Икайте - Ikaite

Икайте
Конкреция и кристаллы.jpg
Кальцит после икаите вар. глендонит конкреция
Общий
КатегорияКарбонатный минерал, подгруппа гидрокарбонатов
Формула
(повторяющийся блок)		CaCO3· 6H2О
Классификация Струнца5. CB.25
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классПризматический (2 / м)
(одно и тоже Символ HM )
Космическая группаC2/c[1]
Идентификация
ЦветБелый когда чистый
Хрустальная привычкаПочти квадратная призма; пирамидальный; сигмоидальная: квадратная призма, увенчанная противоположно наклоненными пирамидами; массивные, трубчатые (тинолит vr.)
Шкала Мооса твердость3
БлескТупой
Полосабелый
Удельный вес1.83
Оптические свойстваБиаксиальный (-)[2]
Показатель преломленияпα = 1.455
пβ = 1.538
пγ = 1.545[3]
Двулучепреломлениеd = 0.090
Другие характеристикиПри температуре выше 8 ° C разлагается на воду и кальцит.[2]
Рекомендации[1]

Икайте это минеральное название гексагидрата карбонат кальция, CaCO3· 6H2О. Икаите имеет тенденцию образовывать очень крутые или остроконечные пирамидальные кристаллы, часто расположенные радиально, различных размеров от миниатюра размер агрегаты к гигантским выступающим шпорам. Его можно найти только в метастабильный состояние и быстро разлагается, теряя большую часть своей воды после удаления из почти замерзающей воды. Этот «плавящийся минерал» более известен благодаря своему псевдоморфы.

Распределение

Обычно его считают редким минералом, но, скорее всего, это связано с трудностями при сохранении образцов. Впервые в природе он был обнаружен датчанами. минералог Поли[4] в Икка (затем пишется Ика) фьорд на юго-западе Гренландия, рядом с Ивиттуут, местность знаменитого криолит депозит.[5][6] Здесь икаите встречается в поистине впечатляющих башнях или колоннах (до 18 м или 59 футов в высоту), вырастающих из дна фьорда к поверхности воды, где они естественным образом срезаются волнами или неестественно случайными лодками.[7][8] Считается, что в Икка-фьорде башни икайте возникли в результате просачивания грунтовых вод, богатых карбонатами и бикарбонат ионы, входя на дно фьорда в виде родников, где попадает в богатые кальцием воды морского фьорда.[8] Сообщалось также, что икайте встречается в высокоширотных морских отложения в проливе Брансфилд, Антарктида;[9] Охотское море, Восточная Сибирь, выключенный Сахалин;[10] и залив Саанич, британская Колумбия, Канада. Кроме того, об этом сообщалось в глубоководный веер с Конго, и поэтому, вероятно, имеет всемирное распространение. Самый последний случай был описан Dieckmann et al. (2008).[11] Они обнаружили, что минерал икаит непосредственно осаждался с размером зерен в сотни микрометры в морской лед в Море Уэдделла и повсюду припай выключенный Адели Лэнд, Антарктида. Кроме того, икаите также может образовывать большие кристаллы в отложениях, которые увеличиваются до макроскопических размеров, иногда с хорошей кристаллической формой. Есть веские доказательства того, что некоторые из этих морских отложений связаны с холодные просачивания.[12] Сообщается также, что икайте является криогенным отложением в пещерах, где он выпадает из замерзшей воды, богатой карбонатом.[13]

Структура

Икаит кристаллизуется в моноклинический кристаллическая система в космическая группа C2 / c с параметрами решетки a ~ 8,87A, b ~ 8,23A, c ~ 11,02A, β ~ 110,2 °.[14][15] Структура икаита состоит из ионной пары (Ca2+CO32−)0 окружен клеткой из связанных водородом молекул воды, которые служат для изоляции одной ионной пары от другой.[16]

Ионная пара (Ca2+CO32−)0 и гидратационная клетка. Часть кристаллической структуры икаита. Ca (синий) находится в додекаэдрической координации с атомами O (красный) карбоната (черный плоский) и молекул воды, в то время как водородные связи (пунктир) между атомами водорода (желтый) молекул воды и атомами кислорода карбонат-иона.[14][16]

Стабильность

Синтетический икаит был обнаружен в девятнадцатом веке в исследовании Пелузе.[17] Икайте только термодинамически стабильна при умеренном давлении, поэтому при нахождении у поверхности Земли всегда метастабильный.[18][19] Тем не менее, поскольку это кажется, по крайней мере, умеренно распространенным в природе, ясно, что условия для метастабильного зарождение и рост не может быть слишком ограничительным. Для образования, безусловно, необходима холодная вода, а ингибиторы зародышеобразования, такие как ионы фосфата, для роста безводных карбонат кальция фазы, такие как кальцит, арагонит, и ватерит вероятно, способствуют его формированию 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 за пределами диапазона его термодинамической стабильности. При удалении из естественной среды холодной воды икаите быстро распадается на моногидрокальцит или безводные фазы карбоната кальция и воды, получившие прозвище плавящегося минерала.

Псевдоморфы

Присутствие икаита может быть зарегистрировано через геологическое время через присутствие псевдоморфы других карбонат кальция фазы после него.[20] Хотя может быть трудно однозначно определить исходный минерал для каждого образца, похоже, есть веские доказательства того, что икаит является предшественником большинства следующих названий местностей псевдоморфоз:

  • Глендонит, по типовой местности, Глендон, Новый Южный Уэльс, Австралия.
  • Тинолит (греч. Thinos = берег), найденный в туф из Mono Lake, Калифорния, США[21][22]
  • Ярроуайт, Ярроу, Нортумберленд, Великобритания[23][24]
  • Фундилит, залив Фанди, Новая Шотландия, Канада
  • Герстернкорнер (нем. = Ячменное зерно)
  • Gennoishi, (Jp. = Молотковые камни)[25]
  • Молекридс, (дан. = Кротовый крест), остров Морс, Ютландия, Дания
  • Псевдогайлуссит (от подобия гайлусситу)
  • Рожки Белого моря, Белое море и Кольский полуостров.

Икайте или его псевдоморфы были зарегистрированы как происходящие в морской,[26] пресная вода, и эстуарий среды.[27]

Изображения псевдоморфоз тонолита взяты из ES Dana (1884).[22]

Обычным ингредиентом, по-видимому, являются низкие температуры, хотя также может потребоваться присутствие следов других химических веществ, таких как ингибиторы зародышеобразования для безводного карбоната кальция. Сообщается также, что он формируется зимой на Хоккайдо у соленого источника.

Поскольку холодную воду можно найти на глубине в океанах даже в тропиках, икаите может образовываться на всех широтах. Однако наличие псевдоморфоз икаита можно использовать как палеоклимат прокси или же палеотермометрия представляет воду, близкую к условиям замерзания.[28][29]

Тинолитовые месторождения

Тинолит - это необычная форма карбоната кальция, обнаруженная на берегу (греч. Thinos = берег) Mono Lake, Калифорния. Это и другие озера, которые сейчас расположены в основном 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, подобные условиям фьорда Икка, позволяли расти массивным икаите.

Изотопная геохимия

Изотопная геохимия может раскрыть информацию о происхождении элементов, входящих в состав минералов. Изотопный состав икаита и псевдоморфоз активно изучается.[30] Исследования соотношения 13C к 12Отношение углерода в икаите к естественному стандартному соотношению может помочь определить происхождение пула углерода (органический / неорганический), который был израсходован для образования икаита.[31] Некоторые исследования показали, что окислительные метан является источником современных икаита и глендонитов в морских отложениях высоких широт. Аналогично соотношение 18О, чтобы 16О, природа которого меняется в зависимости от температуры и широты, можно использовать, чтобы показать, что глендониты образовывались в водах, очень близких к точке замерзания, что согласуется с наблюдаемым образованием икаита.

Рекомендации

  1. ^ а б Минералиенатлас.
  2. ^ а б Икайте. Webmineral.
  3. ^ Икайте. Миндат.
  4. ^ Поли, Х. (1963). ""Икайте ", новый минерал из Гренландии" (PDF). Арктический. 16 (4): 263–264. Дои:10.14430 / arctic3545. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-05-25. Получено 2013-02-26.
  5. ^ Бетелсен, А. (1962). «О геологии страны вокруг Ивигтута, юго-западная Гренландия». Geologische Rundschau. 52 (1): 260–280. Bibcode:1962ГеоРу..52..269Б. Дои:10.1007 / bf01840080.
  6. ^ Емелей, К. Х. (1964). «Щелочной комплекс Грённедал-Икка, Южная Гренландия: структура и геологическая история комплекса». Grønlands Geologiske Undersøgelse.
  7. ^ Бухардт, Б., Симан, П., Стокманн, Г., Вилкен, MVU, Дювель, Л., Кристиансен, А., Дженнер, К., Уитикар, М.Дж., Кристенсен Р.М., Петерсен, Г.Х., и Торбьорн, Л. (1997). «Подводные колонны из икаитского туфа». Природа. 390 (6656): 129–130. Bibcode:1997Натура.390..129Б. Дои:10.1038/36474.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ а б Бухардт Б., Израельсон К., Симан П. и Стокманн Г. (2001). «Башни из туфа Икаите во фьорде Икка, на юго-западе Гренландии: образование путем смешивания морской воды и щелочной родниковой воды». Журнал осадочных исследований. 71 (1): 176–189. Bibcode:2001JSedR..71..176B. Дои:10.1306/042800710176.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ Зюсс, Э., Бальцер, В., Гессе, К.-Ф., Мюллер, П.Дж., Унгерер, К.А., и Вефер, Г. (1982). «Гексагидрат карбоната кальция из богатых органикой отложений антарктического шельфа: предшественники глендонитов» (PDF). Наука. 216 (4550): 1128–1131. Bibcode:1982Научный ... 216.1128С. Дои:10.1126 / science.216.4550.1128. PMID  17808501.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ Грайнерт Дж., Деркачев А. (2004). «Глендониты и Mg-кальциты из метана в Охотском море, Восточная Сибирь: последствия образования икаита / глендонита, связанных с выделением газов». Морская геология. 204 (1–2): 129–144. Bibcode:2004MGeol.204..129G. CiteSeerX  10.1.1.538.6338. Дои:10.1016 / S0025-3227 (03) 00354-2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  11. ^ 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 во льдах Антарктики» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 35 (8): L08501. Bibcode:2008GeoRL..3508501D. Дои:10.1029 / 2008GL033540.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  12. ^ Бишофф, Дж. Л., Стайн, С., Розенбауэр, Р. Дж., Фицпатрик, Дж. А., Стаффорд-младший, Т. У. (1993). "Осадки Икайте смешением прибрежных источников и воды озера, озеро Моно, Калифорния, США". Geochimica et Cosmochimica Acta. 57 (16): 3855–3856. Bibcode:1993GeCoA..57.3855B. Дои:10.1016 / 0016-7037 (93) 90339-X.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ Екатерина Базарова, Александр Кононов, Оксана Гутарева, 2016, Криогенные минеральные образования Охотничьей пещеры на Приморском хребте (Западный Прибайкальский регион, Россия), Eurospeleo Magazine 3 с. 47-59
  14. ^ а б Диккенс, В .; Браун, W.E. (1970). «Кристаллическая структура гексагидрата карбоната кальция при ~ 120 ° C». Неорганическая химия. 9 (3): 480–486. Дои:10.1021 / ic50085a010.
  15. ^ Гессе, К.-Ф., Купперс, Х., Зюсс, Э. (1983). «Уточнение структуры Икаите, CaCO3.6H2O " (PDF). Zeitschrift für Kristallographie. 163 (3–4): 227–231. Bibcode:1983ZK .... 163..227H. Дои:10.1524 / zkri.1983.163.3-4.227.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  16. ^ а б Swainson, I.P .; Хаммонд, Р.П. (2003). «Водородная связь в икаите, CaCO3.6H2О ". Минералогический журнал. 67 (3): 555–562. Дои:10.1180/0026461036730117.
  17. ^ Пелуз, М.Дж. (1865). "Sur une combinaison nouvelle d'eau et de carbonate de chaux". C. R. Acad. Наука. 60: 429–431.
  18. ^ Бишофф; J.L, Fitzpatrick, J.A .; Розенбауэр, Р.Дж. (1992). «Растворимость и стабилизация икаита (CaCO3.6H2O) от 0 ° до 25 ° C ». Журнал геологии. 101 (1): 21–33. Bibcode:1993JG .... 101 ... 21B. Дои:10.1086/648194.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  19. ^ Марланд, Г. (1975). «Стабильность CaCO3.6H2О (икаите) ". Geochimica et Cosmochimica Acta. 39 (1): 83–91. Bibcode:1975GeCoA..39 ... 83M. Дои:10.1016/0016-7037(75)90186-6.
  20. ^ Каплан, M.E. (1979). «Псевдоморфозы кальцита (псевдогайлузит, ярровит, тонолит, глендонит, генноиши) в осадочных породах. Происхождение псевдоморфоз». Литология и минеральные ресурсы. 5: 125–141.
  21. ^ Совет, Т. С .; Беннет, П. С. (1993). «Геохимия образования икаита на озере Моно, Калифорния: последствия для происхождения туфовых насыпей». Геология. 21 (11): 971–974. Bibcode:1993Гео .... 21..971C. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1993) 021 <0971: GOIFAM> 2.3.CO; 2.
  22. ^ а б E.S. Дана (1884 г.). «Кристаллографическое исследование тонолита озера Лахонтан». Бюллетень геологической службы США (12): 429–450.
  23. ^ Броуэлл, Э. Дж. Дж. (1860). «Описание и анализ неописанного минерала из Джарроу Слейк». Полевой клуб натуралистов Тайнсайда. V: 103–104.
  24. ^ Shearman, D.J .; Смит, А.Дж. (1985). «Икаит, материнский минерал псевдоморфоз типа ярровита». Труды Геологической ассоциации, Лондон. 96 (4): 305–314. Дои:10.1016 / S0016-7878 (85) 80019-5.
  25. ^ Ито, Т. (1996). «Икайте из холодной родниковой воды в Шиовакка, Хоккайдо». Генко. 91 (6): 209–219. Дои:10.2465 / ганко.91.209.
  26. ^ Stein, C.L .; Смит, А.Дж. (1985). «Аутигенные карбонатные конкреции в Нанкайском желобе, Участок 583». Первоначальные отчеты DSDP. Первоначальные отчеты по проекту глубоководного бурения. 87: 659–668. Дои:10.2973 / dsdp.proc.87.115.1986.
  27. ^ Кеннеди, Г.Л .; Hopkins, D.M .; Пикторн, W.J. (1987). «Икаит, предшественник глендонита, в эстуарных отложениях в Барроу, Арктическая Аляска». Краткая программа ежегодного собрания. 9. Геологическое общество Америки: 725. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  28. ^ Swainson, I.P .; Хаммонд, Р.П. (2001). "Икайте, CaCO3.6H2O: Холодный комфорт для глендонитов как палеотермометров ». Американский минералог. 86 (11–12): 1530–1533. Дои:10.2138 / am-2001-11-1223.
  29. ^ Shearman, D.J .; McGugan, A .; Stein, C .; Смит, А.Дж. (1989). "Икайте, CaCO3.6H2O, предшественник тонолитов в четвертичных туфах и туфовых насыпях бассейнов озера Лахонтан и Моно, запад Соединенных Штатов ". Бюллетень Геологического общества Америки. 101 (7): 913–917. Bibcode:1989GSAB..101..913S. Дои:10.1130 / 0016-7606 (1989) 101 <0913: ICOPOT> 2.3.CO; 2.
  30. ^ Whiticar, M.J .; 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.
  31. ^ Schubert, C.J .; Nunberg, D .; Scheele, N .; Пауэр, Ф .; Kriews, M., C.J .; Nürnberg, D .; Scheele, N .; Пауэр, Ф .; Кривс, М. (1997). "13Истощение изотопов С в кристалле икаита: свидетельства выделения метана с сибирских шельфов? ». Геоморские письма. 17 (2): 169–174. Bibcode:1997GML .... 17..169S. Дои:10.1007 / s003670050023.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)

дальнейшее чтение

  • Янсен Дж. Х. Ф., Вонсдрегт К. Ф., Куистра М. Дж., Ван де Гааст С. Дж. (1987). «Псевдоморфозы икаита в глубоководном конусе Заира: промежуточное звено между кальцитом и пористым кальцитом». Геология. 15 (3): 245–248. Bibcode:1987Гео .... 15..245J. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1987) 15 <245: IPITZD> 2.0.CO; 2.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  • Джонстон Дж. Д. (1995). «Псевдоморфы по икаиту в ледниково-морском разрезе в далрадиане Донегола, Ирландия». Шотландский журнал геологии. 31 (1): 3–9. Дои:10.1144 / sjg31010003.
  • Кинг, К., (1878). США Геологическое изучение сороковой параллели. 1. Вашингтон, округ Колумбия, правительственная типография США.
  • Рассел, И. К. (1889). Четвертичная история долины Моно, Калифорния. Перепечатка из восьмого ежегодного отчета Геологической службы США, страницы 267–394. Artemisia Press, Ли Вининг, Калифорния 1984

внешняя ссылка