Арагонит
| Арагонит | |
|---|---|
 Арагонит из Лос-Молинильос, Куэнка, Испания , ширина образца около 4 см. | |
| Общий | |
| Категория | Карбонатные минералы |
| Формула (повторяющаяся единица) | Са СО 3 |
| Имеет символ IMA. | Арг [1] |
| Кристаллическая система | орторомбический |
| Элементарная ячейка | la = 4,9598(5) Å, b = 7,9641(9) Å и c = 5,7379(6) Å при 25 °C. [2] |
| Идентификация | |
| Цвет | Могут быть разных цветов, но обычно красного или белого. |
| Кристальная привычка | Обычно дендритный или псевдошестиугольный; также могут быть игольчатыми , таблитчатыми, призматическими, коралловидными |
| Твиннинг | Циклический по {110}, образует псевдогексагональные агрегаты. Если полисинтетический, образует тонкие бороздки, параллельные [110]. |
| Расщепление | Хорошо с [110], Плохо с {110}. |
| Перелом | субконхоидальный |
| упорство | Очень хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 3.5–4 |
| Блеск | Стекловидный, восковой, смолистый |
| Полоса | Белый |
| прозрачность | От прозрачного до непрозрачного |
| Удельный вес | 2.94 |
| Оптические свойства | Двухосный (-) |
| Показатель преломления | п ω = 1,550 п ε = 1,650 |
| Двойное лучепреломление | δ = 0,155 |
| угол 2В | Измерено 18–19°. |
| Дисперсия | Слабый |
| Вымирание | Параллельно |
| Ультрафиолетовая флуоресценция | От слабого бело-голубого до сине-фиолетового |
| Растворимость | Растворим в кислотах и соленой воде (но занимает больше времени). |
| Общие примеси | Обычно стронций , цирконий , свинец |
| Другие характеристики | Термодинамически нестабильный, Морфы медленно превращаются обратно в кальцит. |
| Ссылки | [3] [4] |
Арагонит — карбонатный минерал и одна из трех наиболее распространенных природных кристаллических форм карбоната кальция ( Ca CO 3 ), остальные — кальцит и ватерит . Он формируется биологическими и физическими процессами, включая осадки из морской и пресноводной среды.
Кристаллическая решетка арагонита отличается от кристаллической решетки кальцита, что приводит к другой форме кристалла — ромбической кристаллической системе с игольчатым кристаллом . [5] Повторное двойникование приводит к образованию псевдошестиугольных форм. Арагонит может быть столбчатым или волокнистым, иногда в ветвящихся геликтитовых формах, называемых flos-ferri («железные цветы») из-за их связи с рудами железных рудников Каринтии . [6]
возникновение
[ редактировать ]Типичным местонахождением арагонита является Молина-де-Арагон в провинции Гвадалахара в Кастилии-Ла-Манча , Испания , в честь которой он был назван в 1797 году. [7] Арагонит встречается в этом местонахождении в виде циклических двойников внутри гипса и мергелей кеуперовой фации триаса . [8] Этот тип месторождения арагонита очень распространен в Испании, а также во Франции. [6]
Арагонитовая пещера, Охтинская арагонитовая пещера , расположена в Словакии . [9]
В США арагонит в виде сталактитов и «пещерных цветов» ( антодита ) известен из Карловых Вар и других пещер. [10] В течение нескольких лет в начале 1900-х годов арагонит добывали в Арагоните, штат Юта (ныне город-призрак). [11]
Массивные залежи оолитового арагонитового песка обнаружены на морском дне Багамских островов . [12]
высокого давления Арагонит — это полиморфная модификация карбоната кальция . Таким образом, он встречается в метаморфических породах высокого давления , например, образовавшихся в зонах субдукции . [13]
Арагонит естественным образом образуется почти во всех моллюсков раковинах , а также в виде известкового эндоскелета тепловодных и холодноводных кораллов ( Scleractinia ). Некоторые серпулиды имеют арагонитовые трубки. [14] Поскольку отложение минералов в раковинах моллюсков строго контролируется биологически, [15] некоторые кристаллические формы заметно отличаются от форм неорганического арагонита. [16] У некоторых моллюсков вся раковина арагонитовая; [17] в других арагонит образует лишь отдельные части биминеральной оболочки (арагонит плюс кальцит). [15] раковин арагонита Перламутровый слой ископаемых некоторых вымерших аммонитов образует переливающийся материал, называемый аммолитом . [18]
Арагонит также естественным образом образуется в эндокарпии Celtis occidentalis . [19]
Скелет некоторых известковых губок состоит из арагонита. [ нужна ссылка ]
Арагонит также образует в океане неорганические осадки, называемые морским цементом (в осадке ) или в виде свободных кристаллов (в толще воды). [20] [21] Неорганические отложения арагонита в пещерах могут встречаться в виде образований . [22] Арагонит часто встречается в серпентинитах, где богатые магнием поровые растворы, по-видимому, подавляют рост кальцита и способствуют осаждению арагонита. [23]
Арагонит метастабилен при низких давлениях у поверхности Земли и поэтому в окаменелостях обычно заменяется кальцитом. Арагонит старше каменноугольного периода практически неизвестен. [24]
Арагонит можно синтезировать путем добавления раствора хлорида кальция к раствору карбоната натрия при температуре выше 60 ° C (140 ° F) или к водно-этанольным смесям при температуре окружающей среды. [25]
Физические свойства
[ редактировать ]Арагонит представляет собой термодинамически нестабильную фазу карбоната кальция при любом давлении ниже 3000 бар (300 000 кПа) и любой температуре. [26] Тем не менее арагонит часто образуется в приповерхностных средах при температуре окружающей среды. Слабые силы Ван-дер-Ваальса внутри арагонита вносят важный вклад как в кристаллографические, так и в упругие свойства этого минерала. [27] Разница в стабильности между арагонитом и кальцитом, измеряемая свободной энергией образования Гиббса , невелика, и влияние размера зерна и примесей может быть важным. Образование арагонита при температурах и давлениях, при которых стабильной полиморфной модификацией должен быть кальцит, может быть примером ступенчатого правила Оствальда , согласно которому первой образуется менее стабильная фаза. [28] Присутствие ионов магния может ингибировать образование кальцита в пользу арагонита. [29] После образования арагонит имеет тенденцию превращаться в кальцит по шкале 10. 7 до 10 8 годы. [30]
Минерал ватерит , также известный как μ-CaCO 3 , представляет собой еще одну фазу карбоната кальция, которая метастабильна в условиях окружающей среды, типичных для поверхности Земли, и разлагается даже быстрее, чем арагонит. [31] [32]
Использование
[ редактировать ]В аквариумах арагонит считается незаменимым для воспроизведения рифовых условий. а также поддерживает pH воды близким к естественному уровню, чтобы предотвратить растворение биогенного Арагонит обеспечивает материалы, необходимые для большей части морской жизни , карбоната кальция . [33]
Арагонит успешно прошел испытания на удаление таких загрязняющих веществ, как цинк , кобальт и свинец, из загрязненных сточных вод. [34]
Галерея
[ редактировать ]
Кристаллы арагонита из Куэнки, Кастилия-Ла-Манча, Испания.
Кристаллический кластер арагонита из Испании.
Остаток биогенного арагонита (тонкая радужная оболочка) на аммонитовых бакулитах ( сланец Пьер , поздний мел , Южная Дакота)
с помощью сканирующего электронного микроскопа . Изображение слоев арагонита в перламутре голубой мидии ( Mytilus edulis )
Флуоресценция арагонита
См. также
[ редактировать ]- Арагонитовое море
- Икаит, CaCO 3 ·6H 2 O
- Список минералов
- Моногидрокальцит, CaCO 3 ·H 2 O
- Перламутр , иначе известный как «Перламутр».
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ Диккенс, Б.; Боуэн, Дж. С. (1971). «Уточнение кристаллической структуры арагонитовой фазы CaCO(3)» . Журнал исследований Национального бюро стандартов . Раздел A. 75А (1): 27–32. дои : 10.6028/jres.075A.004 . ПМК 6715969 . ПМИД 34876711 .
- ^ «Свойства арагонита, распространение »Геология» . 26 октября 2021 г.
- ^ Арагонит , Mindat.org
- ^ Брэгг, Уильям Лоуренс (1 января 1924 г.). «Строение арагонита» . Труды Лондонского королевского общества. Серия А, содержащая статьи математического и физического характера . 105 (729): 16–39. Бибкод : 1924РСПСА.105...16Б . дои : 10.1098/rspa.1924.0002 . ISSN 0950-1207 .
- ^ Перейти обратно: а б Синканкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, Нью-Джерси: Ван Ностранд. стр. 371–372. ISBN 0442276249 .
- ^ Кэрнкросс, Б.; Маккарти, Т. (2015). Понимание минералов и кристаллов . Кейптаун: Природа Струика. п. 187. ИСБН 978-1-43170-084-4 .
- ^ Кальво, Мигель (2012). Минералы и рудники Испании. Том V. Карбонаты и нитраты . Мадрид: Высшая техническая школа горных инженеров Мадрида. Фонд Гомеса Пардо. стр. 314–398. ISBN 978-84-95063-98-4 .
- ^ Пуканска, Катарина; Бартош, Кароль; Белла, Павел; Гашинец, Юрай; Блистан, Питер; Кованич, Людовит (4 июля 2020 г.). «Измерение и топография высокого разрешения арагонитовой пещеры Охтина на основе TLS и цифровой фотограмметрии» . Прикладные науки . 10 (13): 4633. дои : 10.3390/app10134633 .
- ^ Гонсалес, Луис А.; Ломанн, Кайгер К. (1988). «Контроль минералогии и состава спелеановых карбонатов: Карловарские пещеры, Нью-Мексико». У Джеймса, Ноэль П.; Шокетт, Филип В. (ред.). Палеокарст . Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 81–101. дои : 10.1007/978-1-4612-3748-8 . ISBN 978-1-4612-3748-8 .
- ^ Балаз, Кристина (2009). Путеводитель исследователя: Юта . Вермонт: Countryman Press. п. 368. ИСБН 978-0-88150-738-6 .
- ^ Ньюэлл, Норман Д.; Перди, Эдвард Г.; Имбри, Джон (1960). «Багамский оолитовый песок». Журнал геологии . 68 (5): 481–497. Бибкод : 1960JG.....68..481N . дои : 10.1086/626683 . ISSN 0022-1376 . S2CID 129571671 .
- ^ Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 336–337. ISBN 9780195106916 .
- ^ Боггс, Сэм (2006). Принципы седиментологии и стратиграфии (4-е изд.). Река Аппер-Сэддл, Нью-Джерси: Пирсон Прентис Холл. стр. 161–164. ISBN 0131547283 .
- ^ Перейти обратно: а б Белчер, AM; Ву, XH; Кристенсен, Р.Дж.; Хансма, ПК; Стаки, Грузия; Морс, Делавэр (май 1996 г.). «Контроль переключения и ориентации кристаллической фазы с помощью растворимых белков раковины моллюсков». Природа . 381 (6577): 56–58. Бибкод : 1996Natur.381...56B . дои : 10.1038/381056a0 . S2CID 4285912 .
- ^ Шатейнер, Д.; Угения, С.; Краусс, К.; Белхир, М.; Моралес, М. (февраль 2010 г.). «Структурные искажения биогенного арагонита в сильно текстурированных слоях раковин моллюсков». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел B: Взаимодействие пучков с материалами и атомами . 268 (3–4): 341–345. Бибкод : 2010NIMPB.268..341C . дои : 10.1016/j.nimb.2009.07.007 .
- ^ Лофтус, Эмма; Роджерс, Кейт; Ли-Торп, Джулия (ноябрь 2015 г.). «Простой метод установления соотношения кальцит:арагонит в археологических раковинах моллюсков: КАЛЬЦИТ:АРАГОНИТ В АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ РАКУШКАХ». Журнал четвертичной науки . 30 (8): 731–735. дои : 10.1002/jqs.2819 . S2CID 130591343 .
- ^ Михалюк, Кейт А.; Левинсон, Альфред А.; Холл, Рассел Л. (весна 2001 г.). «Аммолит: радужный окаменелый аммонит из южной Альберты, Канада» (PDF) . Драгоценные камни и геммология . 37 (1): 4–25. дои : 10.5741/GEMS.37.1.4 . Проверено 1 августа 2021 г.
- ^ Ван, Чан; Джарен, А. Хоуп; Амундсен, Рональд (1996). «Возможность датирования [углеродом 14] биогенного углерода в эндокарпиях Hackberry (Celtis)» (PDF) . Четвертичные исследования . 47 : 337–343. дои : 10.1006/qres.1997.1894 . S2CID 49232599 . [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Бялик, Ор М.; Сисма-Вентура, Гай; Фогт-Винсент, Ноам; Сильверман, Джейкоб; Кац, Тимор (24 сентября 2022 г.). «Роль океанических абиотических карбонатных осадков в будущем регулировании CO2 в атмосфере» . Научные отчеты . 12 (1): 15970. doi : 10.1038/s41598-022-20446-7 . ПМЦ 9509385 . ПМИД 36153366 .
- ^ Такер, Морис Э. (1990). Карбонатная седиментология . Оксфорд [Англия]: Научные публикации Блэквелла. ISBN 9781444314175 .
- ^ Нессе 2000 , с. 337.
- ^ Бонатти, Э.; Лоуренс-младший; Хэмлин, PR; Брегер, Д. (август 1980 г.). «Арагонит из глубоководных ультраосновных пород». Geochimica et Cosmochimica Acta . 44 (8): 1207–1214. Бибкод : 1980GeCoA..44.1207B . дои : 10.1016/0016-7037(80)90074-5 .
- ^ Раннегар, Б. (1987). «Микроструктуры раковин кембрийских моллюсков, воспроизведенные фосфатом». Алчеринга: Австралазийский журнал палеонтологии . 9 (4): 245–257. дои : 10.1080/03115518508618971 .
- ^ Санд, К.К., Родригес-Бланко, Дж.Д., Маковицки, Э., Беннинг, Л.Г. и Стипп, С. (2012) Кристаллизация CaCO3 в смесях воды и этанола: сферолитовый рост, стабилизация полиморфа и изменение морфологии. Кристаллический рост и дизайн, 12, 842–853. два : 10.1021/cg2012342 .
- ^ Карлсон, WD (1980). «Равновесие кальцит-арагонит: эффекты замещения Sr и беспорядка в ориентации анионов» . Американский минералог . 65 (11–12): 1252–1262 . Проверено 31 июля 2021 г.
- ^ Улиан, Джанфранко; Вальдре, Джованни (01 сентября 2022 г.). «Структурное и упругое поведение арагонита при высоком давлении: вклад моделирования из первых принципов» . Вычислительное материаловедение . 212 : 111600. doi : 10.1016/j.commatsci.2022.111600 . hdl : 11585/893023 . ISSN 0927-0256 . S2CID 250059382 .
- ^ Файф, WS (1964). «Проблема кальцит-арагонита» (PDF) . Бюллетень AAPG . 48 (4): 526 . Проверено 31 июля 2021 г.
- ^ Китано, Ясуси; Парк, Килхо; Худ, Дональд В. (ноябрь 1962 г.). «Синтез чистого арагонита». Журнал геофизических исследований . 67 (12): 4873–4874. Бибкод : 1962JGR....67.4873K . дои : 10.1029/JZ067i012p04873 .
- ^ Блатт, Харви; Миддлтон, Джерард; Мюррей, Рэймонд (1980). Происхождение осадочных пород (2-е изд.). Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 0136427103 .
- ^ Ни, М.; Ратнер, Б.Д. (2008). «Дифференциация полиморфов карбоната кальция с помощью методов анализа поверхности - исследование XPS и TOF-SIMS» . Серфинг. Интерфейс Анал . 40 (10): 1356–1361. дои : 10.1002/sia.2904 . ПМК 4096336 . ПМИД 25031482 .
- ^ Камия, Каничи; Сакка, Сумио; Терада, Кацуюки (ноябрь 1977 г.). «Образование арагонита в результате осаждения моногидрата карбоната кальция». Бюллетень исследования материалов . 12 (11): 1095–1102. дои : 10.1016/0025-5408(77)90038-1 .
- ^ Орр, JC и др. (2005)Антропогенное закисление океана в XXI веке и его влияние на кальцифицирующие организмы. Природа 437: 681-686
- ^ Келер, С., Кубильяс и др. (2007)Удаление кадмия из сточных вод оболочками арагонита и влиянием других двухвалентных катионов. Экологические науки и технологии, 41, 112–118. два : 10.1021/es060756j
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Национальный | |
|---|---|
| Другой | |
