Hliník: Tvorba a geologické odrůdy
Linas JuozenasSdílet
Vznik, geologie a odrůdy Alum-(K)
Jak roste draselný alum z kyseliny, par a odpařování
Draselný alum, mineralogicky nazývaný alum-(K), je křehký hydratovaný dvojitý síran, který vzniká tam, kde se kyselé síranem bohaté roztoky setkávají s hliníkem a draslíkem a poté dostatečně vyschnou, aby krystalizovaly. Jeho nejjemnější přírodní projevy jsou ledové oktaedry, sklovité mikokrystaly, sněhové drúzy a jasné eflorescenční krusty na sopečných, důlních stěnách, jeskynních nebo síranem zvětralých površích.
Minerální identita
Co znamená „Alum“ v mineralogii
Alum-(K) je přírodní minerální forma draselného alumu, hydratovaný dvojitý síran se vzorcem KAl(SO4)2·12H2O. Patří do rodiny alumových minerálů, ve kterých monovalentní kation, jako je draslík, sodík nebo amonium, kombinuje s hliníkovým síranem a dvanácti molekulami vody.
Jeho nejrozpoznatelnější ideální tvar je oktaedr: dvě pyramidy spojené základnou, průhledné nebo bílé, s lesklými trojúhelníkovými plochami. V terénu se však alum častěji vyskytuje jako eflorescenční krusty, drobné třpytivé drúzy, pórovité bílé povlaky, práškový povlak nebo jemné stalaktitické útvary. Stejná chemie, která dává alumu jeho ledový vzhled, ho také činí zranitelným. Voda a vlhkost nejsou drobné problémy; jsou součástí životního cyklu minerálu.
Oktaedrická geometrie
Neutrální až mírně vhodná růstová roztoky mohou vytvořit ostré oktaedrické tvary, zejména pokud mají krystaly dostatek prostoru a stabilní podmínky.
Eflorescenční růst
Většina přírodního alumu vzniká, když vlhkost bohatá na sírany migruje na povrch, odpařuje se a zanechává minerální krustu.
Struktura bohatá na hydráty
Dvanáct molekul vody hydratace je klíčových pro identitu, vzhled a nestabilitu alumu. Dehydratace a rehydratace mohou změnit jeho povrch a tvar.
Kyselá síranová charakteristika
Alum patří do prostředí formovaných kyselinou sírovou, síranovými minerály, přeměněnými horninami, fumarolovými parami nebo zvětráváním sulfidů.
Alum-(K) je dodekahydrát síranu hlinitodraselného, křehký, ve vodě rozpustný síranový minerál, který krystalizuje odpařováním nebo chemickými procesy kondenzace par v kyselých síranových prostředích.
Kde se vyskytuje
Kyselina, hliník, draslík a suchý vzduch
Alun potřebuje specifické chemické spojení. Musí být přítomna kyselina sírová nebo sulfátem bohatý roztok, hliník musí být dostupný z jílů, živců, pozměněné sopečné horniny nebo mateřské horniny a draslík musí vstoupit do roztoku. Nakonec musí odpařování nebo ochlazení dostatečně koncentrovat roztok, aby se objevily krystaly.
Sopečné fumaroly a solfatary
Kyselé výpary a kondenzáty reagují se skorií, stěnami kráterů a pozměněným sopečným materiálem. Jak povrchy chladnou a vysychají, může se tvořit alun jako krusty, drúzy nebo malé krystaly.
Kyselé stěny dolů a skládky
Oxidující sulfidy produkují kyselinu sírovou. Tato kyselina vyluhuje hliník a alkalické kovy z okolní horniny a během suchých fází sráží sulfátové soli.
Uhelné a jílovité sedimenty
Jíly, břidlice nebo uhelné vrstvy obsahující pyrit mohou vytvářet kyselé pórové vody. Kde jíly nebo živce obsahují draslík, může se alun tvořit jako výkvět.
Jeskyně s kyselinou sírovou
Kyselina vzniklá oxidací sulfidů nebo odplyněním sirovodíku reaguje s horninou obsahující hliník. V jeskyních ovlivněných guánem může být součástí sady amonný alun.
Suchá chráněná mikroklimata
Převisy skal, chráněné štoly a suché fumarolové povrchy uchovávají rozpustné soli lépe než vystavené venkovní povrchy.
Suché slané sulfátové zóny
Nižší hydráty a sodíkem bohatí příbuzní se mohou objevit tam, kde intenzivní odpařování a velmi suché podmínky mění vodní bilanci sulfátových solí.
Stabilní růst roztoku může produkovat čistší krystaly. Sezónní prosakování a odpařování obvykle vytváří krusty, povlaky, drúzy, stalaktity a křehké povlaky.
Cesty tvorby
Tři cesty od kyselého sulfátového roztoku ke krystalu alunu
Fumarolové srážení
Sopečné plyny a kyselé výpary kondenzují na chladnějších horninách. Sulfátem bohatý kondenzát reaguje s pozměněným sopečným materiálem, přijímá hliník a draslík. Když se roztok na povrchu vysuší, může se tvořit alun-(K) jako krystalické povlaky, mikro-oktaedry nebo krusty.
Supergenní cesta kyselého odtoku
Pyrit nebo markazit oxidují blízko povrchu a vytvářejí kyselinu sírovou. Tato kyselá voda rozpouští hliník z jílů nebo živců a sbírá draslík z mateřské horniny. Během suchých období zanechává koncentrovaná voda sulfátové soli.
Chemie jeskyní a guána
V mikroklimatu jeskyní může kyselina sírová leptat stěny obsahující hliník. Kde do chemie vstupuje amoniak z guána, může se tvořit amonný alun, známý jako tschermigit, spolu s alunogenem, jurbanitem nebo jinými kyselými sulfátovými minerály.
Sezónní obnova vlhko-sucho
Mnoho alunových krust nevzniká jednou. Částečně se rozpouštějí ve vlhkých fázích, migrují s vlhkostí a znovu krystalizují během suchých období. Tento cyklus může vytvářet jiskřivý povlak nebo pomalu matnit starší povrchy.
Kyselina vytváří pohyblivost, mateřská hornina dodává hliník a draslík, odpařování koncentruje roztok a suchý vzduch umožňuje krystalovým plochám nebo krustám přežít dostatečně dlouho, aby byly viditelné.
Paragenese a textura
Jak se alun vyvíjí se sulfátovou sadou
Alun se zřídka vyskytuje samostatně v zralém kyselém síranovém prostředí. Patří do proměnlivé minerální struktury, která může zahrnovat rané pórovité sírany hliníku, sírany železa, sírany hořčíku, sádrovec, síru a pozdější hydratové úpravy. Sekvence je často sezónní, nikoli pevná: vlhkost, proudění vzduchu, teplota a chemie roztoku neustále přepisují povrch.
Nejčastější textury jsou malé, protože alun se tvoří na nebo blízko vystavených povrchů. Vzorek může ukazovat třpytivou drúzu na tmavé sopečné strusce, bílý povlak na změněné hornině z dolu, stalaktitové „cencúle“ pod prosakem nebo pórovitou bavlněnou krustu tam, kde se kapalina opakovaně odpařovala. Ostré jednotlivé krystaly jsou atraktivní, ale měly by být posuzovány opatrně, protože alun je také snadné vypěstovat mimo přírodu.
- Drúzové povlaky: hustá pole mikokrystalů, která se třpytí jako námraza při bočním osvětlení.
- Eflorescenční povlak: měkké bílé až bezbarvé krusty vzniklé odpařováním síranových roztoků.
- Stalaktitové masy: růst směrem dolů tam, kde síranem bohatý roztok kapá nebo prosakuje před vyschnutím.
- Oktaedrické krystaly: ostřejší, sběratelsky zajímavé formy, obvykle vyžadující neobvykle stabilní podmínky růstu.
- Krychlové tvary: možné za určitých roztokových podmínek, ale méně známé než klasický alunový oktaedr.
| Pozorování | Pravděpodobný význam | Co hledat |
|---|---|---|
| Jasný alun na matné síranové krustě | Pozdější suché období mohlo uložit čerstvější alun na starší materiál. | Vrstevnatost, sklovité horní povrchy a starší křídový podklad pod nimi. |
| Zelenkavý nebo modrozelený síran v blízkosti | Síranové minerály železa, jako je melanterit, mohou být součástí stejné kyselé odtokové skupiny. | Udržujte dokumentované souvislosti; tyto minerály jsou také citlivé na vlhkost. |
| Rodná síra s alunovými krustami | Mohou být zapojeny fumarolové nebo sírou bohaté kyselé výpary. | Žlutá síra, sopečná matrice, krusty blízko větracích otvorů a sírové změny. |
| Bavlněné masy síranu hlinitého | Alunogen nebo příbuzné hydratované sírany hliníku mohou předcházet nebo doprovázet alun. | Hedvábná vlákna, měkké bílé plochy a velmi jemný povrchový růst. |
| Čerstvé krystaly u chráněných trhlin | Lepší ochrana mikroklimatu umožnila přežití rozpustných solí. | Převisy, uzavřené dutiny, suché štoly a zastíněné fumarolové niky. |
Stabilita a změny
Minerál vytvořený vodou, poškozený vodou
Alun-(K) je krásný, protože je bohatý na hydráty, průhledný až bílý a schopný tvořit čisté geometrické plochy. Je křehký ze stejného důvodu. Vlhkost může povrch rozpouštět, leptat, migrovat nebo znovu krystalizovat. Teplo může z struktury odpařit vodu. Kolísání vlhkosti může proměnit jiskru v práškový povlak.
Rozpustnost ve vodě
Voda může poškodit, zmatnit nebo vymazat jemné povrchy. Mytí není vhodné pro většinu přírodních vzorků.
Opotřebení vlhkostí
Vlhký vzduch může změkčit hrany a vytvořit zakalené, matné nebo křídové povrchy na dříve jasných krystalech.
Citlivost na teplo
Alunit může při zahřátí ztrácet strukturální vodu. I mírné vystavení teplu může být časem škodlivé.
Přechody hydratace
Příbuzné nízkohydratované síranové fáze se mohou objevit v suchých prostředích nebo při dehydrataci.
U alunitu je vitrína součástí prostředí minerálu. Suché, uzavřené skladování s vysoušedlem může zachovat to, co by otevřený vzduch rychle změnil.
Přidružené minerály
Síranové minerály, které pomáhají vyprávět příběh
Přidružené minerály mohou dát alunitovému vzorku větší význam, protože odhalují chemii v jeho okolí. Ve fumarolních a supergenních prostředích se alunit může vyskytovat s hydratovanými sírany hlinitými, hořečnatými sírany, železnatými sírany, sádrovcem, sírou a sodnými příbuznými alunitu.
Alunogen
Hydratovaný síran hlinitý, který může tvořit hedvábné, vláknité, měkké bílé masy v kyselých síranových prostředích.
Pickeringit
Síran hořečnatý-hlinitý často nalezený v eflorescentních síranových souborech v suchých nebo dolových prostředích.
Epsomit
Síran hořečnatý, který tvoří jemné, vodou rozpustné krusty a krystaly v jeskyních, dolech a evaporitních prostředích.
Melanterit
Síran železnatý často spojený s oxidací pyritu a kyselým odtokem z dolů, často nestabilní za běžných pokojových podmínek.
Sádrovec
Stabilnější síran vápenatý, který se může objevit v kyselých síranových zónách zvětrávání a evaporitních prostředích.
Rodná síra
Klasický společník v fumarolních oblastech, poskytující žlutý kontrast a ukazující na sopečnou sírovou chemii.
Alunogen, melanterit, epsomit a síra v okolí by měly vést k pečlivé dokumentaci. Tito společníci často odhalují, zda alunit patří k příběhu stěny dolu, jeskyně, evaporace nebo fumarol.
Skupina alunitů a blízcí příbuzní
Varianty draslíku, sodíku, amoniaku a hydratace
Rodina alunitů je organizována kolem příbuzných dvojitých síranů. Běžná dodekahydrátová struktura používá monovalentní kationt, hliník a síran s dvanácti molekulami vody hydratace. Příbuzné minerály se liší draslíkem, sodíkem, amoniakem nebo nižším obsahem vody. Tyto rozdíly jsou důležité, protože odrážejí místní chemii a suchost prostředí.
| Minerál nebo materiál | Vzorec | Typické prostředí | Užitečné rozlišení |
|---|---|---|---|
| Alunit-(K) | KAl(SO4)2·12H2O | Fumaroly, kyselé stěny dolů, supergenní síranové krusty, suché jeskyně a chráněné evaporitní povrchy. | Přírodní minerál draselného alunitu; klasická oktaedrická forma, ale běžné jsou krusty a drúzy. |
| Alunit-(Na) | NaAl(SO4)2·12H2O | Sodíkem bohatá síranová prostředí a evaporitní soubory. | Sodný analog alunitu; jemný, rozpustný a často obtížně rozlišitelný bez analýzy. |
| Tschermigit | (NH4)Al(SO4)2·12H2O | Jeskyně a doly, kde je dostupný amoniak, zejména v kyselých prostředích ovlivněných guánem. | Síran amonný; kontext je důležitý, protože odráží biologický nebo dusíkem bohatý vliv. |
| Kalinite | KAl(SO4)2·11H2O | Suchá eflorescentní prostředí a prostředí s nízkým obsahem vody v síranech. | Síran draselno-hlinitý undecahydrát; nižší obsah vody než alunit-(K). |
| Mendozit | NaAl(SO4)2·11H2O | Suchá evaporativní síranová prostředí, často bohatá na sodík. | Sodný hlinito-síran undecahydrát; velmi rozpustný a citlivý na vlhkost. |
| Tamarugit | NaAl(SO4)2·6H2O | Suchá a slaná prostředí; může vznikat přeměnou sodných alunitových hydrátů. | Nízkohydrátový sodno-hlinito-síran; mohou se vyskytovat tabulární až prismatické tvary. |
| Chromový alunit | KCr(SO4)2·12H2O | Nejznámější jako průmyslový nebo laboratorně vyráběný chemický materiál. | Tmavě fialové vzdělávací nebo chemické krystaly by neměly být prezentovány jako přírodní vzorky minerálů skupiny alunitu, pokud není doložen přirozený nález. |
Mnoho minerálů rodiny alunitu vypadá na první pohled podobně. Spolehlivá identifikace na úrovni druhu může vyžadovat kontext lokality, doprovodné minerály a analytické potvrzení.
Významné lokality
Klasická místa, kde se chemie alunitu stává viditelnou
Solfatara di Pozzuoli, Kampánie, Itálie
Klasické solfatara prostředí a důležitá referenční oblast pro alunit-(K), s kyselými parami, alterovanou sopečnou horninou a sírou bohatou fumarolovou mineralizací.
Vesuv, Kampánie, Itálie
Fumarolové síranové krusty se mohou tvořit na površích skorie a stěn kráterů, často v souboru se sírou a dalšími rozpustnými síranovými minerály.
Alum Cave Bluff, Tennessee, USA
Chráněné útesy a jeskyně bohaté na sírany v Great Smoky Mountains, známé alunit-(K) a doprovodnými minerály jako alunogen, epsomit a melanterit.
Fumaroly El Desierto, Potosí, Bolívie
Vysokohorské andské fumarolové materiály obsahují alunit-(K) spojený se sírou a sodnými alunitovými hydrátmi, včetně tamarugitu.
Důl Monte Arsiccio, Toskánsko, Itálie
Kyselá síranová sekundární skupina, kde se alunit-(K) může vyskytovat s dalšími sírany v agregátech a výkvětech.
Suchá fumarolová a důlní prostředí po celém světě
Suchá chráněná prostředí v Andách, Číně a dalších oblastech bohatých na sírany mohou uchovat minerály rodiny alunitu tam, kde vlhčí klima by je rozpustilo.
Nejsilnější lokality alunitu mají společné chemické znaky: kyselost síranů, horninu obsahující hliník, zásobu alkálií a dostatečnou suchost pro zachování rozpustných solí.
Péče v terénu a při vystavení
Sbírání minerálu, který se může změnit dříve, než se dostane do sbírky
Alunit odměňuje pečlivé pozorování a trestá nedbalou manipulaci. Jeho povrch se může vlivem vlhkosti změnit z křehkého a sklovitého na matný a křídový. Nejlepší plán ochrany začíná už při objevu: vyfoťte nález, zaznamenejte okolí a udržujte vzorek od začátku suchý.
Dokumentujte na místě
Před odstraněním vzorku jej vyfoťte. Kontext z místa nálezu může být cennější než volný fragment.
Neomývejte
Voda může rozpustit, poškodit nebo vymazat povrchy alunitu. Používejte pouze suché nástroje a vyhněte se agresivnímu kartáčování.
Používejte suché obaly
Uložte vzorky do uzavřené nádoby s vysoušedlem. V případě potřeby vyměňte nebo znovu aktivujte křemelinu.
Omezte manipulaci
Používejte čisté, suché ruce, rukavice nebo nástroje. Vyhněte se dýchání přímo na čerstvé mikrokristály pod lupou.
Vyhněte se vlhkým místnostem
Kuchyně, koupelny, sklepy, neuzavřené pobřežní vitríny a vlhké výstavní skříně mohou alum poškodit.
Udržujte štítky podrobné
Zaznamenejte lokalitu, geologické prostředí, přidružené minerály, datum, sběratele a poznámky ke skladování.
Neprodyšný mikroobal s vysoušedlem není pro alum přehnaný. Často je to rozdíl mezi uchováním vzorku a sledováním, jak se mění v matný síranový květ.
Často kladené otázky
Otázky o vzniku, geologii a odrůdách alum-(K)
Je alum-(K) totéž co běžný draselný alum?
Ano, alum-(K) je minerální název pro přírodní dodekahydrát draselného hliníkového síranu, KAl(SO4)2·12H2O. Stejnou chemii lze také pěstovat v laboratořích a třídách, proto by měl být původ jasně popsán.
Proč jsou přírodní alumové krystaly méně běžné než krusty?
Přírodní alum často vzniká odpařováním na vystavených površích, kde se tekutiny pohybují, vysychají, znovu rozpouštějí a znovu krystalizují. Tyto podmínky obvykle vytvářejí povlaky, drúzy a květy spíše než velké izolované krystaly.
Kde se alum obvykle tvoří?
Tvoří se v kyselých síranových prostředích, jako jsou vulkanické fumaroly, solfatary, kyselé stěny dolů, oxidované uhlí nebo jílovité zóny, suché jeskyně a chráněné evaporativní mikroklima.
Jaké minerály se běžně vyskytují s alumem?
Alunogen, pickeringit, epsomit, melanterit, sádrovec, rodný síra, tamarugit a další rozpustné síranové minerály se mohou vyskytovat s alumem v závislosti na prostředí.
Lze alumové vzorky mýt?
Ne. Alum je ve vodě rozpustný a může být poškozen nebo odstraněn praním. Nejbezpečnější je suché uchovávání.
Jaký je rozdíl mezi alumem a alunitem?
Alum-(K) je měkký, ve vodě rozpustný hydratovaný dvojitý síran. Alunit je mnohem tvrdší draselný hliníkový síran hydroxid, který se může vyskytovat v zónách alterace a může sloužit jako zdroj draslíku a hliníku pro pozdější rozpustné síranové minerály.
Jsou fialové krystaly chromového alumu přírodní minerály?
Chromový alum je nejznámější jako průmyslová nebo laboratorní chemikálie. Tmavě fialové krystaly prodávané pro demonstrace nebo dekoraci by neměly být označovány jako přírodní minerální vzorky, pokud to nepodporuje zdokumentovaný přírodní výskyt.
Jak by měl být alum skladován?
Uchovávejte ho suchý, chladný a uzavřený, ideálně v neprodyšném mikroobalu se silikagelovým vysoušedlem. Vyhněte se teplu, vlhkosti, vodě, solným metodám, čisticím prostředkům a otevřené expozici v vlhkých místnostech.
Shrnutí
Alum je kyselá síranová chemie zmrzlá do křehké geometrie
Alum-(K) vzniká tam, kde se kyselost bohatá na síran setkává s hliníkem a draslíkem, a pak odpařování dokončí krystalizaci. Vulkanické fumaroly, kyselé stěny dolů, zóny zvětrávání uhlí a jílu, suché jeskyně a chráněné suché niky poskytují správné podmínky. Jeho příbuzní—alum-(Na), tschermigit, kalinit, mendozit a tamarugit—zaznamenávají změny v chemii kationtů a stavu hydratace. Čtěte alum podle jeho prostředí, asociací, krystalového zvyku a čerstvosti, pak ho uchovávejte jako rozpustný mráz, kterým je: suchý, uzavřený, zdokumentovaný a zacházejte s ním opatrně.