Ульвёшпинель (Fe ₂ TiO ₄ ) — минерал класса окислов и гидроокислов семейства шпинелидов . Синонимы — ульвошпинель, титановая шпинель, титаношпинель, титаншпинель, ферро-ортотитанит, ульвит.

Свойства минерала

Структура и морфология кристаллов

Кубическая сингония . Пространственная группа — Fd3m. (Z) = 8. Значение зависит от содержания магнетита в твердом растворе, что связано с условием образования ульвёшпинели. Примесь MgO снижает значение параметра ячейки. Структура близка к обращенной структуре шпинели .

Физические свойства и физические константы

Удельный вес = 4,859. Немагнитна. Искусственная ульвёшпинель при нормальной температуре парамагнитна , точка Кюри — 150°С. Цвет чёрный. Черта коричневато-чёрная. Твердость 5—6, блеск металлический, излом раковистый до полураковистого. Непрозрачна. При нагревании искусственная ульвёшпинель дает экзотермический эффект при 450°С, как результат окисления закисного железа . Температура плавления ульвёшпинели — 1375°С. Плавится конгруэнтно . При нагревании ульвёшпинели в течение 5 часов при 300°С на воздухе был получен однофазовый продукт со структурой типа шпинели , который можно представить как твердый раствор магнетита , ильменита и ульвёшпинели; при нагревании в течение 22 часов полученный материал представляет смесь двух фаз, имеющих структуру шпинели. Искусственная ульвёшпинель, нагретая до 400—500°С на воздухе, не изменяется; окисление обнаруживается лишь при 600°С и при дальнейшим повышении температуры становления более интенсивным с образованием ильменита и гематита ; завершается окисление 1000°С.

Микроскопическая характеристика

В отраженном свете бурая, напоминает ильменит . Искусственная ульвёшпинель в отраженном свете розовато-кремовая, при скрещенных николях в иммерсии — отчетливо розовая.

Химический состав

Теоретический состав: FeO — 64,27 %; TiO ₂ — 35,73 %. Искусственная ульвёшпинель хорошо травится 40 % HF .

Нахождение

Встречается в виде микроскопический выделений в титаномагнетите . Наблюдается под микроскопом в виде продукта распада твердого раствора в магнетите . Образование ульвёшпинели происходит при дефиците кислорода или избытке FeO . Ульвёшпинель обособляется из твердого раствора, вероятно, после выделения ильменита . В магнетите, содержащем ульвешпинель, иногда обнаруживается графит в виде округлых выделений или тонкозернистых минералов.

Ульвёшпинель содержит многие магнетиты, кристаллизовавшиеся при высоких температурах (чаще в основных породах ) и содержащие около 50 % ильменита в качестве продукта распада твердого раствора. Ульвёшпинель первоначально была обнаружена в месторождениях Сёдра-Ульвё и Норра-Ульвё ( Швеция ) в титаномагнетитовых дифференциатах габбро . Руды этих месторождений состоят из магнетита , ильменита , пирротина , халькопирита , пентландита и пироксена . В России ульвёшпинель установлена в магнетитовых дифферинциатах габбро Качканара , Денежкина Камня , Волковского месторождения ( Свердловская область ), и Малого Куйбаса ( Челябинская область ), в титаномагнетитах горы Пытан ( Горная Шория ), в титаномагнетито-ильменитовых рудах Лысанских месторождений ( Восточные Саяны ), в титаномагнетитах массивов Кольского полуострова (Лесная Сопка, Африканда ). В Хибинских титаномагнетитах из апатитового тела мелкая сетка ульвёшпинели, вероятно, образовалась в результате распада твердого раствора, более крупная — в результате последующей сегрегации вещества. Среди магнетитовых выделений ульвёшпинель встречена в массиве Магнет Хайтс в Бушвелде ( ЮАР ). Обнаружена в титаномагнетитах из базальта Бюля около Касселя ( Германия ), в титаномагнетитах Ямаска в Квебеке ( Канада ), среди основных пород юго-восточного Миссури. Титаномагнетиты некоторых месторождений содержат больше FeO , чем нужно для магнетита и ильменита ; эта избыточная FeO , вероятно, входит в состав ульвёшпинели.

Очень легко переходит в ильменит, при этом может сохраняться форма пластинок ульвёшпинели.

Искусственное получение

Почти чистая ульвёшпинель была получена в системе FeO — TiO ₂ при сплавлении FeO , Fe и TiO ₂ в атмосфере азота около 1350°С, а также путем спекания в вакууме смеси порошков Fe, Fe ₂ O ₃ и TiO ₂ стехиометрических отношениях при 1200—1250°С в течение 8—10 часов и последующем отжиге 500—600°С. В искусственном титаномагнетите в виде твердого раствора может находиться до 48 мол. % Fe ₂ TiO ₄ . Непрерывный твердых раствор между ульвёшпинелью и магнетитом существует при 600—1300°С.

Отличия

От магнийсодержащего ильменита , имеющего схожие оптические свойства, ульвёшпинель отличается только по рентгенограмме .

Литература

Чухров Ф. В.. Бонштедт-Куплетская. Э. М. Минералы. Справочник. Выпуск 3. Сложные окислы, титанаты, ниобаты, танталаты, антимонаты, гидроокислы. — Москва: Наука, 1967. — С. 91—93. — 676 с.