stringtranslate.com

Гётит

Необычный образец гетита, замещающего гипсовый сталактит ; центр полый. Из Санта-Эулалии, Чиуауа , Мексика.

Гётит ( / ˈ ɡ ɜːr t aɪ t / , [6] [7] США также / ˈ ɡ oʊ θ aɪ t / [8] [9] ) — минерал группы диаспор , состоящий из оксида-гидроксида железа (III) , в частности α- полиморфа . Он встречается в почве и других низкотемпературных средах, таких как осадки. Гётит был хорошо известен с древних времен благодаря своему использованию в качестве пигмента (коричневая охра ). Были найдены доказательства его использования в образцах пигмента краски, взятых из пещер Ласко во Франции . Он был впервые описан в 1806 году на основе образцов, найденных в шахте Холлертцуг в Хердорфе , Германия . [4] Минерал был назван в честь немецкого полимата и поэта Иоганна Вольфганга фон Гёте (1749–1832).

Состав

Гётит — это оксигидроксид железа , содержащий трехвалентное железо. Он является основным компонентом ржавчины и болотной железной руды. Твёрдость гётита колеблется от 5,0 до 5,5 по шкале Мооса , а его удельный вес варьируется от 3,3 до 4,3. Минерал образует призматические игольчатые кристаллы («игольчатый железняк» [3] ), но обычно имеет массивную форму. [2]

Фероксигит и лепидокрокит являются полиморфами оксигидроксида железа FeO(OH), которые стабильны при давлении и температуре поверхности Земли. Хотя они имеют ту же химическую формулу, что и гетит, их различные кристаллические структуры делают их разными минералами. [5]

Кроме того, гетит имеет несколько полиморфных модификаций высокого давления и высокой температуры , которые могут быть связаны с условиями недр Земли. К ним относятся ε-FeOOH, имеющий орторомбическую кристаллическую структуру, [10] кубический полиморф типа пирита с [11] или без потери водорода [12] и сверхплотная гексагональная структура. [13]

Гетит имеет ту же кристаллическую структуру, что и диаспор , аналогичный минерал оксида-гидроксида алюминия. Ионы кислорода и гидроксида образуют гексагональную плотноупакованную структуру, при этом ионы железа заполняют октаэдрические участки между анионами. Участки, заполненные ионами железа, образуют парные цепи, проходящие по всей длине кристалла, причем две цепи в каждой паре соединены гидроксидными ионами. [14]

Формирование

Микроскопическое изображение гётита (название на рисунке написано с ошибкой)

Гетит часто образуется в результате выветривания других богатых железом минералов и, таким образом, является обычным компонентом почв , концентрируясь в латеритных почвах. Наночастицы аутигенного гетита являются обычным диагенетическим оксигидроксидом железа как в морских, так и в озерных отложениях. [15] Образование гетита отмечено изменением степени окисления Fe 2+ (железо) на Fe 3+ (железо), что позволяет гетиту существовать в поверхностных условиях. Из-за этого изменения степени окисления гетит обычно рассматривается как псевдоморфоза . Когда железосодержащие минералы попадают в зону окисления в почве, железо превращается из железа (II) в железо (III), в то время как исходная форма материнского минерала сохраняется. Обычные псевдоморфозы гетита включают пирит , сидерит и марказит , хотя любой минерал, содержащий железо (II), может стать псевдоморфозой гетита, если будут соблюдены надлежащие условия. Он также может осаждаться грунтовыми водами или в других осадочных условиях, или образовываться как первичный минерал в гидротермальных отложениях. Также было обнаружено, что гетит образуется в результате процессов выделения определенных типов бактерий. [16]

Распределение

Гетит встречается по всей планете, обычно в виде конкреций , сталактитовых образований, оолитов (форма, состоящая из крошечных круглых зерен, сцементированных вместе), [4] почковидных (в форме почки) или гроздевидных (шаровидных, как гроздья винограда) скоплений. Это также очень распространенная псевдоморфоза. Она часто встречается в болотистых районах у истоков родниковых вод (« болотное железо »), на дне пещер и на дне озер и небольших ручьев. Коробчатые образования или госсан, образующиеся в результате окисления месторождений сульфидной руды, образуются из гетита вместе с другими оксидами железа и кварцем. [17] [2]

Значительные месторождения гетита обнаружены в Англии , на Кубе , в Миннесоте , Миссури , Колорадо , Алабаме , Джорджии , Вирджинии и Теннесси в Соединенных Штатах . [17] [2]

Значительные по местоположению, если не по количеству, отложения были обнаружены в марсианском кратере Гусев марсоходом Spirit НАСА , что является убедительным доказательством присутствия жидкой воды на планете на более ранней стадии ее эволюции. [18]

Зубы моллюсков на 80% состоят из волокон гетита диаметром всего в несколько десятков нанометров, достаточно малых, чтобы быть нечувствительными к дефектам , что объясняет их чрезвычайную прочность на разрыв в 3,5–6,0 ГПа и модуль упругости120 ± 30 ГПа . [19] [20]

Использование

Его основное современное применение — в качестве железной руды , называемой бурой железной рудой . [4] Гетит является важным компонентом пигментов охры , [21] и подвергался термической обработке для использования в качестве красного пигмента со времен палеолита . [22] Богатые железом латеритные почвы, которые образовались над серпентинитовыми породами в тропическом климате, добываются из-за содержания в них железа, а также других металлов. [23]

Изысканные образцы гетита редки и поэтому являются ценными предметами коллекционирования. [17] Полосчатые или переливающиеся разновидности гранятся и полируются в кабошоны для изготовления ювелирных изделий. [24]

В королевской гробнице древнего царства Фригии было найдено тело, предположительно принадлежавшее царю Гордиасу , отцу легендарного царя Мидаса . Погребальный саван был окрашен красителем, содержащим гетит, который в своем первоначальном невыцветшем состоянии делал саван похожим на сотканный из золота. Историки предполагают, что легенда о золотом прикосновении царя Мидаса могла возникнуть из-за того, что фригийские цари носили одежду из таких золотистых тканей. [25] [26]

Галерея

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Warr, LN (2021). «Утвержденные символы минералов IMA–CNMNC». Mineralogic Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ abcd Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis (1985). Manual of Mineralogy (20-е изд.). Wiley. ISBN 0-471-80580-7.
  3. ^ ab Barthelmy, David (2012). "Goethite Mineral Data". Mineralogy Database . Получено 8 апреля 2022 г. .
  4. ^ abcd Гётит, Mindat.org
  5. ^ ab Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (2005). "Goethite" (PDF) . Handbook of Mineralogy . Mineral Data Publishing. Архивировано (PDF) из оригинала 2022-10-09 . Получено 14 марта 2022 .
  6. ^ "goethite". Словарь английского языка Lexico UK . Oxford University Press . Архивировано из оригинала 5 августа 2021 г.
  7. ^ "goethite". Словарь Merriam-Webster.com . Merriam-Webster.
  8. ^ "goethite". Dictionary.com Unabridged (Online). nd
  9. ^ "goethite". Американский словарь наследия английского языка (5-е изд.). HarperCollins.
  10. ^ Suzuki, Akio (2010). «Исследование дифракции рентгеновских лучей под высоким давлением ε-FeOOH». Physics and Chemistry of Minerals . 37 (3): 153–157. Bibcode :2010PCM....37..153S. doi :10.1007/s00269-009-0319-x. S2CID  92941002.
  11. ^ Ху, Цинъян; Ким, Дакёнг; Ян, Венге; Люсян, Ян; Юэ, Мэн; Чжан, Ли; Мао, Хо-Кван (2016). «FeO 2 и FeOOH в условиях глубокой нижней мантии и кислородно-водородные циклы Земли». Nature . 534 (7606): 241–244. Bibcode :2016Natur.534..241H. doi :10.1038/nature18018. PMID  27279220. S2CID  10702618.
  12. ^ Ниши, Масаюки; Куваяма, Ясухиро; Цучия, Джун; Цучия, Таку (2017). «Форма ε-FeOOH под высоким давлением пиритного типа». Природа . 547 (7662): 205–208. Бибкод : 2017Natur.547..205N. дои : 10.1038/nature22823. PMID  28678774. S2CID  205257075.
  13. ^ Чжан, Ли; Юань, Хуншэн; Мэн, Юэ; Мао, Хо-Кван (2017). «Открытие гексагональной сверхплотной гидратированной фазы в (Fe,Al)OOH». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 547 (12): 205–208. doi : 10.1073/pnas.1720510115 . PMC 5866593. PMID  29507221 . 
  14. ^ Херлбат и Кляйн 1985, стр. 392.
  15. ^ Ван дер Зи, Клаар ; Робертс, Даррил Р.; Ранкурт, Денис Г.; Сломп, Кэролайн П. (2003). «Наногоэтит — доминирующая реактивная оксигидроксидная фаза в озерных и морских отложениях». Геология . 31 (11): 993. Bibcode : 2003Geo....31..993V. doi : 10.1130/G19924.1. hdl : 1874/31393 . S2CID  130357956.
  16. ^ Larese-Casanova, Philip; Haderlein, Stefan B.; Kappler, Andreas (2010). «Биоминерализация лепидокрокита и гетита нитратредуцирующими Fe(II)-окисляющими бактериями: влияние pH, бикарбоната, фосфата и гуминовых кислот». Geochimica et Cosmochimica Acta . 74 (13): 3721–34. Bibcode : 2010GeCoA..74.3721L. doi : 10.1016/j.gca.2010.03.037.
  17. ^ abc Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Van Nostrand. С. 342–344. ISBN 0442276249.
  18. ^ Klingelhöfer, G.; DeGrave, E.; Morris, RV; Van Alboom, A.; de Resende, VG; De Souza, PA; Rodionov, D.; Schröder, C.; Ming, DW; Yen, A. (ноябрь 2005 г.). "Мессбауэровская спектроскопия на Марсе: гетит в холмах Колумбия в кратере Гусева". Hyperfine Interactions . 166 (1–4): 549–554. Bibcode :2005HyInt.166..549K. doi :10.1007/s10751-006-9329-y. S2CID  95186141.
  19. ^ Уэбб, Джонатан (18 февраля 2015 г.). «Зубы моллюска установили новый рекорд прочности». BBC News: Наука и окружающая среда . BBC News . Получено 23 декабря 2016 г.
  20. ^ Барбер, Аса Х.; Лу, Дун; Пуньо, Никола М. (2015-04-06). «Чрезвычайная прочность, наблюдаемая в зубах блюдечек». JR Soc. Interface . 12 (105). Королевское общество . 20141326. doi : 10.1098/rsif.2014.1326 . PMC 4387522. PMID  25694539 . 
  21. ^ Храдил, Дэвид; Григар, Томаш; Градилова, Янка; Бездичка, Петр (апрель 2003 г.). «Глиняные и железооксидные пигменты в истории живописи». Прикладное глиноведение . 22 (5): 223–236. Бибкод : 2003ApCS...22..223H. дои : 10.1016/S0169-1317(03)00076-0.
  22. ^ Кавалло, Дж.; Фонтана, Ф.; Джиаланелла, С.; Гонзато, Ф.; Риккарди, М. П.; Зорзин, Р.; Перезани, М. (октябрь 2018 г.). «Термическая обработка минерального пигмента в период верхнего палеолита на северо-востоке Италии: Термическая обработка минерального пигмента в период верхнего палеолита». Археометрия . 60 (5): 1045–1061. doi :10.1111/arcm.12360.
  23. ^ Фраше, Дин Ф. (1 мая 1941 г.). «Происхождение железных руд Суригао». Экономическая геология . 36 (3): 280–305. Bibcode : 1941EcGeo..36..280F. doi : 10.2113/gsecongeo.36.3.280.
  24. ↑ Госс, Ральф (октябрь 1968 г.). «Заметки о редких и необычных драгоценных камнях Новой Англии». Rocks & Minerals . 43 (10): 753–756. Bibcode : 1968RoMin..43..753G. doi : 10.1080/00357529.1968.11765131.
  25. ^ Баллард, Мэри (2012). «Текстиль царя Мидаса и его золотое прикосновение». В Роуз, К. Брайан (ред.). Археология Фригийского Гордиона, королевского города Мидаса. Филадельфия: Музей археологии и антропологии Пенсильванского университета. стр. 15, 165–169. ISBN 9781934536483. Получено 8 апреля 2022 г. .
  26. ↑ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: Rose, Brian. «Великие мифы и легенды: Золотой век царя Мидаса». Музей Пенна . Получено 27 августа 2016 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Гётит .