stringtranslate.com

Икаите

Икаит — минеральное название гексагидрата карбоната кальция CaCO 3 · 6H 2 O. Икаит имеет тенденцию образовывать очень крутые или остроконечные пирамидальные кристаллы, часто радиально расположенные, различных размеров: от агрегатов размером с ноготь до гигантских выступающих отростков. Он находится только в метастабильном состоянии и быстро разлагается, теряя большую часть содержащейся в нем воды после удаления из почти замерзшей воды. Этот «плавящийся минерал» более известен благодаря своим псевдоморфозам .

Распределение

Обычно его считают редким минералом, но, вероятно, это связано с трудностью сохранности образцов. Впервые он был обнаружен в природе датским минералогом Паули [5] во фьорде Икка на юго-западе Гренландии , недалеко от Ивиттуута , места расположения знаменитого месторождения криолита . [6] [7] Здесь икаите встречается в виде поистине впечатляющих башен или колонн (высотой до 18 м или 59 футов), растущих от дна фьорда к поверхности воды, где они естественным образом обрезаются волнами или неестественно случайными лодками. . [8] [9] Во фьорде Икка предполагается, что икаитовые башни созданы в результате просачивания подземных вод, богатых ионами карбоната и бикарбоната , поступающих на дно фьорда в виде родников, где они попадают в морскую воду. воды фьордов богаты кальцием. [9] Сообщалось также, что икаит встречается в высокоширотных морских отложениях в проливе Брансфилд, Антарктида ; [10] Охотское море , Восточная Сибирь , у Сахалина ; [11] и залив Саанич, Британская Колумбия , Канада. Кроме того, он был зарегистрирован у глубоководного веера у берегов Конго и, следовательно, вероятно, распространен по всему миру. О самом последнем случае сообщили Dieckmann et al. (2008). [12] Они обнаружили, что минерал икаит непосредственно осаждается в виде зерен размером в сотни микрометров в морском льду в море Уэдделла и во всем припае у Земли Адели в Антарктиде. Кроме того, икаит также может образовывать в осадке крупные кристаллы , которые вырастают до макроскопических размеров, иногда с хорошей кристаллической формой. Имеются убедительные доказательства того, что некоторые из этих морских отложений связаны с холодными просачиваниями . [13] Икаит также известен как криогенное месторождение в пещерах, где он выпадает в осадок в результате замерзания богатой карбонатами воды. [14]

Состав

Икаит кристаллизуется в моноклинной кристаллической системе пространственной группы C2/c с параметрами решетки а~8,87А, b~8,23А, с~11,02А, β~110,2°. [15] [16] Структура икаита состоит из ионной пары (Ca 2+ CO 3 2- ) 0 , окруженной клеткой молекул воды с водородными связями, которые служат для изоляции одной ионной пары от другой. [17]

Ионная пара (Ca 2+ CO 3 2− ) 0 и гидратный каркас. Часть кристаллической структуры икаита. Ca (синий) находится в додекаэдрической координации с атомами O (красный) карбоната (черный плоский) и молекулами воды, а водородные связи (пунктир) между атомами H (желтый) молекул воды с атомами O карбоната. ион существует. [15] [17]

Стабильность

Синтетический икаит был обнаружен в девятнадцатом веке в ходе исследования Пелуза. [18] Икаит термодинамически стабилен только при умеренном давлении, поэтому, когда его находят вблизи поверхности Земли, он всегда метастабилен . [19] [20] Тем не менее, поскольку он, по крайней мере, умеренно распространен в природе, ясно, что условия для метастабильного зарождения и роста не могут быть слишком ограничительными. Для образования, безусловно, необходима холодная вода, а ингибиторы нуклеации, такие как ионы фосфата, для роста безводных фаз карбоната кальция , таких как кальцит , арагонит и ватерит, вероятно, способствуют его образованию и сохранению. Считается, что, возможно, структура карбоната кальция в концентрированном водном растворе также состоит из ионной пары, и именно поэтому икаит легко зарождается при низких температурах, выходящих за пределы его термодинамической стабильности. При удалении из естественной холодной водной среды икаит быстро распадается на фазы моногидрокальцита или безводного карбоната кальция и воду, за что получил прозвище «плавкий минерал».

Псевдоморфы

Присутствие икаита может быть зафиксировано на протяжении геологического времени по наличию псевдоморфоз других фаз карбоната кальция после него. [21] Хотя однозначно определить исходный минерал для каждого образца может быть сложно, по-видимому, имеются веские доказательства того, что икаит является предшественником большинства следующих названий псевдоморф:

Сообщалось, что икаит или его псевдоморфозы встречаются в морской , [27] пресноводной и устьевой среде. [28]

Изображения псевдоморфоз тонолита взяты у Э. С. Дана (1884). [23]

Общим ингредиентом, по-видимому, являются низкие температуры, хотя также может потребоваться присутствие следов других химических веществ, таких как ингибиторы нуклеации безводного карбоната кальция. Сообщалось также, что он образуется зимой на Хоккайдо у соленого источника.

Поскольку холодную воду можно найти на глубине океанов даже в тропиках, икаит может образовываться на всех широтах. Однако присутствие псевдоморфоз икаита можно использовать в качестве показателя палеоклимата или палеотермометрии , представляющего воду, близкую к условиям замерзания. [29] [30]

Тинолитовые месторождения

Тинолит — необычная форма карбоната кальция, обнаруженная на берегу (по-гречески: thinos — берег) озера Моно , Калифорния . Это и другие озера, которые сейчас в основном расположены в пустынях или полупустынях на юго-западе США, были частью более крупного послеледникового озера, которое покрывало большую часть региона ближе к концу последнего оледенения. Считается, что в это время условия, аналогичные условиям фьорда Икка, способствовали росту массивного икаита.

Изотопная геохимия

Изотопная геохимия может дать информацию о происхождении элементов, входящих в состав минералов. Изотопный состав икаита и его псевдоморфоз активно изучается. [31] Исследования соотношения 13 C и 12 C в икаите по отношению к естественному стандартному соотношению могут помочь определить происхождение пула углерода (органического/неорганического), который был израсходован для образования икаита. [32] Некоторые исследования показали, что окисляющийся метан является источником как современного икаита, так и глендонитов в морских отложениях высоких широт. Точно так же соотношение 18 O к 16 O, которое в природе меняется в зависимости от температуры и широты, можно использовать, чтобы показать, что глендониты образовались в водах, очень близких к точке замерзания, что согласуется с наблюдаемым образованием икаита.

Рекомендации

  1. ^ Уорр, LN (2021). «Утвержденные IMA – CNMNC минеральные символы». Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021МинМ...85..291Вт. дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ ab Mineralienatlas.
  3. ^ аб Икаите. Вебминерал.
  4. ^ Икайте. Миндат.
  5. ^ Поли, Х. (1963). «Икаит, новый минерал из Гренландии» (PDF) . Арктический . 16 (4): 263–264. дои : 10.14430/arctic3545. Архивировано из оригинала (PDF) 25 мая 2014 г. Проверено 26 февраля 2013 г.
  6. ^ Бетельсен, А. (1962). «О геологии страны вокруг Ивигтута, юго-запад Гренландии». Геологическое Рундшау . 52 (1): 260–280. Бибкод :1962ГеоРу..52..269Б. дои : 10.1007/bf01840080. S2CID  129290259.
  7. ^ Эмелеус, CH (1964). «Щелочной комплекс Грённедал-Икка, Южная Гренландия: структура и геологическая история комплекса». Grønlands Geologiske Undersøgelse . 45 : 1–75. дои : 10.34194/bullggu.v45.6579 .
  8. ^ Бухардт, Б., Симан, П., Стокманн, Г., Уилкен, МВУ, Дювель, Л., Кристиансен, А., Дженнер, К., Уитакар, М.Дж., Кристенсен Р.М., Петерсен, Г.Х. и Торбьёрн, Л. (1997). «Подводные колонны из икаитового туфа». Природа . 390 (6656): 129–130. Бибкод : 1997Natur.390..129B. дои : 10.1038/36474. S2CID  4396798.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ аб Бухардт Б., Исраэльсон К., Симан П. и Стокманн Г. (2001). «Башни из туфа Икаите во фьорде Икка, юго-запад Гренландии: образование в результате смешивания морской воды и щелочной родниковой воды». Журнал осадочных исследований . 71 (1): 176–189. Бибкод : 2001JSedR..71..176B. дои : 10.1306/042800710176.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Зюсс, Э., Бальцер, В., Гессен, К.-Ф., Мюллер, П.Дж., Унгерер, Калифорния, и Вефер, Г. (1982). «Гексагидрат карбоната кальция из богатых органическими веществами отложений антарктического шельфа: предшественники глендонитов» (PDF) . Наука . 216 (4550): 1128–1131. Бибкод : 1982Sci...216.1128S. дои : 10.1126/science.216.4550.1128. PMID  17808501. S2CID  27836966.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Грейнерт Дж., Деркачев А. (2004). «Глендониты и Mg-кальциты, полученные из метана, в Охотском море, Восточная Сибирь: последствия образования икаита / глендонита, связанного с выбросами». Морская геология . 204 (1–2): 129–144. Бибкод : 2004МГеол.204..129Г. CiteSeerX 10.1.1.538.6338 . дои : 10.1016/S0025-3227(03)00354-2. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Дикманн, Г.С., Нерке, Г., Пападимитриу, С., Геттлихер, Дж., Штайнингер, Р., Кеннеди, Х., Вольф-Гладроу, Д. и Томас, Д.Н. (2008). «Карбонат кальция в виде кристаллов икаита в морском льду Антарктики» (PDF) . Письма о геофизических исследованиях . 35 (8): L08501. Бибкод : 2008GeoRL..3508501D. дои : 10.1029/2008GL033540. S2CID  14010315.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Бишофф, Дж. Л., Стайн, С., Розенбауэр, Р. Дж., Фитцпатрик, Дж. А., Стаффорд-младший, TW (1993). «Осадки икаите в результате смешивания прибрежных источников и воды озера, озеро Моно, Калифорния, США». Geochimica et Cosmochimica Acta . 57 (16): 3855–3856. Бибкод : 1993GeCoA..57.3855B. дои : 10.1016/0016-7037(93)90339-X.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Екатерина Базарова, Александр Кононов и Оксана Гутарева (2016). Криогенные минеральные образования в пещере Охотничья Приморского хребта (Западное Прибайкалье, Россия), Журнал Eurospeleo 3 : 47–59.
  15. ^ аб Диккенс, Б.; Браун, МЫ (1970). «Кристаллическая структура гексагидрата карбоната кальция при ~ 120 ° C». Неорганическая химия . 9 (3): 480–486. дои : 10.1021/ic50085a010.
  16. ^ Гессен, К.-Ф., Купперс, Х., Зюсс, Э. (1983). «Уточнение структуры икаита CaCO3·6H2O» (PDF) . Zeitschrift für Kristallographie . 163 (3–4): 227–231. Бибкод : 1983ZK....163..227H. дои : 10.1524/zkri.1983.163.3-4.227.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ аб Суэйнсон, IP; Хаммонд, Р.П. (2003). «Водородная связь в икаите, CaCO 3 ·6H 2 O». Минералогический журнал . 67 (3): 555–562. Бибкод : 2003MinM...67..555S. дои : 10.1180/0026461036730117. S2CID  101756996.
  18. ^ Пелуз, MJ (1865). «Sur une Combinaison Nouvelle d'eau et de Carbonate de Chaux». ЧР акад. Наука . 60 : 429–431.
  19. ^ Бишофф; Дж.Л., Фитцпатрик, Дж.А.; Розенбауэр, Р.Дж. (1992). «Растворимость и стабилизация икаита (CaCO 3 ·6H 2 O) от 0° до 25°С». Журнал геологии . 101 (1): 21–33. Бибкод : 1993JG....101...21B. дои : 10.1086/648194. S2CID  140724494.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  20. ^ Марланд, Г. (1975). «Стабильность CaCO 3 ·6H 2 O (икаит)». Geochimica et Cosmochimica Acta . 39 (1): 83–91. Бибкод : 1975GeCoA..39...83M. дои : 10.1016/0016-7037(75)90186-6.
  21. ^ Каплан, Мэн (1979). «Псевдоморфозы кальцита (псевдогайлюзит, жарровит, тонолит, глендонит, геннойши) в осадочных породах. Происхождение псевдоморфоз (на русском языке)». Литология и минеральные ресурсы . 5 : 125–141.
  22. ^ Совет, ТК; Беннетт, ПК (1993). «Геохимия образования икаита в озере Моно, Калифорния: последствия для происхождения курганов из туфа». Геология . 21 (11): 971–974. Бибкод : 1993Geo....21..971C. doi :10.1130/0091-7613(1993)021<0971:GOIFAM>2.3.CO;2.
  23. ^ ab ES Дана (1884). «Кристаллографическое исследование тонолита озера Лаонтан». Бюллетень Геологической службы США (12): 429–450.
  24. ^ Броуэлл, EJJ (1860). «Описание и анализ неописанного минерала из Джарроу Слейк». Полевой клуб натуралистов Тайнсайда . В : 103–104.
  25. ^ Ширман, диджей; Смит, Эй Джей (1985). «Икаит, материнский минерал псевдоморфоз типа ярровита». Труды Геологической ассоциации, Лондон . 96 (4): 305–314. дои : 10.1016/S0016-7878(85)80019-5.
  26. ^ Ито, Т. (1996). «Икайте из холодной родниковой воды в Сиовакке, Хоккайдо». Журнал минералогии, петрологии и экономической геологии . 91 (6): 209–219. дои : 10.2465/ganko.91.209 .
  27. ^ Штейн, CL; Смит, Эй Джей (1985). «Аутигенные карбонатные конкреции в Нанкайском желобе, участок 583». Первоначальные отчеты DSDP . Первоначальные отчеты о проекте глубоководного бурения. 87 : 659–668. doi : 10.2973/dsdp.proc.87.115.1986 .
  28. ^ Кеннеди, ГЛ; Хопкинс, DM; Пикторн, WJ (1987). «Икаит, предшественник глендонита, в устьевых отложениях Барроу, Арктическая Аляска». Тезисная программа ежегодного собрания. 9 . Геологическое общество Америки: 725. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  29. ^ Суэйнсон, IP; Хаммонд, Р.П. (2001). «Икаит, CaCO 3 ·6H 2 O: Холодный комфорт для глендонитов как палеотермометров». Американский минералог . 86 (11–12): 1530–1533. дои : 10.2138/am-2001-11-1223. S2CID  101559852.
  30. ^ Ширман, диджей; МакГуган, А.; Штейн, К.; Смит, Эй Джей (1989). «Икаит, CaCO 3 ·6H 2 O, предшественник тонолитов в четвертичных туфах и туфовых курганах в бассейнах озер Лахонтан и Моно, запад США». Бюллетень Геологического общества Америки . 101 (7): 913–917. Бибкод : 1989GSAB..101..913S. doi :10.1130/0016-7606(1989)101<0913:ICOPOT>2.3.CO;2.
  31. ^ Уитакар, MJ; Зюсс, Э. (1998). «Холодная карбонатная связь между озером Моно в Калифорнии и проливом Брансфилд в Антарктиде». Водная геохимия . 4 (3/4): 429–454. дои : 10.1023/А: 1009696617671. S2CID  130488236.
  32. ^ Шуберт, CJ; Нанберг, Д.; Шееле, Н.; Пауэр, Ф.; Кривс, М., CJ; Нюрнберг, Д.; Шееле, Н.; Пауэр, Ф.; Кривс, М. (1997). « Истощение изотопа 13 C в кристаллах икаита: свидетельства выброса метана с сибирских шельфов?». Гео-морские письма . 17 (2): 169–174. Бибкод : 1997GML....17..169S. дои : 10.1007/s003670050023. S2CID  128872028.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

дальнейшее чтение

Внешние ссылки