Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Триасовые доломитовые породы из Словакии
Эрозия доломита над более слабым сланцем создала Ниагарский откос
Окаменелость трилобита сохранилась как внутренняя отливка в силурийском доломите из юго-западного Огайо, США.
Эрозия доломитовых пород в Мурезе , Эро, Франция

Доломит (также известный как доломитовая порода , доломит или доломитовая порода ) представляет собой осадочную карбонатную породу, которая содержит высокий процент минерального доломита , CaMg (CO 3 ) 2 . В старых USGS публикаций, он был передан в качестве магнезиального известняка , термин зарезервирован для магния дефицитных доломитов или магния богатых известняков. Доломит имеет стехиометрическое соотношение примерно равного количества магния и кальция. Большая часть доломитовой породы образовалась в результате магниевого замещения известняка или извести.грязь перед литификацией . [1] Доломитовая порода устойчива к эрозии и может содержать слоистые слои или быть неслоистой. Он менее растворим, чем известняк, в слабокислых грунтовых водах , но со временем может образовывать свойства раствора ( карст ). Доломитовая порода может выступать в качестве резервуара нефти и природного газа.

Термин долостон был введен в 1948 году, чтобы избежать путаницы с минералом доломитом . Использование термина « доломит» является спорным, потому что название « доломит» было впервые применено к породе в конце 18 века и, таким образом, имеет преимущественное значение с технической точки зрения. Использование термина долостон не рекомендовалось Глоссарием геологии, опубликованным Американским геологическим институтом . [2]

Геологический процесс превращения кальцита в доломит известен как доломитизация, а любой промежуточный продукт известен как « доломитовый известняк ». [3]

«Проблема доломита» относится к обширным мировым отложениям доломита в прошлых геологических отчетах, ускользающих от единого объяснения их образования.

Первым геологом, отличившим доломитовую породу от известняка, был Белсазар Хакке в 1778 году [4].

Пещеры в доломитовой скале [ править ]

Как и в случае известняковых пещер , в доломитовых породах обычно образуются естественные пещеры и трубы для раствора в результате растворения слабой угольной кислотой. [5] [6] Реже пещеры могут образовываться в результате растворения горных пород серной кислотой . [7] карбонат кальция натечных (вторичные депозиты) в формах сталактитов , сталагмитов , flowstone и т.д., могут также образовывать в пределах пещеры доломитовой породы. «Доломит - распространенный тип горных пород, но относительно необычный минерал в образовании образования». [5]И «Международный союз спелеологии» (UIS), и Американское «Национальное спелеологическое общество» (NSS) широко используют в своих публикациях термины «доломит» или «доломитовая порода», когда относятся к естественной коренной породе, содержащей высокий процент CaMg (CO 3 ) 2, в котором образовались естественные пещеры или трубки для раствора. [5] [8]

Образования доломита [ править ]

И кальций, и магний переходят в раствор, когда доломитовая порода растворяется. Натёчные образования последовательности осадков: кальцит , Mg-кальцит, арагонит , huntite и гидромагнезит . [5] [8] Следовательно, наиболее распространенным образованием (вторичным отложением) в пещерах карста доломитовых пород является карбонат кальция в наиболее стабильной полиморфной форме кальцита. Типы Speleothem , которые , как известно, содержат доломит, включают: покрытия, корки, лунное молоко , текучий камень , кораллоиды , порошок, лонжерон и плоты. [5]Хотя есть сообщения о образования доломитовых образований, которые, как известно, существуют в ряде пещер по всему миру, они обычно находятся в относительно небольших количествах и образуются в очень мелкозернистых отложениях. [5] [8]

Физико-химическое значение Mg2+
ion [ править ]

Ион магния, уже изученный Бишоффом (1968) [9], является давно известным ингибитором зародышеобразования кальцита и роста кристаллов . [10] [11] [12] [13]

Mg2+
катион - второй по распространенности катион, присутствующий в морской воде после Na+
, как SO2-
4второй анион после Cl-
. Хотя очень похож на Ca2+
, ионный радиус голого Mg2+
катион меньше. Между его противоположным электростатическим поведением в твердой фазе минерала и в водном растворе возникают некоторые парадоксальные последствия. Ион магния меньшего размера имеет более высокий ионный потенциал, чем ион кальция большего размера.

Ионный потенциал - это отношение электрического заряда к ионному радиусу . [14] Это соотношение представляет собой плотность заряда на поверхности данного иона. Чем плотнее плотность заряда, тем сильнее связь, которую образует ион. [15] Как Mg2+
 ионный потенциал больше, чем у Ca2+
, он оказывает более сильное кулоновское взаимодействие с соседними анионами в твердой фазе или с молекулами воды в растворе.

Как следствие, энергия решетки магнезита ( MgCO
3) выше, чем у кальцита ( CaCO
3) И , следовательно, растворимость в MgCO
3ниже, чем у CaCO
3потому что для разделения ионов противоположного заряда, присутствующих в кристаллической решетке, требуется больше энергии .

Аналогичным образом , в водном растворе , то межмолекулярные силы (МФМ) за счет ионно-дипольных взаимодействий между Mg2+
и непосредственно окружающие H
2Молекулы O также сильнее, чем у Ca2+
. Mg2+
ион гексагидратирован в водном растворе и имеет октаэдрическую конфигурацию. [Mg (H
2O)
6]2+
имеет гораздо больший гидратированный ионный радиус, чем голый Mg2+
ионы и сорбируются на отрицательно заряженной поверхности кальцита. Из-за большего ионно-ионного расстояния, обусловленного этим большим радиусом гидратированного иона, кулоновское взаимодействие с CO2-
3анионы, присутствующие как в кристаллической решетке твердого кальцита, так и в водном растворе, более слабые. Для дальнейшего роста кристаллов кальцита сначала требуется дегидратация этого [Mg (H
2O)
6]2+
видов, что является энергетически невыгодным процессом. Это объясняет, почему Mg2+
катион может действовать как ингибитор роста кристаллов кальцита, если присутствует в достаточно высокой концентрации в водном растворе. Такой же эффект ингибирования роста кристаллов наблюдается и с Zn2+
катион, ионный радиус которого аналогичен радиусу Mg2+
. [16]

Когда Mg2+
катион в низкой концентрации входит в кристаллическую решетку кальцита в химическом равновесии с морской водой, он также стабилизирует электронно-дырочные центры, наблюдаемые в спектрометрии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) (характерная линия ЭПР при g = 2.0006 - 2.0007), как свидетельствует Барабас. и другие. (1988, 1992) и другие при попытке разгадать природу парамагнитных центров, используемых для датирования кораллов и фораминифер в глубоководных отложениях. [17] [18] [19] [20]

См. Также [ править ]

  • Диагенез

Ссылки [ править ]

  1. ^ Зенгер & Mazzullo (1982). Доломитизация.
  2. ^ Нойендорф, КПГ; Mehl, Jr., JP; Джексон, JA (редакторы) (2005). Глоссарий геологии (5-е изд.). Александрия, Вирджиния: Американский геологический институт. п. 189. ISBN. 978-0922152896.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  3. ^ "Доломит. Осадочная порода, известная как доломит или доломит" . Geology.com . Проверено 20 июня 2014 года .
  4. ^ Краничу, Андрей (2006). "Бальтазар Аке (1739 / 40-1815), пионер карстовых геоморфологов" . Acta Carsologica . Институт исследования карста, Научно-исследовательский центр Словенской академии наук и искусств. 35 (2). DOI : 10,3986 / ac.v35i2-3.544 . ISSN 0583-6050 . Архивировано 31 декабря 2016 года. 
  5. ^ Б с д е е Hill, CA и Форти, P, (1997). Пещерные минералы мира, второе издание. [Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество Inc.] стр. 14, 142, 143, 144 и 150, ISBN 1-879961-07-5 
  6. ↑ White WB и Culver DC, (2005) Глава «Пещеры, определения», Энциклопедия пещер, отредактированная Калвером DC и Уайт WB, ISBN 0-12-406061-7 
  7. ^ Поляк, Виктор J .; Провенсио, Паула (2000). «Побочные продукты связаны с спелеогенезом под влиянием H2S-H2SO4 в Карловых Варах, Лечугилле и других пещерах в горах Гуадалупе, Нью-Мексико» . Журнал исследований пещер и карста . 63 (1): 23–32 . Проверено 4 апреля 2020 года .
  8. ^ a b c Энциклопедия пещер, (2005). Отредактировано Калвером Д.К. и Уайтом В.Б. , ISBN 0-12-406061-7 
  9. ^ Бишофф, Джеймс Л. (1968). «Кинетика зародышеобразования кальцита: ингибирование ионов магния и катализ ионной силы». Журнал геофизических исследований . 73 (10): 3315–3322. DOI : 10.1029 / JB073i010p03315 . ISSN 0148-0227 . 
  10. ^ Кац, Амитаи (1973). «Взаимодействие магния с кальцитом при росте кристаллов при 25–90 ° C и одной атмосфере». Geochimica et Cosmochimica Acta . 37 (6): 1563–1586. DOI : 10.1016 / 0016-7037 (73) 90091-4 . ISSN 0016-7037 . 
  11. Перейти ↑ Berner, RA (1975). «Роль магния в росте кристаллов кальцита и арагонита из морской воды». Geochimica et Cosmochimica Acta . 39 (4): 489–504. DOI : 10.1016 / 0016-7037 (75) 90102-7 . ISSN 0016-7037 . 
  12. ^ Нильсен, MR; Песок, КК; Родригес-Бланко, JD; Bovet, N .; Generosi, J .; Dalby, KN; Стипп, SLS (2016). «Подавление роста кальцита: комбинированные эффекты Mg.2+
    и ТАК2-
    4    .» Рост кристаллов и дизайн . 16 (11): 6199-6207. DOI : 10.1021 / acs.cgd.6b00536 . ЛВП : 2262/89837 . ISSN  1528-7483 .
  13. ^ Dobberschütz, S .; Nielsen, MR; Песок, КК; Civioc, R .; Bovet, N .; Стипп, SLS; Андерссон, член парламента (2018). «Механизмы торможения роста кристаллов органическими и неорганическими ингибиторами» . Nature Communications . 9 (1): 1578. DOI : 10.1038 / s41467-018-04022-0 . ISSN 2041-1723 . PMC 5910393 . PMID 29679006 .   
  14. ^ «Ионный потенциал» . Словарь наук о Земле 1999, первоначально опубликованных Oxford University Press 1999 . Проверено 17 апреля 2017 года .CS1 maint: location ( ссылка )
  15. ^ "Ионный потенциал" (PDF) . Проверено 17 апреля 2017 года .
  16. ^ Ghizellaoui, S .; Эврард, М. (2008). «Оценка влияния цинка на кристаллизацию карбоната кальция». Опреснение . 220 (1–3): 394–402. DOI : 10.1016 / j.desal.2007.02.044 . ISSN 0011-9164 . 
  17. ^ Барабас, М .; Бах, А .; Мангини, А. (1988). «Аналитическая модель роста сигналов ESR». Международный журнал радиационных приложений и приборов. Часть D. Ядерные треки и радиационные измерения . 14 (1-2): 231-235. DOI : 10.1016 / 1359-0189 (88) 90070-2 . ISSN 1359-0189 . 
  18. ^ Барабас, Майкл; Бах, Андреас; Мудельзее, Манфред; Мангини, Аугусто (1992). «Общие свойства парамагнитного центра при g = 2.0006 в карбонатах». Четвертичные научные обзоры . 11 (1–2): 165–171. DOI : 10.1016 / 0277-3791 (92) 90059-H . ISSN 0277-3791 . 
  19. ^ Радтке, Ульрих; Грюн, Райнер (1988). «ЭПР-датирование кораллов». Четвертичные научные обзоры . 7 (3–4): 465–470. DOI : 10.1016 / 0277-3791 (88) 90047-9 . ISSN 0277-3791 . 
  20. ^ Барабас, Майкл; Мудельзее, Манфред; Вальтер, Ральф; Мангини, Аугусто (1992). «Доза-реакция и термическое поведение сигнала СОЭ при g = 2.0006 в карбонатах». Четвертичные научные обзоры . 11 (1–2): 173–179. DOI : 10.1016 / 0277-3791 (92) 90060-L . ISSN 0277-3791 . 

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Блатт, Харви; Трейси, Роберт Дж. (1996). Петрология; Магматические, осадочные и метаморфические (2-е изд.). WH Freeman. С. 317–323. ISBN 0-7167-2438-3.
  • Такер, Мэн ; ВП, Райт (1990). Карбонатная седиментология . Научные публикации Блэквелла. ISBN 0-632-01472-5.
  • Зенгер, DH; Мацзулло, SJ (1982). Доломитизация . Хатчинсон Росс. ISBN 0-87933-416-9.

Внешние ссылки [ править ]

  • Что такое доломитовый известняк?