לוסוניט

לוסוניט הוא מינרל סורוסיליקטי (סורו ביוונית ערימה - סיליקט במבנה טטרהדרונים כפולים) ממוים של סידן, אלומיניום והידרוקסיל. נוסחת המבנה הכימי של לוסוניט היא CaAl2Si2O7(OH)2•H2O. הלוסוניט הוא פולימורף של המינרל פרתאיט. ההרכב הטהור של הלוסוניט (CaAl2Si2O7(OH)2•H2O) קרוב מאוד לאנורתיט (CaAl2Si2O8), המקביל הבלתי מיומם שלו, ועם זאת המשקל הסגולי של הלוסוניט גדול יותר ואטומי האלומיניום מצויים בקוארדינציה שונה (Comodi et al‏, 1996). כמות המים הניכרת המצויה במבנה הגבישי של הלוסוניט משתחררת כאשר הוא מתפרק למינרלים צפופים יותר בהתמרה בה הלחץ והטמפרטורה מתגברים. משמעות עובדה זו היא שהלוסוניט מסוגל להוביל כמויות מים משמעותיות לעומקים רדודים בליתוספירה אוקיינית העוברה הפחתה (Clark et al‏, 2006). ניסויים על לוסוניט על מנת לבדוק את תגובתו לשינויים בטמפרטורות ובלחצים הם בין ההיבטים הנלמדים ביותר, שכן אלו הגורמים המשפיעים ביותר על יכולותיו של הלוסוניט להוביל מים לעומק מעטפת כדור הארץ, בדומה למינרלים אחרים כדוגמת אנטיגוריט, טלק, פנגיט, סטאורוליט ואפידוט המובילים באותה דרך OH‏ (Comodi et al‏, 1996). הלוסוניט מתגבש במערכת האורתורומבית, חבורת סימטריות נקודתית "חבורה אורתורומבית דיפירמידלית" 2 / m   2 / m   2 / m {\displaystyle 2/m\ 2/m\ 2/m} , וחבורת סימטריות מרחבית Cmcm. הפרמטרים של תא היחידה הם: Å‏a=8.795‏, b=5.847Å‏, c=13.142Å. כאמור, למרות שלאנורתיט וללוסוניט יש הרכב כימי דומה, המבנה הגבישי שלהם שונה. בעוד שבאנורתיט מצוי האלומיניום בקוארדינציה טטרהדרלית (האלומיניום מחליף את הצורן בארבעונים של ה-SiO4), בלוסוניט מצוי האלומיניום בקואורדינציה אוקטהדרלית. מבנה זה דומה יותר למבנה המינרלים בקבוצת האפידוט, גם הם סורוסיליקטים הבנויים משני ארבעונים מחוברים של SiO4 בתוספת קטיון מחבר, שהלוסוניט מצוי בלווייתם לעיתים קרובות. המים הכלולים בהרכב שוכנים בתוך חללים הנוצרים על ידי טבעות של שני תמניונים של אלומיניום ושתי קבוצות של Si2O7, כל אחת מכילה מולקולה מבודדת של מים ואטום סידן. יחידות ההידרוקסיל מקושרות לאלומיניום (Baur‏, 1978). הלוסוניט מופיע בטבע בדרך כלל כמסה חסרת צורה או גרגירית. הגבישים פריזמתיים דקים, לעיתים קרובות לוחיים, באורך של עד חמישה סנטימטרים. תופעת גבישים תאומים נפוצה. ללוסוניט יש פצילות מושלמת בשני כיוונים, והוא נשבר באופן בלתי שווה. הקשיות של המינרל בינונית-גבוהה, 7.5 בסולם מוס, והמשקל הסגולי הוא בממוצע 3.09. אופטית המינרל הוא דו-צירי חיובי. מקדמי השבירה של הלוסוניט הם: nα=1.665‏, nβ=1.672-1.676‏ ו-nγ=1.684-1.686. גבישי הלוסוניט שקופים עד שקופים למחצה, וצבעם הוא בדרך כלל לבן או חסר צבע, אפור, כחלחל, ורדרד. שקף מנוסר דק של לוסוניט הוא בדרך כלל חסר צבע עד ירוק כחלחל. הלוסוניט ניחן בנפיצה חזקה ובפליאוכרואיזם (עד כמה משתנה צבע המינרל בהתאם לזווית בה מסתכלים בו) חלש. הוא נראה חסר צבע עד כחול חיוור מזווית אחת, חסר צבע עד צהוב חיוור מזווית שנייה וחסר צבע מזווית שלישית. המינרל נתגלה לראשונה ב-1895 בריד סטשיין (Reed Station) בחצי האי טיבורון (Tiburon) במחוז מרין (Marin) בקליפורניה שבארצות הברית. המינרל קרוי על שמו של פרופ' אנדרו קאופר לאוסון (Andrew Cowper Lawson‏; 1952-1861), גאולוג סקוטי-אמריקני שלימד באוניברסיטת קליפורניה בברקלי שהיה, בין השאר, אחראי לגילוי העתק סן אנדראס. המינרל המקורי שמור כיום במוזיאון הלאומי להיסטוריה של הטבע שבוושינגטון. ללוסוניט יש חשיבות כמינרל אינדקס שבעזרתו ניתן להעריך את תנאי התמרה שפעלו על סלעים בהם הוא מצוי. הלוסוניט הוא מינרל מציין לתנאים של לחץ בינוני-גבוה (12-6 קילובר) וטמפרטורות נמוכות (°C300 – °C400), תנאים המתרחשים כשלוח אוקייני קר עובר הפחתה מתחת ללוח יבשתי. שימוש נוסף הוא כמינרל במכירה לאספנים. הלוסוניט נוצר בלחצים גבוהים ובטמפרטורה נמוכה, תנאים המתרחשים כשלוח אוקייני קר עובר הפחתה מתחת ללוח יבשתי, בייחוד בשיסטים של גלאוקופן וסרפנטין שעברו התמרה אזורית חלקית; כמו כן מפלגיוקלז במהלך סאוסוריטיזציה של גברו ודיוריט; לעיתים רחוקות באקלוגיט. הלוסוניט הוא מינרל נפוץ מאוד. מקומות בהם ניתן למצוא לוסוניט הם בדרך כלל לאורך שולי היבשות (אזורי הפחתה) כמו אלו של תצורת פרנסיסקו בקליפורניה בריד סטשיין (Reed Station) ובמקומות נוספים בחצי האי טיבורון (Tiburon) במחוז מרין (Marin) בקליפורניה, שבארצות הברית (המקום בו נתגלה המינרל לראשונה), וכן במקומות נוספים בקליפורניה: בערוץ ארויו מוצ'ו (Arroyo Mocho) שבמחוז אלמידה (Alameda), בערוץ פורטר (Porter Creek) במחוז סונומה ובקובלו (Covelo) שבמחוז מנדוסינו, שם נתגלו גבישים גדולים; בפיימונטה שבאיטליה; בניו זילנד; בטבנסלי (Tavşanlı) שבטורקיה; באוגוסה במחוז סאיטאמה ובאובוסאן במחוז אקיטה ביפן; בקומונה אוגואה (Ouégoa) שבקלדוניה החדשה (מושבה צרפתית באוקיינוס השקט); ובדרום מזרח האי סולוואסי שבאינדונזיה. פעמים רבות ניתן למצוא את המינרל על פני השטח או במחשוף של סלעים. Deer, W.A., R.A. Howie, and J. Zussman. (1966). An introduction to the rock forming minerals. Longsman, Green and Co., Ltd., London, 528 pages. Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., Wiley, ISBN 0-471-80580-7 Clarke G. L., Powell R., Fitzherbert J. A. (2006) The lawsonite paradox: a comparison of field evidence and mineral equilibria modeling, Australia. Journal of Metamorphic Geology, Vol. 24, 715-725. Maekawa H., Shozul M., Ishll T., Fryer P., Pearce J. A. (1993) Blueschist metamorphism in an active subduction zone, Japan. Nature 364, 520-523. אתר WebMineral אתר Mindat פרויקט rruff Comodi P. and Zanazzi P. F., Piazza University, Perugia, Italy, Effects of temperature and pressure on the structure of lawsonite, מקור: American Mineralogist‏, 81 עמ' 833–841 Baur W. H, University of Illinois, Chicago, Illinois, Crystal structure refinement of lawsonite, מקור: American Mineralogist‏, 63 עמ' 311–315, 1978 Pawley A. R., Redfern S. A. T., Holland T. J. B., Volume behavior of hydrous minerals at high pressure and temperature: I. Thermal expansion of lawsonite, zoisite, clinozoisite, and diaspore , מקור: American Mineralogist‏, 81 עמ' 335–340, 1996 תהליך בו הופך פלגיוקלז לתערובת של מינרלים המכונה סאוסוריט (זואיסיט, כלוריט, אמפיבול ופחמות), בעזרת נוזלים שיוריים במהלך השלבים האחרונים של התגבשות המאגמה. לרשימה המלאה ניתן להיעזר בקישור לאתר Mindat.