Пироксен

Пироксените (најчесто скратено Px) — група иносиликатни минерали кои формираат карпи и кои се наоѓаат во многу магматски и метаморфни карпи. Пироксените имаат општа формула ,  каде што X претставува јони на калциум (Ca), натриум (Na), железо (Fe(II)) или магнезиум (Mg) и поретко цинк, манган или литиум, а Y претставува јони со помала големина, како што се хром (Cr), алуминиум (Al), магнезиум (Mg), кобалт (Co), манган (Mn), скандиум (Sc), титаниум (Ti), ванадиум (V) или дури и железо (Fe(II) или Fe(III)). Иако алуминиумот во голема мера го заменува силициумот во силикати како што се фелдспатите и амфиболите, супституцијата се јавува само во ограничена мера кај повеќето пироксени. Тие делат заедничка структура која се состои од единечни синџири на силициумски тетраедри. Пироксените што кристализираат во моноклинскиот систем се познати како клинопироксени, а оние што кристализираат во орторомскиот систем се познати како ортопироксени .

Името пироксен е изведено од старогрчките зборови за „оган“ (, ) и „странец“ (, ). Пироксените се именувани така поради нивното присуство во вулканските лави, каде што понекогаш се наоѓаат како кристали вградени во вулканско стакло; се претпоставувало дека се примеси во стаклото, па оттука и името што значи „огнов странец“. Сепак, тие се едноставно минерали што се формираат рано и кристализирале пред да еруптира лавата.

Горниот плашт на Земјата е составен главно од минерали оливин и пироксен. Пироксенот и фелдспатот се главните минерали во базалтните, андезитните и габровите карпи.  

 Структура 
Пироксените се најчестите силикатни минерали со еден ланец (единствената друга важна група силикати со еден синџир, пироксеноидите, се многу поретки). Нивната структура се состои од паралелни ланци на негативно наелектризирани силициумски тетраедри поврзани заедно со метални катјони. Со други зборови, секој силициумски јон во пироксенскиот кристал е опкружен со четири кислородни јони кои формираат тетраедар околу релативно малиот силициумски јон. Секој силициумски јон дели два кислородни јони со соседните силициумски јони во ланецот. 

Тетраедрите во ланецот се свртени во иста насока, така што два јони на кислород кои наоѓаат на едната страна од ланецот за секој јон на кислород на другата страна од ланецот. Јоните на кислород на потесната страна се опишани како апикални јони на кислород. Парови од ланци се поврзани заедно на нивните апикални страни со Y катјони, при што секој Y катјон е опкружен со шест јони на кислород. Добиените парови од единечни ланци понекогаш се споредуваат со I-зраци. I-зраците се преплетуваат, со дополнителни X катјони кои ги врзуваат надворешните страни на I-зраците со соседните I-зраци и го обезбедуваат преостанатиот баланс на полнежот. Ова врзување е релативно слабо и им дава на пироксените нивниот карактеристичен расцеп. 

 Хемија и номенклатура 
Верижната силикатна структура на пироксените нудат голема флексибилност во соединувањето на различни катјони, а имињата на пироксенските минерали првенствено се дефинирани според нивниот хемиски состав. Пироксенските минерали се именуваат според хемиските видови кои го зазимаат местото X (или M2), местото Y (или M1) и тетраедарското Т место. Катјоните на местото Y (M1) се тесно врзани за 6 кислородни атоми во октаедарска координација. Катјоните на местото X (M2) можат да бидат координирани со 6 до 8 атоми на кислород, во зависност од големината на катјонот. Од 1989 година, дваесет имиња на минерали се признати од Комисијата за нови минерали и имиња на минерали на Меѓународното минералошко здружение, а 105 претходно користени имиња биле отфрлени. 

Типичен пироксен има претежно силициум во тетраедарското место и претежно јони со полнеж од +2 и во X и во Y местата, што ја дава приближната формула . Имињата на вообичаените калциум – железо – магнезиум пироксени се дефинирани во „пироксенски четириаголник“. Серијата енстатит-ферозилит () го вклучува вообичаениот минерал кој формира карпи хиперстен, содржи до 5 мол.% калциум и постои во три полиморфи, орторомбичен ортоенстатит и протоенстатит и моноклински клиноенстатит (и ферозилитните еквиваленти). Зголемувањето на содржината на калциум го спречува формирањето на орторомпските фази и пиревит () кристализира само во моноклинскиот систем. Не постои целосен цврст раствор во содржината на калциум и Mg-Fe-Ca пироксените со содржина на калциум помеѓу околу 15 и 25 мол.% не се стабилни во однос на пар егзолирани кристали. Ова води до јаз во мешањето помеѓу составите на пилевит и аугит. Постои произволна поделба помеѓу аугитот и диопсид-хеденбергитот () цврст раствор. Делбата се прави на > 45 mol.% Ca. Бидејќи јонот на калциум не може да го заземе местото Y, пироксен со повеќе од 50 мол.% калциум не е можно. Сроден минерал, воластонит (), има формула на хипотетичкиот калциумов краен член ()  но важните структурни разлики значат дека наместо тоа се класифицира како пироксеноид.

Магнезиумот, калциумот и железото во никој случај не се единствените катјони кои можат да ги заземат местата X и Y во структурата на пироксенот. Втора важна серија на пироксенски минерали се пироксените богати со натриум, кои одговараат на номенклатурата на „пироксенски триаголник“. Вклучувањето на натриум, кој има полнеж од 1+, во пироксенот подразбира потреба од механизам за надоместување на „исчезнатиот“ позитивен полнеж. Кај жадеит и аегирин, ова се додава со вклучување на 3+ катјон (алуминиум и железо(III), соодветно) на Y местото. Натриум пироксените со повеќе од 20 мол.% калциум, магнезиум или железо(II) компоненти се познати како омфацит и аегирин-аугит. Со 80% или повеќе од овие составни делови, пироксенот се класифицира со помош на четириаголен дијаграм.
десно|мини|206x206пкс|Прв дифракциски приказ на почвата на Марс со Х-зраци – анализата на CheMin открива фелдспат, пироксени, оливин (роверот Кјуриосити во „ Рокнест“) 
Широк спектар на други катјони може да биде прикажан на различните места на пироксенските структури.
+Редослед на зафаќање на катјони кај пироксените Т Si Al Fe 3+ Y Ал Fe 3+ Ti4+ Cr V Ti3+ Zr Sk Zn Mg Fe2 + Mn X Mg Fe2 + Mn Li Ca Na
При доделување на јони на места, основното правило е да се работи од лево кон десно во оваа табела, најпрвин доделувајќи го целиот силициум на местото Т, а потоа пополнувајќи го местото со преостанатиот алуминиум и конечно железо(III); вишок алуминиум или железо може да се додели на местото Y, а поголеми јони на местото X.

Сите механизми за постигнување неутралност на полнежот не го следат примерот со натриум, туку постојат неколку алтернативни модели:

 Споени супституции на 1+ и 3+ јони на X и Y местата, соодветно. На пример, Na и Al го даваат жадеитниот ) состав.
 Заедничка супституција на 1+ јон на X-местото и мешавина од еднаков број на 2+ и 4+ јони на Y-местото. Ова води до  .
 Чермаковата супституција каде што 3+ јон го зафаќа Y местото и T местото, што доведува до .

Во природата, во истиот минерал може да се најде повеќе од една супституција.

 Пироксенски минерали 
мини|Зелен пироксен
мини|Плашт - перидотит ксенолит од индијанскиот резерват Сан Карлос, округ Гила, Аризона, САД. Ксенолитот е доминиран од зелен перидот оливин, заедно со црни кристали на ортопироксен и шпинел, и ретки тревесто-зелени зрна диопсид. Ситнозрнестата сива карпа на оваа слика е базалтот домаќин (непозната скала).
мини|Примерок од пироксенит (метеорит ALH84001 од Марс), карпа која се состои претежно од пироксенски минерали

 Клинопироксени (моноклински)
 Егирин, 
 Аугит, 
 Клиноенстатит, 
 Диопсид, 
 Есенит, 
 Хеденбергит, 
 жадеит, 
 Јервисит, 
 Јохансените, 
 Канолит, 
 Космохлор, 
 Намансилит, 
 Наталит, 
 Омфацит, 
 Петедунит, 
 Пигеонит, 
 Сподумен, 
 Ортопироксени ( орторомбни )
 Енстатит, 
 Бронзит, средно ниво помеѓу енстатит и хиперстен
 Хиперстен, 
 Еулит, среден помеѓу хиперстен и ферозилит
 Ферозилит, 
 Донпеакорит, 
 Нчванингит,

 Наводи 

 Надворешни врски 
Mineral Galleries
Video Section: Lunar Explorers (link to youtube: The Lunar Crust)