Циркелит

Циркели́т (CaZrTi₂O₇) — минерал класса окислов, группы циркелита, назван по имени немецкого петрографа Фердинанда Циркеля.

Синонимы: блэкеит, цирконолит.

Рентгено-аморфный, полностью или частично метамиктный. Кристаллические строение восстанавливается нагреванием минерала при 1200 °C.

Моноклинная сингония (псевдотригональный и псевдокубический). Параметры ячейки: для прокаленного минерала a₀ = 1,258 нм; b₀ = 0,727 нм; c₀ = 1,144 нм; β = 100°34′; a₀ : b₀ : c₀ = 1,730 : 1 : 1,573. Для искусственного CaZrTi₂O₇ a₀ = 1,243 нм; b₀ = 0,726 нм; c₀ = 1,137 нм; β = 100°31′; a₀ : b₀ : c₀ = 1,712 : 1 : 1,566. В обоих случаях число формульных единиц в ячейке Z = 8. По параметрам решетка очень близка к тригональной.

Для псевдогексагональной ячейки a_h = 0,727 нм; c_h = 0,844 нм, a_h : c_h = 1 : 1,161; число формульных единиц в ячейке Z = 3; a c_rh = 0,505 нм, α = 92°; число формульных единиц Z = 1.

У некоторых непрокаленных циркелитов обнаруживается несколько слабых линий отвечающих интенсивным отражениям (111, 220, 311) кубической структуры с a₀ = 0,51 нм. Непрокаленные циркелиты также иногда обнаруживают ясную симметрию 3m. После нагревания до 800°С минерал дает дифракционную картину, свойственную неупорядоченной кубической фазе с a₀ = 0,503—0,507 нм, близкой к структурному типу флюорита-церианита. После прокаливания до 1100—1200 °С минерал даёт рентгенограмму, аналогичную рентгенограмме моноклинного искусственного CaZrTi₂O₇. Переход от кубической фазы к моноклинной совершается более и менее постепенно. Структура наследует основные черты гранецентрированного кубического мотива CaF₂—CeO₂, является её производной, но с заметным искажением. Псевдосимметрия 3m установлена вдоль перпендикуляра к моноклинной ячейке. Направление деформации кубической F-решетки составляет небольшой угол с осью третьего порядка исходного куба. Большое количество слабых отражений на дифрактограмме искусственного CaZrTi₂O₇ говорит о высокой степени упорядоченности атомов в кристаллической структуре.

На основе гониометрических данных невозможно установить моноклинную сингонию минерала. Морфологически кристаллы воспринимаются как тригональные с отношением осей a : c = 1 : 1,1647.^[1]

Спайности нет, отмечалась отдельность по (001). Излом раковистый до полураковистого, неровного. Твёрдость по шкале Мооса 5,5—6. Микротвёрдость 760—880 кГ/мм². Хрупок. Удельный вес 4,02—5,2 г/см³. Цвет чёрный, смоляно-чёрный, бурый, тёмно-бурый, иногда светло-бурый. В очень тонких осколках просвечивает тёмно-коричневым цветом. Черта буровато-жёлтая, шоколадно-коричневая, темнее у разностей, обогащённых ураном. Порошок (черта) буровато-чёрный. Блеск металловидный, смоляной, иногда алмазный до жирного. Слабо магнитен.^[2]

В шлифах в проходящем свете цвет красновато-бурый, густо-красный, иногда жёлтый или коричневый, окраска неоднородна. Изотропен. Коэффициент преломления n = 2,06—2,28. Искусственный CaZrTi₂O₇ двуосный; коэффициенты преломления n_g около 2,30, n_m около 2,27, n_p около 2,23; разность n_g − n_p = 0,07; 2V = 80—85°С. В шлифах в отражённом свете светло-серый. Изотропен. Отражающая способность 12,5 %.^[2]

CaO — 16,54 %; ZrO₂ — 36,34 %; TiO₂ — 47,12 % по массе. Состав циркелитов довольно сильно колеблется; основное различие состоит в содержании Nb, Th и U. Широко проявляются изоморфные замещения (Ca на редкоземельные элементы и U; Ti на Nb, Fe др.). Содержит непостоянное количество воды, более высокое у метамиктных разностей.

В циркелите из Себльяврского массива и Африканды установлено 0,25—0,83 % HfO₂, из Ловозерского массива 0,9 % HfO₂. Разлагается в плавиковой кислоте, при нагревании — в соляной, серная кислота и едких щелочах. Перед паяльной трубкой оплавляются лишь края тонких осколков.^[3]

Встречается в виде неправильных или изометрических выделений, зерен, сростков кристаллов, редко отдельных мелких кристаллов.

Характерный минерал карбонатитов; обнаружен почти во всех детально изученных карбонатитах различных районов. Установлен впервые в якупирангитах и магнетитовых пироксенитах Жакупиранги (Бразилия) совместно с бадделеитом и перовскитом.

В России встречен в ряде мест на Кольском полуострове. В центральной части пироксенитового массива Африканда содержится в метасоматической кальцито-пироксено-амфиболовой породе с перовскитом и титанитом; основная масса выделений циркелита приурочена к скоплениям перовскита и кальцита. В апатито-форстерито-магнетитовых и других породах Вуориярвинского и Ковдорского массивов циркелит в виде мелких шестиугольных пластинок и кристаллических сростков образует включения в зернах карбоната и апатита в ассоциации с бадделеитом, цирконом, пирохлором, форстеритом, магнетитом, апатитом, кальцитом. В доломито-флогоштовых породах Себльяврского массива циркелит, образующий редкую вкрапленность, тесно ассоциируется с флогопитом, титаномагнетитом, апатитом и бадделеитом; в участках, обогащенных апатитом, он обнаруживается в виде таблитчатых кристаллов и зерен в ассоциации с пирохлором.

В диопсидо-кальцитовых карбонатитах Восточных Саян циркелит обнаружен с уранпирохлором и бадделеитом, а также с форстеритом, в пироксенитах Алдана — вместе с апатитом и ильменитом.

В Ловозерском массиве на горе Куйвчорр циркелит с пироксеном и биотитом образует прожилки в меланократовой щелочной породе; на горе Пункаруайв акцессорный циркелит отмечен в фенитах зоны контакта гранито-гнейсов с нефелиновым сиенитом.

Найден в россыпях на Шри-Ланке в провинции Сабарагамува в ассоциации с цирконом, корундом, турмалином, шпинелью и редкоземельными минералами. В карбонатитах циркелит в гипогенных условиях замещается гатчеттолитом, вплоть до образования полных псевдоморфоз. Проявляется также замещение циркелита агрегатом циркона, ильменита и гатчеттолита.^[4]

CaZrTi₂O₇ получен в результате спекания стехиометрических количеств соответствующих окислов и последующего отжига при 1450 °C в течение 45 часов.^[5]

1. Чухров Ф. В., Бонштедт-Куплетская Э. М. Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы. — Москва: Наука, 1967. — 676 с.