Jump to content

Серпентинит

(Перенаправлено от серпентинированных )

Серпентинит из долины Мауриен , Савойи , Французские Альпы
Образец серпентинита из Национальной зоны отдыха Золотых Ворот , Калифорния, США.
Хромитный серпентинит (7,9 см (3,1 дюйма) по всему), Стирия провинция , Австрия. Протолит представлял собой верхний мантийный протерозойский палеозойский перидотит , который был размножался метаморфизирован во время девонского, пермского и мезозойского.
Плотно сложенный серпентинит из Альп -смокинга , Австрия . Крупным планом просмотр около 30 см × 20 см (12 дюймов × 8 дюймов).

Серпентинит - это метаморфическая порода, в основном из одной или нескольких серпантиновых групповых минералов, образованных почти для полной серпентизации мафических состоящая или ультрамафических пород . Его название произошло от сходства текстуры скалы с кожей змеи . [ 1 ] Серпентинит назывался Serpentine или Serpentine Rock , особенно в старых геологических текстах и ​​в более широких культурных условиях. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Поскольку большинство химических реакций, необходимых для синтеза ацетил-КоА , необходимых для базовых биохимических путей жизни, происходят во время серпентизации, серпентинитные тепловые вентиляционные отверстия являются кандидатом на окружающую среду, в которой возникла жизнь на Земле.

Формирование и минералогия

[ редактировать ]

Серпентинит образуется почти до полной мафиков до серпентизации ультрамафических скал . [ 7 ] Серпентинит может быть образован везде, где ультрамафическая порода проникла водой в области углекислого газа . [ 8 ] Это происходит в середине океанов и в предплечья мантии зон субдукции . [ 9 ] [ 10 ]

В последнем минеральном составе серпентинита обычно преобладает ящерит , хризотиль (два минерала змеиной подгруппы ) и магнетит ( Fe 3 O 4 ). Брусит ( Mg (OH) 2 ) и антигорит присутствуют реже. Ящерит, Хризотиль и Антигорит все имеют приблизительно формулу Mg 3 (Si 2 O 5 ) (OH) 4 или (Мг 2+ , Fe 2+ ) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 , но отличается от незначительных компонентов и в форме. [ 9 ] Дополнительные минералы, присутствующие в небольших количествах, включают Awaruite , другие нативные металлические минералы и сульфидные минералы . [ 11 ]

Офиолит национального парка Грос Морн , Ньюфаундленд . Офиолиты характерно имеют серпентинитовый компонент.

Производство водорода

[ редактировать ]

Реакция серпентинизации, включающая трансформацию фаялита (Fe-END Oper of Olivine ) водой в магнетит и кварц, также продуцирует молекулярный водород H 2 в соответствии со следующей реакцией:

Эта реакция очень напоминает реакцию SCHICORR, также продуцирующую газ водорода путем окисления Fe 2+ ионы в Fe 3+ ионы протонами h + воды. Два ч + затем превращаются в H 2 .

В реакции SchiCorr, два h + превращен в H 2 - это из двух ОЙ анионы , затем превращены в два оксидных аниона ( А 2− магнетита, ) непосредственно включена в кристаллическую решетку в то время как вода в избытке освобождается как побочный продукт реакции.

Водород, продуцируемый реакцией серпентинизации, важен, потому что он может подпитывать микробную активность в глубокой подземной среде. [ Цитация необходима ]

Гидротермальные вентиляционные отверстия и грязевые вулканы

[ редактировать ]
Белый карбонатный шпиль в гидротермальном поле утраченного города

Глубокие гидротермальные вентиляционные отверстия, расположенные на серпентините, недалеко от оси средних океанских хребтов, как правило, напоминают чернокожих курильщиков , расположенных на базальте , но излучают сложные углеводородов молекулы . Радужное поле среднего атлантического хребта является примером таких гидротермальных вентиляционных отверстий. Одна только серпентинизация не может обеспечить тепло для этих вентиляционных отверстий, которые должны быть в основном управлять магматизмом . Тем не менее, гидротермальное поле утраченного города , расположенное у оси среднего атлантического хребта, может быть обусловлено исключительно теплом серпентизации. Его вентиляционные отверстия отличаются от черных курильщиков, излучающих относительно прохладные жидкости (от 40 до 75 ° C (от 104 до 167 ° F)), которые высоко щелочной , высокий уровень магния и низкий уровень сероводорода . Вентиляционные отверстия накапливают очень большие дымоходы, высота до 60 метров (200 футов), составляя карбонатные минералы и брусит. Пышные микробные сообщества связаны с вентиляционными отверстиями. Хотя сами вентиляционные отверстия не состоят из серпентинита, они размещены в серпентините, по оценкам, сформированы при температуре около 200 ° C (392 ° F). [ 12 ] Отложения сепиолита на середине-океанических хребтах могли образовываться с помощью гидротермальной активности , управляемой серпентитом . [ 13 ] Тем не менее, геологи продолжают обсуждать, может ли только серпентинизация объяснить тепловой поток с поля Lost City. [ 12 ]

Предплечье от Марианса разломы зоны субдукции составляет большие серпентинитные грязные вулканы , которые извергают серпентинитовую грязь, которая поднимается через основной серпентинированной мантии предплечья . Изучение этих грязевых вулканов дает представление о процессах субдукции, а жидкости с высоким рН, выделяемые в вулкане, поддерживают микробное сообщество . [ 14 ] [ 10 ] Экспериментальное бурение в слой габбро на океанической коре возле середины океанов продемонстрировал наличие редкой популяции разрушающих углеводороды бактерий, . Они могут питаться углеводородами, продуцируемыми серпентизацией базовой ультрамафической породы . [ 15 ] [ 16 ]

Потенциальная «колыбель жизни»

[ редактировать ]

Серпентинитные тепловые вентиляционные отверстия являются кандидатом на окружающую среду, в которой возникла жизнь на Земле. [ 14 ] Большинство химических реакций, необходимых для синтеза ацетил-КоА , необходимых для основных биохимических путей жизни, происходят во время серпентина. [ 17 ] Кластеры сульфид-металла, которые активируют многие ферменты, напоминают сульфидные минералы, образующиеся во время серпентизации. [ 18 ]

Экология

[ редактировать ]
Серпентинитная экосистема на юге Новой Каледонии

Почвенное покрытие над серпентинитовой коренной породой имеет тенденцию быть тонкой или отсутствующей. Почва с серпантином плохо в кальция и других основных питательных веществ растений , но богата элементами, токсичными для растений, таких как хром и никель . [ 19 ] Некоторые виды растений, такие как Кларкия Францискана и некоторые виды манзаниты , адаптированы к жизни на выходах на серпентиниты . Однако, поскольку обнажения серпентинита мало и изолированы, их растительные сообщества являются экологическими островами , и эти отличительные виды часто находятся в значительной степени находящимися под угрозой исчезновения. [ 20 ] С другой стороны, растительные сообщества, адаптируемые к жизни на серпантиновых обнажениях новой Каледонии, сопротивляются смещению внедренных видов , которые плохо адаптированы к этой среде. [ 21 ]

Змеистые почвы широко распространены на Земле, частично отражая распределение офиолитов и других серпантиновых скал. [ 22 ] и Новой Каледонии существуют обнажения змеиных почв, На Балканском полуострове , Турции , острова Кипр , Альпах , Кубе Альп, Кубы и Новой Каледонии . В Северной Америке змеиные почвы также присутствуют в небольших, но широко распределенных районах на восточном склоне Аппалачских гор в восточной части Соединенных Штатов, а также в тихоокеанских хребтах Орегона и Калифорнии. [ Цитация необходима ]

Примечательные события серпентинита встречаются на Thetford Mines , Квебек ; Озеро Вальхалла , Нью -Джерси ; Графство Гила, штат Аризона ; Комплекс ящериц , Ящерица Пойнт, Корнуолл ; и в местах в Греции, Италии и других частях Европы. [ 23 ] Примечательные офиолиты, содержащие серпентинит, включают в Семейла Омана офиолит , офоолит Troodos на Кипре , Ньюфаундленд Офиолиты и основной офоолитовый пояс Новой Гвинеи . [ 24 ]

Использование

[ редактировать ]
Питьевые чашки, примеры Serpentinite Opurning от Zöblitz в Erzgebirgskreis
Зал колледжа в Университете Пенсильвании

Декоративный камень в архитектуре и искусстве

[ редактировать ]

Серпанциновая группа минералов имеет твердость MOHS от 2,5 до 3,5, поэтому серпентинит легко вырезан . [ 25 ] Оценки серпентинита выше в кальците , наряду с антиквариатом Verd ( форма брекчии серпентинита), исторически использовались в качестве декоративных камней для их мраморных качеств. Колледж зала в Университете Пенсильвании , например, построен из змеиного. Популярными источниками в Европе до контакта с Америкой были горный регион Пьемонт в Италии и Ларисе, Греция . [ 26 ] Серпентиниты используются во многих отношениях в искусстве и ремеслах. Например, камень был повернут в Zöblitz в Саксонии в течение нескольких сотен лет. [ 27 ]

Инуиты , с фитилем, для сжигания масла или жира для нагрева , и другие коренные жители арктических районов и меньше из южных районов использовали резной миску, в форме Serpentinite Qulliq или Kudlik изготовить свет и готовить. Инуиты сделали инструменты , а в последнее время резьба животных для торговли. [ 28 ]

Как очерон

[ редактировать ]

Разнообразие хлоритного талька сланца , связанного с альпийским серпентинитом, встречается в Val d'anniviers , Швейцария , и использовался для изготовления «очеровочных станов» ( немецкий : ofenstein ), резное каменное основание под чугунной плитой. [ 29 ]

Нейтронный щит в ядерных реакторах

[ редактировать ]

Серпентинит имеет значительное количество связанной воды , поэтому он содержит обильные атомы водорода, способные замедлять нейтроны путем упругого столкновения нейтронной термализации ( процесс ). Из -за этого серпентинит можно использовать в качестве сухого наполнителя внутри стальных курток в некоторых конструкциях ядерных реакторов . Например, в RBMK серии , как и в Чернобыле , он использовался для экранирования верхнего излучения , чтобы защитить операторов от выхода из нейтронов. [ 30 ] Серпантин также может быть добавлен в качестве агрегата с специальным бетоном, используемым в экранировании ядерного реактора для увеличения плотности бетона (2,6 г/см. 3 (0,094 фунт/куб)) и его захвата нейтронов поперечное сечение . [ 31 ] [ 32 ]

СО 2 Секвестрация

[ редактировать ]

Поскольку он легко поглощает углекислый газ , Serpentinite может использоваться для секвестрирования атмосферного диоксида углерода . [ 33 ] Чтобы ускорить реакцию, серпентинит может реагировать с диоксидом углерода при повышенной температуре в карбонизационных реакторах. Углекислый газ также может реагировать с щелочными отходами шахты из серпантиновых отложений, или углекислый газ может вводить непосредственно в подземные серпентиниты. [ 34 ] Серпентинит также может использоваться в качестве источника магния в сочетании с электролитическими клетками для очистки CO 2 . [ 35 ]

Культурные ссылки

[ редактировать ]

Это государственный рок Калифорнии , США и законодательного собрания Калифорнии, указал, что Serpentine был «официальным государственным роком и литологической эмблемой». [ 3 ] В 2010 году был введен законопроект, который удалил бы специальный статус Serpentine в качестве государственного рока из -за того, что он потенциально содержал хризотильный асбест . [ 36 ] Законопроект встретился с сопротивлением некоторых калифорнийских геологов, которые отметили, что подарок хризотилов не является опасным, если он не мобилизован в воздухе как пыль . [ 37 ] [ нуждается в обновлении ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Schoenherr, Allan A. (11 июля 2017 г.). Естественная история Калифорнии: второе издание . Univ of California Press. С. 35–. ISBN  9780520295117 Полем Получено 6 мая 2017 года .
  2. ^ "Зерпатин" . Merriam-Webster.com Словарь . Мерриам-Уэбстер . Получено 6 марта 2022 года .
  3. ^ Jump up to: а беременный Кодекс правительства Калифорнии § 425.2; видеть «Коды CA (правительство: 420-429,8)» . Архивировано из оригинала 28 июня 2009 года . Получено 24 декабря 2009 года .
  4. ^ Oakeshott, GB (1968). «Диапировые структуры в диапазоне Diablo, Калифорния» . AAPG Специальный том M8: диапиризм и диапиры . 153 : 228–243.
  5. ^ Флетт, JS (1913). «Геология ящерицы» . Материалы Ассоциации геологов . 24 (3): 118–133. Bibcode : 1913prga ... 24..118f . doi : 10.1016/s0016-7878 (13) 80008-9 .
  6. ^ González-Mancera, G.; Ortega-Gutiérrez, F.; Нава, NE; Arriola, HS (2003). «Mössbauer исследование змеиных минералов в ультрамафическом теле Техуитзинго, Южная Мексика» . Гипертонные взаимодействия . 148 (1–4): 61–71. Bibcode : 2003Hyint.148 ... 61G . doi : 10.1023/b: Hype.0000003765.32151.3b . S2CID   96761317 .
  7. ^ Халдар, Свапан Кумар (27 июля 2020 года). Введение в минералогию и петрологию . Elsevier Science. ISBN  9780128205853 Полем Получено 20 ноября 2022 года .
  8. ^ Муди 1976 , с. 136
  9. ^ Jump up to: а беременный Робертс, Б.А.; Proctor, J. (6 декабря 2012 г.). Экология областей с серпентизированными породами: мировоззрение . Springer Science & Business Media. п. 8. ISBN  978-94-011-3722-5 .
  10. ^ Jump up to: а беременный Альберс, Элмар; Бах, Вольфганг; Перес Гуссини, Марта; Маккаммон, Кэтрин; Фредерихс, Томас (2021). «Производство H2, управляемое серпентизацией от разрыва континентального распада до середины океана: неожиданные высокие показатели на западе Иберии» . Границы в науке Земли . 9 : 487. Bibcode : 2021freas ... 9..487a . doi : 10.3389/feart.2021.673063 . ISSN   2296-6463 .
  11. ^ Муди, Джудит Б. (апрель 1976 г.). «Серпентинизация: обзор». Литос . 9 (2): 125–138. Bibcode : 1976litho ... 9..125M . doi : 10.1016/0024-4937 (76) 90030-x .
  12. ^ Jump up to: а беременный Аллен, Дуглас Э.; Сейфрид, мы (март 2004 г.). «Серпентинизация и генерация тепла: ограничения от гидротермальных систем Lost City и Rainbow 1 1 1 -й редактор: JC Alt». Geochimica et Cosmochimica Acta . 68 (6): 1347–1354. doi : 10.1016/j.gca.2003.09.003 .
  13. ^ Мевел, Кэтрин (сентябрь 2003 г.). «Серпентинизация абиссальных перидотитов в середине океанических хребтов» . Comptes rendus Geoscience . 335 (10–11): 825–852. Bibcode : 2003crgeo.335..825m . doi : 10.1016/j.crte.2003.08.006 .
  14. ^ Jump up to: а беременный Фрайер, Патриция (15 января 2012 г.). «Серпентинит -вулканизм: наблюдения, процессы и последствия». Ежегодный обзор морской науки . 4 (1): 345–373. Bibcode : 2012Arms .... 4..345f . doi : 10.1146/annurev-marine-120710-100922 . ISSN   1941-1405 . PMID   22457979 .
  15. ^ Мейсон, Оливия У.; Накагава, Татсунори; Роснер, Мартин; Ван Ностранд, Джой Д.; Чжоу, Джижонг; Маруяма, Акихико; Фиск, Мартин Р.; Джованнони, Стивен Дж. (5 ноября 2010 г.). «Первое исследование микробиологии самого глубокого слоя океанской коры» . Plos один . 5 (11): E15399. Bibcode : 2010ploso ... 515399m . doi : 10.1371/journal.pone.0015399 . PMC   2974637 . PMID   21079766 .
  16. ^ Маршалл, Майкл (17 ноября 2010 г.). «Жизнь встречается в самом глубоком слое земной коры» . Новый ученый . Получено 3 декабря 2021 года .
  17. ^ Мартин, Уильям ; Рассел, Майкл Дж. (29 октября 2007 г.). «О происхождении биохимии в щелочном гидротермальном вентиляционном отверстии» . Философские транзакции Королевского общества B: биологические науки . 362 (1486): 1887–1926. doi : 10.1098/rstb.2006.1881 . PMC   2442388 . PMID   17255002 .
  18. ^ McCollom, TM; Seewald, JS (1 апреля 2013 г.). «Серпентиниты, водород и жизнь» . Элементы . 9 (2): 129–134. Bibcode : 2013Eleme ... 9..129M . Citeseerx   10.1.1.852.2089 . doi : 10.2113/gselents.9.2.129 . Получено 5 сентября 2021 года .
  19. ^ «Веб -сайт CVO - Serpentine и Serpentinite», архивировав 19 октября 2011 года на машине Wayback , Geology USGS/NPS на веб -сайте парков , сентябрь 2001 года, по состоянию на 27 февраля 2011 года.
  20. ^ «Серпентинит» . Президио Сан -Франциско . Служба национальных парков . Получено 3 сентября 2021 года .
  21. ^ «Флора новой части Каледонии- . Futura-ciences.com . 18 августа 2004 г. Получено 30 января 2013 года .
  22. ^ «6 Змеиных распределений почвы и влияния на окружающую среду» . Academic.oup.com . Получено 20 ноября 2022 года .
  23. ^ Виннанкас, Джон (1964). Минералогия для любителей . Принстон, штат Нью -Джерси: Ван Ностранд. С. 149–480. ISBN  0442276249 .
  24. ^ Philpotts, Энтони Р.; Ague, Jay J. (2009). Принципы магматической и метаморфической петрологии (2 -е изд.). Кембридж, Великобритания: издательство Кембриджского университета. п. 371. ISBN  9780521880060 .
  25. ^ Нессе, Уильям Д. (2000). Введение в минералогию . Нью -Йорк: издательство Оксфордского университета. п. 239. ISBN  9780195106916 .
  26. ^ Ашурст, Джон. ДИМА, ФРССИС Г. Сохранение здания и декоративного камня . Elsevier Butterworth-Heinemann, 1990, p. 51
  27. ^ Ева Мария Хойер: Саксонский змеи: камень и его использование . Издание Лейпциг , Лейпциг 1996, с. 20–22.
  28. ^ Керр, А.; Сквайры, GC "Серпентиниты и связанные с ними типы скал возле Хопдейла, Нунациавут: потенциал для ресурсов ремесленного резьбы" (PDF) . Отчет о геологической службе . 19 (1). Департамент природных ресурсов Ньюфаундленда и Лабрадора: 39–57 . Получено 3 сентября 2021 года .
  29. ^ Talcose-Schist от Canton Valais. Thomags Bonney, (Geol. Mag., 1897, NS, [IV], 4, 110--116) Аннотация
  30. ^ Литовский институт энергетики (28 мая 2011 г.). «Конструкция конструкций, компонентов, оборудования и систем» . Игналина исходная книга . Архивировано из оригинала 9 октября 2011 года . Получено 28 мая 2011 года .
  31. ^ Аминиан, А.; Нематоллахи, мистер; Хаддад, К.; Мехдизаде, С. (3–8 июня 2007 г.). Определение параметров экранирования для различных типов бетонов с помощью методов Монте -Карло (PDF) . ICENES 2007: Международная конференция по новым ядерным энергетическим системам. Сессия 12B: радиационные эффекты. Стамбул, Турция. п. 7. Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 года . Получено 28 мая 2011 года .
  32. ^ Абулфарадж, Уалид Х.; Салах М. Камаль (1994). «Оценка ильменита змеиного бетона и обычного бетона в качестве экранирования ядерного реактора». Радиационная физика и химия . 44 (1–2): 139–148. Bibcode : 1994rapc ... 44..139a . doi : 10.1016/0969-806x (94) 90120-1 . ISSN   0969-806X .
  33. ^ Фарханг, Ф.; Оливер, Тк; Рейсон, MS; Брент, GF; Моллой, Т.С.; Стокенхабер, м.; Кеннеди, Эм (март 2019 г.). «Растворение тепла, активированное Serpentine для секвестрации CO 2 : влияние осаждения кремнезема при различных температурах и значениях pH». Журнал CO 2 Использования . 30 : 123–129. doi : 10.1016/j.jcou.2019.01.009 . S2CID   104424416 .
  34. ^ Власть, я; Уилсон, SA; Dipple, GM (1 апреля 2013 г.). «Серпентинит -карбонизация для секвестрации CO 2 ». Элементы . 9 (2): 115–121. Bibcode : 2013eleme ... 9..115p . doi : 10.2113/gselents.9.2.115 .
  35. ^ Ли, Вэньчхи; Ли, Вэнь; Ли, Баоцин; Бай, Zongqing (февраль 2009 г.). «Электролиз и методы предварительной обработки тепла для содействия секвестрации CO 2 минеральной карбонизацией». Исследования и дизайн химического машиностроения . 87 (2): 210–215. Bibcode : 2009cerd ... 87..210L . doi : 10.1016/j.cherd.2008.08.001 .
  36. ^ Fimrite, Peter (16 июля 2010 г.). «Геологи протестуют против законопроекта о удалении государственного рока» . Сан -Франциско Хроника . Получено 17 апреля 2018 года .
  37. ^ Фразелл, Джули; Элкинс, Рэйчел; О'Гин, Энтони; Рейнольдс, Роберт; Мейерс, Джеймс. «Факты о змеиной скале и почве, содержащих асбест в Калифорнии» (PDF) . Каталог ANR . Калифорнийский отдел сельского хозяйства и природных ресурсов . Получено 17 апреля 2018 года .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c7a889cb23d5b02835b7501431491b53__1726612980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c7/53/c7a889cb23d5b02835b7501431491b53.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Serpentinite - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)