Лизеганга кольца ( / л я Z ə ɡ ɑ ŋ / ) (также называемый Liesegangen кольца или Liesegang полосы ) окрашены полосы цемента , наблюдаемые в осадочных породах , которые обычно вырезанных-поперек постельных принадлежностей . [1] [2] Эти вторичные ( диагенетические ) осадочные структуры демонстрируют полосы ( аутигенных ) минералов, которые расположены в регулярном повторяющемся узоре. [3] Кольца Лизеганга отличаются от других осадочных структур своим концентрическим или кольцевидным внешним видом. Точный механизм образования колец Лизеганга не совсем известен и все еще исследуется [4], однако существует процесс осаждения, который, как полагают, является катализатором образования кольца Лизеганга, называемый пересыщением-зародышеобразованием-истощением Оствальда-Лизеганга. цикл. [5] Хотя кольца Лизеганга считаются частым явлением в осадочных породах , [6] кольца, состоящие из оксида железа, также могут встречаться в проницаемых магматических и метаморфических породах , которые подверглись химическому выветриванию.. [7]
История [ править ]
В 1896 году немецкий химик по имени Рафаэль Лизеганг впервые описал полосатость Лизеганга в своих наблюдениях по результатам эксперимента, а Вильгельм Оствальд дал самое раннее объяснение этого явления. [8] Целью эксперимента Лизеганга было наблюдение за образованием осадка в результате химической реакции, возникающей при помещении капли раствора нитрата серебра на поверхность геля дихромата калия. Образовавшийся осадок дихромата серебра образовывал концентрический узор из колец. Лизеганг и последовавшие за ним другие исследователи наблюдали за поведением осадков, образующих кольца в осадочных породах, поэтому эти особенности стали известны как кольца Лизеганга .[3]
Механизм развития [ править ]
Процесс развития колец Лизеганга до конца не изучен. [4] Кольца Лизеганга могут образовываться в результате химического разделения оксидов железа и других минералов во время выветривания. [2] Один популярный механизм, предложенный геохимиками, заключается в том, что кольца Лизеганга развиваются при отсутствии конвекции (адвекции) и связаны с взаимной диффузией реагирующих частиц, таких как кислород и двухвалентное железо, которые осаждаются отдельными дискретными полосами, которые становятся разнесены геометрическим узором. [8] Процесс осаждения, известный как цикл пересыщения-зародышеобразования-истощения Оствальда-Лизеганга, известен геологическому сообществу как вероятный механизм формирования кольца Лизеганга в осадочных породах. [5] В этом процессе «... диффузия реагентов приводит к пересыщению и зародышеобразованию; это осаждение приводит к локализованному образованию полос и истощению реагентов в соседних зонах». [5] Как предполагает Оствальд, существует локальное образование зародышей кристаллов, которое происходит при достижении правильного уровня пересыщения, и, как только формируются зародыши кристаллов, считается, что рост кристаллов снижает уровень пересыщения жидкостей в поровых пространствах. окружающие кристаллы, таким образом, минерализация, которая происходит после первоначального роста кристаллов в окружающих областях, развивается в виде полос или колец . [8] Один классический пример, основанный на гипотезе Оствальда-Лизеганга, наблюдается при взаимодействии воды и породы, когда гидроксид железа осаждается в песчанике через поровое пространство. [8]
Возникновение в окружающей среде [ править ]
Кольцевые структуры Лизеганга считаются вторичными (диагенетическими) осадочными структурами, хотя они также обнаруживаются в проницаемых магматических и метаморфических породах, которые подверглись химическому выветриванию. [7] Химическое выветривание горных пород, которое приводит к образованию колец Лизеганга, обычно включает диффузию кислорода из подземных вод в поровое пространство, содержащее растворимое двухвалентное железо. [7] Кольца Лизеганга обычно пересекают слои стратификации и встречаются во многих типах горных пород, некоторые из которых чаще включают песчаник и кремний . [3] Хотя в осадочных породах часто встречаются кольца Лизеганга, [6]относительно немного ученых изучили их минералогию и структуру достаточно подробно, чтобы написать о них больше. [9] Кольца Лизеганга упоминаются как примеры геохимической самоорганизации, что означает, что их распределение в породе, по-видимому, не связано напрямую с особенностями, которые были установлены до образования кольца Лизеганга. [10] Например, в некоторых типах осадочных пород, таких как карбонатные алевролиты ( кальцисильтиты ), кольцевые структуры Лизеганга могут быть ошибочно приняты за разломы ; кольца могут казаться «смещенными», однако пластинки в породе демонстрируют сплошной узор, поэтому наблюдаемое смещение приписывается псевдоразрушению. [7] Псевдоразломы являются результатом развития колец Лизеганга в областях породы, которые примыкают друг к другу, но находятся на разных стратиграфических уровнях. [7] Кольца Лизеганга могут иметь вид тонкой пластинки и могут быть ошибочно приняты за пластинки, если они параллельны или субпараллельны плоскости напластования, и их легче отличить от пластин, когда кольца пересекают пласт или пластину. [2]
Ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с кольцами Лизеганга (геология) . |
- ^ Джексон, Джулия А., 1997. «Глоссарий геологии». Американский геологический институт, Александрия, Вирджиния. 4-е издание. С. 366.
- ^ a b c Стоу А.В., 2009, Осадочные породы в полевых условиях. Цветовой справочник (3-е изд.), Стр. 103, 107.
- ^ a b c Миддлтон, Джерард В .; Церковь, Майкл Дж .; Конильо, Марио; Харди, Лоуренс А .; Longstaffe, Фредерик Дж .; 2003. «Энциклопедия отложений и осадочных пород». Kluwer Academic Publishers, Дордрехт. Стр. 221, 224.
- ^ а б Круг, Х.-Дж. Brandtstadter, H., and Jacob, KH, 1996. Морфологическая нестабильность в формировании рисунка процессами осаждения и кристаллизации. Geologische Rundschau , 85 : 19-28.
- ^ a b c Decelles, PG, and Gutschick, RC, 1983. Миссисипский древесно-зернистый кремний и его значение для внутренней западной части Соединенных Штатов. Журнал осадочной петрологии , 53 : 1175-1191.
- ^ a b Мерино, Э., 1984. Обзор явлений геохимического самофигурации. В Николис, Г., и Барас, Ф. (ред.), Химическая нестабильность. Дордрехт: издательство D. Reidel Publishing Company, стр. 305-328.
- ^ a b c d e МакБрайд, EF (2003), Псевдоразбои, возникающие в результате разделения полос Лизеганга: обновление. Седиментология, 50: 725–730. DOI : 10.1046 / j.1365-3091.2003.00572.x
- ^ a b c d Стифел, Карл I., 2008, Геохимическая кинетика и перенос: в Брантли, Сьюзен Л.; Кубики, Джеймс Д. Уайт, Арт Ф. (ред.), Кинетика взаимодействия воды и камня, Springer New York, стр. 545-589.
- ↑ Fu, L., Milliken, KL, и Sharp, JM Jr., 1994. Вариации пористости и проницаемости в трещиноватых и полосчатых по Лизегангу песчаниках Breathitt (средний пенсильванский период), восточный штат Кентукки: диагенетический контроль и значение для моделирования систем с двойной пористостью. Журнал гидрологии , 154 : 351-381.
- ^ Чен, В., Парк, А., и Ортолева, П., 1990. Диагенез посредством связанных процессов: подход к моделированию, самоорганизация и последствия для исследования. Мемуар 49 Американской ассоциации геологов-нефтяников, Прогноз качества с помощью химического моделирования . С. 103-130.
