Magnezit: Tvorba, geologie a odrůdy
Sdílet
Vznik, geologie a druhy
Magnezit: uhlík, hořčík, voda a bílý kámen
Magnezit je hořečnatý karbonát, MgCO3, minerál, jehož bledá jednoduchost zaznamenává složité geologické procesy. Vzniká tam, kde se hořčíkem bohaté horniny nebo tekutiny setkávají s oxidem uhličitým za příznivých podmínek teploty, pH, tlaku a průtoku tekutin. Výsledkem mohou být porcelánově bílé žíly v serpentinitu, sparitové rhomboedry v mramoru, křídové noduly v pánvi nebo granulární metamorfované masy.
- Vzorec: MgCO3
- Minerální skupina: karbonáty skupiny kalcitu
- Hlavní faktory: Mg, CO2, pH, tok tekutin
- Běžná prostředí: ultramafické horniny, karbonáty, pánve
Proč vzniká magnezit
Magnezit vzniká, když se hořčík a karbonát stabilizují společně. Toto jednoduché tvrzení zahrnuje několik velmi odlišných geologických prostředí: ultramafické horniny upravené uhlíkem bohatými tekutinami, hořčíkem bohaté pánve, hydrotermální náhradní systémy, metamorfované mramory a lokalizovaná alkalická karbonatitová prostředí.
Vzorec minerálu je MgCO3. V čisté formě je to hořečnatý karbonát, ale přírodní vzorky mohou obsahovat železo, mangan, vápník, nikl, kobalt, křemík, jíly, talk, serpentin, křemen, dolomit nebo kalcit. Tyto příměsi mění barvu, texturu a geologický význam. Bílá žíla protínající serpentinit, hnědý krystal obsahující železo a křídový nodul v pánvi mohou být všechny magnezitem, ale nevyprávějí stejný příběh.
Hlavní prostředí vzniku
Různá prostředí vytvářejí různé druhy magnezitu. Popis v terénu by proto měl zaznamenat jak materiál, tak jeho geologický kontext: matečnou horninu, texturu, přidružené minerály a zda kus vypadá jako žíla, náhrada, nodulární nebo metamorfní.
| Prostředí | Hostitelské prostředí | Proces vzniku | Typický projev |
|---|---|---|---|
| Karbonatace ultramafických hornin | Peridotit, dunit, serpentinit, listvenit, talk-karbonátová hornina a související sítě trhlin | CO2Tekutiny bohaté na - reagují s hořečnatými silikáty, jako jsou olivín, pyroxen a serpentin, a vytvářejí magnezit se silikou, talkem nebo křemenem. | Husté bílé žíly, žilné sítě, uzlíky a porcelánové masy, často s křemenem, serpentinou, talkem, dolomitem nebo oxidy železa. |
| Hydrotermální náhrada uhličitanových hornin | Dolomit, vápenec, mramor, porušené uhličitanové platformy a zóny žil | Hořečnaté kapaliny metasomatizují uhličitanové horniny obsahující vápník, vytvářejí magnezitové oblasti, pásy, sparitové kapsy a náhradní textury. | Sparitický nebo krystalický magnezit, pásové náhradní tělesa, rhomboedry v dutinách a žilní výplně obsahující křemen. |
| Sedimentární a diagenezní pánve | Alkalická jezera, playas, sabkhy, sedimenty vypařovacích pánví a vody s vysokým obsahem Mg v pórech | Alkalické vody s vysokým poměrem Mg/Ca srážejí hydratované hořečnaté uhličitany, které se mohou během pohřbívání a diageneze dehydratují a rekrystalizují směrem k magnezitu. | Křídové vrstvy, práškovité bílé masy, zaoblené „sněhové koule“, sferulitické textury a zemité uhličitanové vrstvy. |
| Metamorfované uhličitanové horniny | Hořečnaté mramory, talc-uhličitanové svory a rekrystalizované uhličitanové soubory | Teplo, tlak a kapaliny přeskupují dřívější uhličitanové minerály, vytvářejí granulární magnezit nebo čistší krystaly tam, kde je otevřený prostor pro růst. | Cukrovité ekvigranulární masy, rhomboedry v mramoru a asociace s tremolitem, diopsidem, flogopitem, dolomitem nebo kalcitovými relikty. |
| Karbonatitové a alkalické komplexy | Karbonatitové žíly, fenity, alkalické intruze a lokalizované hořečnaté uhličitanové systémy | Hořečnaté karbonatitové kapaliny mohou srážet magnezit spolu s kalcitem, dolomitem a dalšími uhličitanovými minerály. | Jemně krystalické kapky, materiál uhličitanových žil, smíšené uhličitanové soubory a materiál, který často vyžaduje analýzu pro jistou identifikaci. |
Cesty vzniku
Magnezit není vázán na jediný původ. Stejný minerál může krystalizovat karbonatací, náhradou, sedimentární precipitací, diagenezí nebo metamorfní přeměnou.
- 1 Karbonatace hořečnatých křemičitanů V ultramafických horninách CO 2Fluida bohatá na Mg reagují s minerály jako olivín, pyroxen a serpentin. Zjednodušený model je hořečnatý křemičitan plus oxid uhličitý, který vytváří magnezit a křemen. Skutečné horniny jsou složitější a mohou vytvářet křemen-magnezitové soubory, talc-uhličitanové horniny nebo listvenitové přeměny.
- 2 Hydrotermální náhrada Poruchy, trhliny a propustné vrstvy umožňují magnéziem bohatým kapalinám pronikat vápencem, dolomitem nebo mramorem. Kde to chemie dovolí, magnezit nahrazuje dřívější uhličitanové minerály a přitom zachovává vrstvení, pásy, stylolity nebo zděděné textury.
- 3 Srážky v pánvi a diageneze V alkalických, hořčíkem bohatých jezerech nebo evaporativních pánvích se mohou nejprve tvořit rané hydratované uhličitany hořčíku. S pohřbením, měnící se chemií vody a časem se tyto prekurzorové fáze mohou rekrystalizovat směrem k stabilnějšímu magnezitu.
- 4 Metamorfní rekrystalizace Existující uhličitany hořčíku mohou být během metamorfózy reorganizovány. Hrany zrn se zostřují, textury se stávají cukernými nebo masivními a sparry krystaly mohou růst tam, kde je přístup tekutin a otevřený prostor.
- 5 Pozdní žilnatost a vyplňování trhlin Poté, co hornina již vznikla, mohou pozdější tekutiny ukládat magnezit do trhlin, dutin a brekcií. Tyto žilné systémy mohou protínat dřívější textury a mohou obsahovat křemen, dolomit, kalcit, talk nebo serpentin.
Paragenese a minerální asociace
Související minerály poskytují jeden z nejlepších náznaků původu magnezitu. Stejný MgCO3 Vzorec může být vedle velmi odlišných minerálních partnerů v závislosti na chemii tekutiny a matečné hornině.
Ultramafická karbonatace
Magnezit se může vyskytovat se serpentinem, křemenem, talkem, dolomitem, chromitem, magnetitem, minerály obsahujícími nikl a železnými oxidy. Bílé uhličitanové žíly na zelené matečné hornině jsou běžnou vizuální stopou.
Uhličitanová náhrada
Hydrotermální nebo metasomatický magnezit může být spojen s dolomitem, kalcitem, křemenem, pyritem, talkem, chloritem nebo reliktními texturami vápence a dolomitu.
Metamorfované mramory
Magnezit v metamorfovaných uhličitanových horninách může být spojen s dolomitem, kalcitem, tremolitem, diopsidem, forsteritem, talkem, flogopitem a dalšími minerály, které odrážejí teplotu a složení tekutin.
Pánvové a evaporativní systémy
Jemnozrnný magnezit se může vyskytovat s jílovými minerály, dolomitem, hydromagnezitem, huntitem, brucitem, sádrovcem, křemenem a dalšími evaporativními nebo diagenetickými fázemi.
Textury a terénní indicie
Struktura často odhalí více než barva. Magnezit může vypadat křídovitě, hustě, porcelánově, zrnkovitě, sparry, žilnatě, uzlíkovitě nebo masivně; každá struktura ukazuje na jinou geologickou historii.
Žíly v ultramafickém matečném hornině
Bílé uhličitanové žíly v tmavě zelené nebo černé hoře bohaté na hořčík často naznačují CO2Tekutiny obsahující - pohybující se trhlinami a reagující s křemičitými minerály.
Uzlíky a „sněhové koule“
Zaoblené, matně bílé uzlíky jsou běžné v sedimentárních nebo diagenetických prostředích. Mohou být práškovité, sferulitické nebo křehké ve srovnání s hustým žilným magnezitem.
Sparry kapsy
Čisté až krémové romboedry lemující dutiny nebo trhliny naznačují růst v otevřeném prostoru v hydrotermálních nebo metamorfovaných uhličitanových prostředích.
Náhrady duchů
Stopy po podkladech, stylolity nebo zděděné uhličitanové struktury mohou zůstat viditelné poté, co magnezit nahradí dřívější vápenec nebo dolomit.
Cukerné masy
Equigranulární, granulární magnesit v mramorech nebo talcko-uhličitanových horninách často odráží metamorfní rekryštalizaci spíše než přímou srážku v pánvi.
Bílé žíly v ultramafitech
Když se magnesit vyskytuje s křemenem v zelených nebo tmavých ultramafických mateřských horninách, měla by být zvážena karbonatace a listvenitový typ alterace.
Odrody a příbuzné termíny
Některé termíny magnesitu popisují texturu, jiné složení a některé jsou historické. Nejpečlivější popisy tyto kategorie rozlišují.
| Termín | Význam | Geologický význam |
|---|---|---|
| Porcelánový spar | Historický termín pro hustý, jemnozrnný, masivní magnesit s porcelánovým vzhledem. | Často používaný pro kompaktní žilný nebo masivní materiál; důraz je na texturu, ne na samostatný minerální druh. |
| Spathický magnesit | Krystalický magnesit se sparitovým nebo rhombohedrálním zvykem. | Běžně spojený s hydrotermální náhradou, růstem v mramoru nebo otevřenými trhlinami. |
| Uzlíkový nebo „sněhový“ magnesit | Zaoblené, křídovité až zemité uzlíky, běžně bledé a jemnozrnné. | Často spojený se sedimentárně-diagenetickými nebo alkalickými pánvovými prostředími. |
| Breunnerit | Železnatý magnesit v rámci solidního roztoku magnesit-siderit. | Obvykle teplejší béžové až hnědé barvy; naznačuje substituci železem a může vyžadovat chemické potvrzení. |
| Kobaltový magnesit | Růžový až lila magnesit zbarvený kobaltem. | Složkově odlišný a vizuálně neobvyklý ve srovnání s běžným bílým magnesitem. |
| Hydromagnesit a příbuzné fáze | Hydratované hořečnaté uhličitany, které se mohou vyskytovat spolu s magnesitem nebo před ním. | Důležitý v nízkoteplotních prostředích pánví, jeskyní, dolů nebo při změnách, kde záleží na cestách dehydratace a rekryštalizace. |
| Magnesit související s listvenitem | Magnesit v karbonatovaných ultramafických horninách, často s křemenem a železnatými minerály. | Zaznamenává intenzivní karbonataci hornin pocházejících z pláště a je důležitý v diskusích o přirozené mineralizaci uhlíku. |
Změny, stabilita a ukládání uhlíku
Magnesit je stabilní uhličitan, proto přitahuje pozornost v diskusích o přirozeném ukládání uhlíku. Jakmile je oxid uhličitý uzamčen v MgCO3, může zůstat v minerální formě po dlouhou dobu. Výzvou v přírodních a inženýrských systémech není stabilita magnesitu, ale rychlost a podmínky potřebné k jeho vzniku.
Zvetrávání a změna povrchu
Odkrytý magnesit může zmatnět, stát se křídovitým, zbarvit se nebo prasknout. Oxidy železa mohou přidat povrchovou barvu do béžova nebo hněda, zatímco jíly a křemík mohou zakrýt bledý charakter uhličitanu.
Reakce s kyselinami
Magnesit je uhličitan a bude reagovat s kyselinou, i když neporušené povrchy obvykle reagují slabě v chladné zředěné kyselině. Mletý nebo zahřátý materiál reaguje snáze.
Hydratované prekurzorové fáze
Nízkoteplotní systémy mohou před magnesitem nebo současně s ním tvořit hydromagnesit, nesquehonit, dypingit, huntit nebo příbuzné fáze. Tyto minerály zaznamenávají vodou bohaté uhličitanové cesty.
Mineralizace uhlíku
Ultramafické horniny poskytují hojný hořčík, takže jejich karbonatace je přirozeným modelem pro vázání CO2 jako uhličitanové minerály. Magnesit je jedním z trvanlivých konečných produktů tohoto procesu.
Identifikace v geologickém kontextu
Magnesit může připomínat jiné bledé uhličitany a pórovité bílé minerály. Identifikace v terénu by měla být považována za předběžnou, pokud není podpořena texturou, lokalitou, chováním v kyselině, optickými testy nebo laboratorní analýzou.
| Materiál | Proč může připomínat magnesit | Užitečná rozlišení | Nejlepší potvrzení |
|---|---|---|---|
| Magnesit | Bílý až krémový uhličitan; masivní, uzlovitý, sparovitý nebo žilný. | Tvrdost asi 3,5–4,5, měrná hmotnost kolem 3,0, dokonalá kosočtverečná štěpnost a pomalá reakce na studenou kyselinu na neporušených plochách. | Optické vlastnosti, prášková rentgenová difrakce nebo chemická analýza. |
| Kalcit | Bledý uhličitan s kosočtverečnou štěpností. | Měkčí, asi 3 podle Mohse, a snadno reaguje v chladné zředěné kyselině. | Reakce na kyselinu, tvrdost a optické testy. |
| Dolomit | Bledý uhličitan s podobným rozsahem tvrdosti a slabou reakcí na kyselinu, pokud není rozemletý. | Může být obtížné rozlišit od masivního magnesitu v ručním vzorku. | Chemická analýza nebo rentgenová difrakce u důležitých kusů. |
| Howlit | Bílý, pórovitý materiál, který může vykazovat šedé žilkování a často se barví na modro. | Howlit je borosilikátový hydroxid, nikoli uhličitan; postrádá uhličitanovou chemii magnesitu. | Chování v kyselině, spektroskopie nebo laboratorní analýza. |
| Hydromagnesit | Bledý minerál hořečnatého uhličitanu, který se může vyskytovat v souvisejících prostředích. | Obsahuje strukturní vodu a má odlišné optické a tepelné chování. | Rentgenová difrakce nebo pečlivé mineralogické testování. |
Péče o geologické vzorky
Magnesit není ve všech formách křehký, ale stále je to uhličitan s štěpností, křehkými hranami a citlivostí na kyseliny. Kusy z geologického kontextu mohou také obsahovat měkčí přidružené minerály.
Držte to dál od kyselin
Ocet, kyselé čističe a agresivní chemické ošetření mohou leptat nebo zmatňovat povrchy uhličitanů a mohou poškodit přidružené minerály.
Čistěte jemně
Pro většinu vzorků použijte měkký štětec, balónkový vzduch nebo suchý hadřík. Na stabilní materiál lze použít mírně vlhký hadřík, ale kus by měl být ihned vysušen.
Chraňte štěpnost a uzlíky
Rhomboedrické krystaly a tenké hrany se mohou odštípnout. Křídové uzlíky a pórovité hmoty se mohou rozpadat nebo zbarvovat při hrubém zacházení.
Zachovejte kontext
Štítky by měly zaznamenat lokalitu, mateřskou horninu, přidružené minerály, texturu, úpravu a zda je kus přírodní, leštěný, řezaný nebo stabilizovaný.
Často kladené otázky čtenářů
Jaký je nejjednodušší způsob tvorby magnezitu?
Nejjednodušší cesta je karbonatace: minerály nebo tekutiny bohaté na hořčík se setkají s oxidem uhličitým a vytvoří MgCO3. V přírodě může tento proces zahrnovat ultramafické horniny, karbonátovou náhradu, pánvové vody nebo metamorfní rekrytalizaci.
Proč je magnezit běžný v ultramafických prostředích?
Ultramafické horniny obsahují hojné minerály nesoucí hořčík, jako jsou olivín, pyroxen a serpentin. Když CO2Tekutiny obsahující - mohou procházet těmito horninami, hořčík se může přeměnit na karbonátové minerály včetně magnezitu.
Co jsou „sněhové koule“ magnezitových uzlíků?
Jsou to zaoblené, světlé, často křídové uzlíky spojené se sedimentárními nebo diagenezními prostředími. Jejich textura se liší od hustého žilného magnezitu a krystalického materiálu sparu.
Je magnezit totéž co hydromagnezit?
Ne. Oba jsou hořečnaté karbonáty, ale hydromagnezit obsahuje ve své struktuře vodu. Hydromagnezit a příbuzné hydratované fáze se mohou vyskytovat s magnezitem nebo působit jako prekurzory v nízkoteplotních systémech.
Může magnezit ukládat oxid uhličitý?
Ano. Magnezit je stabilní karbonát, který ukládá uhlík v minerální formě. Přirozená karbonatace hořčíkem bohatých hornin je jedním modelem dlouhodobé mineralizace uhlíku, i když rychlá tvorba magnezitu za kontrolovaných podmínek zůstává vědeckou a inženýrskou výzvou.
Proč magnezit někdy vypadá hnědě nebo šedě?
Substituce železem, zbarvení oxidy železa, jíly, křemík, zvětrávání, inkluze nebo materiál mateřské horniny mohou posunout barvu od čistě bílé nebo krémové. Hnědý materiál může být železem nesoucí magnezit nebo jednoduše povrchově zbarvený karbonát.
Shrnutí
Magnezit je tichý minerál s komplexním geologickým hlasem. Jeho MgCO3 struktura zaznamenává setkání hořčíku, oxidu uhličitého, vody a času. V ultramafických terénech označuje karbonataci; v karbonátových horninách může odhalit náhradu; v pánvích může uchovat alkalickou chemii vody; v mramorech zaznamenává rekrytalizaci; a v smíšených karbonátových systémech vyžaduje pečlivou analýzu. Ať už je viděn jako ostrý rhomboedr, porcelánově bílá žíla, křídový uzlík nebo zrnité těleso, magnezit je nejlépe chápán jako uhlík učiněný trvanlivým uvnitř hořčíkem bohaté Země.