Минеральное изменение

Изменение минералов относится к различным естественным процессам, которые изменяют минерала состав химический или кристаллографию .

Изменение минералов по существу регулируется законами термодинамики , связанными с сохранением энергии , соответствующими условиям окружающей среды, часто в присутствии катализаторов , наиболее распространенным и влиятельным из которых является вода (H ₂ O).

Степень и масштабы времени изменения различных минералов различаются в зависимости от исходного продукта, его физических свойств и подверженности изменениям. Некоторые минералы, такие как кварц и циркон, очень устойчивы к изменениям в нормальных условиях выветривания. кварц может превратиться в стишовит Однако при сильном давлении , а циркон в критолит ( метамиктовый циркон) с изменением количества радиоактивных компонентов и времени.

В некоторых случаях минерал изменяется, сохраняя при этом свою внешнюю форму, известную как псевдоморф .

Изменение минералов заметно отличается от процесса метаморфизма изменения горных пород . Оно также отличается от выветривания . Однако эти процессы способствуют изменению минералов. Некоторые минералы являются членами серии твердых растворов и представляют собой образцы ряда изменений состава в континууме и, таким образом, не являются продуктами «изменения минералов».

Примеры минеральных изменений

Окисление

Распространенным примером окисления является то, что природный минерал двухвалентного железа, такой как пирит, окисляется с образованием гетита или других трехвалентного железа гидроксидов или сульфатов . 5(4x + 3)/2 = у

Гидратация и обезвоживание

При длительном высыхании обычный водно -сульфатный минерал , называемый гипсом, легко превращается в безводный сульфат, называемый ангидритом .

CaSO ₄ ·2H ₂ O <=> CaSO ₄

Это обратимая реакция.

Каолинизация

Каолинизацией называют превращение щелочного полевого шпата в глинистый минерал каолинит в присутствии слабокислых растворов. Дождь легко растворяет углекислый газ (CO ₂ ) из атмосферы, способствуя выветриванию гранитных пород. Как показано в следующей реакции, в присутствии угольной кислоты и воды калиевый полевой шпат превращается в каолинит с ионом калия, бикарбонатом и кремнеземом в растворе в качестве побочных продуктов.

2 KAlSi ₃ O ₈ + 2 H ₂ CO ₃ + 9 H ₂ O => Al ₂ Si ₂ O ₅ (OH) ₄ + 4 H ₄ SiO ₄ + 2 K ⁺ + _2HCO3 ⁻

Эпидотизация

Эпидотизация — это процесс изменения, при котором полевые шпаты плагиоклаза превращаются в минералы группы эпидота .

Хлоритизация

Хлоритизация – это превращение минералов пироксена или амфибола в минералы группы хлорита . Хлоритизация — обычный процесс метаморфических переходов к зеленосланцевой фации и амфиболитовой фации ретроградному метаморфизму .

Изменения, вызванные шоком

Как наблюдалось в астроблемах, таких как ударные кратеры , и вокруг них, обычные кристаллы кремнезема или кварца могут превращаться в минералы стишовит и коэсит в результате ударов метеоритов, создавая среду экстремального давления и высокой температуры.

Радиоактивный распад

Типичным примером изменения радиоактивного распада является ситуация, когда радиоактивный элемент, содержащий циркона или алланита, кристаллы становится метамиктным или аморфным из-за структурного повреждения.

Серпентинизация

Серпентинизация — это процесс изменения минералов, который приводит к образованию серпентиновой группы минералов, главным образом из группы оливина , при этом гидратация и изменения давления являются основными факторами.

Доломитизация

Доломитизация относится к различным предполагаемым способам, при которых преимущественно кальцитом богатая кальций содержащая осадочная порода, такая как известняк, может превращаться в магнезиальным доломитом , богатый доломит . Вероятным виновником является диагенез , который включает в себя большое количество воды и довольно низкую температуру в качестве катализатора ионного обмена . Реакция следующая:

2CaCO _{3(известняк)} + Mg ²⁺ -> CaMg(CO ₃ ) _{2(доломит)} + Ca ²⁺

Пиритизация

Пиритизация включает ионное замещение атомами железа и серы , которые в совокупности образуют минерал пирит .

Опализация

Опализация — это превращение аморфного кремнезема, часто в виде органических остатков кремнистых микрофоссилий в литифицированных осадочных породах, в минералоидный опал .

Уралитизация

Уралитизация — процесс дейтерического изменения пироксена (чаще всего авгита ) с образованием амфибола ( актинолита - тремолита ). Изменение происходит либо на поздних стадиях магматической кристаллизации при низких температурах (< 500 ° C), либо во время событий слабого метаморфизма (метаморфизм субзеленосланцевой фации). Реакция является параморфной, то есть структура минерала изменяется, но сохраняется его первоначальный химический состав.