Пемза - Pumice

Не путать с жмых.
Образец высокопористой пемзы из г. Тейде вулкан на Тенерифе, Канарские острова. Плотность образца примерно 0,25 г / см3; масштаб в сантиметры.
Кутхины баты, обнажение пемзовой породы, расположенное в 4 км от истока. Река Озерная (Курильское озеро), у южной оконечности Полуостров Камчатка, Россия.

Пемза (/ˈпʌмɪs/), называется пумицит в виде порошка или пыли, это вулканическая порода который состоит из очень везикулярный грубое текстурированное вулканическое стекло, которое может содержать или не содержать кристаллы. Обычно это светлый цвет. Скория это еще одна везикулярная вулканическая порода, которая отличается от пемзы наличием более крупных пузырьков, более толстых стенок пузырьков, темного цвета и большей плотности.[1][2]

Пемза образуется при сильном выбросе сильно нагретой породы под высоким давлением из вулкан. Необычная пенистая конфигурация пемзы возникает из-за одновременного быстрого охлаждения и быстрого сброса давления. Сброс давления создает пузыри за счет понижения растворимость газов (в том числе воды и CO2 ), которые растворяются в лаве, в результате чего газы быстро исключить (как пузыри CO2 которые появляются при открытии газированного напитка). Одновременное охлаждение и сброс давления замораживают пузырьки в матрица. Высыпания под водой быстро охлаждаются, и создается большой объем пемзы может представлять опасность для грузовых судов.[3] Поры пемзы и пумицита могут иметь размеры в широком диапазоне. А именно, размер пор может достигать долей микрометра (мкм) и более грубых пор размером до 2–3 мм. Основное различие между пемзой и пумицитом заключается в размере зерен. Более конкретно, материал с размером зерна 2 мм и более (до крупных блоков) классифицируется как пемза. С другой стороны, материал с размером зерен менее 2 мм (включая мелкодисперсный материал) классифицируется как пумицит.[4]

Характеристики

Пемза состоит из очень микровезикулярный стекло пирокластический с очень тонкими полупрозрачными пузырьковыми стенками экструзионный вулканическая порода. Это обычно[5] но не исключительно кремний или же фельзический до промежуточного звена по составу (например, риолитовый, дацитовый, андезит, пантеллерит, фонолит, трахит ), но базальтовый и другие композиции известны. Пемза обычно бывает бледной, от белого, кремового, синего или серого до зелено-коричневого или черного. Он образуется, когда вулканические газы выделяющийся из вязкого магма образуют пузырьки, которые остаются в вязкой магме, когда она остывает до стекла. Пемза - распространенный продукт взрывных высыпаний (плинианский и игнимбрит -формирование) и обычно образует зоны в верхних частях кремнистых лав. Пемза имеет пористость 64–85% по объему, и он плавает на воде, возможно, в течение многих лет, пока в конечном итоге не заболачивается и не тонет.[6]

Скория отличается от пемзы большей плотностью. С более крупными пузырьками и более толстыми стенками пузырьков шлак быстро опускается. Разница является результатом более низкой вязкости магмы, образующей шлак. Когда присутствует большее количество газа, в результате получается более мелкозернистая пемза, известная как пумицит. Пемза считается вулканическое стекло потому что у него нет кристалл структура. Пемза различается по плотности в зависимости от толщины твердого материала между пузырьками; многие образцы плавают в воде. После взрыва Кракатау, плоты из пемзы дрейфовал в Индийском океане до 20 лет, среди них плавали стволы деревьев.[7] Фактически, пемзовые плоты рассредоточены и поддерживают несколько морских видов.[8] В 1979, 1984 и 2006 годах подводные вулканические извержения вблизи г. Тонга создали большие пемзовые плоты, некоторые размером до 30 километров (19 миль)[нужна цитата ] который проплыл сотни километров Фиджи.[9]

Есть две основные формы везикул. Большая часть пемзы содержит трубчатые микровезикулы, которые могут придавать шелковистую или волокнистую ткань. Удлинение микровезикул происходит за счет пластичный удлинение в вулканическом канале или, в случае пемзовых лав, во время потока. Другая форма пузырьков - от субсферической до сферической - возникает в результате высокого давление газа во время извержения.

  • Подробно иллюстрирует пористую природу.

  • Скалы из Епископский туф несжатый с пемзой слева; сжатый с Fiamme на правом.

  • Кусок пемзы длиной 15 см, поддерживаемый свернутым 20-долларовая банкнота США демонстрирует очень низкую плотность.

Этимология

Пемза - это вулканическая порода с пенистым видом. Название происходит от латинского слова «pumex», что означает «пена», и на протяжении всей истории ему давали много названий, потому что его образование было неясным. В прежние времена его называли «Spuma Maris», что на латыни означает «морская пена», потому что это был пенистый материал, который считался затвердевшей морской пеной. По той же причине он был также известен как «écume de mer» на французском языке и «Meerschaum» на немецком языке. Около 80 г. до н. Э. Оно называлось на латыни «lapis spongiae» из-за везикулярных свойств. Многие греческие ученые решили, что существуют разные источники пемзы, один из которых относится к категории морских кораллов.[10]

Место расположения

Пемзу можно найти по всему миру в результате континентального вулканического происхождения и подводного вулканического происхождения. Плавающие камни также могут разноситься океанскими течениями.[11] Как описано ранее, пемза образуется в результате извержения взрывоопасных вулканов при определенных условиях, поэтому естественные источники встречаются в вулканически активных регионах. Пемза добывается и вывозится из этих регионов. В 2011 году объем добычи пемзы в Италии и Турции составил 4 и 3 миллиона тонн соответственно; другими крупными производителями, объем которых превышает миллион тонн, были Греция, Иран, Чили и Сирия. Общее мировое производство пемзы в 2011 году оценивалось в 17 миллионов тонн.[12]

Азия

В странах Азии есть большие запасы пемзы, в том числе Афганистан, Индонезия, Япония, Сирия, Иран и восточный Россия. Значительное количество пемзы можно найти в Полуостров Камчатка на восточном фланге России. Эта область содержит 19 действующих вулканов и находится в непосредственной близости от Тихоокеанский вулканический пояс. Азия также является местом второго по опасности извержения вулкана в 20 веке. Гора Пинатубо, который разразился 12 июня 1991 г. в Филиппины. Ясень и пемза лапилли были распределены на милю вокруг вулкана. Эти выбросы заполнили траншеи, глубина которых когда-то достигала 660 футов. Из жерла вытеснилось столько магмы, что вулкан превратился в депрессию на поверхности Земли.[13] Другой известный вулкан, производящий пемзу, - это Кракатау. В результате извержения 1883 года было выброшено так много пемзы, что километры моря были покрыты плавающей пемзой, а в некоторых районах поднялись на 1,5 метра над уровнем моря.[14]

Европа

Европа - крупнейший производитель пемзы с месторождениями в Италия, индюк, Греция, Венгрия, Исландия и Германия. Италия является крупнейшим производителем пемзы из-за многочисленных извержений вулканов. На Эолийские острова Италии, остров Липари полностью состоит из вулканических пород, в том числе пемзы. Большое количество вулканических пород на Липари связано с многочисленными продолжительными периодами вулканической активности позднего периода. Плейстоцен (Тирренский ) до голоцена.[15]

Северная Америка

Пемзу можно найти по всей Северной Америке, в том числе на Карибские острова. В США пемзу добывают в Невада, Орегон, Айдахо, Аризона, Калифорния, Нью-Мексико и Канзас. Производство пемзы и пумицита в США в 2011 году оценивается в 380 000 тонн на сумму 7,7 млн ​​долларов, из которых примерно 46% приходится на Неваду и Орегон.[12] Айдахо также известен как крупный производитель пемзы из-за качества и яркости породы, обнаруженной в местных заповедниках.[16] Один из самых известных вулканов был Mount Mazama который извергся 7700 лет назад в Орегоне и оставил 300 футов пемзы и пепла вокруг вентиляционного отверстия. Извержение большого количества магмы привело к обрушению структуры, в результате чего образовалась кальдера, известная теперь как Кратерное озеро.[13]

Южная Америка

Чили является одним из ведущих производителей пемзы в мире.[17] В Puyehue-Cordón Caulle два сросшихся вулкана в Анды горы, выбросившие пепел и пемзу через Чили и Аргентина. Недавнее извержение в 2011 году нанесло ущерб региону, покрыв все поверхности и озера пеплом и пемзой.[18]

Африка

Кения, Эфиопия и Танзания есть отложения пемзы.[11]

Новая Зеландия

В Гаврская подводная гора вулкан произвел самое большое известное извержение глубоководного вулкана на Земле. Вулкан разразился в июле 2012 г. но оставался незамеченным, пока не увидели, как огромные куски пемзы плавают на Тихий океан. Покрывала из камня достигли толщины 5 метров.[19] Большая часть этой плавающей пемзы откладывается на северо-западном побережье Новая Зеландия и Полинезия острова.

Добыча полезных ископаемых

Добыча пемзы является экологически чистым процессом по сравнению с другими методами добычи, поскольку вулканическая порода откладывается на поверхности земли в виде рыхлых заполнителей. Материал добывается открытым способом. Почву удаляют с помощью техники, чтобы получить пемзу более чистого качества. Экраны для скальпирования используются для фильтрации загрязненной поверхностной пемзы органических почв и нежелательных пород. Взрывные работы не требуются, поскольку материал неуплотнен, поэтому используется только простая техника, такая как бульдозеры и экскаваторы. Для конкретных целей требуются пемза разного размера, поэтому дробилки используются для получения желаемых сортов, начиная от кускового, крупного, среднего, мелкого и сверхтонкого.[20]

Использует

Пемза - очень легкий, пористый и абразивный материал, который веками использовался в строительстве и индустрии красоты, а также в ранней медицине. Он также используется как абразивный, особенно в полирует, карандаш ластики, и производство каменный джинсы. Пемза также использовалась в ранней книжной индустрии для изготовления пергаментной бумаги и кожаных переплетов.[21] Пемза пользуется большим спросом, особенно для фильтрации воды, локализации разливов химических веществ, производства цемента,[22] садоводство и все больше и больше для индустрии домашних животных. Добыча пемзы в экологически уязвимых районах стала предметом более пристального внимания после того, как такая операция была остановлена ​​в американском штате Орегон, в Рок-Меса в южной части Три сестры в пустыне.[23]

Ранняя медицина

Пемза используется в медицинской промышленности более 2000 лет. Древняя китайская медицина использовала молотую пемзу вместе с землей. слюда и окаменелые кости добавляются в чаи, чтобы успокоить дух. Этот чай использовался для лечения головокружения, тошноты, бессонницы и тревожных расстройств. Проглатывание этих измельченных в порошок камней действительно способствовало смягчению узелков и позже использовалось с другими растительными ингредиентами для лечения рака желчного пузыря и проблем с мочеиспусканием. В западной медицине, начиная с начала 18 века, пемзу измельчали ​​до консистенции сахара и с другими ингредиентами использовали для лечения язв, в основном на коже и роговице. Отвары, подобные этим, также использовались, чтобы сделать раны более здоровыми. Примерно в 1680 году английский естествоиспытатель заметил, что порошок пемзы используется для стимуляции чихания.[24]

Личная гигиена

Брусочки пемзового мыла

Пемза использовалась в качестве материала для личной гигиены на протяжении тысячелетий. Это абразивный материал, который можно использовать в виде порошка или в виде камня для удаления нежелательных волос или кожи. В Древнем Египте уход за кожей и красота были важны, широко использовались макияж и увлажняющие средства. Одной из распространенных тенденций было удаление всех волос на теле с помощью кремов, бритв и пемзы. Пемза в порошкообразном виде использовалась для отбеливания зубов в Древнем Риме.[нужна цитата ] Уход за ногтями был очень важен в древнем Китае; ногти были обработаны пемзой, и пемза также использовалась для удаления мозолей. В римском стихотворении было обнаружено, что пемза использовалась для удаления омертвевшей кожи еще в 100 году до нашей эры, а, вероятно, и раньше.[25] С тех пор он использовался на протяжении многих эпох, в том числе Викторианская эпоха. Сегодня многие из этих методов все еще используются; пемза широко используется в качестве кожуры эксфолиант. Несмотря на то, что методы удаления волос развивались на протяжении веков, абразивные материалы, такие как пемза, также все еще используются. «Пемзу» часто используют в салонах красоты во время педикюр процесс удаления сухой и лишней кожи в нижней части стопы, а также мозоли. К некоторым добавкам добавлена ​​пемза мелкого помола. зубные пасты как полироль, подобный римскому, и легко удаляет зубной налет построить. Такая зубная паста слишком абразивна для повседневного использования. Пемза также добавляется в сильнодействующие чистящие средства для рук (например, лавовое мыло ) как мягкий абразив. Некоторые марки шиншилла пылевая ванна созданы с использованием порошковой пемзы. Старые косметические техники с использованием пемзы все еще используются сегодня, но более новые заменители получить легче.

Садоводство

Хорошая почва требует достаточного количества воды и питательных веществ, а также небольшого уплотнения, чтобы обеспечить легкий обмен газов. Корни растений требуют постоянного транспорта углекислого газа и кислорода к поверхности и от нее. Пемза улучшает качество почвы благодаря своим пористым свойствам, вода и газы могут легко транспортироваться через поры, а питательные вещества могут накапливаться в микроскопических отверстиях. Фрагменты пемзы неорганические, поэтому не разлагаются и не уплотняются. Еще одно преимущество этой неорганической породы заключается в том, что она не привлекает и не удерживает грибы или же насекомые. Дренаж очень важен в садоводстве, поскольку в нем присутствует пемза. обработка почвы намного проще. Использование пемзы также создает идеальные условия для выращивания таких растений, как кактусы и суккуленты так как он увеличивает задержку воды в песчаных почвах и снижает плотность глинистый почвы, чтобы обеспечить больший перенос газов и воды. Добавление пемзы в почву улучшает и увеличивает растительный покров, поскольку корни растений делают склоны более устойчивыми, поэтому это помогает уменьшить эрозия. Его часто используют на обочинах дорог и в канавах, а также на газонах и полях для гольфа для поддержания травяного покрова и ровности, которые могут ухудшиться из-за большого количества движения и уплотнения. По химическим свойствам пемза является pH нейтральный, он не является кислотным или щелочным.[26] В 2011 году 16% пемзы, добытой в США, использовалось в садоводческих целях.[12]

Строительство

Пемза широко используется для изготовления легких конкретный и изолирующий низкая плотность шлакоблоки. Везикулы, заполненные воздухом, в этой пористой породе служат хорошим изолятором.[13] Мелкозернистый вариант пемзы под названием пуццолан используется в качестве добавки в цемент и смешивается с Лайм для образования легкого, гладкого, похожего на штукатурку бетона. Эта форма бетона использовалась еще в Римский раз. Римские инженеры использовали его, чтобы построить огромный купол Пантеон с увеличением количества пемзы, добавляемой в бетон для более высоких высот конструкции. Он также широко использовался в качестве строительного материала для многих акведуки. Одно из основных применений пемзы в настоящее время в Соединенных Штатах - производство бетона. Эта порода использовалась в бетонных смесях в течение тысяч лет и продолжает использоваться для производства бетона, особенно в регионах, близких к местам отложения этого вулканического материала.[27]Новые исследования доказывают более широкое применение пемзы в бетонной промышленности. Пемза может действовать как вяжущий материал в бетоне, и исследователи показали, что бетон, состоящий из порошка пемзы до 50%, может значительно улучшить долговечность, но при этом снизить выбросы парниковых газов и потребление ископаемого топлива.[22]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джексон, Дж. А., Дж. Мель и К. Нойендорф (2005 г.) Глоссарий геологии Американский геологический институт, Александрия, Вирджиния. 800 стр. ISBN  0-922152-76-4
  2. ^ Макфи, Дж., М. Дойл и Р. Аллен (1993) Вулканические текстуры Руководство по интерпретации текстур вулканических пород Центр исследований рудных месторождений и разведки, Университет Тасмании, Хобарт, Тасмания .. 198 стр. ISBN  9780859015226
  3. ^ Редферн, Саймон. «Подводный вулкан создает огромные плавучие острова из скал, нарушая судоходство». Phys.org. Omicron Technology Ltd. Получено 25 апреля 2014.
  4. ^ Cekova, Blagica. «Структурные исследования природного сырья пемзы и трепеля из Республики Македония». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  5. ^ Venezia, A.M .; Флориано, M.A .; Deganello, G .; Росси, А. (июль 1992 г.). «Структура пемзы: исследование XPS и 27Al MAS ЯМР». Поверхностный и интерфейсный анализ. 18 (7): 532–538. Дои:10.1002 / sia.740180713.
  6. ^ Lockwood, J.P .; Хазлетт Р.В. (2010). Вулканы: мировые перспективы. Чичестер: Вили-Блэквелл. С. 184–185. ISBN  978-1-4051-6249-4.
  7. ^ Де Вантье, Л. М. (1992). «Сплав тропических морских организмов на плавучей коралле». Серия "Прогресс морской экологии". 86: 301–302. Bibcode:1992MEPS ... 86..301D. Дои:10.3354 / meps086301. Стволы и пемза, выброшенные на берег атолла Килинг в начале 1900-х годов, дрейфовали около 20 лет после извержения вулкана Кракатау в 1000 км к северо-востоку в 1883 году (Вуд-Джонс 1912)
  8. ^ Bryan, S.E .; Повар; Дж. П. Эванс; П.В. Colls; М.Г. Уэллс; М.Г. Лоуренс; J.S. Желе; А. Грейг; Р. Лесли (2004). «Рафтинг пемзы и распространение фауны в 2001–2002 годах в юго-западной части Тихого океана: отчет о дацитовом взрывном извержении подводной лодки из Тонги» (PDF). Письма по науке о Земле и планетах. 227 (1–2): 135–154. Bibcode:2004E и PSL.227..135B. Дои:10.1016 / j.epsl.2004.08.009. Архивировано из оригинал (PDF) на 2008-07-29. Получено 2007-07-14. Обилие и разнообразие таксонов обрастания в сочетании с длинной траекторией расселения (> 3500 км) и периодом флотации пемзы (≥ 1 года) подтверждают важность морской пемзы как механизма распространения морских организмов на большие расстояния.
  9. ^ «Новый остров и плот из пемзы в Тонгасе». Земная обсерватория НАСА. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 16 ноября 2006 г.. Получено 23 октября 2016.
  10. ^ Даффин, Кристофер Дж. (1 января 2012 г.). «История фармацевтического применения пемзы» (PDF). Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 375: 157–169. Дои:10.1144 / SP375.8. S2CID  129854945.
  11. ^ а б "Что такое пемза?". WorldAtlas.
  12. ^ а б c Крэнгл, Роберт Д. мл. (Январь 2012 г.). «Пемза и пумицит - Программа минеральных ресурсов Геологической службы США» (PDF). Геологическая служба США. Получено 25 ноября 2018.
  13. ^ а б c "Пемза: магматическая порода - изображения, определение и многое другое". geology.com.
  14. ^ "Пемза | вулканическое стекло". Энциклопедия Британника.
  15. ^ Liguori, V .; Sciorta, R .; Руиси В. (1 декабря 1984 г.). «Агрегаты пемзы острова Липари (Эолийские острова - Италия)». Бюллетень Международной ассоциации инженерной геологии. 30: 431–434. Дои:10.1007 / BF02594356. S2CID  127008263.
  16. ^ «Что такое пемза: происхождение пемзы: от камня до очищенного порошка пемзы». hesspumice.com.
  17. ^ Болен, Уоллес. «Пемза и пумицит» (PDF).
  18. ^ Тейлор, Алан. "Вулканический пепел и пемза из Пуйеуэ - Атлантика". www.theatlantic.com.
  19. ^ «Гавр - крупнейшее в мире извержение глубоководного вулкана». Радио Новой Зеландии. 12 июня 2018.
  20. ^ Герож, С. «Добыча пемзы и проблемы окружающей среды в Нью-Мексико» (PDF).
  21. ^ Даффин, Кристофер Дж. (1 января 2012 г.). «История фармацевтического применения пемзы» (PDF). Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 375: 157–169. Дои:10.1144 / SP375.8. S2CID  129854945.
  22. ^ а б Аскарян, Махья; Фахретаха Аваль, Сиаваш; Джошагани, Алиреза (22 января 2019 г.). «Комплексное экспериментальное исследование характеристик порошка пемзы в самоуплотняющемся бетоне (SCC)». Журнал устойчивых материалов на основе цемента. 7 (6): 340–356. Дои:10.1080/21650373.2018.1511486. S2CID  139554392.
  23. ^ Энциклопедия Орегона. Майкл Макклоски (Sierra Club 2005)
  24. ^ Даффин, Кристофер Дж. (1 января 2012 г.). «История фармацевтического применения пемзы» (PDF). Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 375: 157–169. Дои:10.1144 / SP375.8. S2CID  129854945.
  25. ^ Даффин, Кристофер Дж. (1 января 2012 г.). «История фармацевтического применения пемзы» (PDF). Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 375: 157–169. Дои:10.1144 / SP375.8. S2CID  129854945.
  26. ^ «Улучшение почвенного и другого садоводческого использования натуральной пемзы». hesspumice.com.
  27. ^ Грассер, Клаус. Строительство с пемзой (PDF). п. 64. Получено 23 марта 2019.

внешняя ссылка