アイスランドスパー(光学方解石):形成、地質学と種類
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形成、地質学、品種
アイスランドスパー:透明な炭酸塩流体から光学カルサイトが成長する仕組み
無色で光学的に透明なカルサイトの地質学的プロファイル:それを沈殿させる炭酸塩化学、成長を可能にする空洞や脈、そして普通のカルサイトを透明な菱面体レンズに変える条件。
- CaCO3
- 透明なカルサイトの品種
- 菱面体劈開
- 強い二重屈折
- 脈、空洞、純炭酸塩岩での形成
アイスランドスパーは別の鉱物種ではありません。透明で無色の光学的なカルサイトの一種であり、CaCO3通常は菱面体の劈開ブロックとして見られます。その名声は、化学的単純さ、卓越した透明度、完璧な菱面体劈開、強い二重屈折という稀な組み合わせに基づいています。形成は通常の炭酸塩化学に依存しますが、光学品質は異常に清浄な成長条件を必要とします。
「アイスランドスパー」の本当の意味
アイスランドスパーは光学カルサイトであり、像を透過するのに十分透明で、厚みがあり二重屈折を劇的に示し、構造的に菱面体のブロックに割れる準備ができています。
この名前は、光学的透明度の基準となった歴史的なアイスランド産の材料に由来します。鉱物学や収集の言語では、同じ光学基準を満たす他の地域の透明なカルサイトにもこの用語が使われます。すべてのアイスランドスパーはカルサイトですが、ほとんどのカルサイトはアイスランドスパーではありません。
普通のカルサイトは塊状、曇り、繊維状、縞模様、着色、内包物を含むものや洞窟や脈の結晶として形成されます。アイスランドスパーはそのスペクトルの中で異常に透明な端に位置し、不純物、内包物、内部応力が低いため、結晶が自然の光学窓のように機能します。
重要な区別:この名前は光学的品質と視覚的挙動を表し、独自の化学式を示すものではありません。アイスランドスパーはCaCO3であり、カルサイト大理石、洞窟スパー、脈カルサイト、多くの堆積セメントと同じ化学組成です。
炭酸塩化学:カルサイトの沈殿過程
カルサイトは、カルシウムを含む水が炭酸カルシウムに対して過飽和状態になると形成されます。地表および近表面のシステムでは、炭酸塩のバランスは二酸化炭素、pH、温度、圧力、生物活動、流体の混合によって強く影響されます。
溶解は右側で促進され、沈殿は左側で促進されます。
CO2 脱ガス
水が溶存COを失うと2、pHが上昇し炭酸塩飽和度が増加します。この過程は洞窟、泉、開放断層で重要です。
冷却と加熱の影響
温度変化は溶解度とガス含有量を変化させます。温かい温泉水はしばしばCOを急速に脱ガスしながら方解石を沈殿させます2 逃げます。
流体混合
熱水、降水、炭酸塩豊富な水が断層や空洞で混合し、新たな方解石の成長を引き起こすことがあります。
生物学的影響
光合成や微生物の作用により、浅水環境で局所的に炭酸塩沈殿に向かう化学環境が変化します。
再結晶
アラゴナイト、ミクライト、石灰岩、初期の方解石は成岩作用や変成作用でより大きな方解石結晶に再結晶することがあります。
流体が化学的に単純で、成長が遅く、懸濁堆積物が最小限で、鉄、マンガン、粘土、有機物、流体包有物などの微量不純物が低いと透明度が向上します。
アイスランドスパーが形成される地質環境
透明な光学用方解石には化学成分と空間の両方が必要です。炭酸塩豊富な流体が空洞、断層、再結晶帯に入り、大きく包有物の少ない結晶が成長できる必要があります。
| 環境 | 形成過程 | 期待されること |
|---|---|---|
| 熱水脈および空洞 | 温かい炭酸塩含有流体は冷却しながらCOを脱ガスしつつ方解石を堆積させます2、または降水と混合することによって。 | 空洞が開いたままで流体が清浄なら、大きく透明な菱形結晶が形成される可能性があります。 |
| 玄武岩および火山岩の空洞 | 火山後の流体が気泡、断層、アミグダルを通り、ゼオライトや他の空洞鉱物とともに方解石を堆積させます。 | ゆっくりとした開放空間での成長により、堆積物や包有物を避けた古典的な透明な菱形結晶。 |
| 大理石と純石灰岩 | 熱と圧力下で石灰岩が再結晶し、粗い相互に絡み合う方解石を生成します。 | 不純物やひずみが少ない場合、大きな透明帯は光学用のピースに割れることがあります。 |
| 洞窟と石筍類 | 滴下水はCOを失います2、鍾乳石、石筍、フローストーン、ドッグトゥーススパー、ドリューズを堆積させます。 | 美しい方解石の形態は一般的ですが、層状や多孔質のため光学グレードの透明度はあまり見られません。 |
| 温泉の段丘とトラバーチン | 急速なCO2 鉱物豊富な水からの損失は、縞状または繊維状の方解石を生じます。 | テクスチャーに富む炭酸塩鉱床で、通常は光学用スパーには層状または多孔質すぎます。 |
| 成岩セメント | 方解石は埋没、流体移動、堆積盆地の進化の過程で孔隙に沈殿します。 | スパリー孔充填方解石は、特に塊状で不純物の少ないセメント中で局所的に透明なことがあります。 |
静かな成長の法則
最も透明なアイスランドスパーは一般に穏やかな結晶成長を記録する:開放空間、低包有物密度、低粘土・有機汚染、成長後の応力が最小限。急速な沈殿は豊富な方解石を作るが、必ずしも透明な光学用方解石とは限らない。
格子からレンズへ、透明な菱形の成長過程
方解石は三方晶系に属し、三方向に完全な菱面体劈開を持つ。透明な結晶はスカレノヘドラ、菱面体、またはブロック状の塊として成長するが、劈開に沿って割れると、二重屈折を示すなじみ深い傾いた菱形に分かれる。
面が発達する余地
空洞、脈、空隙が方解石の成長を妨げず、細粒のセメントに押しつぶされない。
透明な流体、透明な本体
低懸濁物質、少ない気泡、限られた流体包有物が透明な観察窓を保つのに役立つ。
着色ではなく無色
鉄、マンガン、有機物、その他の微量成分が方解石の光学純度を着色、曇らせ、または弱めることがある。
光学特性は鮮明に保たれる
成長後の変形、双晶、または内部応力により、二重像を和らげる帯やまぶしさが生じることがある。
菱形が現れる
清浄な劈開面は古典的なアイスランドスパーの形状を示し、結晶の下の文字や点が二重像として現れる。
方解石には複屈折が本質的にあるため、小さな透明片でも像を分割できる。アイスランドスパーに関連する劇的な効果は、標本が透明で厚く、二つの光線経路をぼかすヴェールやひずみがない場合に最も強い。
バリエーションと関連する方解石の形態
多くの方解石のバリエーションは化学的にはアイスランドスパーに似ているが、質感、透明度、色、成長様式が異なる。透明な光学用方解石は、より広範な炭酸塩鉱物ファミリーの一表現である。
| タイプ | 外観 | 地質学的意味 |
|---|---|---|
| 光学用アイスランドスパー | 無色透明の菱面体劈開ブロックで、強い像の二重化が見られる。 | ゆっくりで清浄な成長または再結晶化で、包有物密度とひずみが低い。 |
| 透明だがヴェールのかかった方解石 | 透明から半透明で、細い筋、羽毛、ひずみ帯、または小さな包有物がある。 | 研究や展示に有用。理想的でない成長や後の応力を記録する。 |
| ドッグトゥースおよびネイルヘッド・スパー | 尖ったスカレノヘドラまたはブロック状の菱面体結晶で、しばしば洞窟や脈中に見られる。 | 強い結晶習性を持つが、必ずしも光学グレードではない。 |
| サテン方解石 | 繊維状で絹のような、キャタオヤント(光沢が変化する)から真珠光沢の塊。 | 繊維状の成長様式。サテン・スパーとも呼ばれる繊維状石膏と区別する必要がある。 |
| 着色方解石 | ハニー、アンバー、スモーキー、ピンク、グリーン、ブルー、またはグレーのバリエーション。 | 色は一般的に不純物、包有物、格子欠陥、または関連鉱物を反映します。 |
| トラバーチンおよびフローストーン | 帯状、多孔質、層状、または結晶のある炭酸塩鉱床。 | 急速な脱ガスと層状の沈殿は、通常は光学的価値よりも組織的価値があります。 |
産地の文脈
歴史的な名前はアイスランドに由来しますが、適切な炭酸塩流体、空洞、成長条件が揃えばどこでも透明な光学方解石は産出します。
歴史的な基準点
東アイスランドの玄武岩に囲まれた脈や空洞は、名前の由来となった有名な光学材料を産出しました。クラシックなヘルグスタディル産地は歴史的に重要で保護されています。
熱水による透明度
北メキシコの鉱床は、ゆっくりと比較的清浄な沈殿が光学材料に適した脈や空洞から重要な透明方解石を供給してきました。
教育および光学地区
ニューメキシコ州とモンタナ州は、透明な方解石のクラシックなアメリカの産地であり、光学的または教育的用途で歴史的に加工された材料も含まれます。
選別された透明な菱面体
現代の供給は、炭酸塩岩帯の方解石脈からの透明でよく割れた菱面体が一般的で、透明度や展示価値のために選ばれることが多いです。
産地は歴史的価値、典型的なサイズ、透明度、包有物のスタイルに影響しますが、方解石の基本的な複屈折は変わりません。どの産地の透明な方解石の菱面体も同じ鉱物構造に従って光を分割します。
標本の読み方:光学方解石の成長の手がかり
単一の菱面体は、その形成過程と後の取り扱いの両方を明らかにします。上面だけで判断せず、透かして見たり、横から見たり、縁に沿って観察してください。
- 鮮明な像の二重化は、透明な本体、十分な厚さ、視線方向の低い内部曇りを示します。
- ヴェールや羽毛状の模様は流体包有物、成長の中断、修復された亀裂、または応力の特徴を示すことがあります。
- 乳白色のゾーンは豊富な微小包有物、急速な成長、または沈殿時に閉じ込められた不純物を示唆します。
- 階段状の面は割れ目と表面の摩耗を示します。完璧な割れ面はしばしばガラス状ではなく、わずかに真珠光沢を帯びています。
- ひずみ帯とラメラは、狭い角度の光の下で内部のまぶしさや繰り返しの線として現れることがあります。
- 色の色合いはクラシックなアイスランドスパーの品質から外れますが、他の方解石の種類では魅力的な場合があります。
ケアと保存
アイスランドスパーは物理的に繊細であるため、見た目も繊細です。方解石は石英に比べて柔らかく、割れやすく、酸に反応します。適切なケアは、光学窓と標本の歴史的または産地の価値の両方を保護します。
劈開保護
菱面体は個別に保管し、角をクッションで保護してください。小さな衝撃でも劈開や打撲を起こすことがあります。
清掃
柔らかい乾いた布、ブロワー、または非常に軽く湿らせた布で拭き、その後乾燥させてください。酢、酸性洗剤、超音波洗浄、研磨パッドは避けてください。
展示
安定した台座またはクッション付きの台を使用してください。展示用の結晶は、表面を傷つける硬い鉱物から離して保管してください。
遺産の産地
保護された歴史的な場所からの採取は避けるべきです。記録された古い材料は可能な限りそのラベルの履歴を保持すべきです。
よくある質問
アイスランドスパーはアイスランド産だけですか?
いいえ。この名前は歴史的なアイスランド産の材料に敬意を表していますが、他の産地の透明で強い複屈折特性を持つ光学的に透明な方解石もアイスランドスパーと呼ばれることがあります。
方解石がアイスランドスパー品質になるのはなぜですか?
卓越した透明度が鍵です。最高の材料は、閉じ込められた流体、粘土、有機物、鉄、マンガン、亀裂、内部ひずみを最小限に抑える条件下で成長または再結晶化します。
洞窟の方解石はアイスランドスパーになり得ますか?
洞窟の方解石は美しいことがありますが、多くは層状で多孔質、または包有物を含みます。洞窟の方解石の中には透明なものもありますが、ほとんどの鍾乳石方解石は通常アイスランドスパーが意味する厚く清浄な光学材料ではありません。
サテン・スパーはアイスランドスパーと同じですか?
いいえ。サテン・スパーは繊維状で絹のような習性を表し、文脈によって方解石または石膏を指すことがあります。アイスランドスパーは無色透明で明瞭な二重像を持つ方解石です。
なぜ一部の結晶は透明に見えるのに弱い二重像を示すのですか?
その結晶片が薄すぎる、光軸方向に近く見ている、内部にひずみがある、または微細な包有物で曇っている可能性があります。印刷された文字の上で回転させるのが効果を評価する最も簡単な方法です。
なぜ方解石は酸に敏感なのですか?
方解石は炭酸カルシウムです。酸は炭酸塩と反応し、露出した表面にエッチング、くすみ、または泡立ちを引き起こします。家庭用の酢でも研磨面や劈開面を損傷することがあります。