stringtranslate.com

Змеиная подгруппа

Серпантин из Польши

Подгруппа серпентинов (часть каолинит -серпентиновой группы в категории филлосиликатов) [1] — зеленоватые, коричневатые или пятнистые минералы, обычно встречающиеся в серпентините . Их используют 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 «змееподобный».

Змеевидная подгруппа представляет собой совокупность распространенных породообразующих водно- магниевых слоистых силикатов железа ( ( Mg , Fe )
3Си
2О
5( ОЙ )
4) минералы , образующиеся в результате метаморфизма минералов, содержащихся в основных и ультраосновных породах . [6] Они могут содержать незначительное количество других элементов, включая хром , марганец , кобальт или никель . В минералогии и геммологии серпентин может относиться к любой из 20 разновидностей, принадлежащих к подгруппе серпентинов. Из-за примеси эти разновидности не всегда легко индивидуализировать, и различия обычно не проводятся. Существует три важных минеральных полиморфа серпентина: антигорит , лизардит и хризотил .

Серпентиновые минералы полиморфны , то есть имеют одинаковые химические формулы , но атомы расположены в разных структурах или кристаллических решетках . [7] Хризотил , имеющий волокнистую структуру , является полиморфной модификацией серпентина и одним из наиболее важных минералов асбеста . Другие полиморфы змеевидной подгруппы могут иметь пластинчатую форму . Антигорит и лизардит представляют собой полиморфы с пластинчатой ​​формой.

Многие виды змеевика использовались для ювелирных изделий и резьбы по твердым камням , иногда под названием «ложный нефрит» или «нефрит Тетон». [8] [9]

Свойства и структура

Серпентиновая химическая структура, одиночная молекула

Большинство серпентинов от непрозрачных до полупрозрачных, легкие ( удельный вес от 2,2 до 2,9), мягкие ( твердость 2,5–4), тугоплавкие и чувствительные к кислотам . [1] Все они микрокристаллические и массивные по форме и никогда не встречаются в виде монокристаллов . Блеск может быть стеклянным, шелковистым или жирным. Цвет варьируется от белого до серого, от желтого до зеленого и от коричневого до черного, часто пятнистый или с прожилками. Многие из них срослись с другими минералами, такими как кальцит и доломит .

Основной структурной единицей серпентина является полярный слой толщиной 0,72 нм. Богатый Mg триоктаэдрический лист плотно связан с одной стороны с одним тетраэдрическим силикатным листом, несмотря на то, что поперечные размеры решетки октаэдрического листа на 3–5% больше . [10] Второй уровень структуры, организованной в различные виды серпентина, частично возникает для компенсации внутрислоевого напряжения из-за этого несоответствия размеров. Хорошая компенсация приводит к почти постоянной кривизне слоя с более крупным октаэдрическим листом на выпуклой стороне. Однако такая кривизна ослабляет Н-связь между слоями. Н-связывание пытается сохранить плоские слои, но это противоречит требованиям компенсации несоответствия. В результате слои локально либо искривлены, либо плоские. [11] Антигорит , лизардит и хризотил имеют одинаковый химический состав , но их разные слои кривизны приводят к образованию пластинчатых агломерированных антигорита и лизардита и волокнистых удлиненных минеральных частиц хризотила. [12] [13]

Вхождение

Серпентиновые минералы повсеместно распространены во многих геологических системах, где возможны гидротермальные изменения ультраосновных пород, как в земных (океанический гидротермализм, зоны субдукции и трансформные разломы), так и во внеземных средах. [14] Процесс превращения основных минералов в минералы серпентиновой группы называется серпентинизацией . Серпентиновые минералы часто образуются в результате гидратации богатых оливином ультраосновных пород при относительно низких температурах (от 0 до ~ 600 ° C). [15] Химическая реакция превращает оливин в серпентиновые минералы. Они также могут иметь свое происхождение в метаморфических изменениях перидотита и пироксена . Серпентины также могут псевдоморфно замещать другие силикаты магния. Неполное изменение приводит к значительному изменению физических свойств серпентинов.

Антигорит — это полиморф серпентина, который чаще всего образуется во время метаморфизма влажных ультраосновных пород и стабилен при самых высоких температурах — до более 600 ° C (1100 ° F) на глубинах около 60 км (37 миль) или около того. 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 по сравнению с двумя другими полиморфами серпентина.

Образцы океанической коры и верхних слоев мантии из океанских бассейнов свидетельствуют о том, что ультраосновные породы там обычно содержат обильное содержание серпентина. Антигорит содержит в своей структуре воду, около 13 процентов по массе. Следовательно, антигорит может играть важную роль в транспортировке воды в землю в зонах субдукции и в последующем выделении воды для создания магмы в островных дугах , а часть воды может быть перенесена на еще большие глубины.

Встречается по всему миру, известные места включают Новую Каледонию , Канаду ( Квебек ), США (северная Калифорния , Род-Айленд , Коннектикут , Массачусетс , Мэриленд и южная Пенсильвания ), [16] Афганистан , Великобритания ( полуостров Ящерица в Корнуолле ), Ирландия , Греция. ( Фессалия ), Китай , Россия ( Уральские горы ), Франция , Корея , Австрия ( Штирия и Каринтия ), Индия ( Ассам и Манипур ), Мьянма ( Бирма ), Новая Зеландия , Норвегия и Италия .

Использование

Блюдо из змеевика с инкрустацией золотой рыбкой, I век до н.э. - I век нашей эры, с креплениями 9 века.
Будай вырезан из змеевика, высота 8 см (3,1 дюйма).

Серпентины находят применение в промышленности для нескольких целей, например, в железнодорожных балластах, строительных материалах, а асбестообразные виды находят применение в качестве тепло- и электроизоляции (хризотиловый асбест ). Содержащийся асбест может попасть в воздух при раскопках серпантина и при использовании его в качестве дорожного покрытия, создавая долгосрочную опасность для здоровья при вдыхании. Асбест из серпентина также может появляться в небольших количествах в системах водоснабжения в результате обычных процессов выветривания, но пока еще не существует полностью доказанной опасности для здоровья, связанной с его использованием или проглатыванием, хотя Агентство по охране окружающей среды заявляет, что может возникнуть повышенный риск развития доброкачественных кишечных полипов. [17] В естественном состоянии некоторые формы серпентина реагируют с углекислым газом и повторно выделяют кислород в атмосферу.

Более привлекательные и прочные разновидности (все антигориты) 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 веков был известен тем, что из относительно чистой формы зеленого змеевика, полученного в каменоломнях Афганистана , изготавливались гранильные изделия, чашки, декоративные рукоятки мечей и рукоятки кинжалов. [9] Эта высококачественная змеевидная руда была известна как санг-и-яшм на персидском языке или «ложный нефрит» на английском языке и на протяжении поколений использовалась индийскими мастерами для гранильных работ. [9] [18] Он легко режется, хорошо полируется и, как говорят, имеет приятный жирный вид. [19] Менее ценные серпентиновые руды различной твердости и чистоты также иногда окрашивают, 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 красивые предметы из местного змеевика, который они называли тангивай , что означает «слезы».

Римский ляпис атрациус , ныне известный как верде антик или верде антик, представляет собой серпентинитовую брекчию , популярную в качестве декоративного облицовочного камня. В классические времена его добывали в Касамбале, Фессалии , Греция . Также широко используются серпентинитовые мраморы : зеленый мрамор Коннемара (или «ирландский зеленый мрамор») из Коннемары , Ирландия (и многие другие источники [ нужна ссылка ] ) и красный мрамор Россо ди Леванто из Италии. Использование ограничено внутренними условиями, поскольку серпентиниты плохо выдерживают погодные условия .

Потенциальный вред

Почвы, полученные из серпентина, токсичны для многих растений из-за высокого содержания никеля , хрома и кобальта ; Рост многих растений также тормозится из-за низкого уровня калия и фосфора и низкого соотношения кальций / магний . Флора в целом очень своеобразна и состоит из специализированных медленнорастущих видов. Участки змеевидной почвы будут выглядеть как полосы кустарников и открытые, разбросанные небольшие деревья (часто хвойные ) внутри лесных территорий; эти области называются змеиными пустошами .

Разновидность антигорита

Бовенит из асбестового рудника, городок Турман, округ Уоррен, Нью-Йорк, США.

Пластинчатый антигорит встречается в виде плотных складчатых масс. Обычно он темно-зеленый, но может быть также желтоватым, серым, коричневым или черным. Он имеет твердость 3,5–4, блеск жирный. Моноклинные кристаллы имеют слюдистый раскол и с трудом сплавляются. Антигорит назван в честь своего типового местонахождения, серпентинита Гейспфад, Валле Антигорио в приграничном регионе Италии и Швейцарии .

Боуэнит

Боуэнит , разновидность антигорита, представляет собой особенно твердый серпентин (5,5) от светлого до темно-яблочно-зеленого цвета, часто испещренный мутно-белыми пятнами и более темными прожилками. Это змеевик, наиболее часто встречающийся в резьбе и ювелирном деле. Название «ретиналит» иногда применяется к желтому бовениту. Новозеландский материал называется тангивай .

Хотя бовенит и не является официальным видом, он является минералом штата Род-Айленд , США: это также типовое местонахождение этой разновидности. Кабошон из бовенита , являющийся частью броши «Наше минеральное наследие», был подарен первой леди США госпоже Леди Берд Джонсон в 1967 году.

Вильямсит — это местное название антигорита в Америке, маслянисто-зеленого цвета с часто включенными черными кристаллами хромита или магнетита . Вильямсит, чем-то напоминающий прекрасный нефрит, огранен кабошонами и бусинами. Встречается главным образом в Мэриленде и Пенсильвании . [20]

Гимнит

Гимнит — аморфная форма антигорита. [21] Первоначально он был найден на голых холмах штата Мэриленд и получил свое название от греческого слова « gymnos» , что означает «голый» или «голый».

Государственный герб

В 1965 году Законодательное собрание Калифорнии объявило минерал серпентин «официальной каменной и литологической эмблемой штата». [22]

Галерея

Рекомендации

  1. ^ abc "Змеиная подгруппа". Mindat.org . Проверено 30 апреля 2021 г.
  2. ^ "пирофиллит | минерал | Британника" . www.britanica.com . Проверено 15 ноября 2022 г.
  3. ^ "Змеевик | NOVA Минералогия" . Проверено 15 ноября 2022 г.
  4. ^ «Змеевик: информация и изображения о минерале Серпентин» . www.minerals.net . Проверено 15 ноября 2022 г.
  5. ^ Серпентин, Словарь американского наследия
  6. ^ «Определение змеевика в Геологическом словаре» . Проверено 9 июля 2018 г.
  7. ^ «Змеевик: информация и изображения о минерале Серпентин» . www.minerals.net . Проверено 4 апреля 2018 г.
  8. ↑ Служба национальных парков. Архивировано 30 сентября 2010 г. в Wayback Machine.
  9. ^ abc Хантер, сэр Уильям Уилсон и Берн, сэр Ричард, Имперский географический справочник Индии, Том. 3, Оксфорд, Англия: Clarendon Press, Генри Frowde Publishers (1907), стр. 3. 242
  10. ^ Ф. Дж. Уикс; EJW Уиттакер (1 августа 1975 г.). «Переоценка структуры серпентиновых минералов». Канадский минералог . 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. Бибкод : 2013Элеме...9...99Е. 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. ↑ Шивэй Чжоу, Юнган Вэй, Бо Ли, Баочжун Ма, Чэнъянь Ван, Хуа Ван (5 августа 2017 г.). «Кинетическое исследование 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. ^ Ж. Ф. Горчица, Ф. Пуле, А. Гендрен, Ж.-П. Бибринг, Ю. Лажевен, Б. Гонде, Н. Мангольд, Дж. Белуччи и Ф. Альтиери (11 марта 2005 г.). «Разнообразие оливина и пироксена в коре Марса». Наука . 307 (5715): 1594–1597. Бибкод : 2005Sci...307.1594M. дои : 10.1126/science.1109098 . PMID  15718427. S2CID  15548016.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Эванс, Бернард В. (1 июня 2004 г.). «Возвращение к серпентинитовой мультисистеме: хризотил метастабилен». Международное геологическое обозрение . 46 (6): 479–506. Бибкод : 2004IGRv...46..479E. дои : 10.2747/0020-6814.46.6.479. ISSN  0020-6814. S2CID  98271088.
  16. ^ «Сланец - История Дельты: наследие, которое необходимо сохранить» . ДЖОНС, Джери Л., представлена ​​Северо-восточному отделению Геологического общества Америки . Март 2005 г. Архивировано из оригинала 14 июля 2011 г. Проверено 3 июня 2010 г.
  17. ^ «Национальные правила первичной питьевой воды». 30 ноября 2015 г.
  18. ^ Ватт, сэр Джордж, Коммерческие продукты Индии , Лондон: John Murray Publishers (1908), стр. 561
  19. ^ ab Драгоценности каменного века: Серпентин , 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. ^ «Гимнит: информация и данные о минералах гимнита» . www.mindat.org . Проверено 4 апреля 2018 г.
  22. ^ Кодекс правительства Калифорнии § 425.2; см . «Коды CA (Gov:420-429.8)». Архивировано из оригинала 28 июня 2009 г. Проверено 24 декабря 2009 г.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Серпентайном .