Turmaliini (Schorl): Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Linas JuozenasJaa
Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Schorl: Rautainen, kiiltävä ja staattisesti varautunut uurteinen musta tourmaliini
Schorl on rautapitoinen, natriumdominoiva musta tourmaliinin jäsen. Sen syvästi uurteiset kolmiomaiset prismat, korkea kovuus, voimakas valon imeytyminen sekä pyroelectric- ja piezoelectric-ominaisuudet tekevät siitä yhden tunnistettavimmista tummista mineraaleista pegmatiiteissa, korkealämpötilaisissa suonissa ja metamorfoituneissa kivissä.
Mitä Schorl on
Schorl on rautapitoinen, natriumdominoiva tourmaliiniryhmän pääjäsen. Se on monimutkainen borosilikaattinen syklo-silikaatti, jonka ideaalikaava on NaFe2+3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4.
Käsinäytteessä schorl on yleensä musta tai sinimustaa, läpinäkymätön ja voimakkaasti prismoittunut. Tunnistettavimmat kiteet ovat tanakoita tai hoikkia pylväitä, joissa on syvät pystysuorat uurteet ja kiilamaiset tai monisivuiset päät. Mineraali on yleinen graniittisissa pegmatiiteissa, korkealämpötilaisissa suonissa ja metamorfoituneissa kivissä, usein kvartsin, kalimaasälvän, mikaan, granaatin, berillin ja muiden myöhäisvaiheen tai metamorfoottisten seuralaismineraalien kanssa.
Vaikka termi "musta tourmaliini" on laajasti käytössä kaupassa ja keräilyssä, tarkin lajinimi klassiselle natrium-rautapitoiselle mustalle tourmaliinille on schorl. Muita tummia tourmaliineja on olemassa, joten lajitason varmuus on vahvinta, kun sen tukena on kiderakenne, konteksti ja tarvittaessa analyyttiset testit.
Rautapitoinen tourmaliini
Rautapitoisuus hallitsee Y-paikkaa ideaalissa schorlissa, antaen mineraalille sen tyypillisen syvän mustan sävyn ja korkeamman tiheyden kuin monilla vaaleilla silikaateilla.
Kolmiomainen borosilikaatti
Schorl kuuluu tourmaliiniryhmään, monimutkaiseen rengassilikaattiperheeseen, joka rakentuu borosilikaattiyksiköiden ympärille ja jolla on polaarinen kolmiomainen kiderakenne.
Uurteiset mustat prismat
Pituussuunnassa kulkevat uurteet, tumma kiilto ja kolmionmuotoiset tai pyöristetyn kolmion muotoiset poikkileikkaukset tekevät hyvin muodostetusta schorlista helposti tunnistettavan.
Fyysiset ja optiset tiedot
Schorl yhdistää hyvän kovuuden haurautta, voimakasta valon imeytymistä ja polaarista rakennetta, joka kykenee sähköisiin ilmiöihin lämmön tai paineen vaikutuksesta.
| Ominaisuus | Schorl | Tulkintamuistio |
|---|---|---|
| Kemiallinen ryhmä | Tourmaliiniryhmän syklo-silikaatti; monimutkainen borosilikaatti | Rakenne sisältää silikaattirenkaat ja boraattiryhmät, ja siinä on useita kohtia, jotka sallivat kemiallisen vaihtelun. |
| Ihanteellinen kaava | NaFe2+3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | Luonnollinen materiaali voi vaihdella hieman esiintymäpaikan ja korvausten mukaan. |
| Kiteinen järjestelmä | Trigonaalinen; yleisesti luokiteltu avaruusryhmään R3m | Kolmionmuotoiset poikkileikkaukset ja polaarinen kiteiden käyttäytyminen ovat yhdenmukaisia turmaliinirakenteen kanssa. |
| Yleinen muoto | Paksuista hoikkaisiin harjanteisiin, pylväisiin, neulamaisiin suihkuihin, rakeisiin massoihin | Pystysuorat juovat ovat yksi hyödyllisimmistä visuaalisista vihjeistä. |
| Väri | Musta sinimustasta; ruskehtava ohuilla reunoilla tai sirpaleilla | Paksut kiteet ovat yleensä läpinäkymättömiä; hyvin ohuet sirpaleet voivat läpäistä lämpimän ruskeaa valoa. |
| Juova | Harmahtava tai valkoinen | Juova ei ole paras diagnostinen testi valmiille tai arvostetuille näytteille, koska se on tuhoava. |
| Kiilto | Lasimainen tai puolimetallinen | Tuoreet pinnat ja harjanteet voivat näyttää peilimäisiä heijastuksia sivuvalossa. |
| Läpinäkyvyys | Yleensä läpinäkymätön; harvoin läpikuultava ohuilla reunoilla | Korukelpoista läpinäkyvyyttä on schorlissa harvoin verrattuna elbaiittiturmaliiniin. |
| Kovuus | Mohsin asteikolla 7–7,5 | Kovaa riittävästi kestämään monia naarmuja, mutta silti haurasta iskussa. |
| Halkeama | Ei lainkaan tai hyvin heikko tai epäselvä | Murtuma on yleisemmin epätasainen, sirpaleinen tai osittain konkoidinen kuin puhdas lohkeama. |
| Murtuma ja sitkeys | Epätasainen konkoidista; hauras | Reunat, harjanteet ja päät voivat lohjeta mineraalin hyvän kovuuden huolimatta. |
| Lajikohtainen tiheys | Noin 3,10–3,30 | Schorl tuntuu kohtalaisen painavalta silikaattina rautapitoisuutensa vuoksi. |
| Optinen luonne | Yksisuuntainen negatiivinen | Tämä on tyypillistä turmaliinille; W on suurempi kuin E optisessa suhteessa. |
| Taitekerroin | nω noin 1,63–1,66; nε noin 1,61–1,64 | Mittaukset ovat vaikeita tavallisissa läpinäkymättömissä kappaleissa, mutta hyödyllisiä sopivissa osissa tai valmistellussa materiaalissa. |
| Kaksoisjännitys | Noin 0,014–0,030 | Kohtalainen kaksoisjännitys on osa turmaliinin optista profiilia, vaikka se on piilossa useimmissa läpinäkymättömissä schorleissa. |
| Pleokroismi | Vahva läpinäkyvissä turmaliineissa; pääosin peittynyt schorlissa | Ohuet sirpaleet voivat vaihtaa ruskehtavasta tummanruskean mustaan katselusuunnan muuttuessa. |
| Dispersion | Matala, noin 0,017 | Schorlia arvostetaan kiillon, muodon ja kiillon vuoksi enemmän kuin tulen vuoksi. |
| Sähköinen käyttäytyminen | Pyroelektrinen ja piezoelektrinen | Lämpötilan muutos tai paine voi luoda pintavarausta, joka joskus houkuttelee nukkaa tai pölyä. |
| Fluoresenssi | Yleensä inertti pitkäaaltouv- ja lyhytaaltouv-valossa | Fluoresenssi ei yleensä ole diagnostinen schorlille. |
| Kemiallinen kestävyys | Vesiliukoinen; vastustuskykyinen useimmille miedolle hapoille | Vältä kovia puhdistusaineita, voimakkaita kemikaaleja ja hankaavia menetelmiä, jotka voivat vahingoittaa kiiltoa tai kiveä. |
Optinen käyttäytyminen: Miksi schorl näyttää syvemmältä kuin musta
Vaikka schorl on läpinäkymätön, sen optinen käyttäytyminen ohjaa edelleen sitä, miten se heijastaa, absorboi ja paljastaa muotoa. Hyvä näyte voi näyttää lasimaiselta, satiiniselta ja samettiselta valon kulmasta riippuen.
Schorlin prismapintojen pystysuorat uurteet luovat vuorottelevia korostuksia ja varjoja. Valo, joka kulkee uurteiden yli, heijastuu kirkkaissa vyöhykkeissä, kun taas uurteiden väliset urat vaipuvat pimeyteen. Tästä syystä schorlia on parasta tarkastella sivuvalossa eikä suorassa etuvalossa.
Mikroskooppisesti schorl jakaa tourmaliiniryhmän yksiaaksisen negatiivisen optisen ominaisuuden. Useimmat käsinäytteet ovat liian tummia tavallisiin läpäisevän valon ilmiöihin, mutta ohuet reunat, lastut tai valmistetut viipaleet voivat näyttää lämpimän ruskeaa läpäisyä ja heikkoa pleokroismia. Laboratoriotyössä ohuet viipaleet ja optiset kuviot voivat tukea tourmaliinin tunnistusta.
Havaintovinkkejä
- Käytä sivuvaloa: matalan kulman valaistus korostaa uurteita ja pinnan kiiltoa.
- Käännä hitaasti: pieni kulman muutos voi muuttaa mustan pylvään kirkkaiden ja tummien vyöhykkeiden sarjaksi.
- Tarkista ohuet reunat: lastut voivat paljastaa ruskehtavaa läpäisyä ja heikkoa suuntautuvaa värin vaihtelua.
- Odotettavissa vähäistä tulisuutta: schorl ei ole dispergoiva jalokivi; sen visuaalinen voima tulee kiillosta, muodosta, kontrastista ja veistoksellisesta muodosta.
Väri, absorptio ja vakaus
Schorlin musta ulkonäkö johtuu rautapitoisesta kemiasta ja laajasta absorptiosta näkyvän spektrin alueella. Se ei ole pelkästään tummunut läpinäkyvä jalokivi; se on rakenteellisesti ja kemiallisesti tumma tourmaliinilaji.
Rautavetoista absorptiota
Runsaasti Fe:tä2+, mahdollisesti vähäisellä Fe-pitoisuudella3+, tuottaa voimakasta absorptiota, joka saa suuret kiteet näyttämään mustilta tai sinimustilta.
Ruskea läpäisy
Pienet sirpaleet, lastut tai ohuet kiillotetut osat voivat päästää läpi kahvinruskeaa tai lämpimän ruskeaa valoa voimakkaassa taustavalossa.
Yleisesti vakaa
Schorl on yleisesti vakaa tavallisessa näyttövalaistuksessa. Sitä ei tiedetä haalistuvaksi mineraaliksi normaalissa huoneen tai epäsuorassa auringonvalossa.
Vältä iskuja ja hankausta
Arkipäivän lämpötilat eivät ole ongelma, mutta äkillinen lämpöshokki, voimakkaat puhdistusaineet ja hankaavat menetelmät voivat vahingoittaa kiiltoa, reunoja tai kiinnittynyttä kiveä.
Käytännön lukeminen: paras visuaalinen tarkastelu käsittelee schorlia mustana, heijastavana ja uurteisena mineraalina. Käytä kontrastia ja vinoa valoa pinnan laadun lukemiseen; älä odota värisaturaation käyttäytymistä kuten läpinäkyvässä jalokivetourmaliinissa.
Kiteen muoto ja pinnan tekstuurit
Schorlin morfologia on yksi sen tunnistettavimmista piirteistä. Mineraali muodostaa yleisesti pitkulaisia kolmiomaisia särmiä, joissa on voimakkaita pitkittäisiä uurteita. Massiivisessa tai rakeisessa materiaalissa sama uurteinen rakenne voi olla vähemmän ilmeinen, mutta tumma kiilto ja hauras murtuma ovat edelleen tärkeitä vihjeitä.
Klassiset schorl-pylväät
Pitkät poimutetut pylväät voivat olla kolmionmuotoisia, pyöristetyn kolmionmuotoisia tai epäsäännöllisiä poikkileikkaukseltaan. Päät voivat olla kiilamaisia, epäsymmetrisiä tai monisivuisia.
Neulamaiset ja neularyhmät
Hienot kiteet voivat kasvaa suihkuina tai nipuina onteloissa, juonissa ja metamorfisissa ympäristöissä. Nämä kappaleet ovat visuaalisesti vaikuttavia mutta voivat olla hauraita.
Rakeinen tai tiivis schorl
Toisiinsa kasvaneet mustat turmaliinit voivat näyttää massiivisilta tai rakeisilta, ja kiilto on hillitty submetallinen tai lasimainen, kun ne on kiillotettu tai vastaleikattu.
Geologinen konteksti säilytetty
Schorl, joka on kiinnittynyt kvartsiin, kalimaasälpään, mikaaan, granaattiin tai berylliin, säilyttää pegmatiitti- tai metamorfisen ympäristön ja parantaa usein tulkinnan arvoa.
- Pegmatiittiyhdistelmät: kvartsia, mikrokliiniä tai ortoklaasia, albiittia, muskoviittia, biotiittia, granaattia, berylliä ja joskus savukvartsia.
- Juoniympäristöt ja muuntumisalueet: kvartsia, mikaa, kalimaasälpää, sulfideja, fluoriittia, topaasia tai tina-volframiin liittyviä mineraaleja voi esiintyä kehittyneissä järjestelmissä.
- Metamorfiset ympäristöt: schorl voi esiintyä neuloina, ruusukkeina, suihkuina tai foliaatioon liittyvinä rakeina alumiinipitoisissa tai booripitoisissa kivissä.
Tunnistus ja samankaltaiset
Schorl on usein visuaalisesti tunnistettava, mutta useat tummat prismoittaiset mineraalit voivat muistuttaa sitä. Luotettava tunnistus perustuu muodon, kovuuden, halkeaman, tiheyden, kiillon ja optisen käyttäytymisen yhdistämiseen.
| Tarkistus tai vertailu | Mitä etsiä | Miten se auttaa |
|---|---|---|
| Kovuus | Schorlin kovuus Mohsin asteikolla on 7–7,5. | Se on kovempi kuin monet tummat amfibolit ja pyroksiinit, vaikka naarmutustestejä ei tulisi käyttää valmiisiin tai arvokkaisiin näytteisiin. |
| Halkeama | Schorlilla ei ole tai on hyvin heikko halkeama, ja se murtuu epätasaisesti. | Mineralit, joilla on voimakkaita halkeamavälähdyksiä, erityisesti amfibolit ja pyroksiinit, tulisi tutkia huolellisesti. |
| Pituussuuntaiset uurteet | Poimut kulkevat prismapinnan pituussuunnassa. | Syvät, pituussuuntaiset uurteet ovat yksi schorlin luotettavimmista visuaalisista merkeistä. |
| Poikkileikkaus | Kolmionmuotoiset tai pyöristetyn kolmionmuotoiset muodot ovat yleisiä. | Tämä tukee turmaliiniryhmän tunnistusta, kun nähdään poimutus ja tumma prismoittainen muoto. |
| Lajikohtainen tiheys | Noin 3,10–3,30. | Schorl on painavampi kuin kvarts mutta kevyempi kuin monet granaatit ja spinellit. |
| Hornblendi | Musta amfiboli, jolla on kaksi hyvää halkeamaa lähellä 56° ja 124°; kovuus yleensä noin 5–6. | Hornblendi näyttää tyypillisesti halkeamaportaita, toisin kuin turmaliinin poimuttuneet, pääosin halkeamattomat pinnat. |
| Aegiiri | Tumma pyroksiini, jolla on prismoittainen muoto, halkeama lähellä 70° ja 110° sekä erilainen kiilto. | Aegiiri voi näyttää samankaltaiselta kaukaa, mutta on pehmeämpi ja sillä on erilainen halkeama- ja muotoprofiili. |
| Musta granaatti tai spinelli | Tasaisemmat kiteen muodot ja suurempi tiheys; isotrooppinen optinen käyttäytyminen. | Schorl on pitkänomainen ja anisotrooppinen, kun taas granaatti ja spinelli eivät näytä samaa prismoimaista turmaliinin muotoa. |
| Erittäin tumma savukvartsi | Myös kova, mutta yleensä kuusikulmainen, simpukkamainen ja ilman schorlin syviä poimuja. | Muoto ja pintarakenteet erottavat morion-tyyppisen savukvartsin mustasta turmaliinista. |
| Edistyneet testit | Ohutleikeoptiikka, Raman- tai infrapunaspektroskopia ja kemiallinen analyysi. | Nämä menetelmät voivat vahvistaa turmaliiniryhmän tunnistuksen ja erottaa läheisesti sukulaiset lajit tarvittaessa. |
Hoito, käsittely ja puhdistus
Schorl on kova ja kestävä, mutta ei immuuni murtumille. Kärjet, poimut, ohuet neulat, suihkut ja matriisiin kiinnittyneet osat voivat lohjeta, jos niitä isketään tai pakataan huonosti.
- Käsittely: vältä pisteiskuja kärkiin, poimuihin ja herkkään suihkuun. Pidä matriisipaloja tuetuista kohdista, älä kiteiden kärjistä.
- Puhdistus: käytä pehmeää harjaa tai mikrokuituliinaa uurteisiin juuttuneen pölyn poistamiseen. Vakaita näytteitä voi puhdistaa haalealla vedellä ja pienellä määrällä mietoa saippuaa, ja kuivata huolellisesti.
- Vältä kovia menetelmiä: älä käytä höyryä, ultraäänipuhdistusta, hankaavia jauheita, vahvoja kemikaaleja tai aggressiivisia happoja hauraille, korjatuille, matriisi- tai kiillotetuille näytteille.
- Säilytys: säilytä erillään kovemmista mineraaleista kuten korundista ja timantista, ja pehmusta kide niin, ettei kärjet joudu pistekuormitukseen.
- Staattinen sähkö ja pöly: turmaliinin sähköinen käyttäytyminen voi tehdä nukasta ja pölystä näkyvämpää. Käsipuhallin, pehmeä harja tai puhdas mikrokuituliina riittää yleensä.
- Kuljetus: immobilisoi pitkät prismat niiden pituussuunnassa ja tue matriisipalat alapuolelta. Kovuus ei suojaa iskuilta.
Havainnointi ja dokumentointi
Schorlia tarkastellaan parhaiten hallitulla valolla. Suuri, hajavalo sivulta paljastaa poimut; hienovarainen reunavalo piirtää tummat kiteet neutraalia taustaa vasten; suurennus auttaa erottamaan luonnolliset poimut naarmuista, korjauksista tai halkeamista samankaltaisissa mineraaleissa.
Käytä kulmavalaistusta
Matala, hajavalo korostaa uurteita ja kiiltoa ilman, että tumma pinta litistyy.
Valitse kontrasti huolellisesti
Harmaan keskisävyn, lämpimän liuskekiven tai vaalean matriisin taustat paljastavat yleensä mustat poimuiset muodot paremmin kuin puhdas musta tai liian kirkas valkoinen.
Lue pinta ja reunat
Käytä suurennuslasia tarkistaaksesi poimut, lohkeamat, kiillotetut pinnat, halkeamat, matriisin kosketus sekä mahdolliset korjaukset tai pinnoitteet.
Tallenna konteksti
Merkitse lajin nimi, yleisnimi, sijainti kun se on tiedossa, kiviympäristömineraalit, muoto, kunto sekä mahdolliset käsittely- tai korjaustiedot.
Paras kuvaus: ”Schorl, musta turmaliini, uurteinen kolmiomainen prisma lasimaisella tai puolimetallisella kiillolla” on selkeä perusta. Lisää sijainti, kiviympäristö, koko ja kunto vain, kun nämä tiedot ovat tiedossa.
Usein kysytyt kysymykset
Onko schorl sama kuin musta turmaliini?
Useimmissa mineraali- ja jalokiviyhteyksissä ”musta turmaliini” viittaa schorliin tai läheisesti siihen liittyvään schorl-ryhmän materiaaliin. Schorl on erityinen rautapitoinen, natriumia sisältävä turmaliinilaji, kun taas musta turmaliini on yleisempi nimitys.
Miksi schorl on musta?
Sen tumma väri johtuu pääasiassa rautapitoisesta kemiasta, erityisesti Fe2+, mikä aiheuttaa laajan absorptioalueen näkyvällä spektrillä. Paksut kiteet näyttävät yleensä mustilta, kun taas hyvin ohuet sirpaleet voivat näyttää ruskehtavilta läpäisyssä.
Haalistuko schorl auringonvalossa?
Schorl on yleensä vakaa normaalissa näyttövalossa ja tavallisessa epäsuorassa auringonvalossa. Suuremmat riskit ovat iskutuho, pinnan kuluminen, voimakkaat kemikaalit tai kiinnittyneiden kiviympäristömineraalien vaurioituminen.
Miksi schorl houkuttelee pölyä tai nukkaa?
Turmaliini voi kehittää sähkövarausta kuumennettaessa, jäähdytettäessä tai rasituksessa. Tämä piro- ja pietsosähköinen käyttäytyminen voi houkutella pieniä hiukkasia, kuten nukkaa tai pölyä, erityisesti puhtaille tai kiillotetuille pinnoille.
Voiko schorlia puhdistaa vedellä?
Vakaita, ei-herkkiä kappaleita voi yleensä puhdistaa lyhyesti haalealla vedellä ja miedolla saippualla, minkä jälkeen ne kuivataan hyvin. Vältä hauraiden kiviympäristönäytteiden, korjattujen kappaleiden, ohuiden suihkujen tai tuntemattomilla pintakäsittelyillä varustettujen kappaleiden liottamista.
Miten schorl voidaan erottaa hornblendistä tai aegiriinista?
Schorl on kovempi, sillä on hyvin huono lohkeavuus ja se näyttää usein syviä pituussuuntaisia uurteita sekä kolmionmuotoisia tai pyöristettyjä kolmionmuotoisia poikkileikkauksia. Hornblendi ja aegiriini eroavat diagnosoitavien lohkeavuuksien ja erilaisten muotojen perusteella.
Onko schorl turvallista säilyttää muiden mineraalien tai korujen kanssa?
Schorl on tarpeeksi kova naarmuttamaan pehmeämpiä materiaaleja, kun taas kovemmat jalokivet voivat naarmuttaa sitä. Säilytä kappaleet erillään tai pehmustein, erityisesti jos näytteessä on teräviä uurteita, hauraita kärkiä tai kiinnittynyttä kiviympäristöä.