الألوم: التكوين والجيولوجيا والأنواع
Linas JuozenasShare
تكوين الألوم-(K)، الجيولوجيا والأنواع
كيف ينمو ألوم البوتاسيوم من الحمض والبخار والتبخر
ألوم البوتاسيوم، المعروف معدنيًا باسم الألوم-(K)، هو كبريتات مزدوجة مائية هشة تتشكل حيث تلتقي السوائل الحمضية الغنية بالكبريتات مع الألومنيوم والبوتاسيوم، ثم تجف بما يكفي للتبلور. أفضل تعبيراته الطبيعية هي ثماني الأوجه الجليدية، الميكروكريستالات الزجاجية، دروز الثلجية والقشور المتفتحة اللامعة على الأسطح البركانية، جدران المناجم، الكهوف أو الأسطح المتأثرة بالكبريتات.
هوية المعدن
ماذا يعني "الألوم" في علم المعادن
الألوم-(K) هو الشكل المعدني الطبيعي لألوم البوتاسيوم، كبريتات مزدوجة مائية بالصيغة KAl(SO4)2·12H2O. ينتمي إلى عائلة معادن الألوم التي يجتمع فيها كاتيون أحادي التكافؤ مثل البوتاسيوم أو الصوديوم أو الأمونيوم مع كبريتات الألومنيوم واثني عشر جزيء ماء.
الشكل المثالي الأكثر تمييزًا له هو ثماني الأوجه: هرميان متصلان عند القاعدة، شفاف أو أبيض، بوجوه مثلثة زجاجية. في الميدان، يظهر الألوم غالبًا كقشور متفتحة، دروز صغيرة متلألئة، طبقات بيضاء مسامية، ازدهار بودري أو نموات متدلّية دقيقة. الكيمياء نفسها التي تعطي الألوم مظهره الجليدي تجعله أيضًا هشًا. الماء والرطوبة ليسا مجرد مخاوف بسيطة؛ بل هما جزء من دورة حياة المعدن.
الهندسة ثمانية الأوجه
يمكن أن تنتج المحاليل المحايدة إلى المعتدلة أشكالًا ثمانية الأوجه واضحة، خاصة عندما تتوفر مساحة كافية وظروف مستقرة.
نمو متفتح
يتشكل معظم الألوم الطبيعي عندما تهاجر الرطوبة الغنية بالكبريتات إلى سطح، تتبخر وتترك قشرة معدنية خلفها.
هيكل غني بالترطيب
المياه الاثني عشر المرتبطة بالترطيب مركزية لهوية الألوم ومظهره وعدم استقراره. يمكن أن يغير الجفاف وإعادة الترطيب سطحه وشكله.
العلامة المميزة للحمض الكبريتي الكبريتي
ينتمي الألوم إلى بيئات تتشكل بواسطة حمض الكبريتيك، معادن الكبريتات، الصخور المتغيرة، أبخرة الفتحات البركانية أو تأكسد الكبريتيدات.
الألوم-(K) هو كبريتات الألومنيوم والبوتاسيوم المائية، معدن كبريتي هش قابل للذوبان في الماء يتبلور عن طريق التبخر أو تكثف البخار في بيئات حمضية كبريتية.
مكان حدوثه
حمض، ألومنيوم، بوتاسيوم وهواء جاف
يحتاج الألوم إلى تقاطع كيميائي محدد. يجب أن يكون حمض الكبريتيك أو السائل الغني بالكبريتات موجودًا، ويجب توفر الألمنيوم من الطين، الفلسبار، الصخور البركانية المتغيرة أو صخور الجدران، ويجب أن يدخل البوتاسيوم المحلول. وأخيرًا، يجب أن يركز التبخر أو التبريد المحلول بما يكفي لظهور البلورات.
الفومارولات البركانية والسولفاتارات
تتفاعل الأبخرة والمكثفات الحمضية مع السكوريا، جدران الفوهات والمادة البركانية المتغيرة. مع تبريد وجفاف الأسطح، يمكن أن يتكون الألوم كقشور، دروز أو بلورات صغيرة.
جدران ومكبات المناجم الحمضية
تنتج الكبريتيدات المؤكسدة حمض الكبريتيك. يذيب هذا الحمض الألمنيوم والقلويات من الصخور المحيطة، ثم يترسب أملاح الكبريتات خلال الفترات الجافة.
الفحم والرواسب الطينية
يمكن للطين الحامل للبيريت، الصخر الزيتي أو طبقات الفحم أن تولد مياه مسامية حمضية. حيث تساهم الطينات أو الفلسبارات الحاملة للبوتاسيوم بالأيونات، قد يتكون الألوم كإفرازات.
كهوف الحمض الكبريتي
يتفاعل الحمض الناتج عن أكسدة الكبريتيدات أو انبعاث كبريتيد الهيدروجين مع الصخور الحاملة للألمنيوم. في الكهوف المتأثرة بروث الطيور، قد ينضم ألوم الأمونيوم إلى المجموعة.
المناخات الدقيقة الجافة والمحمية
تحافظ الصخور المتدلية، والمداخل المحمية والأسطح الفومارولية الجافة على الأملاح القابلة للذوبان أفضل من الأسطح الخارجية المكشوفة.
مناطق الكبريتات المالحة الجافة
يمكن أن تظهر الهيدرات الأقل وأقاربها الغنية بالصوديوم حيث يؤدي التبخر الشديد والظروف الجافة جدًا إلى تغيير توازن الماء في أملاح الكبريتات.
قد ينتج النمو المستقر للمحلول بلورات أنظف. عادةً ما تنتج التسربات الموسمية والتبخر قشورًا، ازدهارًا، دروزًا، ستالاكتيتات وطبقات هشة.
مسارات التكوين
ثلاثة مسارات من سائل الكبريتات الحمضي إلى بلورة الألوم
ترسيب الفومارول
تتكثف الغازات البركانية والأبخرة الحمضية على الصخور الباردة. يتفاعل المكثف الغني بالكبريتات مع المادة البركانية المتغيرة، ملتقطًا الألمنيوم والبوتاسيوم. عندما يجف المحلول على السطح، يمكن أن يتكون ألوم-(K) كطبقات بلورية، أوكتاهيدرات دقيقة أو قشور.
مسار تصريف الحمض السوبرجيني
يتأكسد البيريت أو الماركايسيت بالقرب من السطح، مولدًا حمض الكبريتيك. يذيب هذا الماء الحمضي الألمنيوم من الطين أو الفلسبار ويجمع البوتاسيوم من الصخر الحاضن. خلال فترات الجفاف، يترك ماء المسام المركز أملاح الكبريتات خلفه.
كيمياء الكهوف وروث الطيور
في المناخات الدقيقة للكهوف، يمكن للحمض الكبريتي أن ينقش جدرانًا حاملة للألمنيوم. حيث يدخل الأمونيا من روث الطيور في الكيمياء، قد يتكون ألوم الأمونيوم المعروف بالتشيرميغيت مع الألونوجين، الجوربانيت أو معادن الكبريتات الحمضية الأخرى.
إعادة البناء الموسمية للرطب والجاف
العديد من قشور الألوم لا تتكون مرة واحدة فقط. إذ تذوب جزئيًا في مراحل الرطوبة، وتهاجر مع الرطوبة وتُعاد بلورتها خلال فترات الجفاف. يمكن لهذه الدورة أن تبني ازدهارًا متلألئًا أو تُخفت ببطء الأسطح الأقدم.
يخلق الحمض حركة، ويوفر الصخر الحاضن الألمنيوم والبوتاسيوم، وتكثف التبخر المحلول، ويسمح الهواء الجاف لوجوه البلورات أو القشور بالبقاء لفترة كافية ليُرى.
التكوين والملمس
كيف ينمو الألوم مع مجموعة الكبريتات
نادراً ما يظهر الألوم بمفرده في بيئة حمضية كبريتية ناضجة. ينتمي إلى نسيج معدني متغير قد يشمل كبريتات الألمنيوم المسامية المبكرة، كبريتات الحديد، كبريتات المغنيسيوم، الجبس، الكبريت وتعديلات مائية لاحقة. التسلسل غالبًا موسمي وليس ثابتًا: الرطوبة، تدفق الهواء، درجة الحرارة وكيمياء السائل تعيد كتابة السطح باستمرار.
أكثر القوام شيوعًا صغير لأن الألوم يتكون عند أو بالقرب من الأسطح المكشوفة. قد تظهر العينة دروز متلألئة عبر الحمم البركانية الداكنة، ازدهارًا أبيض على صخور المناجم المتغيرة، "ثريات" متدلية تحت تسرب، أو قشرة قطنية مسامية حيث تبخر السائل مرارًا. البلورات الفردية الحادة جذابة لكنها يجب أن تُحكم بحذر، لأن الألوم سهل النمو أيضًا خارج الطبيعة.
- طبقات دروزية: حقول كثيفة من البلورات الدقيقة التي تتلألأ مثل الصقيع تحت الضوء الجانبي.
- ازدهار متفتح: قشور ناعمة بيضاء إلى عديمة اللون تنتج عن تبخر محاليل الكبريتات.
- كتل متدلية: نمو نزولي حيث يتقطر أو يتسرب محلول غني بالكبريتات قبل الجفاف.
- البلورات الأوكتاهيدرية: أشكال أكثر حدة وجمعًا، عادةً تتطلب ظروف نمو مستقرة غير عادية.
- الأشكال المكعبة: ممكنة في ظروف محلول معينة، لكنها أقل شيوعًا من الأوكتاهيدرون الكلاسيكي للألوم.
| الملاحظة | المعنى المحتمل | ما الذي يجب البحث عنه |
|---|---|---|
| ألوم لامع فوق قشرة كبريتات باهتة | قد تكون حلقة جفاف لاحقة قد رسبت ألومًا أكثر نضارة فوق مادة أقدم. | تراكم الطبقات، أسطح علوية زجاجية وركيزة طباشيرية أقدم تحتها. |
| كبريتات خضراء أو زرقاء خضراء قريبة | معادن كبريتات الحديد مثل الميلانترات قد تكون جزءًا من نفس مجموعة تصريف الحمض. | احتفظ بتوثيق الارتباطات؛ هذه المعادن أيضًا حساسة للرطوبة. |
| كبريت أصلي مع قشور الألوم | قد تكون الظروف الفومارولية أو أبخرة حمضية غنية بالكبريت متورطة. | حبيبات الكبريت الصفراء، المصفوفة البركانية، القشور القريبة من الفتحة والتغير الكبريتي. |
| كتل كبريتات الألمنيوم القطنية | قد يسبق الألونوجين أو كبريتات الألمنيوم المائية المرتبطة الألوم. | ألياف حريرية، حصائر بيضاء ناعمة ونمو سطحي حساس جدًا. |
| بلورات جديدة قرب الشقوق المحمية | حماية مناخية دقيقة أفضل سمحت للملح القابل للذوبان بالبقاء. | التجاويف المتدلية، التجاويف المختومة، الأنفاق الجافة والزوايا المظللة للفومارول. |
الثبات والتغير
معدن مبني بالماء، يتلف بالماء
الألوم-(K) جميل لأنه غني بالماء، شفاف إلى أبيض وقادر على تكوين وجوه هندسية واضحة. وهو هش لنفس السبب. يمكن للرطوبة أن تذيب، تنقش، تهاجر أو تعيد تبلور السطح. يمكن للحرارة أن تطرد الماء من البنية. تقلبات الرطوبة قد تحول اللمعان إلى ازدهار بودري.
قابلية الذوبان في الماء
يمكن للماء أن يسبب حفرًا، أو يبهت، أو يمحو الأسطح الحساسة. الغسل غير مناسب لمعظم العينات الطبيعية.
تآكل الرطوبة
يمكن للهواء الرطب أن يلين الحواف ويُنتج أسطحًا غائمة، غير لامعة أو طباشيرية على البلورات التي كانت لامعة سابقًا.
حساسية الحرارة
يمكن للألوم أن يفقد الماء الهيكلي عند التسخين. حتى التعرض المعتدل للحرارة قد يكون ضارًا مع مرور الوقت.
انتقالات المائي
يمكن أن تظهر مراحل كبريتات منخفضة المائي ذات صلة في البيئات الجافة أو من خلال مسارات إزالة الماء.
بالنسبة للألوم، تعتبر علبة العرض جزءًا من بيئة المعدن. يمكن للتخزين الجاف والمغلق مع مادة مجففة أن يحافظ على ما قد يغيره الهواء المفتوح بسرعة.
المعادن المرتبطة
معادن الكبريتات التي تساعد في سرد القصة
يمكن أن تجعل المعادن المرتبطة عينة الألوم أكثر معنى لأنها تكشف الكيمياء المحيطة بها. في البيئات الفومارولية والسوبرجينية، قد يحدث الألوم مع كبريتات الألمنيوم المائية، كبريتات المغنيسيوم، كبريتات الحديد، الجبس، الكبريت وأقارب الألوم الصوديوم.
ألونوجين
كبريتات الألمنيوم المائية التي يمكن أن تشكل كتلًا ناعمة بيضاء حريرية وأليافية في بيئات الكبريتات الحمضية.
بيكرينجيت
كبريتات المغنيسيوم والألمنيوم التي توجد غالبًا في مجموعات كبريتات متفجرة في البيئات الجافة أو المرتبطة بالمناجم.
إبسوميت
كبريتات المغنيسيوم التي تشكل قشورًا وهياكل بلورية هشة قابلة للذوبان في الكهوف والمناجم والبيئات التبخيرية.
ميلانترت
كبريتات الحديد المرتبطة عادة بأكسدة البيريت وتصريف المناجم الحمضي، غالبًا ما تكون غير مستقرة في ظروف الغرفة العادية.
الجبس
كبريتات الكالسيوم الأكثر استقرارًا التي يمكن أن تظهر في مناطق تآكل الكبريتات الحمضية والبيئات التبخيرية.
الكبريت الأصلي
رفيق كلاسيكي في المناطق الفومارولية، يعطي تباينًا أصفر ويشير إلى كيمياء الكبريت البركانية.
يجب أن تحفز الألونوجين، الميلانترت، الإبسوميت والكبريت المجاور توثيقًا دقيقًا. غالبًا ما تكشف هذه المرافق ما إذا كان الألوم ينتمي إلى جدار منجم، كهف، تبخر أو قصة فومارولية.
مجموعة الألوم والأقارب المقربين
متغيرات البوتاسيوم، الصوديوم، الأمونيوم والمائي
تنظم عائلة الألوم حول كبريتات مزدوجة ذات صلة. يستخدم الهيكل الشائع ذو الإثني عشر مائي كاتيون أحادي التكافؤ، الألمنيوم والكبريتات مع اثني عشر جزيء ماء ترطيب. تختلف المعادن ذات الصلة ارتباطًا وثيقًا بالبوتاسيوم، الصوديوم، الأمونيوم أو بمحتوى مائي أقل. هذه الاختلافات مهمة لأنها تعكس الكيمياء المحلية والجفاف.
| المعدن أو المادة | الصيغة | البيئة النموذجية | تمييز مفيد |
|---|---|---|---|
| ألوم-(K) | KAl(SO4)2·12H2O | الفومارولات، جدران المناجم الحمضية، قشور الكبريتات السوبرجينية، الكهوف الجافة والأسطح التبخيرية المحمية. | المعدن الطبيعي لألوم البوتاسيوم؛ هوية ثمانية الأوجه الكلاسيكية، لكن القشور والتجويفات شائعة. |
| ألوم-(Na) | NaAl(SO4)2·12H2O | بيئات كبريتات غنية بالصوديوم ومجموعات تبخرية. | نظير الصوديوم للألوم؛ هش، قابل للذوبان وغالبًا ما يصعب تمييزه بدون تحليل. |
| تشيرميغيت | (NH4)Al(SO4)2·12H2O | الكهوف والمناجم حيث يتوفر الأمونيوم، خاصة في البيئات الحمضية المتأثرة بالغوانو. | ألوم الأمونيوم؛ السياق مهم لأنه يعكس تأثيرًا بيولوجيًا أو غنيًا بالنيتروجين. |
| كالينيت | KAl(SO4)2·11H2O | بيئات متفجرة جافة وبيئات كبريتات منخفضة المائي. | كبريتات الألمنيوم البوتاسيوم أحدى عشر مائي؛ محتوى مائي أقل من الألوم-(K). |
| مندوزيت | NaAl(SO4)2·11H2O | بيئات كبريتات تبخيرية جافة، غالباً غنية بالصوديوم. | كبريتات ألومنيوم الصوديوم أحد عشر هيدرات؛ قابلة للذوبان جداً وحساسة للرطوبة. |
| تماروجيت | NaAl(SO4)2·6H2O | بيئات جافة ومالحة؛ قد تتشكل بتغير هيدرات ألوم الصوديوم. | كبريتات ألومنيوم الصوديوم منخفضة الهيدرات؛ قد تظهر عادات بلورية لوحية إلى منشورية. |
| ألوم الكروم | KCr(SO4)2·12H2O | معروفة أكثر كمادة كيميائية صناعية أو مزروعة مخبرياً. | لا يجب تقديم البلورات البنفسجية الداكنة التعليمية أو الكيميائية كعينات طبيعية من معادن مجموعة الألوم ما لم يتم توثيق وجودها الطبيعي. |
تبدو العديد من معادن عائلة الألوم متشابهة للعين. قد يتطلب التعرف الدقيق على النوع سياق الموقع، المعادن المصاحبة والتأكيد التحليلي.
مواقع بارزة
أماكن كلاسيكية حيث تصبح كيمياء الألوم مرئية
سولفاتارا دي بوزولي، كامبانيا، إيطاليا
موقع سولفاتارا كلاسيكي ومنطقة مرجعية مهمة للألوم-(K)، مع بخار حمضي، صخور بركانية متغيرة وتعدين فومارولي غني بالكبريت.
فيسوفيوس، كامبانيا، إيطاليا
يمكن أن تتشكل قشور كبريتات فومارولية على الأسطح البركانية والحوائط الفوهية، غالباً مع الكبريت ومعادن كبريتات قابلة للذوبان أخرى.
منحدر كهف الألوم، تينيسي، الولايات المتحدة الأمريكية
بيئة منحدر وكهف غنية بالكبريتات محمية في جبال سموكي الكبرى، معروفة بالألوم-(K) والمعادن المصاحبة مثل الألونوجين، الإبسوميت والميلانترتيت.
فومارولات الصحراء، بوتوسي، بوليفيا
المواد الفومارولية في الأنديز العليا أنتجت ألوم-(K) مرتبط بالكبريت وهيدرات ألوم الصوديوم، بما في ذلك التماروجيت.
منجم مونتي أرسيتشيو، توسكانا، إيطاليا
مجموعة ثانوية حمضية كبريتية حيث يمكن أن يظهر الألوم-(K) مع كبريتات أخرى في تجمعات ونموات متفتتة.
البيئات الفومارولية الجافة والمناجم حول العالم
البيئات الجافة المحمية في الأنديز، الصين ومناطق أخرى غنية بالكبريتات قد تحافظ على معادن عائلة الألوم حيث تذوب في المناخات الأكثر رطوبة.
تشترك أقوى مواقع الألوم في موضوع كيميائي: حموضة كبريتية، صخور حاملة للألمنيوم، توفر القلويات وجفاف كافٍ للحفاظ على الأملاح القابلة للذوبان.
العناية الميدانية والعرضية
جمع معدن يمكن أن يتغير قبل وصوله إلى العلبة
الألوم يكافئ الملاحظة الدقيقة ويعاقب التعامل العشوائي. يمكن لسطحه أن يتغير من هش وزجاجي إلى باهت وطيني بسبب التعرض للرطوبة. تبدأ أفضل خطة للحفظ عند الاكتشاف: صوّر العينة، سجل الإعداد واحتفظ بالعينة جافة من البداية.
وثق في مكانها
صوّر العينة قبل إزالتها. قد يكون السياق الميداني أكثر قيمة من قطعة مفككة.
لا تغسل
يمكن للماء أن يذيب أو يسبب حفر أو يمحو أسطح الألوم. استخدم أدوات جافة فقط، وتجنب الفرك العنيف.
استخدم تغليفاً جافاً
ضع العينات في حاوية مغلقة مع مادة مجففة. استبدل أو أعد شحن هلام السيليكا عند الحاجة.
قلل من التعامل
استخدم يداً نظيفة وجافة، أو قفازات أو أدوات. تجنب التنفس مباشرة على الميكروكريستالات الطازجة تحت التكبير.
تجنب الغرف الرطبة
المطابخ، الحمامات، الأقبية، العلب الساحلية غير المختومة وخزائن العرض الرطبة يمكن أن تضر بالألوم.
احتفظ بتفاصيل الملصقات
سجل الموقع، البيئة الجيولوجية، المعادن المرتبطة، التاريخ، الجامع وملاحظات التخزين.
علبة صغيرة محكمة الإغلاق مع مادة مجففة ليست مبالغة للألوم. غالبًا ما تكون الفرق بين حفظ العينة ومشاهدتها تتحول إلى طبقة كبريتات باهتة.
الأسئلة الشائعة
أسئلة عن تكوين الألوم-(K)، الجيولوجيا والتنوع
هل الألوم-(K) هو نفسه الألوم البوتاسيوم الشائع؟
نعم، الألوم-(K) هو الاسم المعدني لكبريتات الألمنيوم والبوتاسيوم المائية الطبيعية دوديكاهايدرات، KAl(SO4)2·12H2صفر. يمكن أيضًا إنتاج نفس الكيمياء في المختبرات والفصول الدراسية، لذا يجب وصف الأصل بوضوح.
لماذا بلورات الألوم الطبيعية أقل شيوعًا من القشور؟
يتشكل الألوم الطبيعي غالبًا بالتبخر على الأسطح المكشوفة، حيث تهاجر السوائل، وتجف، وتذوب مرة أخرى وتعيد التبلور. هذه الظروف عادة ما تنتج طبقات، دروزة وتفتح أكثر من البلورات الكبيرة المعزولة.
أين يتشكل الألوم عادةً؟
يتشكل في بيئات حمضية كبريتاتية مثل الفوهات البركانية، السولفاتارات، جدران المناجم الحمضية، مناطق الفحم أو الطين المؤكسدة، الكهوف الجافة والميكروبيئات التبخيرية المحمية.
ما المعادن التي تتواجد عادة مع الألوم؟
قد تتواجد مع الألوم معادن كبريتات قابلة للذوبان مثل الألونوجين، البيكرينغيت، الإبسوميت، الميلانترتيت، الجبس، الكبريت الأصلي، التاماروجيت وغيرها، حسب البيئة.
هل يمكن غسل عينات الألوم؟
لا. الألوم قابل للذوبان في الماء وقد يتلف أو يمحى بالغسيل. الحفظ الجاف هو النهج الأكثر أمانًا.
ما الفرق بين الألوم والألونيت؟
الألوم-(K) هو كبريتات مزدوجة مائية طرية قابلة للذوبان في الماء. الألونيت هو كبريتات هيدروكسيد الألمنيوم والبوتاسيوم الأصعب بكثير والذي قد يتواجد في مناطق التغيير ويمكن أن يكون مصدرًا للبوتاسيوم والألمنيوم للمعادن الكبريتاتية القابلة للذوبان لاحقًا.
هل بلورات الألوم الكرومي البنفسجية معادن طبيعية؟
الألوم الكرومي معروف بشكل أفضل ككيميائي صناعي أو مخبري. لا ينبغي تسمية البلورات البنفسجية الداكنة المباعة للعروض أو الزينة كعينات معدنية طبيعية إلا إذا كان هناك توثيق لوجود طبيعي يدعم هذا الادعاء.
كيف يجب تخزين الألوم؟
خزنه جافًا، باردًا ومغلقًا، ويفضل في علبة صغيرة محكمة الإغلاق مع هلام السيليكا. تجنب الحرارة، الرطوبة، الماء، طرق الملح، سوائل التنظيف والعرض المفتوح في الغرف الرطبة.
النقاط الرئيسية
الألوم هو كيمياء حمض الكبريتات مجمدة في هندسة هشة
الألوم-(K) يتشكل حيث يلتقي الحموضة الغنية بالكبريتات مع الألمنيوم والبوتاسيوم، ثم تقوم التبخر بالعمل النهائي لتبلورها. توفر الفوهات البركانية، وجدران المناجم الحمضية، ومناطق تآكل الفحم والطين، والكهوف الجافة، والموائل الجافة المحمية جميعها الظروف المناسبة. تسجل أقاربه—الألوم-(Na)، التشيرميغيت، الكالينيت، المندوزيت والتاماروجيت—تحولات في كيمياء الكاتيون وحالة الترطيب. اقرأ الألوم من خلال بيئته، وروابطه، وعادته البلورية، وحداثته، ثم احفظه مثل الصقيع القابل للذوبان الذي هو عليه: جاف، مغلق، موثق ومتعامل معه بحذر.