Лизардит (змеевик): образование, геология и разновидности
Поделиться
Лизардит: образование, геология и разновидности
Лизардит — низкотемпературный пластинчатый представитель подгруппы серпентинов: магнийсодержащий филоcиликат, образующийся при гидратации оливин- и пироксенсодержащих пород водой. Его зеленые поверхности, сетчатые текстуры, вкрапления магнетита и тальк-карбонатные наложения отражают воздействие воды, тепла, окислительно-восстановительных изменений и последующих углеродсодержащих флюидов, проходящих через ультрамафические породы Земли.
Минеральная идентичность
Лизардит — магнийсодержащий филоcиликат с идеальной формулой Mg 3Si 2O5(OH) 4Это самый распространённый представитель подгруппы серпентинов, особенно связанный с низкотемпературной гидратацией ультрамафических пород, таких как перидотит.
Структурно лизардит состоит из слоев 1:1: одного тетраэдрического силиката, сочетающегося с одним октаэдрическим слоем, богатым магнием. Эти слои могут укладываться по-разному, образуя политетипы, такие как лизардит-1T, лизардит-2H. 1и лизардит-2H 2Различия важны при рентгеновской дифракции и минералогическом исследовании, тогда как в рукопашных образцах обычно проявляются более общие черты серпентина: восковидные зеленые поверхности, пластинчатая текстура, мягкая твердость и тонкие сетчатые или жилковые узоры.
Минеральная группа
Лизардит относится к подгруппе серпентинов филоcиликатов, наряду с антыгориитом и хризотилом.
Распространённая горная порода-носитель
Чаще всего встречается как часть серпентинита — породы, образованной в результате изменения ультрамафических минералов.
Стиль образования
Он обычно замещает оливин и пироксен в процессе ретроградного метаморфизма или низкотемпературного гидротермального изменения.
Тектонические условия
Лизардит образуется там, где ультрамафические породы встречаются с водой при относительно низких температурах. Поэтому он часто встречается в трещиноватой океанической мантии, офиолитах, серпентинитах передовых дуг и других условиях гидратации перидотита.
Срединно-океанические хребты
Морская вода может проникать в трещиноватый перидотит и гидратировать оливин и пироксен. В результате образующийся серпентинит может содержать лизардит, бруцит, магнетит и в некоторых системах водородный газ.
Офиолиты на суше
Фрагменты океанической коры и мантии, внедренные на континенты, сохраняют тела серпентинита, образовавшиеся в процессе изменения морского дна и последующего тектонического подъема.
Передовые дуги субдукции
Флюиды, выделяющиеся из погружающейся плиты, могут серпентинизировать мантию переддуги. В некоторых системах переддуги серпентинитовые илы приносят на поверхность материал, богатый лизардитом.
Реакции образования и условия
Основной процесс — серпентинизация: гидратация ферромагнезиальных минералов. Упрощённая реакция выражается как оливин плюс вода с образованием серпентиновых минералов, таких как лизардит или хризотил, с образованием бруцита, магнетита и водорода в зависимости от общей химии и редокс-условий.
Вода проникает в ультрамафическую породу
Трещины позволяют морской воде, метаморфическим или породным флюидам проникать в породы, богатые оливином и пироксеном. Гидратация начинается вдоль трещин, границ зерен и дефектов кристаллов.
Первичные минералы замещаются
Оливин и пироксен трансформируются в серпентиновые минералы. В низкотемпературных системах лизардит обычно является доминирующей фазой серпентина, особенно в сетчатых и баститовых текстурах.
Могут образовываться магнетит и водород
Реакции окисления и восстановления железа могут приводить к образованию магнетита. В некоторых системах серпентинизации выделяется водород, что делает серпентинит важной средой для геохимии глубокого моря, микробных экосистем и астробиологических исследований.
Температура контролирует фазу серпентина
Лизардит наиболее характерен для серпентинизации при низких температурах. При более высоких температурах, обычно около 300–350 °C и выше в зависимости от давления и состава, более стабильным серпентиновым минералом становится антигорит. Хризотил часто встречается как поздняя жила или метастабильная волокнистая форма.
Химия флюидов имеет значение
Активность кремнезёма, щелочные флюиды, доступность магния, содержание алюминия и углекислый газ влияют на формирующийся минералогический состав. Кремнезёмо-бедные, магниево-богатые системы могут способствовать образованию бруцита с лизардитом; добавление кремнезёма может расходовать бруцит и порождать больше серпентина; углеродсодержащие флюиды могут позднее перекрывать породу карбонатными ассамбляжами.
Текстуры и полевые признаки
Лизардит часто распознаётся по текстурам, а не по крупным кристаллам. Он замещает более ранние минералы в узорах, сохраняющих исходную структуру ультрамафической породы.
Сетчатая текстура после оливина
Сетчатый узор микрожил и серпентиновых доменов — один из классических признаков серпентинизированного оливина. Лизардит обычно занимает ядра сетки, ободки и сети жилок.
Бастит после пироксена
Пироксен может быть замещён шелковистыми псевдоморфами, называемыми баститом. Эти зоны могут включать алюминиево-богатый лизардит и сохранять контуры исходных кристаллов пироксена.
Поздние жилы и волокна
Поздние жилы серпентина могут пересекать более ранние мозаики лизардита. В таких жилах может встречаться хризотил или полигональный серпентин, фиксирующий более поздний эпизод флюида.
Пятна магнетита
Мелкие черные зерна магнетита могут встречаться по всему серпентиниту. Они могут создавать слабый магнитный отклик и фиксировать историю редокс-процессов серпентинизации.
Варианты, полиморфы и родственные названия
Вариации лизардита контролируются укладкой слоев, замещением незначительных элементов и взаимным прорастанием с другими серпентиновыми минералами. В образцах различия могут проявляться в оттенках зеленого, текстуре, прозрачности и реакции на полировку.
| Название или тип | Что это означает | Геологическая или описательная заметка |
|---|---|---|
| Лизардит-1T | Тригональный вариант укладки слоев 1:1 лизардита. | Распространен в тонких пластинчатых массах и определяется минералогическим анализом, а не только по внешнему виду. |
| Лизардит-2H 1 и 2H 2 | Варианты гексагонального укладки. | Эти полиморфы могут встречаться вместе с 1T-лизардитом и наиболее надежно разделяются с помощью рентгеновской дифракции или аналогичных методов. |
| Лизардит, содержащий никель | Лизардит с частичной заменой Mg на Ni, композиционно тяготеющий к непуиту. | Никель может усиливать зеленый цвет, особенно в выветрившихся ультрамафических или латеритных условиях. |
| Алюминиевый лизардит | Лизардит с замещением алюминием в листовой структуре. | Часто встречается в текстурах бастита и может иметь немного расширенный диапазон устойчивости по сравнению с более чистым Mg-богатым лизардитом. |
| Серпентинит, богатый серпентином или лизардитом | Материал смешанного минералогического состава, доминирующий серпентиновые минералы. | Часто наиболее точное описание для декоративных изделий, если аналитические тесты не подтверждают чистый или почти чистый состав лизардита. |
| Боуэнит | Прочный массивный серпентинитовый материал, обычно связанный с составами, богатыми антигоритом. | Не разновидность лизардита; относится к более широкому торговому понятию серпентина и при возможности должен идентифицироваться отдельно. |
| «Новый жад» или «серпентиновый жад» | Торговые термины, часто применяемые к серпентину, иногда богатому лизардитом. | Эти названия не означают жадеит или нефрит. Для серьезного описания предпочтительнее использовать точные минералогические термины. |
Типовая локализация и классические месторождения
Лизардит назван в честь полуострова Лизард в Корнуолле, Англия — классического месторождения, где вдоль побережья обнажены серпентиниты и родственные ультрамафические породы. Название связывает минерал с офиолитическим ландшафтом, где океаническая кора и мантия были перемещены на сушу.
Лизард, Корнуолл
Типовая локализация дала название лизардиту. Серпентинитовые покрытия, жилы и прибрежные выходы делают регион важным как с минералогической, так и с геологической точки зрения.
Офиолит Самайл, Оман
Один из крупнейших в мире обнажений мантии — офиолит Самайл сохраняет обширные серпентинизированные перидотиты с типичными сетчатыми текстурами и вызывает активный интерес в области естественной карбонизации.
Пояса срединно-океанических хребтов
Трещиноватые морские перидотиты могут образовывать серпентиниты, богатые лизардитом, в ходе гидротермального изменения, особенно там, где морская вода циркулирует через океаническую мантию.
Системы серпентинита переддуги
Серпентинизированная мантийная часть переддуги, включая системы грязевых вулканов в зонах субдукции, может переносить богатый лизардитом материал с глубины к поверхности.
От серпентина к карбонатам
Серпентинизация не всегда является конечной стадией изменения. Флюиды с углекислым газом могут перекрывать серпентинит, образуя магнезит, тальк-карбонатные породы, кварц-карбонатные ассамбляжи и трансформации, похожие на лиственит.
Бруцит реагирует первым
Во многих серпентинитах бруцит является одной из самых реакционноспособных фаз. Флюиды, содержащие углекислый газ, могут превращать бруцит в магнезит или родственные карбонатные минералы.
Серпентин превращается в тальк и карбонат
Продолжающееся углеродсодержащее изменение может преобразовать серпентин в тальк и магнезит, особенно при соответствующих условиях кремнезема и углекислого газа.
Лиственит фиксирует более сильное изменение
При обилии кремнезема и углекислого газа серпентинит может преобразовываться в кварц-магнезитовые ассамбляжи, обычно называемые лиственитом. Эти породы являются важными свидетельствами реакций флюидов с породой.
Почему карбонирование важно
Естественное карбонирование серпентинизированного перидотита, включая изученные примеры из Омана, имеет значение для долгосрочного углеродного цикла и исследований по инженерному хранению углекислого газа. В этой последовательности лизардит фиксирует историю водного изменения, а ассамбляжи тальк-карбонат и лиственита — более позднюю историю углеродсодержащих флюидов.
Контекст распознавания и обращения
Серпентинит, богатый лизардитом, следует рассматривать как минеральный материал и геологический архив. Его цвет и мягкость — лишь часть истории; текстуры, смешанные минералы и последовательность изменений дают самые веские доказательства его формирования.
| Наблюдение | Что это означает | Почему это важно |
|---|---|---|
| Восковая поверхность от бледной до яблочно-зеленой | Мелкие серпентиновые минералы, часто включающие лизардит. | Характерна для плотного серпентинового материала, хотя сама по себе не является диагностической. |
| Сетчатая текстура | Замещение оливина во время серпентинизации. | Одна из самых четких полевых текстур, связывающих породу с гидратированным ультрамафическим происхождением. |
| Псевдоморфы бастита | Замещение пироксена серпентиновыми минералами. | Сохраняет форму и ориентацию исходных кристаллов пироксена. |
| Черные пятна или слабая магнитность | Магнетит, образовавшийся в ходе реакций окисления-восстановления железа. | Помогает зафиксировать степень окисления и потенциал генерации водорода в системе изменения. |
| Белые или бледные карбонатные жилы | Позднее карбонатное изменение или заполнение жил. | Может указывать на перекрытие, содержащее углекислый газ, после серпентинизации. |
| Волокнистые жилки | Возможная поздняя серпентиновая фаза хризотила или родственная ей. | Обычное обращение с отполированными стабильными образцами отличается от резки или шлифовки. Пыль от неизвестного серпентинита должна контролироваться профессионально. |
Часто задаваемые вопросы
Стабилен ли лизардит при высоких температурах?
В целом — нет. Лизардит — это серпентиновый минерал низкотемпературной стадии. С повышением температуры и давления в многих системах стабильной фазой становится антигорит, а хризотил часто появляется как поздняя или метастабильная волокнистая жила. Лизардит, богатый алюминием, может сохраняться дольше, чем чистый магниевый лизардит в некоторых текстурах.
Почему некоторые серпентиниты слабо магнитны?
Магнетит обычно образуется во время серпентинизации при изменении степени окисления железа. Даже мелкие зерна магнетита могут придавать серпентиниту с лизардитом слабый магнитный отклик.
Является ли боуэнит разновидностью лизардита?
Нет. Боуэнит — массивный, прочный серпентиновый материал, обычно связанный с составами, богатыми антигоритом. Он относится к более широкой группе серпентинов, но не должен называться разновидностью лизардита без подтверждающего анализа.
Почему некоторые породы, богатые лизардитом, выглядят необычно зелёными?
Замещение никелем может усиливать зелёный цвет в серпентиновых минералах. Лизардит, содержащий никель, может по составу приближаться к непуиту — никелевому концевому члену серпентина.
Является ли лизардит асбестом?
Лизардит обычно пластинчатый или массивный. Хризотил — волокнистый серпентин, исторически связанный с асбестом. Однако серпентинит может содержать смешанные минералы и волокнистые жилы, поэтому резка, шлифовка, сверление или шлифование неизвестного серпентинита должны выполняться только с использованием влажных методов, вентиляции и средств защиты дыхания.
В чём разница между лизардитом и серпентинитом?
Лизардит — это вид минерала. Серпентинит — порода, состоящая в основном из серпентиновых минералов и сопутствующих фаз, таких как магнетит, бруцит, тальк, карбонаты или хромит. Серпентинит может содержать много лизардита, но не быть чистым лизардитом.
Заключительная перспектива
Лизардит — один из самых наглядных свидетельств проникновения воды в ультрамафические породы Земли. Он образуется при гидратации оливина и пироксена, фиксирует изменения окислительно-восстановительного состояния через магнетит, сохраняет прежние формы минералов в виде сетчатых и баститовых текстур и может впоследствии подвергаться перекрытию карбонатсодержащими флюидами. Его спокойная зелёная поверхность — не просто украшение: это видимый знак мантийной породы, изменённой водой, теплом и химическими процессами на протяжении геологического времени.