Fältspatmineraler utgör över 50% av jordskorpan.

Innehåll

• Vad är Feldspar?
• Feldspar Mineral Kemi
• Plagioclase Feldspars
• Alkali Feldspars
• Fältspat i sediment och sedimentära bergarter
• Egenskaper hos Feldspar Minerals
• Feldspars Beyond Plagioclase and Alkalis
• Extraterrestrial Feldspar
• Användning av Feldspar Minerals
• Fenomenfältspar
• Andra Gem Feldspars

Labradorit är ett fenomenalt fältspatmineral. Ordet "labradorescence" hänvisar till iriserande färger som kan ses på exemplar som denna. Denna grova är ungefär fyra inches över och samlades nära Nain, Labrador, Kanada.

Fältspat i stenar: Detta diagram sammanfattar mineralkompositionerna från vanliga stavliga bergarter. Det visar tydligt att fältspatmineraler är viktiga beståndsdelar av granit, diorit och gabbro - dessa bergarter utgör majoriteten av jordskorpan.

Vad är Feldspar?

"Feldspar" är namnet på en stor grupp stenbildande silikatmineraler som utgör över 50% av jordskorpan. De finns i stolliga, metamorfa och sedimentära bergarter i alla delar av världen. Fältspatmineraler har mycket liknande strukturer, kemiska kompositioner och fysikaliska egenskaper. Vanliga fältspat inkluderar ortoklas (KAlSi₃O₈albite (NaAlSi₃O₈) och anorthite (CaAl₂Si₂O₈).

För att uppskatta vikten av fältspat som ett stenbildande mineral, låt oss överväga dess överflöd i jordskorpan. De flesta av jordens kontinentala skorpor består av stolliga bergarter som granit, diorit och granodiorit. Fältspar är också viktiga beståndsdelar av gabbro och basalt, som är de primära bergarterna i jordens havskorpa. I det bifogade diagrammet visas hur dessa bergarter består mest av fältspatmineraler. Eftersom dessa stolliga bergarter är väderbitna och metamorfoserade, blir deras fältsparmineraler delar av sediment, sedimentära bergarter och metamorfa bergarter.

Feldsparmineraler har många användningsområden inom industrin. De används för att tillverka en mängd olika glas- och keramikprodukter. De används också ofta som fyllmedel i färger, plast och gummi. Flera populära ädelstenar är fältspatmineraler. Dessa inkluderar månsten, solsten, labradorit, amazonit och spektrit.

Feldspar mineralklassificering: Detta ternära diagram visar hur fältspatmineraler klassificeras utifrån deras kemiska sammansättning. Sekvensen med mineraler längs vänster sida av triangeln representerar den fasta lösningsserien för alkalifältspetsarna. Sekvensen längs basen är den fasta lösningsserien för plagioklas-fältspar. Triangulärt grafpapper kan erhållas från waterproofpaper.com, en GeoShops.com-webbplats.

Feldspar Mineral Kemi

Alla mineraler i fältspatgruppen passar nedanför den generaliserade kemiska sammansättningen:

X (Al, Si)₄O₈

I denna generaliserade komposition kan X vara vilken som helst av följande sju joner: K +, Na +, Ca ++, Ba ++, Rb +, Sr ++ och Fe ++. Fältspat som innehåller kalium-, natrium- och kalciumjoner är mycket vanligt. Barium-, rubidium-, strontium- och järnfältspar är mycket sällsynta.

Det bifogade triangulära diagrammet illustrerar två fasta lösningssystem som innefattar fältspatgruppen. Plagioklasfältspar bildar en fast lösningsserie mellan ändelementen av ren albit (NaAlSi₃O₈) och ren anorthite (CaAl₂Si₂O₈). Alkali-fältspatterna bildar en fast lösningsserie mellan ren albit och kaliumsanidin (KAlSi₃O₈).

En lista över fältspatmineraler med deras kemiska kompositioner kan ses i tabell 1.

Det bästa sättet att lära sig om mineraler är att studera med en samling små prover som du kan hantera, undersöka och observera deras egenskaper. Billiga mineralkollektioner finns i butiken.

Plagioclase Feldspars

Albite och anorthite har ett intressant förhållande. Albite är ett natriumfältspat och anorthit är ett kalciumfältspat. Båda bildas genom kristallisation från en smälta. I naturen innehåller många smälter rikligt med natrium eller kalcium, tillsammans med rikligt med aluminium, kisel och syre. Som ett resultat kommer de flesta albiter att innehålla viss kalcium som ersätter natrium i dess kristallstruktur, och mest anorthit kommer att innehålla en viss substitution av natrium med kalcium i dess kristallstruktur. Om en natriumjon med en laddning på 1+ ersätter en kalciumjon med en 2+ laddning, kommer också en balanserande substitution av en aluminiumjon med en 3-laddning för en kiseljon med en 4-laddning också att ske.

Den relativa mängden natrium och kalcium i smälter varierar mycket, och hela serien av mineralkompositioner mellan rent natriumplagioklas och rent kalciumplagioklas förekommer. Detta kontinuum av kompositioner är känt som en fast lösningsserie eftersom det är analogt med en smälta med upplöst natrium- och kalciumjoner suspenderat i olika positioner i hela lösningen som vi kallar en smälta.

Även om utbudet av mineralkompositioner mellan ren albite och ren anorthit består av mycket likartade mineraler, finns det skillnader i deras kemi och fysiska egenskaper. För att underlätta kommunikation ges namn på fältspatmineralerna vid olika positioner i den fasta plagioklaslösningen. Dessa namn är godtyckliga och baserade på de relativa mängderna av albite och anorthite i deras sammansättning. Namnen på dessa plagioklasmineraler med mellankompositioner sammanfattas i den bifogade tabellen. De kan också ses som bildar plagioklas-fältspat-serien längs basen i det triangulära diagrammet som beskrivits ovan.

Alkali Feldspars

Fältspatmineraler med kompositioner som sträcker sig mellan NaAlSi₃O₈ och KAlSi₃O₈ är kända som alkali-feldspars. De inkluderar albite (NaAlSi₃O₈), anorthoklas ((Na, K) AlSi₃O₈), sanidine ((K, Na) AlSi₃O₈), ortoklas (KAlSi₃O₈) och mikroklin (KAlSi₃O₈).

Albite och sanidine bildar en fast lösningsserie mellan NaAlSi₃O₈ och KAlSi₃O₈. Anorthoclase, med en komposition av (Na, K) AlSi₃O₈, har mellanläget mellan dem.

Ortoklas och mikroklin har vanligtvis kompositioner som är mycket nära KAlSi₃O₈. Sanidine kan också ha en komposition mycket nära KAlSi₃O₈. Dessa tre KAlSi₃O₈ mineraler är polymorfer, vilket betyder att de har samma kemiska kompositioner men olika kristallstrukturer. Sanidine har en monoklin struktur, ortoklas är monoklin och sanidin är triklin. Den avgörande faktorn för bildandet av dessa tre mineraler med en KAlSi₃O₈ sammansättningen är temperatur. Sanidine är högtemperaturformen, ortoklas är formen mellan temperaturer och mikroklin är låg temperaturform.

arkose är ett sedimentärt berg som bildas från väderträdandet av fältspartrika, mag- och metamorfe bergarter. Det är en sandsten som innehåller minst 25% fältspat.

Fältspat i sediment och sedimentära bergarter

I sedimentära avlagringar som produceras från väderträdning av fältspatbärande mag- och metamorfe bergarter, är fältspar oftast vanligast nära källområdet. Fältspatten minskar i allmänhet i överflöd med avstånd från källan eftersom de under transport kan attackeras av väder och förändras till lermineraler. Dessutom gör deras två riktningar för perfekt klyvning dem sårbara för mekanisk väderbildning, vilket minskar deras partikelstorlek och utsätter en större ytarea för kemisk väderbildning.

Arkose är en sedimentär berg som bildas från väderträdandet av fältspartrika, magrika och metamorfe bergarter. Detta ursprung är uppenbart eftersom arkos är en sandsten som innehåller minst 25% fältspat, vanligtvis i form av korn som lätt kan identifieras som fältspat. Arkose hittas vanligtvis omedelbart nerför lutningen och nära de utkroppar som fältspatkornen väder ut från. Långa transportavstånd förstör fältspatkornen, och utökad exponering för väderbildning omvandlar fältspat till lermineraler. Lermineraler är fältsparens andra bidrag till den sedimentära uppgiften. De ackumuleras som lera eller jord och bildar ofta sediment som blir skiffer och lera.

Rätvinklad klyvning: En av de mest diagnostiska egenskaperna hos fältspat är dess två klyvningsriktningar som vanligtvis skär varandra i eller nära nittio grader.

Egenskaper hos Feldspar Minerals

Även om det finns många fältspatmineraler, delar de alla ett tätt antal fysiska egenskaper som är överraskande konsekvent. De flesta av dem har två riktningar av perfekt klyvning som korsar varandra i eller nära nittio grader. Ett exempel på denna typ av klyvning kan ses på det bifogade fotot.

De flesta fältspatmineraler har en Mohs-hårdhet på cirka 6 till 6,5 och en specifik vikt mellan 2,5 och 2,8. De har alla en glasartad glans som ofta är pärlan på klyvningsytor. Den bifogade tabellen visar de generaliserade fysikaliska egenskaperna för feldsparmineralgruppen.

Dessa konstanta egenskaper hos fältspat är extremt användbara även om fältspatkristallerna är mycket små. Människor som är bekanta med klyvning av fältspat kan plocka upp ett stollande berg som innehåller kristaller på bara några millimeter i storlek, undersöka det med en handlins och enkelt skilja fältspat från andra mineraler i berget. Med minimal träning kan de också använda en uppsättning mineralhårdhetsplockar och en handlins för att bestämma Mohs hårdhet för sådana små korn.

Feldspars Beyond Plagioclase and Alkalis

Det finns många fältspatmineraler utöver plagioklas- och alkaliserien. En lista ges i tabell 1. Vissa fältspatmineraler är ovanliga och extremt sällsynta. Här är några exempel:

• Buddingtonite är en ammoniumfältspar med en kemisk sammansättning av (NH₄) (AlSi₃)O₈. Det har funnits där fältspatmineraler har förändrats genom hydrotermisk aktivitet.
• Banalsite (Na₂BaAl₄Si₄O₁₆) är en sällsynt bariumfältspar. Det bildar en komplett fast lösningsserie med stronalsit (Na₂SRAL₄Si₄O₁₆), där barium och strontium ersätter varandra.
• Celsian, paracelsian och hexacelsian är sällsynta bariumfältspar och polymorfer som delar den kemiska sammansättningen av BaAl₂Si₂O₈. De bildas i hydrotermiska miljöer med låg temperatur.
• Filatovite är ett extremt sällsynt arsenatfältspar som bara har hittats som små kristaller nära några få fumaroler i östra Ryssland.
• Rubicline är en sällsynt rubidiumbärande fältspat med en kemisk sammansättning av (Rb, K) (AlSi₃O₈). Det liknar mikroklin men har aldrig hittats utan att kalium och rubidium ersatte varandra.

Fältspat från månen: "Genesis Rock" är en av de mest kända stenarna som någonsin samlats in. Apollo 15-astronauterna James Irwin och David Scott samlade den från månen 1971. Analys avslöjade att den består nästan uteslutande av anorthite, ett plagioklasfältspar och är ungefär 4 miljarder år gammalt. Reportrar som täcker Apollo-uppdraget började kalla exemplet "Genesis Rock" och namnet fastnat. Bild av NASA.

Extraterrestrial Feldspar

Fältspat har upptäckts i andra delar av vårt solsystem. Astronauter som besökte månen under Apollo-uppdragen tog tillbaka många prover av sten som var rik på fältspar. Några dussin meteoriter som tros ha sitt ursprung i Mars har undersökts, och de flesta av dem innehåller fältsparmineraler. Cirka 5% av meteoriterna som finns på jorden tros ha sitt ursprung i Vesta Asteroid, och många av dem innehåller fältspat.

Vesta meteorit: Ett överfört ljusfotomikrografi av en eukritmeteorit som har tillskrivits Asteroid Vesta. Detta prov är en basaltisk eukrit som är rik på kalciumrikt plagioklas. Bild av Harry McSween, University of Tennessee.

Fältspat i en Martian meteorit: Meteoriten "Black Beauty" (NWA 7034) har analyserats av NASA och är till och med en bit Mars som sprängdes fritt med en asteroidpåverkan.NWA 7034 är gjord av cementerade fragment av basalt, en sten som bildas från snabbkyld lava. Fragmenten i meteoriten är mestadels fältspat och pyroxen. Bild av NASA.

Fältspat i jord: Den här kartan visar fördelningen av mineraler från fältspatgrupper i jordbruket A Horizon of United States. Överflödet är högst i områden där stolliga stenar växer ut vid ytan, till exempel New England, Rocky Mountain-området och Västkusten. Klicka på bilden för att förstora.

Användning av Feldspar Minerals

Cirka 600 000 ton fältspar produceras varje år i USA. Det mesta av detta fältspat krossas till fina granuler eller pulver och konsumeras sedan i fabriker som tillverkar plattglas, keramiska plattor, glasfiberisolering, färger, plast, keramik, behållarglas och andra produkter. De flesta av dessa produkter spelar en viktig roll i kommersiellt och bostadsbyggande, och efterfrågan på fältspar stöds av byggbranschens hälsa.

Nästan all fältsparproduktion i USA kommer från stenbrott i North Carolina, Idaho, Kalifornien, Virginia, Oklahoma och South Dakota. Dessa platser producerar tillräckligt med fältspar för att förse nästan hela landets konsumtion. Resursen som är tillgänglig för framtida produktion är enorm. Den enda utmaningen är att fältspatresursen kanske inte är belägen på bekvämt avstånd från förbrukningspunkter. Icke desto mindre är USA: s årliga nettoimportberoende i procent av den uppenbara fältsparförbrukningen låg - vanligtvis inte mer än 10 till 20%.

Aventurescent solsten: Närbildfoto av en sunstone-cabochon, som visar vackra blixtnedtryck orsakade av ljus som reflekteras från kopparplättarinneslutningarna i stenen.

Blå labradorit: Fotografi av en labradoritcabochon med en elektrisk blå färg-färg. Fotografera copyright / Joanna-Palys.

Star Moonstone: En månstens cabochon som uppvisar en sällsynt fyrstrålsstjärna.

Fenomenfältspar

Flera sorter av fältspatmineraler används som ädelstenar. Tre av dem, månsten, solsten och labradorit, är kända för sina unika optiska fenomen.

Moonstone är ett pärlematerial som består av mikroskopiskt tunna och växlande lager av fältspatmineraler med olika kompositioner. När ljus kommer in i en polerad ädelsten och möter dessa lager, sprids det i många riktningar. Detta ger en glöd inom ädelstenen känd som adularescence. Glödet verkar sväva något under pärlens yta och rör sig när belysningskällan rör sig, när observationsvinkeln förändras eller när ädelstenen flyttas under ljuset. Människor tycker om denna mjuka glöd, speciellt när den har en slående färg eller månstens kroppsfärg är behaglig. Ortoklas är det vanligaste fältspatmineralen som är värd för de adularescenta fenomenen; emellertid är det också känt i albite, oligoklas och labradorit.

Sunstone är en pärla som innehåller små plattformade och mycket reflekterande partiklar med en gemensam orientering. När ljus kommer in i ädelstenen, träffar det dessa partiklar och de reflekterar det med en glittrig blixt känd som aventurescence. Partiklarna kan vara små flingor av koppar, hematit, glimmer eller annat reflekterande mineral. Labradorite och oligoklas är de fältspatmineraler som oftast har aventurescens. På vissa platser kallas färgad men icke-aventurerande labradorit också "solsten", men aventurescent material bryts vanligtvis i närheten.

Labradorite odlas ibland i mikroskopiska skikt med albite eller andra plagioklasmineraler. När ljus kommer in i en polerad pärla och slår dessa lager i precis rätt vinkel sprids ljuset, dess våglängder modifieras och en iriserande reflektion produceras. Detta kan resultera i spektakulära blixtar av starka iriserande färger i elektriskt blått, grönt, gult, orange och rosa. Detta fenomen är känt som "labradorescence" och uppkallad efter det mineral som är bäst känt för att producera det.

De fenomenala egenskaperna till månsten, solsten och labradorit skärs nästan alltid som kupolformade kabochoner. Deras fenomenala egenskaper är beroende av ljus slående mikroskopiska strukturer i en polerad sten i precis rätt vinkel. För att få det att hända måste duktiga hantverkare som förstår de optiska fenomenen hos dessa ädelstenar studera grovt och klippa stenen så att planen där de optiska fenomenen produceras är parallella med botten av den skurna ädelstenen.

Varsmaskiner kan märka sällsynt chatoyancy eller asterism i månsten grov. Med korrekt planering, orientering och skicklig skärning kan detta grova användas för att producera cabochoner som uppvisar ett kattöga eller en fyrstrålsstjärna.

Moonstone är den mest kända av de fenomenala fältsparren, men den finns inte i många populära smyckebutiker. Alla dessa tre ädelstenar finns bäst på ädelstenar och lapidärshower eller i butiker som specialiserar sig på unika och intressanta juveler och smycken. De kan lätt hittas online; emellertid är det bäst att köpa dessa stenar eller smycken med dem där du kan plocka upp dem, spela dem i ljuset och undersöka styrkan, färgen och mönstret för den optiska effekten. Om du har ett antal stycken att välja mellan, undersöka många av dem eftersom en eller flera av dem kommer att vädja till dig mycket starkare än de andra - och olika stenar kommer att tilltala olika människor. Det är bäst att inte lämna detta till ett slumpmässigt urval av säljaren eller en vän. Du blir lyckligast om du väljer den som tilltalar ditt öga.

Amazonit cabochons: Amazonite är ett handelsnamn för en grön till blågrön variation av mikroklinefältspar som ofta skärs i cabochoner, pärlor och tumlade stenar.

Facetterad fältspat: Två exemplar av labradorit-fältspat som har skurits i fasetterade stenar. Prover från Oregon kallas ofta "sunstone" - till och med icke-fenomenala exemplar utan den aventurescence som många tror är nödvändig för att förtjäna namnet "sunstone".

Andra Gem Feldspars

Även om fenomenala fältspat är svåra att tävla med, finns det några andra fältspat som gör anmärkningsvärda ädelstenar. Dessa finns också bäst på pärla- och lapidaryshower eller butiker som specialiserar sig på intressanta och olika typer av ädelstenar och smycken.

Amazonite är ett handelsnamn för en grön till blågrön variation av mikroklinefältspar som ofta skärs i cabochoner, pärlor och tumlade stenar. Den gröna färgen orsakas av spårmängder bly i mineralet. En världsberömd lokalitet för amazonitkristaller är i området Freemont, El Paso och Teller Counties i Colorado, där det finns växande med rökig kvarts i håligheter i stolliga och metamorfa bergarter. Även om namnet "amazonit" antyder att Brasilien är en viktig källa till materialet, finns det inte i Amazonasbassängen.

Fältspatmineraler finns ofta i transparenta kristaller av ädelstenskvalitet. Ortoklas, labradorit och oligoklas är exempel på feldsparmineraler som har facetterats. Ädelstenar klippta av dessa mineraler kan vara vackra; emellertid ses de sällan i smycken eftersom de inte är välkända och begärda av smyckekunder. Dessutom har fasetterade fältspetsar hållbarhetsproblem på grund av deras Mohs-hårdhet på 6 till 6,5 och deras två riktningar för perfekt klyvning. De flesta fältspetsar som är fasetterade är för marknaden för kollektorpärlor.