Magnesiitti: muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Jaa
Muodostuminen, geologia ja lajikkeet
Magnesiitti: Hiili, Magnesium, Vesi ja Valkoinen Kivi
Magnesiitti on magnesiumkarbonaatti, MgCO3, mineraali, jonka vaalea yksinkertaisuus tallentaa monimutkaisen geologisen neuvottelun. Se muodostuu, kun magnesiumrikkaat kivet tai nesteet kohtaavat hiilidioksidin suotuisissa lämpötila-, pH-, paine- ja nestevirtauksen olosuhteissa. Tuloksena voi olla posliinivalkoisia suonia serpentiinissä, sparry-rhomboedreja marmorissa, kalkkikivisiä altaan noduleja tai rakeisia metamorfoottisia massoja.
- Kaava: MgCO3
- Mineraaliryhmä: kalsiittiryhmän karbonaatti
- Pääasialliset ohjaimet: Mg, CO2, pH, nesteen virtaus
- Yleiset ympäristöt: ultramafiset kivet, karbonaatit, altaat
Miksi magnesiitti muodostuu
Magnesiitti muodostuu, kun magnesium ja karbonaatti ovat vakaassa yhdessä. Tämä yksinkertainen lause kattaa useita hyvin erilaisia geologisia ympäristöjä: ultramafiset kivet, joita muokkaavat hiilipitoiset nesteet, magnesiumrikkaat altaat, hydrotermiset korvausjärjestelmät, metamorfoottiset marmorikivet ja paikalliset alkalikarbonaattiset ympäristöt.
Mineraalin kaava on MgCO3. Puhdas muoto on magnesiumkarbonaatti, mutta luonnon näytteet voivat sisältää rautaa, mangaania, kalsiumia, nikkeliä, kobolttia, piidioksidia, savea, talkkia, serpentiiniä, kvartsia, dolomiittia tai kalsiittia. Nämä lisäykset muuttavat väriä, rakennetta ja geologista merkitystä. Valkoinen suoni, joka leikkaa serpentiiniittiä, ruskehtava rautapitoinen kide ja kalkkikivinen altaan noduli voivat kaikki olla magnesiittia, mutta ne eivät kerro samaa tarinaa.
Tärkeimmät muodostumisympäristöt
Eri ympäristöt tuottavat erilaisia magnesiittityyppejä. Kenttähavainnon tulisi siksi kirjata sekä materiaali että sen geologinen konteksti: isäntäkivi, rakenne, siihen liittyvät mineraalit ja se, vaikuttaako kappale suonimaiselta, korvaavalta, nodulaariselta vai metamorfoottiselta.
| Asetelma | Isäntäympäristö | Muodostumisprosessi | Tyypillinen ilmentymä |
|---|---|---|---|
| Ultramafisten kivien karbonaatio | Peridotiitti, duniitti, serpentiiniitti, listveniitti, talkkikarbonaattikivi ja niihin liittyvät halkeamaverkostot | CO2Hiilirikkaita nesteitä reagoivat magnesiumsilikaattien, kuten oliiviinin, pyroksenin ja serpentiinin kanssa muodostaen magnesiittia piidioksidin, talkin tai kvartsin kanssa. | Tiheät valkoiset suonet, verkostot, nodulit ja posliinin kaltaiset massat, usein kvartsin, serpentiinin, talkin, dolomiitin tai rautaoksidien kanssa. |
| Karbonaattikivien hydroterminen korvaus | Dolomiitti, kalkkikivi, marmori, siirrokselliset karbonaattialustat ja suonivyöhykkeet | Magnesiumrikkaita nesteitä metasomatoivat kalsiumia sisältäviä karbonaattikiviä, tuottaen magnesiittialueita, vyöhykkeitä, sparrytaskuja ja korvausrakenteita. | Sparry- tai kiteinen magnesiitti, vyöhykkeiset korvausrakenteet, romboedrit onteloissa ja kvartsia sisältävä suonitäyte. |
| Sedimentaariset ja diageneettiset altaat | Emäksiset järvet, playas, sabkhat, haihtuvat altaiden sedimentit ja korkean Mg-pitoisuuden huokosvedet | Korkean Mg/Ca-suhteen emäksiset vedet saostavat vesipitoisia magnesiumkarbonaatteja, jotka voivat kuivua ja uudelleenkiteytyä magnesiitiksi hautautumisen ja diageneesin aikana. | Kalkkiset kerrokset, jauhemaiset valkoiset massat, pyöreät ”lumipallomaiset” nodulit, sferulaariset rakenteet ja maamaiset karbonaattikerrokset. |
| Metamorfiset karbonaattikivet | Mg-rikkaat marmorikivet, talkki-karbonaattiskistit ja uudelleenkiteytyneet karbonaattikoostumukset | Lämpö, paine ja nesteet järjestävät uudelleen aiemmat karbonaattimineraalit, tuottaen rakeista magnesiittia tai kirkkaampia kiteitä, kun avoin tila sallii kasvun. | Sokerimaiset tasarakeiset massat, marmorissa esiintyvät romboedrit ja yhteydet tremoliitin, diopsidin, flogopiitin, dolomiitin tai kalkki-jäänteiden kanssa. |
| Karbonatiitti- ja emäksiset kompleksit | Karbonatiittisuonet, feniitit, emäksiset intruusiot ja paikalliset magnesiumkarbonaattijärjestelmät | Magnesiumia sisältävät karbonaattiset nesteet voivat saostaa magnesiittia yhdessä kalkki-, dolomiitti- ja muiden karbonaattimineraalien kanssa. | Hienorakeiset pisarat, karbonaattisuonimateriaali, sekoitetut karbonaattikoostumukset ja materiaali, joka usein vaatii analyysiä varmaan tunnistukseen. |
Muodostumisreitit
Magnesiitti ei liity yhteen alkuperätarinaan. Sama mineraali voi kiteytyä karbonaation, korvautumisen, sedimentaation, diageneesin tai metamorfoosin kautta.
- 1 Magnesiumrikkaiden silikaattien karbonaatio Ultraemäksisissä kivissä CO 2Mg-rikkaat nesteet reagoivat mineraalien kuten oliiviinin, pyroksenin ja serpentiinin kanssa. Yksinkertaistettu pääjäsenkonsepti on magnesiumsilikaatti plus hiilidioksidi, jotka tuottavat magnesiittia ja piidioksidia. Todelliset kivet ovat monimutkaisempia ja voivat tuottaa kvartsin ja magnesiitin yhdistelmiä, talkki-karbonaattikiveä tai listveniittityyppistä muutosta.
- 2 Hydroterminen korvaus Siirrokset, halkeamat ja läpäisevät kerrokset sallivat magnesiumia sisältävien nesteiden kulkeutua kalkkikiven, dolomiitin tai marmorin läpi. Missä kemia sallii, magnesiitti korvaa aiemmat karbonaattimineraalit säilyttäen kerrostumat, vyöhykkeet, styloliitit tai perityt rakenteet.
- 3 Altaiden sademäärä ja diageneesi Alkalimaisissa, magnesiumrikkaissa järvissä tai haihtumisaltaissa varhaiset vesipitoiset magnesiumkarbonaatit voivat muodostua ensin. Hautautumisen, veden kemian muutosten ja ajan myötä nämä esiasteet voivat uudelleenkiteytyä vakaammaksi magnesiitiksi.
- 4 Metamorfoottinen uudelleenkiteytyminen Olemassa olevat magnesiumkarbonaatit voivat järjestäytyä uudelleen metamorfoosin aikana. Raerajat terävöityvät, rakenteet muuttuvat sokerimaisiksi tai massiivisiksi, ja sparrykiteitä voi kasvaa, kun neste pääsee kulkemaan ja tilaa on avoinna.
- 5 Myöhäinen suonitus ja halkeamien täyttyminen Kun kivi on jo muodostunut, myöhemmät nesteet voivat kerrostaa magnesiittia halkeamiin, onteloihin ja breksioihin. Nämä suonijärjestelmät voivat leikata aiempia rakenteita ja sisältää kvartsia, dolomiittia, kalkkiittia, talkkia tai serpentiiniä.
Paragenesi ja mineraaliyhdistelmät
Liittyvät mineraalit tarjoavat yhden parhaista vihjeistä magnesiitin alkuperästä. Sama MgCO3 Kaava voi esiintyä hyvin erilaisten mineraalikumppaneiden kanssa riippuen nesteen kemiasta ja emäkivestä.
Ultramafiittinen karbonaatio
Magnesiitti voi esiintyä serpentiinin, kvartsin, talkin, dolomiitin, kromiitin, magnetiitin, nikkeliä sisältävien mineraalien ja rautaoksidien kanssa. Valkoiset karbonaattisuonet vihreää emäkiveä vasten ovat yleinen visuaalinen vihje.
Karbonaattikorvaus
Hydroterminen tai metasomaattinen magnesiitti voi liittyä dolomiittiin, kalkkiittiin, kvartsiiin, pyriittiin, talkkiin, kloriittiin tai jäännöskalkkikiven ja dolomiitin rakenteisiin.
Metamorfoottiset marmorikivet
Magnesiitti metamorfoottisissa karbonaattikivissä voi esiintyä dolomiitin, kalkkiitin, tremoliitin, diopsidin, forsteriitin, talkin, flogopiitin ja muiden mineraalien kanssa, jotka heijastavat lämpötilaa ja nesteen koostumusta.
Altaat ja haihtumisjärjestelmät
Hienorakeinen magnesiitti voi esiintyä savimineraalien, dolomiitin, hydromagnesiitin, huntiitin, brusiitin, kipsin, piidioksidin ja muiden haihtuvien tai diageenisten vaiheiden kanssa.
Rakenteet ja kenttäviitteet
Rakenne paljastaa usein enemmän kuin väri. Magnesiitti voi näyttää liidumaiselta, tiheältä, posliinimaiselta, rakeiselta, sparryltä, suonimaiselta, kyhmyiseltä tai massiiviselta; kukin rakenne viittaa eri geologiseen historiaan.
Suonet ultramafiittisessa emäkivessä
Valkoiset karbonaattisuonet tummanvihreässä tai mustassa magnesiumrikkaassa kivessä osoittavat usein CO2–sisältävät nesteet liikkuvat halkeamien läpi ja reagoivat silikaattimineraalien kanssa.
Kyhmyt ja ”lumipallomuodot”
Pyöreät, mattavalkoiset kyhmyt ovat yleisiä sedimenttisissä tai diageenisissä ympäristöissä. Ne voivat olla jauhemaisia, sferulaarisia tai hauraita verrattuna tiheään suonimagneesiittiin.
Sparrytaskut
Kirkkaat tai kermaan vivahtavat romboedrit, jotka vuoraavat onteloita tai halkeamia, viittaavat avoimen tilan kasvuun hydrotermisissa tai metamorfoottisissa karbonaattiympäristöissä.
Korvaushaamut
Vuodejäljet, styloliitit tai periytyneet karbonaattirakenteet voivat jäädä näkyviin magnesiitin korvatessa aiemman kalkkikiven tai dolomiitin.
Sokerimaiset massat
Tasakiteinen, rakeinen magnesiitti marmoreissa tai talkki-karbonaattikivissä heijastaa usein metamorfista uudelleenkiteytymistä eikä suoraa altaan saostumista.
Valkoiset suonet ultramafiiteissa
Kun magnesiitti esiintyy kvartsin kanssa vihreissä tai tummissa ultramafiittisissa emäkivissä, tulee harkita karbonaatiota ja listveniittityyppistä muutosta.
Lajit ja niihin liittyvät termit
Jotkut magnesiittitermit kuvaavat tekstuuria, toiset koostumusta ja toiset ovat historiallisia. Tarkimmat kuvaukset pitävät nämä kategoriat erillään.
| Termi | Merkitys | Geologinen merkitys |
|---|---|---|
| Posliinispar | Historiallinen termi tiiviille, hienorakeiselle, massiiviselle magnesiitille, jolla on posliinin kaltainen ulkonäkö. | Usein käytetty tiiviiseen suonimateriaaliin tai massiiviseen aineeseen; tekstuuri on painopiste, ei erillinen mineraalilaji. |
| Spattimagnesiitti | Kiteinen magnesiitti, jolla on sparry- tai romboedrinen muoto. | Yleensä yhteydessä hydrotermiseen korvaukseen, marmorissa kasvamiseen tai avoimiin halkeamiin. |
| Nodulaarinen tai ”lumipallomagnesiitti” | Pyöreät, liidumaiset tai maamaiset nodulit, yleensä vaaleita ja hienorakeisia. | Usein yhteydessä sedimentti-diageenisiin tai emäksisiin altaisiin. |
| Breunneriitti | Rautapitoinen magnesiitti magnesiitti-sideriitti kiinteäliuosalueella. | Tyypillisesti lämpimän ruskea; osoittaa raudan korvaantumista ja saattaa vaatia kemiallista varmistusta. |
| Kobolttimagnesiitti | Koboltin värjäämä vaaleanpunainen tai lilaan vivahtava magnesiitti. | Koostumukseltaan erottuva ja visuaalisesti harvinainen verrattuna tavalliseen valkoiseen magnesiittiin. |
| Hydromagnesiitti ja siihen liittyvät faasit | Vesipitoiset magnesiumkarbonaatit, jotka voivat esiintyä magnesiitin kanssa tai sitä ennen. | Tärkeä matalan lämpötilan altaiden, luolien, kaivosten tai muutosympäristöissä, joissa dehydraatio ja uudelleenkiteytymisreitit ovat merkityksellisiä. |
| Listveniittiin liittyvä magnesiitti | Magnesiitti karbonaattisissa ultramafiittisissa kivissä, usein kvartsin ja rautapitoisten mineraalien kanssa. | Tallentaa voimakasta karbonaatiota vaippaperäisissä kivissä ja on tärkeä luonnollisen hiilimineraalisoitumisen keskusteluissa. |
Muutos, vakaus ja hiilen varastointi
Magnesiitti on vakaa karbonaatti, minkä vuoksi se herättää huomiota luonnollisissa hiilen varastointikeskusteluissa. Kun hiilidioksidi lukitaan MgCO3, se voi säilyä mineraalimuodossa pitkään. Haaste luonnollisissa ja suunnitelluissa järjestelmissä ei ole magnesiitin vakaudessa, vaan sen muodostumisen nopeudessa ja olosuhteissa.
Sään vaikutus ja pinnan muutos
Altistunut magnesiitti voi muuttua himmeäksi, liidumaiseksi, tahraiseksi tai halkeilla. Rautaoksidit voivat lisätä vaaleanruskeaa tai ruskeaa pintaväriä, kun taas savi ja pii voivat peittää karbonaatin vaalean luonteen.
Reaktio happojen kanssa
Magnesiitti on karbonaatti ja reagoi hapon kanssa, vaikka ehjät pinnat yleensä reagoivat heikosti kylmässä laimeassa hapossa. Jauhettu tai lämmitetty materiaali reagoi helpommin.
Vesipitoiset esiastefaasit
Matalan lämpötilan järjestelmät voivat muodostaa hydromagnesiittia, nesquehonittia, dypingiittiä, huntiittia tai niihin liittyviä faaseja ennen magnesiittia tai samanaikaisesti sen kanssa. Nämä mineraalit tallentavat vesipitoisia karbonaattireittejä.
Hiilen mineralisaatio
Ultramafiset kivet tarjoavat runsaasti magnesiumia, joten niiden karbonaatio on luonnollinen malli CO sitomiselle.2 karbonaattimineraaleina. Magnesiitti on yksi tämän prosessin kestävästä lopputuotteista.
Tunnistus geologisessa kontekstissa
Magnesiitti voi muistuttaa muita vaaleita karbonaatteja ja huokoisia valkoisia mineraaleja. Kenttätunnistus tulisi pitää alustavana, ellei sitä tue rakenne, esiintymispaikka, happokäyttäytyminen, optinen työ tai laboratoriotutkimus.
| Materiaali | Miksi se voi muistuttaa magnesiittia | Hyödyllisiä erotteluita | Paras varmistus |
|---|---|---|---|
| Magnesiitti | Valkoinen tai kerma karbonaatti; massiivinen, nodulaarinen, sparry tai suonimainen. | Kovuus noin 3,5–4,5, ominaispaino lähellä 3,0, täydellinen romboedrinen halkeama ja hidas kylmän hapon reaktio ehjillä pinnoilla. | Optiset ominaisuudet, jauhe röntgendiffraktio tai kemiallinen analyysi. |
| Kalsiitti | Vaalea karbonaatti, jolla on romboedrinen halkeama. | Pehmeämpi, noin Mohsin 3, ja kuplii helposti kylmässä laimeassa hapossa. | Happoreaktio, kovuus ja optinen testaus. |
| Dolomiitti | Vaalea karbonaatti, jolla on samanlainen kovuus ja heikko happovaste, ellei jauhettu. | Voi olla vaikea erottaa massiivisesta magnesiitista käsinäytteessä. | Kemiallinen analyysi tai röntgendiffraktio tärkeille näytteille. |
| Howliitti | Valkoinen, huokoinen materiaali, jossa voi olla harmaita suonia ja jota usein värjätään siniseksi. | Howliitti on borosilikaattihydroksidi, ei karbonaatti; sillä ei ole magnesiitin karbonaattikemiaa. | Happokäyttäytyminen, spektroskopia tai laboratoriotutkimus. |
| Hydromagnesiitti | Vaalea magnesiumkarbonaattimineraali, joka voi esiintyä samankaltaisissa ympäristöissä. | Sisältää rakenteellista vettä ja käyttäytyy optisesti ja lämpötilan suhteen eri tavalla. | Röntgendiffraktio tai huolellinen mineraloginen testaus. |
Huolehdi geologisista näytteistä
Magnesiitti ei ole hauras kaikissa muodoissaan, mutta se on silti karbonaatti, jolla on halkeamia, hauraita reunoja ja herkkyyttä hapolle. Geologisen kontekstin näytteet voivat sisältää myös pehmeämpiä siihen liittyviä mineraaleja.
Pidä poissa happojen läheltä
Etikka, happamat puhdistusaineet ja voimakkaat kemialliset käsittelyt voivat syövyttää tai himmentää karbonaattipintoja ja vahingoittaa niihin liittyviä mineraaleja.
Puhdista varovasti
Use pehmeää harjaa, ilmapuhallinta tai kuivaa liinaa useimmille näytteille. Hieman kostea liina voidaan käyttää vakaalle materiaalille, mutta kappale tulisi kuivata nopeasti.
Suojaa halkeamat ja kyhmyt
Romboedriset kiteet ja ohuet reunat voivat lohjeta. Liidumaiset kyhmyt ja huokoiset massat voivat murentua tai tahriintua, jos niitä käsitellään kovakouraisesti.
Säilytä konteksti
Merkinnöissä tulisi tallentaa sijainti, emäkivi, siihen liittyvät mineraalit, rakenne, käsittely ja onko kappale luonnollinen, kiillotettu, leikattu vai stabiloitu.
Lukijoiden usein kysymiä kysymyksiä
Mikä on yksinkertaisin tapa, jolla magnesiitti muodostuu?
Yksinkertaisin reitti on karbonaatio: magnesiumrikkaat mineraalit tai nesteet kohtaavat hiilidioksidia ja muodostavat MgCO3Luonnossa tämä prosessi voi liittyä ultramafisiin kiviin, karbonaattikorvauksiin, altaiden vesiin tai metamorfaattiseen uudelleenkiteytymiseen.
Miksi magnesiitti on yleinen ultramafisissa ympäristöissä?
Ultramafiset kivet sisältävät runsaasti magnesiumia sisältäviä mineraaleja, kuten oliiviinia, pyroksenia ja serpentiiniä. Kun CO2–pitoiset nesteet liikkuvat näiden kivien läpi, magnesium voi muuttua karbonaattimineraaleiksi, mukaan lukien magnesiitiksi.
Mitä ovat ”lumipallo” magnesiittikyhmyt?
Ne ovat pyöreitä, vaaleita, usein liidumaisia kyhmyjä, jotka liittyvät sedimentaarisiin tai diageenisiin ympäristöihin. Niiden rakenne eroaa tiheästä suonimaisesta magnesiitista ja sparry-kideaineksesta.
Onko magnesiitti sama kuin hydromagnesiitti?
Ei. Molemmat ovat magnesiumkarbonaatteja, mutta hydromagnesiitti sisältää vettä rakenteessaan. Hydromagnesiitti ja siihen liittyvät vesipitoiset vaiheet voivat esiintyä magnesiitin kanssa tai toimia esiasteina matalan lämpötilan järjestelmissä.
Voiko magnesiitti varastoida hiilidioksidia?
Kyllä. Magnesiitti on stabiili karbonaatti, joka varastoi hiiltä mineraalimuodossa. Magnesiumrikkaiden kivien luonnollinen karbonaatio on yksi malli pitkäaikaiseen hiilen mineralisointiin, vaikka magnesiitin nopea muodostaminen hallituissa olosuhteissa on edelleen tieteellinen ja tekninen haaste.
Miksi magnesiitti joskus näyttää ruskealta tai harmaalta?
Rautasubstituutio, rautaoksiditahra, savi, pii, rapautuminen, inkluusiot tai emäkivi voivat siirtää väriä pois puhtaasta valkoisesta tai kermasta. Ruskehtava materiaali voi olla rautapitoinen magnesiitti tai yksinkertaisesti pintatahroittunut karbonaatti.
Yhteenveto
Magnesiitti on hiljainen mineraali, jolla on monimutkainen geologinen ääni. Sen MgCO3 rakenne tallentaa magnesiumin, hiilidioksidin, veden ja ajan kohtaamisen. Ultramafisissa maaperissä se merkitsee karbonaatiota; karbonaattikivissä se voi paljastaa korvaantumista; altaissa se voi säilyttää emäksisen veden kemian; marmorissa se tallentaa uudelleenkiteytymisen; ja sekoitetuissa karbonaattijärjestelmissä se vaatii huolellista analyysiä. Olipa magnesiitti nähtävissä terävänä romboedrina, posliinivalkoisena suonena, liidumaisena kyhmynä tai rakeisena massana, se on parhaiten ymmärrettävissä kestäväksi hiileksi magnesiumrikkaassa maapallossa.