Lizardiitti (Serpentiini): Muodostuminen, Geologia & Lajit
Jaa
Lizardiitti: muodostuminen, geologia ja muunnelmat
Lizardiitti on matalan lämpötilan, levyinen jäsen serpentiniittiryhmässä: magnesiumrikas filosilikaatti, joka muodostuu, kun vesi muuttaa oliivi- ja pyrokseenipitoisia kiviä. Sen vihreät pinnat, verkkomaiset rakenteet, magnetiittipisteet ja talkki-karbonaattipeitteet kertovat vedestä, lämmöstä, redoksimuutoksista ja myöhemmistä hiiltä sisältävistä nesteistä, jotka liikkuvat Maan ultramafisissa kivissä.
Mineraalin tunnus
Lizardiitti on magnesiumrikas filosilikaatti, jonka ideaalikaava on Mg3Si2O5(OH)4Se on yleisin serpentiniittiryhmän jäsen ja liittyy erityisesti ultramafisten kivien, kuten peridotiitin, matalan lämpötilan hydratoitumiseen.
Rakenteellisesti lizardiitti koostuu 1:1-kerroksista: yhdestä tetraedrisestä silikaattilevystä ja yhdestä oktaedrisesta magnesiumrikkaasta levystä. Nämä kerrokset voivat pinoutua usealla tavalla, tuottaen polytyyppejä kuten lizardiitti-1T, lizardiitti-2H.1ja lizardiitti-2H2Erot ovat tärkeitä röntgendiffraktiossa ja mineraalitutkimuksessa, kun taas käsinäytteet näyttävät yleensä laajemmat serpentiniitin piirteet: vahamaiset vihreät pinnat, levyinen rakenne, pehmeä kovuus ja hienot verkko- tai suonikuviot.
Mineraaliryhmä
Lizardiitti kuuluu serpentiniittien ryhmään, joka on osa filosilikaatteja, yhdessä antigoriitin ja krisotiilin kanssa.
Yleinen kiven isäntä
Sitä tavataan useimmiten osana serpentiniittiä, kiveä, joka muodostuu ultramafisten mineraalien muokkautuessa.
Muodostumistapa
Se korvaa usein oliivi- ja pyrokseenimineraaleja retrogradisen metamorfoosin tai matalan lämpötilan hydrotermisen muokkautumisen aikana.
Tektoniset ympäristöt
Lizardiitti muodostuu, kun ultramafiset kivet kohtaavat vettä suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa. Tämä tekee siitä yleisen halkeilevassa valtameren vaipassa, ofioliiteissa, etukaarten serpentiniiteissä ja muissa peridotiitin hydratoitumisympäristöissä.
Meren keskiselänteet
Merivesi voi tunkeutua halkeilevaan peridotiittiin ja hydratoida oliivi- ja pyrokseenimineraaleja. Tuloksena oleva serpentiniitti voi sisältää lizardiittia, brusiittia, magnetiittia ja joissakin järjestelmissä vetykaasua.
Ofioliitit maalla
Mannerlaattojen päälle sijoittuneet valtameren kuoren ja vaipan palaset säilyttävät serpentiniittirakenteita, jotka muodostuivat merenpohjan muokkautumisen aikana ja myöhemmän tektonisen kohouman seurauksena.
Alityöntöalueiden etukaaret
Alaspäin liikkuvasta laatasta vapautuvat nesteet voivat serpentinisoida etukaari-manttelia. Joissakin etukaari-järjestelmissä serpentiniittimutat tuovat lizardiittipitoista materiaalia pintaan.
Muodostumisreaktiot ja -olosuhteet
Keskeinen prosessi on serpentinisaatio: ferromagneesisten mineraalien hydrataatio. Yksinkertaistettu reaktioreitti voidaan ilmaista oliiviinin ja veden reaktiona, joka tuottaa serpentiinimineraaleja kuten lizardiittia tai krysotiilia, sekä brusiittia, magnetiittia ja vetyä riippuen kokonaiskemiallisista ja redoksiehtoista.
Vesi pääsee ultramafiseen kiveen
Halkeamat päästävät merivettä, metamorfoottisia nesteitä tai laatasta peräisin olevia nesteitä oliiviini- ja pyroksenirikkaaseen kiveen. Hydrataatio alkaa halkeamien, rakeiden rajojen ja kiteiden vikojen kohdilta.
Primaarimineraalit korvautuvat
Oliiviini ja pyrokseni muuttuvat serpentiinimineraaleiksi. Matalan lämpötilan järjestelmissä lizardiitti on yleisesti hallitseva serpentiinivaihe, erityisesti verkko- ja bastiittirakenteissa.
Magnetiitti ja vety voivat muodostua
Rautaan liittyvät redoksireaktiot voivat tuottaa magnetiittia. Joissakin serpentinisaatiojärjestelmissä syntyy vetyä, mikä tekee serpentiniittiympäristöistä tärkeitä syvänmeren geokemialle, mikrobiekosysteemeille ja astrobiologiselle tutkimukselle.
Lämpötila ohjaa serpentiinivaihetta
Lizardiitti on tyypillisin matalan lämpötilan serpentinisaatiossa. Korkeammissa lämpötiloissa, yleensä noin 300–350 °C paineesta ja koostumuksesta riippuen, antigoriitti on vakaampi serpentiinimineraali. Krysotiili esiintyy usein myöhäisenä suonivaiheena tai metastabiilina kuitumaisena muotona.
Nesteiden kemialla on merkitystä
Piidioksidin aktiivisuus, korkea pH, magnesiumin saatavuus, alumiinipitoisuus ja hiilidioksidi vaikuttavat muodostuvaan mineraalikokoelmaan. Piiköyhissä, magnesiumrikkaissa järjestelmissä brusiitti ja lizardiitti voivat suosia toisiaan; piin lisääminen voi kuluttaa brusiittia ja tuottaa enemmän serpentiiniä; hiiltä sisältävät nesteet voivat myöhemmin peittää kiven karbonaattikokoelmilla.
Rakenteet ja kenttäviitteet
Lizardiitti tunnistetaan usein rakenteiden perusteella eikä suurten kiteiden kautta. Se korvaa aikaisempia mineraaleja kuvioissa, jotka säilyttävät alkuperäisen ultramafisen kiven rakenteen.
Verkkorakenne oliiviinin jälkeen
Mikrosuonien ja serpentiinialueiden verkkomainen kuvio on yksi serpentinisoidun oliiviinin klassisista merkeistä. Lizardiitti sijaitsee yleisesti verkon ytimissä, reunoilla ja suoniverkostoissa.
Bastiitti pyroksenin jälkeen
Pyrokseni voi korvautua silkkimäisillä pseudomorfeilla, joita kutsutaan bastiitiksi. Näillä alueilla voi olla alumiinirikasta lizardiittia, ja ne voivat säilyttää alkuperäisten pyrokseenikiteiden ääriviivat.
Myöhäiset suonet ja kuidut
Myöhemmät serpentiinisuonistot voivat leikata aikaisempia lizardiittimosaiikkeja. Näissä suonissa voi esiintyä krysotiilia tai monikulmaista serpentiiniä, jotka tallentavat myöhemmän nestejakson.
Magnetiittitäplitys
Pieniä mustia magnetiittirakeita voi esiintyä koko serpentiinissä. Ne voivat tuottaa heikon magneettisen vasteen ja tallentaa serpentiinisoitumisen redoksihistorian.
Muunnokset, polytyypit ja niihin liittyvät nimet
Lizardiitin variaatioita ohjaavat kerrosten pinoutuminen, vähäiset alkuaineiden korvaukset ja sekoittuminen muiden serpentiinimineraalien kanssa. Käsinäytteessä nämä erot voivat näkyä vihreän sävyn, rakenteen, läpikuultavuuden ja kiillotuksen vasteen muutoksina.
| Nimi tai tyyppi | Mitä se tarkoittaa | Geologinen tai kuvaileva huomautus |
|---|---|---|
| Lizardiitti-1T | Trigonaalinen pinoutumismuunnos lizardiitin 1:1-kerroksista. | Yleinen hienoissa levyissä ja tunnistetaan mineralogisella analyysillä, ei pelkän ulkonäön perusteella. |
| Lizardiitti-2H1 ja 2H2 | Kuusikulmaiset pinoutumismuunnokset. | Nämä polytyypit voivat esiintyä yhdessä 1T-lizardiitin kanssa ja ne erotetaan luotettavasti röntgendiffraktion tai vastaavien menetelmien avulla. |
| Nikkeliä sisältävä lizardiitti | Lizardiitti, jossa Mg on osittain korvattu Ni:llä, koostumukseltaan suuntautuen népouiteen. | Nikkeli voi voimistaa vihreää väriä, erityisesti säätyneissä ultramafisissa tai lateriittisissa ympäristöissä. |
| Alumiinirikas lizardiitti | Lizardiitti, jossa Al korvaa osittain lehtirakenteessa. | Usein havaittavissa bastiittirakenteissa ja saattaa olla hieman laajempi stabiilisuusalue verrattuna puhtaampaan Mg-rikkaaseen lizardiittiin. |
| Serpentiini- tai lizardiittipitoinen serpentiiniitti | Sekamineraalimateriaali, jota hallitsevat serpentiinimineraalit. | Usein tarkin kuvaus koriste-esineille, ellei analyyttinen testaus vahvista puhdasta tai lähes puhdasta lizardiittikoostumusta. |
| Boweniitti | Kestävä massiivinen serpentiinimateriaali, yleensä yhteydessä antigoriittipitoisiin koostumuksiin. | Ei lizardiitin muoto; kuuluu laajempaan serpentiinikauppaan ja tulisi tunnistaa erikseen, kun mahdollista. |
| ”Uusi jade” tai ”serpentiinijade” | Kauppatermit, joita usein käytetään serpentiinistä, joskus lizardiittipitoisesta. | Nämä nimet eivät tarkoita jadeiittia tai nefriittiä. Selkeä mineraalinen nimitys on suositeltavaa vakavassa kuvauksessa. |
Tyypillinen esiintymä ja klassiset ympäristöt
Lizardiitti on nimetty The Lizard -niemimaan mukaan Cornwallissa, Englannissa, klassisella esiintymisalueella, jossa serpentiini ja siihen liittyvät ultramafiset kivet ovat paljastuneina rannikolla. Nimi yhdistää mineraalin ofoliittiseen maisemaan, jossa valtameren kuori ja vaippakivet ovat siirtyneet maalle.
The Lizard, Cornwall
Tyypillinen esiintymä antaa lizardiitille sen nimen. Serpentiinipäällysteet, suonet ja rannikkopaljastumat tekevät alueesta tärkeän sekä mineralogisessa että geologisessa historiassa.
Samailin ofoliitti, Oman
Yksi maailman merkittävimmistä paljastuneista vaipan osista, Samailin ofoliitti säilyttää laajoja serpentiinisoituneita peridotiitteja, joissa on oppikirjamaisia verkkomaisia rakenteita ja aktiivista kiinnostusta luonnolliseen karbonaatioon.
Merenalusrinteiden vyöhykkeet
Halkeillut merenpohjan peridotiitit voivat muodostaa lizardiittipitoisia serpentiniittejä hydrotermisen muutoksen aikana, erityisesti siellä, missä merivesi kiertää valtameren vaippakivien läpi.
Etukaaren serpentiniittijärjestelmät
Serpentinisoitu etukaari-vaippa, mukaan lukien muta-tulivuorijärjestelmät alityöntövyöhykkeillä, voi tuoda lizardiittipitoista materiaalia syvyyksistä kohti pintaa.
Serpentiinistä karbonaatteihin
Serpentinisaatio ei aina ole viimeinen muutosvaihe. Hiilidioksidia sisältävät nesteet voivat peittää serpentiniitin, tuottaen magnesiittia, talkki-karbonaattikiviä, kvartsi-karbonaattiyhdistelmiä ja listveniitin kaltaisia muutoksia.
Brusiitti reagoi ensin
Monissa serpentiniiteissä brusiitti on yksi reaktiivisimmista faaseista. Hiilidioksidia sisältävät nesteet voivat muuttaa brusiitin magnesiitiksi tai siihen liittyviksi karbonaattimineraaleiksi.
Serpentiini muuttuu talkiksi ja karbonaatiksi
Jatkuva hiiltä sisältävä muutos voi muuttaa serpentiinin talkiksi ja magnesiitiksi, erityisesti sopivissa piidioksidi- ja hiilidioksidipitoisuuksissa.
Listveniitti tallentaa voimakkaamman muutoksen
Runsaan piidioksidin ja hiilidioksidin kanssa serpentiniitti voi muuttua kvartsin ja magnesiitin yhdistelmiksi, joita kutsutaan yleisesti listveniitiksi. Nämä kivet ovat tärkeitä neste-kivi -reaktioiden tallenteita.
Miksi karbonaatio on tärkeää
Serpentinisoidun peridotiitin luonnollinen karbonaatio, mukaan lukien Omanissa tutkittuja esimerkkejä, liittyy pitkäaikaiseen hiilen kiertoon ja hiilidioksidin keinotekoiseen varastointitutkimukseen. Tässä sarjassa lizardiitti tallentaa veden aiheuttaman muutoshistorian, kun taas talkki-karbonaatti- ja listveniittiyhdistelmät tallentavat myöhemmän hiiltä sisältävän nesteen historian.
Tunnistamisen ja käsittelyn konteksti
Lizardiittipitoinen serpentiniitti tulisi lukea sekä mineraalimateriaalina että geologisena arkistona. Sen väri ja pehmeys ovat vain osa tarinaa; tekstuurit, sekoittuneet mineraalit ja muutosjärjestys tarjoavat vahvimmat todisteet sen muodostumisesta.
| Havainto | Mitä se viittaa | Miksi se on tärkeää |
|---|---|---|
| Vahamainen vaalea tai omenanvihreä pinta | Hienojakoinen serpentiinimineraali, johon tavallisesti kuuluu lizardiitti. | Tyypillinen tiiviille serpentiinimateriaalille, mutta ei itsessään diagnostinen. |
| Verkkotekstuuri | Oliiviinin korvautuminen serpentinisaation aikana. | Yksi selkeimmistä kenttätekstuurista, joka yhdistää kiven hydratoituneisiin ultramafisiin alkuperiin. |
| Bastiittipseudomorfit | Pyroksyynin korvautuminen serpentiinimineraaleilla. | Säilyttää alkuperäisten pyrokseenikiteiden muodon ja suuntauksen. |
| Mustat täplät tai heikko magnetismi | Magnetiitti, joka muodostuu rauta-redoksireaktioiden aikana. | Auttaa tallentamaan muutosjärjestelmän hapetusasteen ja vedyn tuottopotentiaalin. |
| Valkoiset tai vaaleat karbonaattisuihkut | Myöhempi karbonaattimuutos tai suon täyte. | Voi viitata hiilidioksidipitoiseen päällekirjoitukseen serpentinisaation jälkeen. |
| Kuitumaiset suonet | Mahdollinen krysotiili tai siihen liittyvä myöhäinen serpentiinifaasi. | Vakaita kiillotettuja kappaleita käsitellään normaalisti eri tavalla kuin leikattaessa tai hiottaessa. Tuntemattoman serpentiiniitin pöly tulee hallita ammattimaisesti. |
Usein kysytyt kysymykset
Onko lizardiitti stabiili korkeissa lämpötiloissa?
Yleensä ei. Lizardiitti on matalan lämpötilan serpentiinimineraali. Lämpötilan ja paineen kasvaessa antigoriitti muuttuu monissa järjestelmissä vakaaksi serpentiinifaasiksi, kun taas krysotiili esiintyy usein myöhäisenä tai metastabiilina kuitumaisena suonifaasina. Alumiinirikas lizardiitti voi säilyä jonkin verran pidempään kuin magnesiumipuhdas lizardiitti joissakin rakenteissa.
Miksi jotkut serpentiiniitit ovat heikosti magneettisia?
Magnetiitti muodostuu yleisesti serpentinisaation aikana, kun rauta muuttaa hapetusastettaan. Jo pienet magnetiittikiteet voivat antaa lizardiittipitoiselle serpentiiniitille heikon magneettisen vasteen.
Onko bowenite lizardiitin lajike?
Ei. Bowenite on massiivinen, kova serpentiinimateriaali, joka liittyy yleensä antigoriittipitoisiin koostumuksiin. Se kuuluu laajempaan serpentiiniperheeseen, mutta sitä ei tulisi kuvata lizardiitin lajikkeena, ellei analyysi tue tätä ilmaisua.
Miksi jotkut lizardiittipitoiset kivet näyttävät epätavallisen vihreiltä?
Nikkelin korvaaminen voi vahvistaa serpentiinimineraalien vihreää väriä. Nikkeliä sisältävä lizardiitti voi koostumukseltaan lähentyä népouitea, nikkelipitoista serpentiinin äärilajia.
Onko lizardiitti sama kuin asbesti?
Lizardiitti on tyypillisesti levy- tai massiivimuotoinen. Krysotiili on kuitumainen serpentiini, joka on historiallisesti yhdistetty asbestiin. Serpentiiniitti voi kuitenkin sisältää sekoitettuja mineraaleja ja kuitumaisia suonia, joten tuntemattoman serpentiiniitin leikkaaminen, hiominen, poraaminen tai hionta tulisi tehdä vain asianmukaisilla märkämenetelmillä, ilmanvaihdolla ja hengityssuojaimilla.
Mikä on ero lizardiitin ja serpentiiniitin välillä?
Lizardiitti on mineraalilaji. Serpentiiniitti on kivi, joka koostuu pääasiassa serpentiinimineraaleista ja niihin liittyvistä faaseista, kuten magnetiitista, brusiitista, talkista, karbonaateista tai kromiitista. Serpentiiniitti voi olla lizardiittipitoista ilman, että se on puhdasta lizardiittia.
Lopullinen näkökulma
Lizardiitti on yksi maapallon selkeimmistä todisteista veden pääsystä ultramafisiin kiviin. Se muodostuu, kun oliiviini ja pyroksiini hydratoituvat, tallentaa redoksimuutoksia magnetiitin kautta, säilyttää aiemmat mineraalimuodot verkko- ja bastiittirakenteina, ja saattaa myöhemmin saada päälleen karbonaattipitoisten nesteiden vaikutuksen. Sen rauhallinen vihreä pinta ei siis ole pelkästään koristeellinen: se on näkyvä merkki vaippakivestä, jota vesi, lämpö ja kemia ovat muokanneet geologisen ajan kuluessa.