Лавсонит

Лавсонит — хидратиран калциум-алуминиумов соросиликатен минерал со формула CaAl2Si2O7(OH)2·H2O. Лавсонитот кристализира во орторомпскиот систем во призматични, често плочести кристали. Кристалното двојништво е честа појава. Формира проѕирни до полупроѕирни безбојни, бели, розови и синкави до розевосиви кристали со стаклест до масен сјај. Показателите на прекршување се nα = 1,665, nβ = 1,672 – 1,676 и nγ = 1,684 – 1,686. Во тенок пресек обично е речиси безбоен, но некои примероци на лавсонит се плеохроични од безбојно до бледожолто до бледосино, во зависност од ориентацијата. Минералот има тврдост 7,5 според Мосовата скала на тврдост и специфична тежина од 3,09. Има совршена расцепност во две насоки и кршлив прелом. Не треба да се меша со ларсонит, фосилиферен јаспис што се ископува во Невада.

Лавсонитот е метаморфен минерал типичен за сините шкрилци. Се јавува и како секундарен минерал во изменет габро и диорит. Придружни минерали се епидот, титанит, глаукoфан, гранат и кварц. Тој е невообичаена состојка на еклогит. Неговата реткост во еклогитите кои биле ексхумирани на површината на Земјата не ја одразува неговата застапеност во длабочина во субдукционите зони, туку фактот дека лавсонит лесно се заменува со други минерали.

Лавсонитот првпат бил опишан во 1895 година при појавата во Ринг Маунтин на полуостровот Тибурон, Марин Каунти, и бил именуван по геологот Ендрју Лосон (1861–1952) од Универзитетот Калифорнија од страна на двајца негови постдипломци, Чарлс Палаче и Фредерик Лесли Рансом.Edson S. Bastin, "Biographical Memoir of Frederick Leslie Ransome, 1868-1935", National Academy of Sciences Biographic Memoirs XXII: 156 and Charles Palache with Frederick Leslie Ransome, "Uber Lawsonit, ein neues Gesteins-bildendes Mineral aus Californien" Zeits. Krist. 24 (1896): 588–592.

Состав
Лавсонитот е метаморфен силикатен минерал хемиски и структурно поврзан со групата на епидотни минерали. Тој е блиску до идеалниот состав CaAl2Si2O7(OH)2·H2O, што му дава сличен хемиски состав со анортит CaAl2Si2O8 (неговиот безводен еквивалент), но лавсонитот има поголема густина и различна координација на Al (Комоди и неговите соработници, 1996). Значајната количина вода врзана во кристалната структура на лавсонит се ослободува при неговото разградување во погусти минерали за време на програден метаморфизам. Тоа значи дека лавсонитот може да пренесе значителни количества вода до големи длабочини во субдуцирачката океанска литосфера (Кларк и неговите соработници, 2006). Експериментите со лавсонит за испитување на неговото однесување при различни температури и притисоци се меѓу најпроучуваните аспекти, бидејќи токму овие својства влијаат врз неговата способност да носи вода до длабочини во плашт, слично како и другите OH-содржечки фази како антигорит, талк, фенгит, ставролит и епидот (Комоди и неговите соработници, 1996).

Геолошка појава
Лавсонитот е широко распространет минерал и привлекол значително внимание поради неговата важност како показател за услови на умерено до високо притисок (6.000–25.000 бар) и ниска температура (300–600 °C) во природата (Кларк и неговите соработници, 2006). Ова најчесто се случува долж континенталните рабови (субдукциони зони) како што се: Францисканска формација во Калифорнија кај Рид Стејшн, Тибуронски Полуостров во Марин Каунти; шкрилци во Нов Зеланд, Нова Каледонија и други делови од циркумпацифичкиот огнен појас; Пиемонтските метаморфни карпи во Италија; како и во Кина, Јапонија, Грција и Турција.

Кристална структура
Иако лавсонитот и анортит имаат сличен состав, нивните структури се значително различни. Додека анортит има тетраедарска координација со алуминиум (Al го заменува Si во фелдспатите), лавсонит има октаедарска координација со Al, што го прави орторомпски соросиликат со просторна група Cmcm, составена од Si2O7 групи и O, OH, F и H2O со катјони во [4] и/или >[4] координација. Ова е многу послично на групата на епидот со која лавсонитот често се среќава заедно, бидејќи и тие се соросиликати со структура составена од две поврзани SiO4 тетраедри плус поврзувачки катјон. Водата во неговата структура е овозможена од празнини формирани од прстени составени од два Al октаедри и две Si2O7 групи, при што секој содржи изолирана молекула вода и атом на калциум. Хидроксилните единици се врзани за октаедрите на Al кои делат рабови (Баур, 1978).

Физички својства
Лавсонитот има орторомпски призматични кристални форми, односно кристали во форма на тенки призми или цевчести форми, кои се тенки во една насока и имаат две совршени расцепи. Кристалите се проѕирни до полупроѕирни и варираат по боја од бела до бледосина до безбојна, со бел огреб и стаклест или масен сјај. Има релативно ниска специфична тежина од 3,1 g/cm3 и прилично висока тврдост од 7,5 според Мосовата скала, малку повисока од кварцот. Под микроскоп, лавсонитот може да се забележи како син, жолт или безбоен под рамнополаризирана светлина при ротирање на предметната маса. Лавсонитот има три показатели на прекршување: nα = 1,665, nβ = 1,672–1,676 и nγ = 1,684–1,686, што создава дволом δ = 0,019–0,021.

Значење на лавсонит
Лавсонитот е значаен метаморфен минерал бидејќи може да се користи како показателен минерал за услови на висок притисок. Показателните минерали се користат во геологијата за да се одреди степенот на метаморфизам што го претрпела одредена карпа. Нови метаморфни минерали се формираат преку цврстофазни катјонски замени како резултат на променливите услови на притисок и температура наметнати врз протолитот (карпа пред метаморфизам). Новоформираниот минерал во метаморфизираната карпа е показателниот минерал, кој ги означува минималните притисок и температура што протолитот морал да ги достигне за да се формира тој минерал.

Познато е дека лавсонитот се формира при услови на висок притисок и ниска температура, најчесто во субдукциони зони каде што студената океанска кора се подвлекување во океанските ровови кон плаштот (Комоди и неговите соработници, 1996). Првично ниската температура на плочата и флуидите што се внесуваат со неа ги намалуваат изотермите и ја одржуваат плочата многу постудена од околната мантија, овозможувајќи вакви необични услови на висок притисок и ниска температура. Глаукoфан, гранат, фенгит и цоизит или други минерали од групата на епидот се исто така вообичаени во сини шкрилци кои се формирани од базалтски протолити и содржат или лавсонит или епидот. Соживотот на глаукофан + лавсонит или епидот е дијагностички за сини шкрилци.

Лавсонитот се јавува и во еклогит, иако ретко е зачуван во геолошкиот запис. Често минерално поврзување во лавсонитски еклогит е гранат + омфацит + лавсонит + фенгит + рутил ± глаукoфан. Лавсонитот се јавува во гранат, како матриксна фаза и во вени, обезбедувајќи детална историја на субдукција и ексхумација.

Лавсонитот најчесто се јавува во метабазалтни карпи, но се формира и во метаседиментни карпи како метачерт и метакарбонатни карпи. Исто така се формира во карпи настанати преку метасоматизам за време на субдукција, како во контактната зона на ултрамафични карпи (серпентинит) и други карпи.

Покрај тоа што е главен носител на вода (11,5 wt%) во својата кристална структура, лавсонитот содржи значајни количини на елементи во трагови како ураниум, ториум, олово, стронциум и реткоземни елементи во споредба со други минерали во блушисти и еклогити. Некои примероци на лавсонит содржат и железо, хром и титаниум. Изобилството на овие елементи обично варира во рамките на поединечни кристали.

Разградувањето на лавсонитот се смета за еден од механизмите преку кои се генерираат земјотреси на средни длабочини во субдукционите зони.

 Наводи 

 Извори 
 Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., Wiley, 
 Comodi P. and Zanazzi P. F. (1996) Effects of temperature and pressure on the structure of lawsonite, Piazza University, Perugia, Italy. American Mineralogist 81, 833-841.
Baur W. H. (1978) Crystal structure refinement of lawsonite, University of Illinois, Chicago, Illinois. American Mineralogist 63, 311-315.
Clarke G. L., Powell R., Fitzherbert J. A. (2006) The lawsonite paradox: a comparison of field evidence and mineral equilibria modeling, Australia. J. metamorphis Geol. 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.
Pawley A. R., Redfern S. A. T., Holland T. J. B. (1996) Volume behavior of hydrous minerals at high pressure and temperature: I. Thermal expansion of lawsonite, zoisite, clinozoisite, and diaspore, U.K. American Mineralogist 81, 335-340. 
Whitney, D.L., Fornash, K.F., Kang, P., Ghent, E.D., Martin, L., Okay, A.I., Vitale Brovarone, A. (2020) Lawsonite composition and zoning as tracers of subduction processes: a global review. Lithos 370-371, 105636. 

Категорија:Орторомпски минерали
Категорија:Соросиликати
Категорија:Минерали на алуминиумот
Категорија:Минерали на калциумот