stringtranslate.com

гетит

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

Гетит ( / ˈ ɡ ɜːr t aɪ t / , [6] [7] США также / ˈ ɡ oʊ θ aɪ t / [8] [9] ) — минерал диаспоровой группы , состоящий из оксида железа(III)- гидроксид , в частности α- полиморф . Он встречается в почве и других низкотемпературных средах, таких как отложения. Гетит был хорошо известен с древних времен благодаря использованию в качестве пигмента (коричневая охра ). Доказательства его использования были найдены в образцах красочных пигментов, взятых из пещер Ласко во Франции . Впервые он был описан в 1806 году на основе образцов, найденных в шахте Холлерцуг в Хердорфе , Германия . [4] Минерал был назван в честь немецкого эрудита и поэта Иоганна Вольфганга фон Гете (1749–1832).

Состав

Гетит представляет собой оксигидроксид железа , содержащий трехвалентное железо. Это основной компонент ржавой и болотной железной руды. Твердость гетита колеблется от 5,0 до 5,5 по шкале Мооса , а его удельный вес — от 3,3 до 4,3. Минерал образует призматические игольчатые кристаллы («игольчатый железняк» [3] ), но чаще всего имеет массивный вид. [2]

Фероксигит и лепидокрокит представляют собой полиморфы 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 отдельными минералами. [5]

Кроме того, гетит имеет несколько полиморфных модификаций, работающих при высоких давлениях и температурах , что может иметь отношение к условиям недр Земли. К ним относятся ε-FeOOH, имеющий орторомбическую кристаллическую структуру, [10] полиморфную модификацию типа кубического пирита с [11] или без потери водорода [12] и сверхплотную гексагональную структуру. [13]

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

Формирование

Микроскопическое изображение Гетита (имя на картинке написано с ошибкой)

Гетит часто образуется в результате выветривания других богатых железом минералов и, таким образом, является распространенным компонентом почв , сконцентрированным в латеритных почвах. Аутигенный гетит в виде наночастиц представляет собой распространенный диагенетический оксигидроксид железа как в морских, так и в озерных отложениях. [15] Образование гетита характеризуется 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 рассматривают как псевдоморфозу . По мере поступления железосодержащих минералов в зону окисления внутри почвы железо превращается из железа(II) в железо(III), при этом первоначальная форма исходного минерала сохраняется. Обычные псевдоморфозы гетита включают пирит , сидерит и марказит , хотя любой железо(II)-содержащий минерал может стать псевдоморфозой гетита, если соблюдаются соответствующие условия. Он также может осаждаться подземными водами или в других осадочных условиях или образовываться в качестве первичного минерала в гидротермальных отложениях. Также было обнаружено, что гетит образуется в результате процессов выделения определенных типов бактерий. [16]

Распределение

Гётит встречается по всей планете, обычно в виде конкреций , сталактитовых образований, оолитов (форма, состоящая из мельчайших круглых зерен, сцементированных между собой), [4] почковидных (почковидной формы) или ботриоидных (шаровидных, как грозди винограда) скоплений. . Это также очень распространенный псевдоморф. Часто встречается на болотистых участках в верховьях родников (« болотная железа »), на дне пещер, на дне озер и небольших ручьев. Ящик или госсан , образующийся в результате окисления месторождений сульфидных руд, образуется из гетита вместе с другими оксидами железа и кварцем. [17] [2]

Значительные месторождения гетита обнаружены в Англии ; Куба ; и Миннесота , Миссури , Колорадо , Алабама , Джорджия , Вирджиния и Теннесси в Соединенных Штатах . [17] [2]

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

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

Применение

Его основное современное использование - это железная руда , называемая 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 на серпентинитовых породах в тропическом климате, добываются из-за содержания железа, а также других металлов. [23]

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

В королевской гробнице древнего царства Фригия было найдено тело, предположительно, царя Гордиаса , отца легендарного царя Мидаса . Погребальный саван был окрашен краской, содержащей гетит, благодаря чему в исходном невыцветшем состоянии плащаница выглядела так, как будто она сотканна из золота. Историки предполагают, что легенда о золотом прикосновении царя Мидаса могла возникнуть у фригийских царей, носивших одежду из таких тканей золотого цвета. [25] [26]

Галерея

Смотрите также

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. ^ abcd Херлбат, Корнелиус С.; Кляйн, Корнелис (1985). Руководство по минералогии (20-е изд.). Уайли. ISBN 0-471-80580-7.
  3. ^ Аб Бартельми, Дэвид (2012). «Данные о минералах гетита». Минералогическая база данных . Проверено 8 апреля 2022 г.
  4. ^ abcd Goethite, Mindat.org
  5. ^ аб Энтони, Джон В.; Бидо, Ричард А.; Блад, Кеннет В.; Николс, Монте К. (2005). «Гетит» (PDF) . Справочник по минералогии . Публикация минеральных данных. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 14 марта 2022 г.
  6. ^ "Гетит". Британский словарь английского языка Lexico . Издательство Оксфордского университета . Архивировано из оригинала 5 августа 2021 года.
  7. ^ "Гетит". Словарь Merriam-Webster.com .
  8. ^ "Гетит". Dictionary.com Полный (онлайн). nd
  9. ^ "Гетит". Словарь английского языка американского наследия (5-е изд.). ХарперКоллинз.
  10. ^ Сузуки, Акио (2010). «Рентгеноструктурное исследование ε-FeOOH при высоком давлении». Физика и химия минералов . 37 (3): 153–157. Бибкод : 2010PCM....37..153S. дои : 10.1007/s00269-009-0319-x. S2CID  92941002.
  11. ^ Ху, Цинъян; Ким, Дакёнг; Ян, Венге; Люсян, Ян; Юэ, Мэн; Чжан, Ли; Мао, Хо-кванг (2016). «FeO 2 и FeOOH в условиях глубокой нижней мантии и кислородно-водородных циклах Земли». Природа . 534 (7606): 241–244. Бибкод : 2016Natur.534..241H. дои : 10.1038/nature18018. PMID  27279220. S2CID  10702618.
  12. ^ Ниши, Масаюки; Куваяма, Ясухиро; Цучия, Джун; Цучия, Таку (2017). «Форма ε-FeOOH под высоким давлением типа пирита». 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-кванг (2017). «Открытие гексагональной сверхплотной водной фазы в (Fe, Al)OOH». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 547 (12): 205–208. дои : 10.1073/pnas.1720510115 . ПМЦ 5866593 . ПМИД  29507221. 
  14. ^ Херлбат и Кляйн 1985, с. 392.
  15. ^ Ван дер Зи, Клар ; Робертс, Дэррил Р.; Ранкур, Денис Г.; Сломп, Кэролайн П. (2003). «Наногоэтит является доминирующей реакционноспособной оксигидроксидной фазой в озерных и морских отложениях». Геология . 31 (11): 993. Бибкод : 2003Гео....31..993В. дои : 10.1130/G19924.1. hdl : 1874/31393 . S2CID  130357956.
  16. ^ Ларезе-Казанова, Филип; Хадерляйн, Стефан Б.; Капплер, Андреас (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. Бибкод : 2010GeCoA..74.3721L. дои : 10.1016/j.gca.2010.03.037.
  17. ^ abc Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Ван Ностранд. стр. 342–344. ISBN 0442276249.
  18. ^ Клингельхёфер, Г.; ДеГрэйв, Э.; Моррис, Р.В.; Ван Альбум, А.; де Резенде, В.Г.; Де Соуза, Пенсильвания; Родионов Д.; Шредер, К.; Мин, Д.В.; Йен, А. (ноябрь 2005 г.). «Мессбауэровская спектроскопия на Марсе: гетит на холмах Колумбия в кратере Гусева». Сверхтонкие взаимодействия . 166 (1–4): 549–554. Бибкод : 2005HyInt.166..549K. doi : 10.1007/s10751-006-9329-y. S2CID  95186141.
  19. ↑ Уэбб, Джонатан (18 февраля 2015 г.). «Зубы блюдца установили новый рекорд силы». Новости BBC: Наука и окружающая среда . Новости BBC . Проверено 23 декабря 2016 г.
  20. ^ Барбер, Аса Х.; Лу, Дун; Пуньо, Никола М. (06 апреля 2015 г.). «Чрезвычайная прочность наблюдается в зубах блюдца». JR Soc. Интерфейс . Королевское общество . 12 (105). 20141326. дои : 10.1098/rsif.2014.1326 . ПМЦ 4387522 . ПМИД  25694539. 
  21. ^ Храдил, Дэвид; Грыгарь, 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, Г.; Фонтана, Ф.; Джаланелла, С.; Гонзато, Ф.; Риккарди, член парламента; Зорзин Р.; Пересани, М. (октябрь 2018 г.). «Термическая обработка минерального пигмента во время верхнего палеолита на северо-востоке Италии: Термическая обработка минерального пигмента во время верхнего палеолита». Археометрия . 60 (5): 1045–1061. дои : 10.1111/arcm.12360.
  23. ^ Фраше, Дин Ф. (1 мая 1941 г.). «Происхождение железных руд Суригао». Экономическая геология . 36 (3): 280–305. Бибкод : 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». Камни и минералы . 43 (10): 753–756. Бибкод : 1968RoMin..43..753G. дои : 10.1080/00357529.1968.11765131.
  25. ^ Баллард, Мэри (2012). «Ткань царя Мидаса и его золотое прикосновение». В Роуз, К. Брайан (ред.). Археология Фригийского Гордиона, царского города Мидаса. Филадельфия: Музей археологии и антропологии Пенсильванского университета. стр. 15, 165–169. ISBN 9781934536483. Проверено 8 апреля 2022 г.
  26. ↑ Архивировано в Ghostarchive и Wayback Machine: Роуз, Брайан. «Великие мифы и легенды: Золотой век царя Мидаса». Пеннский музей . Проверено 27 августа 2016 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме гетита .