кең таралған тау жынысын құрайтын фельдспаттың арасында кең араласу аралығы бар. Калий фельдспаты натрий мен калий иондарының заряды бірдей болғандықтан альбитпен де қатты ерітінділер тізбегін құрайды, ол сілтілік фельдспат тізбегі деп аталады. Осылайша, Жер бетінде кездесетін фельдспаттың басым бөлігі плагиоклаз немесе сілтілік фельдспат болып табылады, ал екі тізбек таза альбит үшін бірімен-бірі тоғысады. Плагиоклаздың құрамын анортиттің мольдық пайызымен (мысалы, An40) сипаттағанда, қалған бөлігіне тек аз мөлшерде калий фельдспаты қосылған альбит жатады деп есептеледі. Плагиоклаздың кез келген құрамында көптеген негізгі физикалық қасиеттері ортақ, ал қалған қасиеттері құрамға байланысты бірте-бірте өзгереді. Тығыздығы кальцийдің мөлшерімен бірге бірте-бірте артады, таза альбит үшін 2,62-ден таза анортит үшін 2,76-ға дейін, және бұл құрамды дәл анықтауға көмектеседі. Сыну көрсеткіші де 1,53-тен 1,58-ге дейін бірте-бірте өзгереді, сондықтан мұқият өлшенген жағдайда, ол да құрамды бағалауға мүмкіндік береді. Плагиоклаздың көп жағдайда [010] жазықтығында туыстық жолақтарды тудыратын ерекше полисинтетикалық туыстығы байқалады. Бұл жолақтар плагиоклазды сілтілік фельдспаттан ажыратуға мүмкіндік береді. Плагиоклаз көбінесе Карлсбад, Бавено және Манебах заңдары бойынша да туыстық құрылымдарды көрсетеді.

Соңғы мүшелері

Анортит 1823 жылы Густав Розе грек тілінен – [[wikt:ἀν ('емес') + [[wikt:ὀρθός ('түзу') сөздерінен, сөзбе-сөз 'қисай' мағынасында, оның триклиникалық кристалдануына сілтеме жасай отырып атады. Анортит салыстырмалы түрде сирек кездесетін минерал, бірақ кейбір орогендік сілтілі-карбонаттық тобының негізгі плутондық тау жыныстарында кездеседі. Альбит латын тіліндегі [[wikt:albus сөзінен алынған, оның ерекше таза ақ түсіне сілтеме жасайды. Бұл атауды алғаш рет 1815 жылы Йохан Готлиб Ган және Йонс Якоб Берзелиус қолданған. Альбит салыстырмалы түрде көп тараған және маңызды тау жынысын құрайтын минерал, ол көбінесе кремнийге бай тау жыныстары типтерімен, гидротермальды тамырларда, жасыл шөгінді метаморфтық тау жыныстарымен және пегматит интрузияларында, көбінесе клейвеландит түрінде және турмалин, берилл сияқты сирек кездесетін минералдармен байланысты кездеседі.

Аралық мүшелер

Плагиоклаз тобының аралық мүшелері бір-біріне өте ұқсас және әдетте оларды оптикалық қасиеттері арқылы ғана ажыратуға болады. Әрбір мүшенің меншікті салмағы (албит 2,62) анортит мөлшері 10% артқан сайын 0,02 есеге артады (анортит 2,75). Байтаунит, Канаданың Онтарио штатындағы Оттава қаласының бұрынғы аты – Байтауннан аталған, сирек кездесетін минерал және көбінесе негізгі тау жыныстарында табылады. Лабрадорит – габбро немесе базальт сияқты негізгі тау жыныстарының тән минералы. Лабрадорит кристалдарының ламеллаларында жарық сынуының нәтижесінде көлденеңді түстерді жиі көрсетеді. Ол Лабрадор аймағынан аталған, онда ол плагиоклаздан дерлік толығымен тұратын интрузивті магмалық тау жынысы – анартозиттің құрамына кіреді. Финляндияда лабрадориттің спектролит деп аталатын түрі кездеседі. Андэзин – диорит сияқты, орташа мөлшерде кремний және оған байланысты андезит сияқты жанартаулық жыныстарды қамтитын жыныстардың тән минералы. Олигоклаз гранит пен монзонитте кең таралған. Олигоклаз атауы грек тіліндегі "кішкентай, аздау" және "жарылу" сөздерінен шыққан, бұл оның жарылу бұрышының 90 градустан айтарлықтай өзгеше екендігімен байланысты. Бұл терминді алғаш рет 1826 жылы Брайтаупт қолданған. Күн тасы негізінен олигоклаздан (кейде альбиттен) және гематит кристалдарынан тұрады.

Петрогенез

Плагиоклаз – төмен қысымда қалыптасқан магмалық тау жыныстарындағы алюминийді қамтитын негізгі минерал. Ол әдетте салқындаған бастапқы магмадан кристалданатын алғашқы және ең көп кездесетін фельдшпат. Анортиттің балқу температурасы альбиттен әлдеқайда жоғары болғандықтан, кальцийге бай плагиоклаз бірінші болып кристалданады. Температура төмендеген сайын плагиоклаздың натрийге қанығуы артады, нәтижесінде Боуэннің үздіксіз реакция қатары қалыптасады. Дегенмен, плагиоклаздың кристалдану құрамы балқыманың басқа компоненттеріне де байланысты, сондықтан ол өзінен сенімді термометр емес. Плагиоклаздың сұйықтық температурасы (плагиоклаз алғаш рет кристалдана бастайтын температура) 50,5 салмақтық % кремний құрамы бар оливин базальты үшін шамамен ; 60,7 салмақтық % кремнийі бар андезит үшін ; және 69,9 салмақтық % кремнийі бар дацит үшін . Бұл мәндер құрғақ магмаға арналған. Су қосылғанда сұйықтық температурасы айтарлықтай төмендейді, әсіресе плагиоклаз үшін, мафикалық минералдарға қарағанда одан да көп. Анортит пен диопсид қоспасының эвтектикасы (ең төмен температурада ерітілетін қоспа) су буының қысымы 1 бардан 10 кбар-ға дейін өскенде 40 салмақтық % анортиттен 78 салмақтық % анортитке дейін өзгереді. Судың болуы кристалданатын плагиоклаздың құрамын анортитке қарай ығыстырады. Бұл ылғалды қоспаның эвтектикасы шамамен . Кристалданатын плагиоклаз әрқашан кристалданатын балқымадан гөрі анортитке бай болады. Бұл плагиоклаз әсері салқымдаған балқыманың натрий мен кремнийге қанығуына, ал алюминий мен кальцийге азайтуына себеп болады. Алайда, алюминийі жоқ мафикалық минералдардың бір уақытта кристалдануы алюминийдің азаюын ішінара толықтыруы мүмкін. Жанартау тау жыныстарында кристалдасқан плагиоклаз балқымадағы калийдің көп бөлігін іздік элемент ретінде қамтиды. Жаңа плагиоклаз кристалдары ядро пайдаруына қиындықпен ғана түседі, ал кристалдардың ішіндегі диффузия өте баяу болады. Нәтижесінде, магма салқындаған сайын, натрийге бай плагиоклаз әдетте кальцийге бай ядроларын сақтайтын плагиоклаз кристалдарының шеттерінде кристалданады. Бұл магмалық тау жыныстарында плагиоклаздың құрамы бойынша аймақтануына әкеледі. Сирек жағдайларда плагиоклаз кері аймақтануды көрсетеді, яғни натрийге бай ядрода кальцийге бай шеттері болады. Плагиоклаз кейде тербелістік аймақтануды көрсетеді, онда аймақтар натрийге бай және кальцийге бай құрамдар арасында ауытқып тұрады, бірақ бұл көбінесе жалпы қалыпты аймақтану тенденциясымен қабаттасады.

Игнатикалық тау жыныстарының жіктелуі

Плагиоклаз кристалды магмалық жыныстарды жіктеу үшін өте маңызды. Жалпы алғанда, тау жынысындағы кремнийдің мөлшері неғұрлым көп болса, мафикалық минералдардың саны соғұрлым азайды және плагиоклаздың натрийге бай болуы артады. Кремний құрамы жоғарылағанда сілтілік дала шпаты пайда болады. QAPF классификациясы бойынша плагиоклаз – тау жынысы түрінің бастапқы жіктелуін жасау үшін кварц пен сілтілік дала шпатымен бірге қолданылатын үш негізгі минералдың бірі. Кремнийге азырақ силикат бар магмалық жыныстар натрийге бай плагиоклазы бар диориттік жыныстарға (An<50) және кальцийге бай плагиоклазы бар габбройлық жыныстарға (An>50) бөлінеді. Анортозит – кемінде 90% плагиоклаздан тұратын интрузивті жыныс. Альбит – сілтілік және плагиоклаздық қатарлардың бір соңғы мүшесі. Дегенмен, ол QAPF классификациясында тау жынысының сілтілік дала шпаты фракциясына жатады. Плагиоклаз смектит сияқты саз минералдарына салыстырмалы түрде жылдам ыдырайды.

Мохоровичич үзіліссіздігі

Мохоровичич үзілісі, Жер қыртысы мен жоғарғы мантия арасындағы шекараны анықтайды және тау жыныстарынан фельдшпар жоғалатын тереңдік деп есептеледі. Плагиоклаз – Жер қыртысындағы алюминийдің ең маңызды минералы, бірақ ол жоғарғы мантияның жоғары қысымында ыдырайды, ал алюминий клинпироксенге Цчермак молекуласы (|CaAl2SiO6) немесе жадеит (|NaAlSi2O6) түрінде сіңіріледі. Одан да жоғары қысымда алюминий гранатқа қосылады.

Қалпына келтіру

Өте жоғары температурада плагиоклаз калий фельдспарымен қатты ерітінді түзеді, бірақ салқындағанда бұл өте тұрақсыз болады. Плагиоклаз калийлі фельдспаттан эксоллюция деп аталатын процесте бөлінеді. Калийлі фельдспатта плагиоклаздың (ламелланың) жіңішке жолақтары бар тау жынысы пертит деп аталады. Анортит пен альбит арасындағы қатты ерітінді төмен температурада тұрақты болып қалады, бірақ тас қоршаған орта температурасына жақындағанда тұрақсыз болады. Соның салдарынан өте жіңішке ламеллалар мен басқа да өскіндер пайда болады, оларды көбінесе тек арнайы құралдармен ғана анықтауға болады. Дегенмен, андезиттен лабрадоритке дейінгі құрамындағы эксоллюция кейде жарықтың толқын ұзындығымен салыстырылатын қалыңдығы бар ламеллаларды тудырады. Бұл лабрадоритке дифракциялық тор сияқты әсер етеді, нәтижесінде лабрадорит көз тартарлық түстердің ойыны – шатойянс көрсетеді.

Қолданылуы

Геологтарға магмалық тау жыныстарын жіктеудегі маңыздылығынан өзге, плагиоклаз құрылыс материалы ретінде, кесек тас ретінде, ал ұнтақталған күйінде бояу, пластик және резеңкеге толтырғыш ретінде қолданылады. Натрийге қанық плагиоклаз шыны мен керамика жасауда пайдаланылады. Анортозит болашақта алюминийдің маңызды көзі болуы мүмкін.