stringtranslate.com

Подгруппа серпентинов

Серпантин из Польши

Подгруппа серпентина (часть группы каолинита -серпентина в категории филлосиликатов) [1] — зеленоватые, коричневатые или пятнистые минералы, обычно встречающиеся в серпентините . Они используются как источник магния и асбеста , а также как декоративный камень. [5] Название происходит от зеленоватого цвета и гладкого или чешуйчатого вида от латинского serpentinus , что означает «подобный змее».

Подгруппа серпентина представляет собой ряд распространенных породообразующих водных магниево - железистых филлосиликатов ( ( Mg , Fe )
3Си
2О
5( ОЙ )
4) минералы , образующиеся в результате метаморфизма минералов, содержащихся в основных и ультраосновных породах . [6] Они могут содержать незначительные количества других элементов, включая хром , марганец , кобальт или никель . В минералогии и геммологии серпентин может относиться к любой из 20 разновидностей, принадлежащих к подгруппе серпентина. Из-за примесей эти разновидности не всегда легко индивидуализировать, и различия обычно не проводятся. Существует три важных минеральных полиморфа серпентина: антигорит , лизардит и хризотил .

Минералы серпентина полиморфны , то есть они имеют одинаковые химические формулы , но атомы организованы в разные структуры или кристаллические решетки . [7] Хризотил , имеющий волокнистую форму , является одним из полиморфов серпентина и одним из наиболее важных минералов асбеста . Другие полиморфы в подгруппе серпентина могут иметь пластинчатую форму . Антигорит и лизардит являются полиморфами с пластинчатой ​​формой.

Многие виды змеевика использовались для изготовления ювелирных изделий и резьбы по камню , иногда под названием «ложный жад» или «тетонский жад». [8] [9]

Свойства и структура

Серпентиновая химическая структура, одиночная молекула

Большинство серпентинов непрозрачны или полупрозрачны, легки ( удельный вес от 2,2 до 2,9), мягки ( твердость 2,5–4), неплавки и восприимчивы к кислотам . [1] Все они микрокристаллические и массивные по габитусу , никогда не встречаются в виде отдельных кристаллов . Блеск может быть стекловидным, шелковистым или жирным. Цвета варьируются от белого до серого, от желтого до зеленого и от коричневого до черного, и часто бывают пятнистыми или с прожилками. Многие срастаются с другими минералами, такими как кальцит и доломит .

Основной структурной единицей серпентина является полярный слой толщиной 0,72 нм. Богатый Mg триоктаэдрический лист тесно связан с одной стороны с одним тетраэдрическим силикатным листом, независимо от того, что латеральные размеры решетки октаэдрического листа на 3–5% больше. [10] Второй уровень структуры, организованный в различные виды серпентина, возникает частично для компенсации внутрислоевого напряжения из-за этого размерного несоответствия. Хорошая компенсация приводит к почти постоянной кривизне слоя , с большим октаэдрическим листом на выпуклой стороне. Однако такая кривизна ослабляет водородные связи между слоями. Водородные связи пытаются поддерживать плоские слои, но это конкурирует с требованиями компенсации несоответствия. В результате слои локально либо изогнуты, либо плоские. [11] Антигорит , лизардит и хризотил имеют одинаковый химический состав , но их различные слои кривизны приводят к образованию пластинчатых агломерированных антигорита и лизардита, а также волокнистых удлиненных минеральных частиц хризотила. [12] [13]

Происшествие

Минералы серпентина повсеместно распространены во многих геологических системах, где возможно гидротермальное изменение ультраосновных пород, как в земных (океанический гидротермализм, зоны субдукции и трансформные разломы), так и во внеземных условиях. [14] Процесс изменения минералов мафического состава в минералы группы серпентина называется серпентинизацией . Минералы серпентина часто образуются путем гидратации богатых оливином ультраосновных пород при относительно низких температурах (от 0 до ~600 °C). [15] Химическая реакция превращает оливин в минералы серпентина. Они также могут иметь свое происхождение в метаморфических изменениях перидотита и пироксена . Серпентины также могут псевдоморфно замещать другие силикаты магния. Неполное изменение приводит к тому, что физические свойства серпентина сильно различаются.

Антигорит — это полиморф серпентина, который чаще всего образуется во время метаморфизма влажных ультраосновных пород и стабилен при самых высоких температурах — до более чем 600 °C (1100 °F) на глубине около 60 км (37 миль). Напротив, лизардит и хризотил обычно образуются вблизи поверхности Земли и разрушаются при относительно низких температурах, вероятно, значительно ниже 400 °C (800 °F). Было высказано предположение, что хризотил никогда не бывает стабильным относительно любого из двух других полиморфов серпентина.

Образцы океанической коры и верхней мантии из океанических бассейнов документируют, что ультрамафические породы там обычно содержат обильный серпентин. Антигорит содержит воду в своей структуре, около 13 процентов по весу. Следовательно, антигорит может играть важную роль в транспортировке воды в землю в зонах субдукции и в последующем высвобождении воды для создания магм в островных дугах , и часть воды может переноситься на еще большие глубины.

Распространение происходит по всему миру, наиболее заметные места обитания включают Новую Каледонию , Канаду ( Квебек ), США (северная Калифорния , Род-Айленд , Коннектикут , Массачусетс , Мэриленд и южная Пенсильвания ), [16] Афганистан , Великобританию ( полуостров Лизард в Корнуолле ), Ирландию , Грецию ( Фессалия ), Китай , Россию ( Уральские горы ), Францию , Корею , Австрию ( Штирия и Каринтия ), Индию ( Ассам и Манипур ), Мьянму ( Бирму ), Новую Зеландию , Норвегию и Италию .

Использует

Блюдо из серпентина с инкрустацией золотыми рыбками, I в. до н.э. — I в. н.э., с креплениями IX в.
Будай вырезан из серпентина, высота 8 см (3,1 дюйма)

Серпентины находят применение в промышленности для различных целей, таких как железнодорожные балласты, строительные материалы, а асбестовые типы находят применение в качестве тепло- и электроизоляции (хризотиловый асбест ). Содержимое асбеста может выделяться в воздух при добыче серпентина и при использовании его в качестве дорожного покрытия, образуя долгосрочную опасность для здоровья при дыхании. Асбест из серпентина также может появляться в небольших количествах в водоснабжении в результате обычных процессов выветривания, но пока нет полностью доказанной опасности для здоровья, связанной с использованием или приемом внутрь, хотя EPA заявляет, что может возникнуть повышенный риск развития доброкачественных кишечных полипов. [17] В своем естественном состоянии некоторые формы серпентина реагируют с углекислым газом и повторно выделяют кислород в атмосферу.

Более привлекательные и прочные разновидности (все антигорита) называются «благородным» или «драгоценным» серпентином и широко используются в качестве драгоценных камней и в декоративной резьбе . Город Бхера в исторической провинции Пенджаб на индийском субконтиненте на протяжении столетий был известен тем, что здесь обрабатывали относительно чистую форму зеленого серпентина, добываемого в карьерах Афганистана , в камнерезные изделия, чашки, декоративные рукояти мечей и рукояти кинжалов. [9] Эта высококачественная серпентиновая руда была известна как санг-и-яшм на персидском языке или «ложный нефрит» на английском языке и использовалась индийскими мастерами в течение многих поколений для камнерезных работ. [9] [18] Он легко режется, хорошо полируется и, как говорят, имеет приятно жирное ощущение. [19] Менее ценные серпентиновые руды различной твердости и чистоты также иногда окрашиваются, чтобы имитировать нефрит . [19] Вводящие в заблуждение синонимы этого материала включают «сучжоуский нефрит», «штирийский нефрит» и «новый нефрит».

Новокаледонский серпентин особенно богат никелем. Маори Новой Зеландии когда-то вырезали прекрасные предметы из местного серпентина, который они называли tangiwai , что означает «слезы».

Lapis atracius римлян , теперь известный как verde antique или verde antic, является брекчией серпентинита , популярной как декоративный облицовочный камень. В классические времена его добывали в Касамбале, Фессалия , Греция . Серпентинитовые мраморы также широко используются: зеленый коннемараский мрамор (или «ирландский зеленый мрамор ») из Коннемары , Ирландия (и многих других источников [ нужна ссылка ] ), и красный мрамор Rosso di Levanto из Италии. Использование ограничено внутренними помещениями, поскольку серпентиниты плохо переносят атмосферные воздействия .

Потенциальный вред

Почвы, полученные из серпентина, токсичны для многих растений из-за высокого уровня никеля , хрома и кобальта ; рост многих растений также подавляется низким уровнем калия и фосфора и низким соотношением кальция / магния . Флора , как правило, очень своеобразна, со специализированными, медленно растущими видами. Области почвы, полученной из серпентина, будут выглядеть как полосы кустарников и открытые, разбросанные небольшие деревья (часто хвойные ) в пределах лесных территорий; эти области называются серпентиновыми пустошами .

Разновидность антигорита

Бовенит из асбестовой шахты, городок Турман, округ Уоррен, штат Нью-Йорк, США

Пластинчатый антигорит встречается в виде прочных, складчатых масс. Обычно он темно-зеленого цвета, но может быть также желтоватым, серым, коричневым или черным. Его твердость составляет 3,5–4, а блеск жирный. Моноклинные кристаллы демонстрируют слюдяную спайность и с трудом сплавляются. Антигорит назван в честь своего типового местонахождения, серпентинита Гейспфад, Валле Антигорио в пограничном регионе Италии и Швейцарии .

Бовенит

Бовенит , разновидность антигорита, представляет собой особенно твердый серпентин (5,5) светло- или темно-зеленого цвета, часто испещренный мутными белыми пятнами и более темными прожилками. Это серпентин, наиболее часто встречающийся в резьбе и ювелирных изделиях. Название «ретиналит» иногда применяется к желтому бовениту. Новозеландский материал называется тангивай .

Хотя бовенит и не является официальным видом, он является государственным минералом Род-Айленда , США: это также типовое месторождение разновидности. Кабошон бовенита , представленный как часть «Our Mineral Heritage Brooch», был подарен первой леди США г-же Леди Берд Джонсон в 1967 году.

Уильямсит — местное американское название сорта антигорита, который имеет маслянисто-зеленый цвет с черными кристаллами хромита или магнетита, часто включенными. Несколько напоминающий прекрасный нефрит, Уильямсит разрезается на кабошоны и бусины. Он встречается в основном в Мэриленде и Пенсильвании . [20]

Гимнит

Гимнит — аморфная форма антигорита. [21] Первоначально он был найден в Голых Холмах Мэриленда и получил свое название от греческого слова «gymnos» , что означает «голый» или «обнаженный».

Государственный герб

В 1965 году законодательный орган Калифорнии определил минерал серпентин в качестве «официальной горной породы и литологической эмблемы штата» [22] .

Галерея

Ссылки

  1. ^ abc "Serpentine Subgroup". mindat.org . Получено 30 апреля 2021 г. .
  2. ^ "пирофиллит | минерал | Britannica". www.britannica.com . Получено 2022-11-15 .
  3. ^ "Серпентин | NOVA Mineralogy" . Получено 15.11.2022 .
  4. ^ "Серпентин: информация и фотографии минерала Серпентин". www.minerals.net . Получено 15.11.2022 .
  5. ^ Serpentine, Американский словарь наследия
  6. ^ "Определение серпентина в Словаре геологии" . Получено 9 июля 2018 г.
  7. ^ "Серпентин: информация и фотографии минерала Серпентин". www.minerals.net . Получено 4 апреля 2018 г. .
  8. ↑ Служба национальных парков. Архивировано 30 сентября 2010 г. на Wayback Machine.
  9. ^ abc Хантер, сэр Уильям Уилсон и Берн, сэр Ричард, Имперский путеводитель Индии, том 3, Оксфорд, Англия: Clarendon Press, Henry Frowde Publishers (1907), стр. 242
  10. ^ FJ Wicks; EJW Whittaker (1 августа 1975 г.). «Переоценка структур серпентиновых минералов». The Canadian Mineralogist . 13 (3): 227–243.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ↑ Бернард В. Эванс, Кейко Хаттори и Ален Баронне (1 апреля 2013 г.). «Серпентинит: что, почему, где?». Элементы . 9 (2): 99–106. Bibcode : 2013Eleme...9...99E. doi : 10.2113/gselements.9.2.99.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  12. ^ Д. Гршак, Г. Сучик, Л. Лазич (2008). «Теплофизические свойства серпентинита». Металлургия . 47 (1).{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  13. ^ Шивей Чжоу, Юнган Вэй, Бо Ли, Баочжун Ма, Чэнъянь Ван, Хуа Ван (5 августа 2017 г.). «Исследование кинетики дегидроксилирования и фазового превращения Mg3Si2O5(OH)4». Журнал сплавов и соединений . 713 : 180–186. doi :10.1016/j.jallcom.2017.04.162.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ JF Mustard, F. Poulet, A. Gendrin, J.-P. Bibring, Y. Lagevin, B. Gondet, N. Mangold, G. Bellucci и F. Altieri (11 марта 2005 г.). «Разнообразие оливина и пироксена в коре Марса». Science . 307 (5715): 1594–1597. Bibcode :2005Sci...307.1594M. doi : 10.1126/science.1109098 . PMID  15718427. S2CID  15548016.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Эванс, Бернард В. (2004-06-01). «Повторный взгляд на мультисистему серпентинита: хризотил метастабилен». International Geology Review . 46 (6): 479–506. Bibcode : 2004IGRv...46..479E. doi : 10.2747/0020-6814.46.6.479. ISSN  0020-6814. S2CID  98271088.
  16. ^ "Slate – The Delta Story: A Heritage To Be Preserved". JONES, Jeri L., представлено Северо-восточному отделению Геологического общества Америки . Март 2005 г. Архивировано из оригинала 14 июля 2011 г. Получено 3 июня 2010 г.
  17. ^ «Национальные основные правила питьевой воды». 30 ноября 2015 г.
  18. ↑ Уотт, сэр Джордж, Коммерческие продукты Индии , Лондон: John Murray Publishers (1908), стр. 561
  19. ^ ab The Stone Age Jewels: Serpentine , получено 2 октября 2011 г. [ постоянная мертвая ссылка ]
  20. ^ http://www.cst.cmich.edu/users/dietr1rv/serpentine.htm Архивировано 22 июня 2004 г. в Wayback Machine Gemrocks, RV Dietrich, 2005 г.
  21. ^ "Gymnite: Информация и данные о минерале Gymnite". www.mindat.org . Получено 4 апреля 2018 г. .
  22. ^ California Government Code § 425.2; см. "CA Codes (Gov:420-429.8)". Архивировано из оригинала 2009-06-28 . Получено 2009-12-24 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Серпентин .