Кіріспе
Mg, Fe, Al циклосиликатты минерал
Секанинаит ((Fe+2,Mg)2Al4Si5O18) – силикатты минерал, кордиериттің темірге бай аналогы. Ол алғаш рет 1968 жылы Чехияның Моравия аймағындағы Высочина облысының Долни Бори жерінде сипатталған, қазір Ирландия, Жапония және Швецияда да табылған. Бұл минерал чех минералогы Йозеф Секанинаның (1901–1986) құрметіне аталған. Ирландиядағы секанинаит диабаз интрузиялық бұлағының контактілік аймағындағы бокситтік сазды топырақта кездеседі.
Құрылымы мен құрамы
Секанинаттың химиялық формуласы: (Fe^2+, Mg^2+)2[Al4Si5O18]*\mathit{n}H2O. Грейпс және басқалар (2010) Долни Бориден алынған үлгінің проценттік салмағын есептеді. Бұл қосылыс табиғатта екі полиморф түрінде кездеседі: біреуі бұзылған гексагондық құрылымға, ал екіншісі реттелген орторомбалық құрылымға ие. Алюминосиликат ретінде, қайталамалы және реттелген құрылым Si, Al тетраэдрлерінің бірінің немесе екіншісінің тетраэдрлік шеңберінің полимерленуіне негізделген (Якубович және басқалар, 2003). Дерлік барлық талдаулар тетраэдрлік компоненттерге қатысты Al артық болуын және Si жетіспеушілігін көрсетеді. Жалпы алкалы металдардың алмасуы (K2O, Na2O, CaO) табылатын катиондардың артық болуына себеп болады, бұл секанинаттың негізінен сусыз екенін көрсетеді (Grapes et al., 2010). Кордиериттердің атомдық құрылымы октаэдрлік координацияланған Mg және Fe катиондарының мөлшеріне байланысты өзгеретін құрылымдардың үздіксіз қатары ретінде қарастырылады. Октаэдрлік M позициясындағы атомдардың әртүрлі мөлшері орторомбалық элементар жасушаның параметрлеріне әсер етеді. Mg және Fe-дің кең ауқымды изоморфизмі (4–96%) үздіксіз изоморфтық қатардың бар екенін көрсетеді: кордиерит (Mg,Fe)2[Al4Si4O18]*\mathit{n}H2O – секанинит (Fe,Mg)2[Al4Si4O18]*\mathit{n}H2O. Кристаллографиялық деректер бойынша, темірдің мөлшерінің өзгеруі a және b элементар жасуша параметрлерінің сәйкес өзгеруіне әкеледі (Yakubovich et al., 2003). Алюминосиликат/циклосиликат ретінде, октаэдрлік M–O арақашықтығы 5 тәуелсіз тетраэдрден тұрады, олар реттелген және таратылған Al3+ және Si4+ катиондарының үш өлшемді аниондық құрылымын құрайды. Бір тәуелсіз AlO4 және екі SiO4 ортақ төбелері бар тетраэдрлер оттегі атомдарын бөлісіп, элементар жасушаның c осі бойында алты мүшелі сақиналар құрайды. Mg, Fe октаэдрлері SiO4-пен жиектерін бөлісіп, октаэдрлер мен тетраэдрлердің кезектесуінен сақиналар құрайды. Осылайша, құрылымды c осі бойында кезектесіп орналасқан, төбелерін бөлісетін октаэдрлер мен тетраэдрлердің жиектерін бөлісетін тетраэдрлер қабаттарынан тұратын жартылай қабатты құрылым деп сипаттауға болады. Орторомбалық элементар жасушаның бұрмалануы тетраэдрлік құрылымдағы реттеп қою дәрежесіне қарағанда химиялық құрамымен анықталады (Yakubovich et al., 2003). Сұйық фазалардың кристалдану температурасы: муллит + тридимит, содан кейін секанинит және соңында фаялит + клиноферросилит (Grapes et al., 2010). Осыған ұқсас тенденциялар амфиболдар, клинопироксендер, оливиндер және басқалары үшін де байқалады. Минералдардың Fe мольдық үлесінің артуы темірдің қосылуымен байланысты емес, контактты метаморфизм кезінде оның қайта таралуынан туындады (Korchak et al., 2010).
This compound exists in nature in the form of two polymorphs: one having a disordered hexagonal structure and the other arranged in an ordered orthorhombic structure. As an aluminosilicate, the repeated and ordered structure is based on polymerization of one or the other's tetrahedral framework of Si, Al tetrahedra (Yakubovich et al., 2003). Nearly all analyses show excess of Al and deficiency in Si with respect to tetrahedral components. The overall substitution of alkalis causes excess in cations found in (K2O, Na2O, CaO), implying that sekaninaite is essentially anhydrous (Grapes et al., 2010). The atomic structures of cordierites are interpreted as a continuous series of structures that vary based on the content of octahedrally coordinated Mg and Fe cations. The varying content of atoms in the octahedral M position has an effect on the orthorhombic unit cell's parameters. The wide range of isomorphism of Mg and Fe(4–96%) suggest the existence of a continuous isomorphic series cordierite (Mg,Fe)2[Al4Si4O18]*\mathit{n}H2O sekaninaite (Fe,Mg)2[Al4Si4O18]*\mathit{n}H2O. It is shown via crystallographic data that a shift in the iron content leads to a corresponding variance in a and b unit cell parameters (Yakubovich et al., 2003). As an aluminosilicate/cyclosilicate, the octahedral M O distances consist of 5 independent tetrahedra form a 3 dimensional anionic framework of ordered and distributed Al3+ and Si4+ cations. One independent AlO4 and two SiO4 vortex sharing tetrahedra share oxygen atoms to form six member rings along the c axis of the unit cell. Mg, Fe octahedra share edges with SiO4 to form rings from alternating octahedra and tetrahedra. Thus, the framework can be described as a semi layered structure formed of layers of tetrahedra linked into rings by sharing vertices and octahedra and tetrahedra sharing edges, alternating along the c axis. The distortion of the orthorhombic unit cell is determined by the chemical composition rather than the degree of ordering in the tetrahedral framework (Yakubovich et al., 2003). The temperature at which the liquidous phases crystallize in a sequence: mullite + tridymite, followed by sekaninaite and finally fayalite + clinoferrosilite (Grapes et al., 2010). Similar trends are observed for amphiboles, clinopyroxenes, olivines, and others. The increase in the Fe mole fraction of minerals was not related with iron input, but was caused by its redistribution during contact metamorphism (Korchak et al., 2010).
Физикалық қасиеттері
Стэнек пен Мисковский (1975) алғаш рет секенинитті кордиерит тобындағы жаңа минерал ретінде анықтап, оған диагноз қойды. Олар Чехословакияның Долны-Боры аймағынан жетілмеген кристалдардың үлгілерін алды, ондағы үлгілердің мөлшері 70 см-ден аспады. Долны-Борыдан алынған үлгілер Кузнецк паралаваларынан алынған үлгілерден мүлдем өзгеше. Олар Mg/Fe арақатынасы бойынша өте ұқсас, бірақ a, b және c параметрлері бойынша айқын айырмашылықтарды көрсетеді (Grapes және басқалар, 2010). Grapes және әріптестері жасуша өлшемдерін есептеп шығарды: a = 17.230(5), b = 9.835(3), c = 9.314(3) Å. Секениниттің түсі жарық көк, айқын плеохроизмге ие: X = түссіз; Y = көк; Z = ақшыл көк; сіңіру Y > Z > X ретімен жүреді. Секениниттің қатаңдығы 7–7.5; ол {100} бойынша нашар жарылады және {001} бойынша бөлінеді (Fleischer және Jambor, 1977). Көптеген кристалдар зоналық құрылымды көрсетеді (Fe ядродан шетіне қарай артады). Ол {110} және {310} бойынша қос түрінде кездеседі, бұл гексагональды симметрияны имитациялайды. Секенинит Cccm кеңістіктік тобына жатады; ол кордиерит қатарында кездесетін орторомбтық кристалл (Stanek және басқалар, 1975).
Геологиялық пайда болуы және орналасуы
Секанинаит алғаш рет Чехияның Долны-Боры аймағында табылды. Оның кездесуі гранулиттер мен гнейстердегі пегматиттің альбиттік аймағында болады (Fleischer және Jambor, 1977). Секанинаит пирометаморфтық тау жыныстарында кездеседі, яғни ежелгі жану метаморфизмі процесінде қалыптасқан тау жыныстарында; паралавалар, клинкерлер және бухиттер. Бұл жану метаморфтық тау жыныстары клинкер төсектерінде және паралавамен біріктірілген шыныланған құмтас-сазтас клинкер бөлшектерінің брекчиясында кездеседі. Бұл ішінара пісірілген және тотыққан псаммит-пелиттік шөгінділер Сібірдегі Кузнецк көмір алабы сияқты жерлердегі күйген көмір қабаттарымен байланысты (Grapes және басқалар, 2010). Секанинаит Fe кордиериті сериялы түрде кездеседі және көбінесе қатты ерітіндідегі өзгерістерге байланысты. Бұл минералдар Power River (Вайоминг), Ravat (Тажикстан), Кендерлік бассейні (Шығыс Қазақстан) және Djhar (Үндістан) сияқты паралаваларда кеңінен таралған; әрқайсысының шөгінді минералдар жиынтығы әртүрлі және нәтижелер құмтас-сазтас пен аз мөлшердегі темірлі компоненттердің жоғары температурада қорытылуына байланысты (Grapes және басқалар, 2010). Бұл Fe-ға бай паралавалар Fe оливин, эссенеит, дорит, мелилит, Fe кордиерит, анортит, спинель, тридимит, фаялит, магнетит, кварц және т.б. минералдардан тұрады (Новикова, 2009).