Ферригидрит это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень ферригидрит

Гидроксиды железа в почвах (обзор литературы)

ПОЧВОВЕДЕНИЕ, 2010, № 11, с. 1341-1352

ХИМИЯ ПОЧВ

УДК 631.41:631.453

Гидроксиды железа в почвах (обзор литературы)

© 2010 г. Ю. Н. Водяницкий

Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 109017, Москва, Пыжевский пер, 7

е-таП: yu.vodyan@mail.ru Поступила в редакцию 15.12.2008 г.

Гидроксиды железа подразделяются на термодинамически нестабильные (ферригидрит, ферокси-гит, лепидокрокит) и стабильный гетит. Гидроксиды образуются либо из Бе , как ферригидрит, либо из Бе2+ как фероксигит, лепидокрокит.

Доказано высокое содержание фероксигита в составе железо-марганцевых конкреций, что указывает на ведущую роль в синтезе гидроксидов переменных редокс-условий. Структура гидроксидов железа стабилизируются неорганическими элементами: ферригидрит — кремнием, фероксигит — марганцем, лепидокрокит — фосфором, гетит — алюминием.

Ферригидрит и фероксигит образуется при участии биоты, тогда как образование лепидокроки-та и гетита возможно и абиотическим путем. Гидроксидогенез железа сильнее выражен в почвах подзолистого ряда, чем в черноземных, и в железо-марганцевых ортштейнах сильнее, чем в мелкоземе.

При растворении гидроксидов железа изотопы железа фракционируются: усиленно растворяются легкие атомы 54Бе. Нестабильные гидроксиды превращаются в стабильные (гидр)оксиды: фероксигит спонтанно переходит в гетит, а ферригидрит — в гематит или гетит.

ВВЕДЕНИЕ

Среди несиликатных соединений железа в почвах доминируют оксиды и гидроксиды [5, 11, 24]. Минералы других классов — карбонаты, сульфиды и сульфаты — встречаются гораздо реже. Гидроксиды железа образуют ряд минералов, различающихся термодинамической стабильностью: это — ферригидрит Бе2О3 • 2БеООН • 2.5Н2О, фероксигит ЗБеООН, лепидокрокит уБеООН и гетит аБеООН.

К термодинамически нестабильным относят все гидроксиды, кроме гетита, у которого свободная энергия Гиббса минимальна. Нестабильные гидроксиды железа несут важную почвенную информацию. Во-первых, эти молодые минералы свидетельствуют о современном оксидогенезе железа. С течением времени фероксигит может спонтанно переходить в гетит, а ферригидрит — в гематит или гетит.

Во-вторых, присутствие их свидетельствует об активности в почве гетеротрофных окисляющих микробов [2]. Активны эти микроорганизмы при низком содержании железа в растворе и при низкой концентрации органических кислот [14]. Без участия микроорганизмов при достаточно высокой активности железа в растворе происходит химическое осаждение железа с формированием гетита или лепидок-рокита [8].

Иногда частицы гетита и лепидокрокита образуются биогенным путем.

Цель работы: систематизировать сведения о структуре, свойствах, условиях образования, растворения и распространения гидроксидов железа в почвах.

Ферригидрит

Свойства. Химическая формула ферригидрита долго была неопределенной. Химический состав образцов минерала в значительной мере зависит от дисперсности слагающих его доменов, размер которых колеблется от 2 до 6 нм.

Анионы на поверхности частиц представлены группами ОН- и связанными с ними молекулами Н2О, что в зависимости от объема частиц меняет соотношение О : ОН : Н2О в их составе.

По этой причине различаются химические формулы минералов, предложенные разными авторами.

Рассел [51], первым обнаруживший структурные гидроксогруппы, предложил такую формулу ферригидрита Бе2О3 • 2БеООН • 2.5Н2О.

Затем Эглтон и Фицпатрик [29] установили, что изменение общего состава образцов ферригидрита не влияет на состав элементарной ячейки минерала, который близок к составу ячеек полиморфных модификаций БеООН. Более поздние исследования, выполненные Дрицем с соавт.

[13, 45], показали, что реальный ферригидрит представляет собой гетерогенную смесь трех компонентов: структурно-упорядоченного и дефектного ферригидритов, а также ультрадисперсного гематита с размерами доменов когерентного рассеяния ~2 нм.

Мельчайшие частицы гематита играют роль «затравок» или зародышей новой фазы. Этим объясняется возможность твердофазного превращения в природных условиях ферригидрита в гематит. Условием перестройки анионной упаковки ферригидрита в ге-матитовую является дегидратация, которая в поч-

вах и корах выветривания происходит при повышении температуры и аридизации.

Величина свободной энергии образования ферригидрита AG0 = —695.8 кДж/моль. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал ферригидрита Ео = 1.06 В. Плотность 3.96 г/см3 [24, 56]. Кристаллы образуют агрегаты размером 100—300 нм.

Ферригидрит хорошо растворяется в кислом оксалате аммония даже в темноте. Все природные ферригидриты на ИК-спектрах дают дополнительную полосу в области 1000—1100 см-1 за счет связи Si-O.

В гидроксиде часть связей Fe-О—Fe разрушена и вместо них образуются различные Fe— О—Si связи, причем Fе частично замещает Si в тет-раэдрической сетке Si-ферригидрита [50].

Идентификация в почвах ферригидрита методом рентгендифрактометрии основана на максимальном отражении (110), с d = 0.252—0.256 нм. Однако на этот же интервал отражения приходится максимальный рефлекс (100) фероксигита 5FеООН [11].

Исторически сложилось так, что рентгендифрактометрически ферригидрит в почвах был изучен раньше, чем фероксигит. В результате рефлекс с d = 0.252—0.256 нм однозначно присваивали ферригидриту.

Громадный объем рентгеновских исследований, выполненных под руководством Швертмана, показал, что на ди-фрактограммах илистых фракций почв этот рефлекс встречается весьма часто [24, 56]. Его интерпретировали как свидетельство широкого распространения в почвах ферригидрита.

Но сейчас рассматривать этот рефлекс как твердое доказательство присутствия в почвах ферригидрита уже нельзя. В общем, наилучший метод выявления ферригидрита в почвах — просвечивающая электронная микроскопия с микродифракцией электронов, позволяющая надежно различать ферри-гидрит и фероксигит.

При этом нужно соблюдать принятые правила микродифракции электронов, в частности анализировать не менее 20—30 частиц. Наилучшие результаты можно получить при анализе состава гидроксидов в составе железо-марганцевых конкреций, где количество этих минералов достигает целых процентов, а иногда и десятков процентов.

Образование.

Ферригидрит образуется в результате гидролиза хлоридных, нитратных солей Fе(Ш) и этим он отличается от других термодинамически нестабильных гидроксидов железа — ле-пидокрокита или фероксигита — которые образуются из солей Fе(II).

В результате такого генетического различия доминирование в почвах ферригидрита или гидроксидов — наследников соединения Fе(ОН)2, может указывать на различные окислительно-восстановительные и кислотно-основные условия в период их синтеза.

Ферригидрит образуется как при органическом, так и при неорганическом катализе окисления

Fe(II). В последнем случае велика роль кремниевой кислоты при гидролитической полимеризации Fe(Ш) за счет предотвращения образования более окристаллизованного гетита [59]. Учитывая большое значение системы Fe(Ш) + 81, эта система постоянно привлекает внимание и в последние годы ее изучают с применением методов синхротронной рентгеновской техники [50].

Биота участвует в синтезе ферригидрита при утилизации органических лигандов в составе Fe(Ш)-органических комплексов.

На результаты кристаллизации ферригидрита влияют как анионы, так и катионы. Влияние анионов наиболее детально изучено на примере фосфатов [33]. Действие фосфатов оценивали по величине атомного отношения Р : Fе.

С ростом отношения Р : Fе, степень растворимости ферригидрита оксалатном (то есть отношение Fеокс : Fевал) увеличивается. Значит, кристаллизация ферригидрита замедляется, даже при невысокой доле фосфатов в системе — при отношении Р : Fе < 2%.

Влияние рН при малой доле фосфата было таким же, как и в отсутствие фосфата: рост значений рН приводит к росту окристаллизован-ности ферригидрита.

Ферригидрит закрепляет катионы многих тяжелых металлов. Этот процесс привлекает внимание почвоведов, участвующих в охране почв. Предполагается, что среди механизмов, способствующих удалению тяжелых металлов из раствора, наиболее важным является совместное осаждение железа и тяжелых металлов.

В результате соосаждения токсичность и биологическая доступность тяжелых металлов в почве снижается. При совместном осаждении с железом происходит вхождение Сё2+, Си2+, РЬ2+ и Zn2+ в рентге-ноаморфные частицы гидроксидов железа [46].

Со временем тяжелые металлы закрепляются вследствие трансформации плохо окристаллизо-ванного гидроксида в хорошо окристаллизован-ный. Для Си2+ доказано вхождение в структуру кристаллизующегося гидроксида. При рН 7 совместно осажденные Сё и РЬ становятся менее растворимыми после трансформации ферригид-рита в гетит.

При этом Сё входит в кристаллическую решетку гидроксида и поэтому прочнее закрепляется при старении гидроксида, чем РЬ.

Катионы тяжелых металлов замедляют трансформацию ферригидрита при высоком атомном отношении Ме : Fе. Соосаждение совместно с железом таких тяжелых металлов, как Си, Со или Мп тормозит трансформацию ферригидрита в более окристаллизованные фазы. Эффект замедления трансформации снижается в такой последовательности: Си > Со > Мп [46].

Превращения. Ферригидрит является предшественником других, более устойчивых (гидр)ок-сидов железа и в первую очередь — гематита и ге-

тита. Опыты по лабораторной кристаллизации ферригидрита проводились неоднократно. Установлено, что природа конечных минералов определяется действием таких факторов, как рН, температура, количество и состав чужеродных ионов.

Влияние рН и температуры изучено достаточно хорошо. При рН 6 в условиях дефицита протонов из ферригидрита образуется в основном гематит, а при рН 5 — гетит. Недавно Швертман с со-авт. [55] показали, что подъем температуры с 4° до 25°С способствует образованию из ферригидрита гетита.

Несмотря на близость структур феррри-гидрита и гематита, вполне возможен переход ферригидрита (через фазу растворения) не в гематит, а в гетит, особенно в условиях переменного редокс-режима.

Движущей силой такого превращения в почвах с застойным режимом влажности служит Fe2+, которое выполняет роль катализатора растворения ферригидри

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник: http://naukarus.com/gidroksidy-zheleza-v-pochvah-obzor-literatury

Геохимические барьеры гидротермальных систем

 

Одним из наиболее сложных и практически важных вопросов  геохимии гидротермальных  систем служит причина осаждения рудных элементов из растворов,  в том числе образование сульфидных руд.

Методологической основой решения данной  проблемы может служить понятие о геохимических барьерах. В гидротермальных системах барьеры  образуются  в  результате понижения температуры,  давления,  смешения  глубинных  восходящих растворов с водами верхних структурных этажей,  влияния  вмещающих пород и действия многих других факторов. Могут быть выделены следующие типы барьеров.

Окислительные барьеры А. Окислительные реакции играют особенно важную роль в поверхностных гидротермальных системах.  Согласно В.Ф.Чухрову, на п-ве Челекен в местах выхода термальных вод  образуется ферригидрит,  т.е. здесь возникает кислородный барьер А VI. На о.

Новая Британия (архипелаг Бисмарка) в море изливаются негорячие источники с рН 2,5-4,0, содержащие много Fe и Zn и не содержащие H2S.  На кислородном барьере здесь также концентрируются  гидроксиды Fe  (АV,  AVI).

  Железистые осадки характерны и для впадин Красного моря,  где на подводном кислородном барьере также отлагается ферригидрит. На фумарольных полях и в кратерных озерах происходит окисление вулканического H2S в кислой среде (AIX?,  AX?).

  В результате осаждается элементарная сера,  образующая крупные «вулканические» месторождения Японии и других стран.

Сероводородные и сульфидные барьеры В. Современные термальные сероводородные барьеры формируются на дне впадин Красного моря,  в других морских и океанических районах, в районах вулканизма, зонах разломов и т.д. Источники металлов и сульфидной S, по мнению Л.М. Лебедева,  разобщены. Там, где пути их миграции пересекаются, т.е. на сероводородном барьере, формируются сульфидные руды.

Во впадинах  Красного  моря  горячие  металлоносные  растворы разгружаются на  сероводородном  барьере  с  образованием  черного пласта, в котором преобладает сфалерит (но есть пирит и  халькопирит). За 13-25 тыс.

Читайте также:  Фатерит это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень фатерит

лет здесь образовалась рудная залежь,  содержащая более 3 млн.т Zn, 800 тыс.т Cu и 100 тыс.т Pb. Это современное рудное месторождение.

Аналогичные явления обнаружены в рифтах Эфиопии, на Восточно-Тихоокеанском поднятии,  в соленом озере Периэтти-Лэгун (Южная Австралия).

В областях современного вулканизма также существуют сероводородные барьеры.  Так,  по А.В.Зотову, на фумарольных полях Курильских вулканов сульфиды Fe образуются при смешении кислых вод,  богатых Fe2+,  и щелочных терм,  содержащих Н2S (BV-BVI). Предполагается, что одной из предпосылок формирования крупных рудных провинций служит распространение в них дорудных отложений осадочных сульфатов.

Таким образом,  сероводородные барьеры играют и играли в геологическом прошлом  важную роль в образовании сульфидных руд:  металлы переносились углекислыми и прочими растворами,  а осаждающим фактором служила локальная концентрация сероводорода (местами биогенного).

Глеевые барьеры С.  Важным фактором восстановления в гидротермальных системах (помимо Н2S и его производных), вероятно, служили органические вещества,  содержащиеся во вмещающих породах и водах.

Контроль гидротермального оруденения графитизацией,  битумами, углистым органическим  веществом  установлен  на ряде месторождений. Гидротермальные руды часто образуются на пересечении жил с битуминозными породами, которые могли играть роль восстановителя.

     Агентами  восстановления могли быть  свободный водород,  углеводороды и другие органические соединения. Восстановителями Au  и  Ag  на  глеевых  барьерах могут быть также Fe2+, Mn2+, Cu2+.

Щелочные барьеры D. Формирование щелочных барьеров обусловлено повышением рН кислых растворов. Один из типов — это рудоотложение при повышении  рН  кислых растворов, их нейтрализации.

Подобные явления связаны, например, с внедрением кислых растворов в породы основного состава  (скарны  с полиметаллическим и редкометальным оруденением и др.).

Для второго типа характерно рудоотложение при нейтрализации кислых растворов в результате фильтрационного эффекта (многие жильные гидротермальные месторождения меди и молибдена, других металлов). Щелочные барьеры  очень  характерны  для контактов силикатных (особенно кислых) и карбонатных пород.

Предполагается, что при образовании рудоносных  бертрандит-фенакит-флюоритовых метасоматитов Ве мигрировал в форме Na2[BeF4] и аналогичных комплексов. При взаимодействии с известняками эти комплексы разрушались с образованием флюорита и минералов Ве. При этом выделялась СО2. Барьер, таким образом, был совмещенным — и щелочным D и термодинамическим Н.

Кислые барьеры Е. В качестве самостоятельного типа  Д.С.Коржинский выделял рудоотложение при понижении рН щелочных растворов, их нейтрализации.  Так образуются магнетитовые, некоторые сульфидные и карбонатные руды.  С щелочным натриевым метасоматозом связаны промышленные концентрации Be,  Ta,  TR,  Nb, Li, Zr, W и Sn

Викт.Л.Барсуков, Н.П.Лаверов и А.А.Пэк разработали  концепцию «автосмешения гидротерм«, согласно которой движение гидротермального флюида имеет поровую и трещинную составляющую,  причем интенсивность фильтрации в зависимости пород может меняться на несколько порядков. Поровые растворы по составу сильно отличаются от трещинных вод.

По экспериментальным данным поровый флюид, взаимодействуя с породами, становится более щелочным, чем трещинный. Поэтому в участке стягивания порового раствора к трещинной зоне (например, над толщами малопроницаемых пород) будет  происходить  «автосмешение» растворов и формироваться геохимический барьер.

  Подобное автосмешение возможно в пределах щелочной среды,  когда сильнощелочные поровые растворы смешиваются с менее щелочными трещинными.  По нашей терминологии возникающий геохимический  барьер  будет  относиться к кислому классу.  По В.Л.

Барсукову, в слоистых толщах возможны многократные ритмы растекания и стягивания растворов к  трещинной зоне, а следовательно, и целая серия геохимических барьеров с рудоотложением.  На участках растекания потока формируются метасоматиты, первичные ореолы рассеяния и вкрапленные руды. 

Термодинамические барьеры Н. Гидротермальные процессы развиваются в широком интервале температур и давления, поэтому термодинамические барьеры играют здесь большую роль. Во многих концепциях рудообразования ведущее значение придавалось, а частично придается и сейчас понижению температуры.

На формирование  барьера  при  понижении давления указывают многочисленные факты. Так, известно, что при понижении давления происходит распад  многих  комплексных ионов.  Так,  по Г.Б.Наумову и А.И.Тугаринову, образовались низкотемпературные (100-200оС) урановые руды.

  Изучение газово-жидких включений показало, что восходящие растворы содержали много СО2, количество которого резко уменьшалось в направлении движения растворов (на одном из месторождений от 80 до 5 г/л).  СО2 в таких водах входил в состав  уранил-карбонатных комплексов.

При быстром падении давления, обязанном приближению растворов к поверхности,  раскрытию трещин и т.д., карбонатное равновесие нарушалось, содержание СО2 в растворе падало, комплексы разрушались и на барьере осаждались урановая смолка  (настуран) и  кальцит.  Понижением давления при раскрытии трещин В.Ф.

Барабанов объясняет  формирование  многих рудных прожилков  и продуктов осаждения минералов из поровых растворов вмещающих жил.

При разгрузке углекислых термальных вод вблизи земной поверхности дегазация СО2 приводила к отложению травертина.  Таковы мощные травертины Горячей горы в Пятигорске, в районе Казбека, в Карлови-Вары (Чехословакия. Аналогично отложение некоторых карбонатов Fe и Mn .

В районах современного и молодого вулканизма известны гейзерные азотноуглекислые термы с рН 8-9, содержащие сотни миллиграммов SiO2 в литре.  В местах их выхода на поверхность  при  интенсивной дегазации образуются кремнистые туфы (гейзериты и др.). Эти Н-барьеры могут  быть   названы   и   «дегазационными   барьерами» (И.В.Мельников).

Источники воды, газов и рудных элементов в гидротермальных системах

В первой половине ХХ столетия ведущее значение в формировании гидротермальных растворов придавалось магматическим  очагам, при остывании выделяющим водяные пары и другие газы.  При дальнейшем охлаждении они формировали растворы, содержащие рудные элементы.

Теперь  различают подкоровые источники,  связанные с мантией и коровые, обязанные главным образом гранитной магме. Изучение минеральных равновесий показало, что растворимость хлоридов в магматическом расплаве очень мала (не более 0,3%  Cl).  Поэтому при кристаллизации гранитных  магм  на  небольших  глубинах (до 5 км),  по И.Д.

Рябчикову, должно происходить отделение водно-солевой  жидкости, в которую переходит много Fe и халькофильных металлов. 

Второй источник — метаморфизм осадочных пород,  при котором освобождается поровая,  конституционная  и  кристаллизационная вода глинистых и других минералов. По подсчетам В.П.Зверева,  суммарное количество воды,  выделившееся из осадочных пород за время геологической истории превышает массу вод океана.

Третий источник —  вмещающие породы, из  которых вадозные термальные воды,  выщелачивают рудные элементы. Эти положения в последние годы получают наибольшее признание, так  как  размещение  рудных месторождений при региональных геохимических работах,  т.е.

  при составлении геохимических  карт, хорошо коррелируется с распространением формаций, обладающих повышенным содержанием соответствующих рудных элементов.

  Поэтому  при установлении источника  рудных элементов необходимо изучать геохимию формаций,  выявлять в них зоны выщелачивания — источник рудных элементов.

По А.П.Лисицыну и соавторам,  океанская вода в срединно-океанических хребтах  проникает в базальты на глубину 4-5 км и выщелачивает из пород многие элементы.  Имеются представления о  многократном использовании  морской воды в гидротермальном рудообразовании на океаническом дне («рециклинг»).

При выяснении источников вод,  рудных и сопутствующих элементов важную роль играет изучение изотопного состава Pb,  S,  C, O и других элементов.

  Напомним,  что изотопный состав сульфидной S во многих гидротермальных месторождениях указывает на ее  образование из осадочных сульфатов.  S может поступать и из магматического источника.

Изотопными определениями также доказано, что Pb галенитов в ряде  стратиформных  месторождений  заимствован из глубжележащих более древних пород (например, в среднепалеозойских рудах хр.Каратау Pb имеет нижнепалеозойский возраст).

Кроме того, в гидротермальных  месторождениях возможно сочетание магматического, инфильтрационного и прочих источников вещества.

Так, изучение изотопного состава Pb,  S, C и F гидротермальных месторождений Забайкалья показало, что Pb заимствован из осадочных карбонатных пород и гранитов,  S имеет ювенильное происхождение, F — эффузивный, С — возможно биогенный. По Д.И.

Горжевскому, в полиметаллических и медноколчеданных рудах Pb заимствован из гранитного слоя, Cu — из базальтового, Zn — из обоих слоев.

      Итак, гидротермальные системы полигенетичны, причем не только  разные системы имеют разное происхождение  (магматогенное,  вадоз но-гидротермальное, метаморфогенное и т.д.

),  но и в одной системе ее компоненты могут быть связаны с различными источниками.

  Вместе с тем гидротермальные системы представляют собой определенную общность, их объединяют сходные термодинамические параметры и  водная  среда миграции. 

Геохимия метаморфических процессов

Под метаморфизмом горных пород следует понимать физико-химические процессы, протекающие на глубине, под зоной гипергенеза,  которые вызывают изменение в составе или структурах  этих пород, обусловлены изменением условий существования горных пород.

С точки зрения термодинамики, метаморфизм может быть представлен как превращение одной минеральной ассоциации в другую, с меньшей свободной энергией:

A+B+C→L+M+N

Метаморфизм подразделяется на эндогенный, связанный с недрами Земли, и космогенный, возникающий при ударе метеоритов о земную поверхность с образованием метеоритных кратеров – астроблем.

Космогенный (ударный) метаморфизм приводит к образованию особых пород – импактитов, которые испытали температуру в тысячи градусов и высокое давление. Они могут содержать сверхплотные минералы – алмаз, стишовит, рингвудит и др.

За основу классификации метаморфических процессов следует принимать состояние системы, а не ее генезис, т.к. многие метаморфические системы полигенетические.

В ходе метаморфизма может протекать метасоматоз при замещении одних минералов другими, а при частичном плавлении исходной породы – ультраметаморфизм.

В соответствии с разными причинами, вызывающими метаморфические процессы,  обычно выделяют процессы: а) регионального метаморфизма, б) контактового метаморфизма, в) автометаморфизма.

При развитии метаморфизма выделяют прогрессивный метаморфизм (с повышением температур и давлений) и регрессивный (диафторез). Он протекает с участием воды, выделившейся на прогрессивной стадии метаморфизма.

Процессы регионального метаморфизма связаны  с  формированием подвижных тектонических зон земной коры, с погружением пород, подвергающихся метаморфизму и не зависят от магматической деятельности.

  В отличие от них процессы контактового метаморфизма и автометаморфизма генетически  связаны  с  магматической деятельностью, с  внедрением  и кристаллизацией магм.

  Конечно,  в природе обычны случаи, когда разные метаморфические процессы налагаются один на другой; особенно часто, например, контактовый метаморфизм, вызванный магмой, проявляется на фоне регионального метаморфизма.

Метаморфические процессы, в отличие, например, от магматических или гидротермальных,  связаны с изменением пород и минералов в твердом состоянии; лишь в крайних случаях ультраметаморфизма можно говорить о расплавлении пород и переходе вещества в  жидкую  фазу; здесь метаморфизм уже переходит в магматизм.

Важнейшими причинами метаморфизма являются изменения температуры, давления и химизма среды.  Обычно одновременно действуют все эти факторы.  Под влиянием указанных изменений минералы пород становятся неустойчивыми,  вещество приспособляется к новым условиям, что проявляется в перекристаллизации пород,  в  образовании  новых минералов и новых структур и текстур пород.



Источник: http://biofile.ru/geo/15076.html

Ангидрит

Классификация и систематика минералов,
горных пород, окаменелостей, метеоритов

Словарь минералов и горных породСловарь окаменелостей и ископаемых организмов

АНГИДРИТ — минерал, безводный сульфат кальция.Английское название: Anhydrite (название минерала, утверждённое IMA)

Происхождение названия: Ангидрит получил свое название от арабского слова «anhydros — безводный», что указывает на отсутствие воды в составе ангидрита, в отличие от гипса.

Читайте также:  Петерсит-(y) это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень петерсит-(y)

Другие названия (синонимы): Ангидрит, безводный гипс (anhydrous gypsum), кубический шпат (cube spar).

Разновидности минерала: При различном русскоязычном написании названия разновидности желательно придерживаться написания английского аналога, если последний первичен. 

Ангелит (angelite) — торговое название полупрозрачной светлой голубовато-серой разновидности ангидрита. 

Вульпинит (vulpinite) — зернистая разновидность ангидрита. Первоначально обнаружена в Италии (Costa Volpino).

  • разновидность Ангелит (0)

Сингония: Ромбическая

Состав (формула): CaSO4

Цвет: Бесцветный с голубоватым или фиолетовым оттенками, если прозрачный; белый, розовато-лиловый, розовый, бледно-коричневый, серый если содержит включения других минералов.

Цвет черты (цвет в порошке): Белый, бледно-серый

Прозрачность: Прозрачный, Просвечивающий

Спайность: Совершенная

Излом: Ступенчатый

Блеск: Жирный, Перламутровый, Стеклянный

Твёрдость: 3-3,5

Удельный вес, г/см3: 2,98 — измеренный; 2,95 — вычисленный

Особые свойства: Ангидрит способен поглащать воду, переходя при этом в гипс CaSO4•2H2O. Гипс же, теряя воду может стать ангидритом. Ангидрит способен увеличиваться в объеме, впитывая влагу из окружающей среды.

Форма выделения

Ангидрит образует толстотаблитчатые, призматические кристаллы; агрегаты сплошные зернистые, шестоватые.

Основные диагностические признаки

Светлая окраска; характер агрегатов; невысокая твердость, но больше чем у гипса (ангидрит не царапается ногтем); проявление спайности по трем взаимно перпендикулярным направлениям; кубические выколки при ступенчатом изломе; невысокая плотность; отсутствие реакции с HCl.

Происхождение

Ангидрит формируется хемогенно осадочным путем в результате осадконакопления в условиях галогенеза, образуется при более высоких температурах, чем гипс. Возможно образование в результате гидротермального низкотемпературного процесса минералообразования в жильных и скарновых месторождениях. Иногда по кристаллам ангидрита образуются псевдоморфозы кварца (халцедона) и некоторых цеолитов.

Месторождения / проявления

Ангидрит известен в России (Приуралье, Нижегородская и Архангельская области); Австрии (Hall, Tirol и Hallein, Salzburg, Styria); Германии (Saxony-Anhalt, Stassfurt-Leopoldshall и Douglashall, Westeregeln; Wathlingen, Celle, Lower Saxony); Италии (Campiano mine, Boccheggiano district, Tuscany; Vesuvius, Campania); Индии (Salt Range, Punjab, India); Канаде (Faraday mine, Bancroft, Ontario); Мексике (Naica, Chihuahua); Перу (Morococha); США, штат Виргиния (Fairfax quarry, Centreville, Fairfax Co.), Нью-Джерси (Paterson, Passaic Co.), Нью-Мексико (Carlsbad potash district, Eddy Co.), Техас (Boiling Salt Dome, Wharton Co.); Швейцарии (Simplon Tunnel, Valais).

Применение

Ангидрит используется для декоративной отделки внутренних помещений; как поделочный камень в ювелирном деле; применяется в цементной промышленности; для изготовления серной кислоты.

Источник: http://kristallov.net/anhydrit.html

Минерал Ангидрит, его свойства и характеристики

Сульфат кальция без содержания воды называется ангидритом. Название произошло от греческого -hidro- вода, и отрицательной частицы –an.

При соприкосновении с водой минерал медленно превращается в гипсовый раствор. Цвета минерал может иметь разные: от чистейше белого, до густо серого и голубого.

Окись кальция, тройственная окись серы и стронций в виде вкраплений — это почти всегда встречающийся химический состав ангидрита.

Среди физических описаний и характеристик следует отметить следующие:

  • Блеск — стеклянный до жирного
  • Твердость -3,5 — 4 единицы
  • Плотность — 2,9 -3
  • Хрупкость – ломкий, до рассыпчатого
  • Форма кристаллов — мелкостолбчатые кристаллы, кубические, толстотаблитчатые, в основном синтезируются сплошные объемы кристаллов
  • Спайность — совершенная

Специфика формирования

Ангидрит, в большинстве своем, осадочный минерал. Синтезируется в соляных залежах с гипсом, карналлитом, каменной солью. Очень нечасто может сформироваться гидротермальным путем. Иногда, в пустотах от магмы попадается ангидрит, как эксгаляционный минерал.

Залежи ангидрита

В России минерал добывается на Приуралье и Таймырском полуострове. Германское месторождение находится около города Ганновер, в области реки Вера, и районах соляных копей в Южном Герце. Пурпурно- красный самоцвет добывают в Канаде, а необыкновенный красно- голубой минерал обнаруживают в Перу. Только таких редких оттенков ангидриты применяются для ювелирных изделий.

Использование

Как гипс ангидрит применяют, в основном в строительстве. Из него готовят вяжущие растворы. А также, для выработки серной кислоты. Еще он является прекрасным сырьем для создания красивейших сувениров, ваз и шкатулок. В настоящее время ангидритом заваливают отработанные шахты, это гораздо дешевле, чем заливать ее бетоном.

Литотерапевтические свойства

Принято думать, что минерал может помочь при зубной и головной боли. Еще ангидрит использовали в лечении лихорадки. В лечебном применении минерала, важно носить его в непосредственной близости к больной области.

Так, если носить оправленный в перстень камень, это поможет при желудочно-кишечных заболеваниях, кулоны оберегут щитовидную железу, кристалл в сережках избавит от мигреней. Литотерапевты советуют носить минерал, забывчивым людям, которым требуется оптимизации внимания и памяти. При болезни Альцгеймера способен улучшить состояние кулон или серьги.

Наряду с вышесказанным, камень способен зарядить воду. Нужно всего лишь, бросить кусочек минерала в сосуд. Употребление по стакану заряженной воды каждый день, избавит организм от токсинов и шлаков.

Магические свойства

В стране красных драконов, уверены, что ангидрит воплотил в себя чудодейственные свойства яшмы, лунного камня и нефрита. Ангидриту присущи следующие свойства: защита от отрицательных проявлений темной стороны Луны, передача энергии полной Луны, притяжение к своему обладателю благосклонности и привязанности других людей, избавление от усталости, раздражительности.

Имеет свойство вселять гармонию и спокойствие, усмиряя вспышки агрессии не только у своего обладателя, но и у членов его семьи. Подобно нефриту минерал ангидрит наделяет своего владельца силой, чувством справедливости, смелостью, и порядочностью. Как и яшма, он может оградить от злой судьбы, упрочивает понятия чести и долга, и формирует хорошие отношения с начальством.

Стоит отметить, что кристалл как своеобразный помощник человеку в его делах. Однако есть предположение, что ангидрит своей материнской чрезмерной заботой может сделать человека беспомощным и инфантильным.

Применять минерал, необходимо с учетом его подобных свойств. Например, поставив дома декоративную статую или фигурку из ангидрита. Обычный, необработанный кристалл, тоже вполне помощник.

И при важном деле: первое свидание, либо другое акцентированное мероприятие, рекомендуется брать ангидрит с собой наудачу.

Зодиакальные знаки

Ангидрит минерал не выбирает себе протеже. Он может быть пригодным для всех знаков. Единственное условие: необходимо всегда помнить, что ангидрит крепко связан со Спутником Земли, поэтому он нуждается в активации. Усилить свойства камня можно просто положив его на свет луны в полнолуние поверх фиолетовой шелковой ткани.

Амулеты из ангидрита

Действие талисмана из минерала, напрямую зависит от предпочтений его обладателя. В частности симпатии начальства достигаются с помощью зайчиков, белочек. Любовь и ответные чувства принесут лебеди, аисты и соловьи. С целью улучшения характера владельца, приобретается простой, необработанный кристалл в доме.

Кристалл ангидрита весьма рекомендован людям искусства, творческого ремесла. Бесформенная фигура, или отделанный минерал находящийся в жилище, притянет музу и вдохновение, обеспечив своему владельцу признание и популярность.

Источник: https://stonemystery.ru/kamni-ot-a-do-ya/angidrit.html

Основные свойства минерала ангидрит и его магическая сила

Минерал ангидрит получил свое название от слияния греческих слов hydor, в переводе вода, и приставки отрицания an. В итоге дословно получается полное отсутствие воды. Что подтверждается химиками, ангидрит является безводным сульфатом кальция. Или же простым языком, гипсом без содержания воды.

Безводный сульфат кальция, или же просто ангидрит имеет различную окраску: сероватую, белую, голубоватую, фиолетовую, самая редкая красноватая.

Химический состав минерала состоит из окиси кальция и трехокиси серы, примеси встречаются очень редко, и имеют незначительное процентное содержание.

Минерал довольно мягкий, его твердость по шкале Мооса всего 3,5–4 балла. Однако имеет устойчивый стеклянный блеск после полировки.

Ангидрит — минерал с уникальной особенностью, он способен превратиться в гипс на открытом воздухе и если присутствует влага. Но при этом его объем увеличится на значительные 30%.

История ангидрита

Еще в древние римляне применяли этот материал для отделки построек, из него также изготавливали различные сувениры и даже небольшие сосуды для воды. Но они ошибочно принимали минерал за мрамор.

В России ангидрит появился во времена правления Петра 1, и привезен был из Италии. Именно в это время происходил расцвет гранильных фабрик и развитие ювелирного дела. В основном минерал использовался как дополнение, а также в отделке.

В наше время его используют как поделочный материал для изготовления фигурок, сувениров. Его стоимость относительно невелика, а красивая окраска и податливость к полировке и шлифовке очень велика и не требует затрат.

Распространение

Ангидрит является осадочной породой и образуется путем обезвоживания гипса, поэтому встречается повсюду. Но самые крупные залежи находятся в Германии, России и Мексике.

Наиболее широко его используют как строительный и отделочный материал. Применяется минерал и в сельском хозяйстве, как удобрение для повышения уровня кальция в почве. Особенно на луговых полях, где выращивают клевер и люцерну.

Гораздо реже из камня изготавливают поделки и украшения.

Лечебные свойства

Литотерапевты ценят камень не за его широкий список лечебных свойств, а за яркую выраженность. Камень несет владельцу не постепенное исцеление, а быстрое и эффективное лечение.

Перечень заболеваний, которые поможет победить ангидрит:

  • Зубная боль;
  • Мигрень, лучше всего носить серьги со вставками либо кулон в верхнем кармане;
  • Заболевания желудочно-кишечного тракта;
  • Болезни щитовидной железы;
  • Простудные заболевания, болезни горла;

Магические свойства

Широко известны магические свойства камня на территории Китая. Местные жители верят в его огромный магический потенциал, который сочетает в себе магические свойства нефрита, селенита и яшмы.

Как и «лунный камень» селенит, ангидрит подавляет негативное воздействие темной Луны, но наполняет владельца силой полной Луны. Помогая обрести любовь избранника, уважение со стороны других людей, подавляя негативное отношение.

От нефрита, камень получил высокую нравственность, мужество и храбрость. Владелец ангидрита всегда будет стоять на стороне добра, и не допустит безнравственных поступков.

Подобно яшме минерал помогает владельцу постигнуть тайны бытия, открыть любые двери на пути к успеху, а также охраняет от злых духов.

Разносторонние магические и лечебные свойства камня позволяют его считать универсальным помощником. Но астрологи настоятельно не рекомендуют людям носить камень в украшениях. Его большая магическая сила может в конечном счёте сделать владельца рассеянным и беспечным. Он потеряет сосредоточенность и в итоге перестанет следить, что происходит вокруг него.

Но выход из данной ситуации есть, издавна люди использовали магию камня, украшая свое жилище статуэтками, фигурками или же простыми необработанными самородками этого минерала.

Если планируется важная встреча, первое свидание или другое серьезное событие, лучше взять фигурку с собой, как талисман наудачу.

Для получения определенной помощи от ангидрита, следует выбирать определенную фигурку в качестве талисмана:

  • Медведь или бык – помогут обрести благосклонность начальства и продвижение по карьерной лестнице;
  • Лебедь, аист или соловей – делают семью крепче и помогают с рождением здорового ребенка;
  • Рыба или черепаха – финансовое благополучие;
  • Абстрактная фигурка либо отполированный кристалл – помогает творческим людям обрести вдохновение и принесет успех и славу.
Читайте также:  Курчатовит это минерал физические свойства, описание, месторождения и фото камень курчатовит

Стоит отметить, что любой знак зодиака может получить помощь минерала. Но так как камень имеет силу Луны, его надо периодически заряжать лунной энергией. Для этого во время полнолуния необходимо расстелить на подоконнике шелковую ткань и положить на нее минерал.

Источник: https://kamni.guru/kamni/svoystva-minerala-angidrit-i-ego-magicheskaya-sila.html

Накопление железных и марганцевых руд как итог деятельности железомарганцевых бактерий

Еще в первой половине XIX в. в связи с открытием Эренбергом (1836) Gallionella, окисляющего железо, было высказано предположение об участии этих микроорганизмов в образовании дерновых и болотных руд и железомарганцевых конкреций на дне океанов.

Гипотезу о накоплении в болотах и озерах минеральных форм железа в результате утилизации микроорганизма органической части гуматов железа как источника питания выдвинул в 1907 г. О. Ашан.

Он подсчитал, что с территории Финляндии реками в море выносится ежегодно около 1 250 000 органических веществ в комплексе с закисным железом. Часть Fe осаждается на суше.

При разрушении органожелезистых комплексов и окислении Fe железобактериями в озера и болота ежегодно поступает в виде оолитовых (бобовых) железных руд около 700 000 т окислов железа.

Подобные же процессы локального осаждения железных и железомарганцевых руд в озерах и выноса части органо-металлических комплексов в морские бассейны характерны для Карелии и, по-видимому, для бореальных таежных областей Канады. Подвижности этих элементов способствуют сильная заболоченность территории и преимущественно фульватный состав гумуса господствующих здесь почв.

При выходе вод, обогащенных фульватами Fe и Mn, на поверхность или при разгрузке их на дне озер металлы осаждаются на окислительном биогеохимическом барьере: охристые пленки, многочисленные железистые и железомарганцевые конкреции, скопление мощных оолитовых железных руд — следствие этого процесса.

Достаточно подробно изучено образование железисто-марганзевых конкреций в озерах Карелии. Считают, что участвуют в этом процессе либо синезеленые водоросли, либо Leptothrix, ибо организмы группы Mettallogenium (Калиненко, 1946; Перфильев, Габбе, 1961; Штернберг, 1968).

Круговорот Mn в озерах (по Дубининой, 1967) происходит следующим образом: элемент поступает в озеро в виде взвесей Metallogenium или коллоидных растворов из окружающих болот, в придонных слоях восстанавливается бактериями и выносится глубинными водами на аэрируемое мелководье, где в живительных условиях окислы марганца выпадают в виде сонкреций, образованных Metallogenium. Рядом исследователей отмечалось образование взвесей марганецокисляющих бактерий в планктоне озер и водохранилищ, куда Mn поступал из окружающих болот и при выщелачивании из затопленных почв.

Взвеси переносятся течением; окислы Mn откладываются в окислительных условиях, например в зоне фотосинтеза на мелководье.

При разложении органического вещества Mn, содержащийся в отложениях, может восстанавливаться, но миграция марганца двухвалентного ограничена, так как при выходе растворов в окисную зону он снова окисляется бактериями.

Этот процесс, многократно повторяясь, способствует концентрации Mn. Однако не исключается участие и физико-химического фактора в образовании марганцевых руд, оно может быть тоже существенным.

Значительная часть растворенных и взвешенных органометаллических комплексов, содержащих Fe и Mn, выносится из гумидных областей суши в морские бассейны, здесь на шельфе и в более глубоких частях акваторий продолжается процесс и деструкции и окисления: на поверхности песчинок, камней образуются чечевицеобразные конкреции, желваки, имеющие слоистое концентрическое строение.

Марганцевые конкреции, в той или иной степени обогащенные железом и многими микроэлементами, широко распространены на дне морей и океанов. Содержание Mn в них варьирует от 8 до 40%, Fe — от 2 до 25%. Клаоки концентрации Си, Ni, Со в конкрециях составляют n * 100— n Х 1000. Конкреции часто видны на фотографиях дна океана, их находят в колонках грунта и в драговых пробах взятых со дна.

По содержанию конкреций на 100 станциях, взятых в Тихом океане, вычислена их масса на единицу площади дна океана, в среднем она составляет 11 кг на 1 м2; подсчитано, что в пелагических осадках около 1,6 -1012 т марганцевых конкреций; скорость образования конкреций здесь в настоящее время около 6-106 т/г (Дж. Л. Mepo, 1974).

Если учесть, что Mn подвижен в значительно большем диапазоне кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных Условий, чем Fe, то становится понятным факт накопления преимущественно Fe в водоемах суши и на шельфе, а Mn — даже а отдаленных от континентов частях океана. Эти элементы поступают как со стоком с суши, так и при подводных вулканических извержениях, при разгрузке гидротермальных и глубоких Подземных вод непосредственно на дне акваторий.

Однако до сих пор не выяснен механизм их осаждения и допускают, что это результат не только бактериального окисления, но и адсорбции, неорганического окисления, электрофоретического переноса.

На раковинах моллюсков в морях скорость накопления Mn 20—40 мг/год (Allen, 1960) вследствие обменной реакции растворенного иона марганца с карбонатом кальция и последующим бактериальным окислением его при участии Mycoplana.

Биогенное отложение марганца происходит в условиях, где химическое окисление невозможно, и поэтому ион Mn доступен микроорганизмам, а образовавшиеся окислы не подвергаются восстановлению (Заварзин, 1972).

Так как область развития марганецокисляющих микроорганизмов находится в пределах pH 6—8, при котором железо в растворе не мигрирует, то возникает возможность образования осадочных марганцевых руд без примеси Fe.

Рассматривать образование этих руд, следуя хемогенной теории, трудно, поскольку, во-первых, раствор недостаточно концентрирован, чтобы осаждение происходило локально, во-вторых, не ясен механизм появления взвесей окислов Mn, не содержащих практически Fe.

Биохимическую гипотезу происхождения марганцевых и железомарганцевых конкреций на дне морей и океанов поддерживал ряд ученых (Самойлов, Титов, 1922; Буткевич, 1928; Дорф, 1935; Грахэм, 1959 и др.).

В соскобах с марганцевых конкреций специфических организмов — осадителей Mn не оказалось, но были обнаружены гетеротрофные бактерии, разлагающие органическое вещество и таким образом содействующие этому процессу (Сорокин, 1971). Они оказывают каталитическое действие на окисление Mn (Errlich, 1972).

Возможно и частичное восстановление металлов с последующим перераспределением и концентрацией в конкрециях при участии железомарганцевых бактерий.

Концепцию биогенного рудообразования в современных условиях и в геологическом прошлом поддерживают многие геологи и микробиологи, изучающие железные руды и железобактерии (Вологдин, 1947; Виноградский, 1952; Перфильев, 1926; Кузнецов, 1952; Холодный, 1953; Заварзин, 1972; и др.).

Против этой гипотезы выдвигались возражения, которые сводились к следующему: 1) железобактерий не обнаруживали в рудных месторождениях; 2) минеральный состав руд был нехарактерным для отложений окисленного железа; 3) рудные концентрации возникали в условиях более или менее выраженной восстановительной среды (Страхов, 1947; 1962).

Благодаря созданному Б. В.

Перфильевым (1961) капиллярному методу изучения микроорганизмов-рудообразователей было установлено, что Gallionella кроме нитевидных имеет иные формы, очевидно, этим объясняются отрицательные результаты поисков микроорганизма в рудах. При изучении состояния окисленного железа на структурах этого организма был обнаружен минерал — ферригидрит состава 2,5Fe2O3 * 4,5H2O (Чухров и др., 1973).

Кроме того, сульфатвосстанавливающие бактерии, часто сопутствующие Gallionella, могут превращать их орудненные колонии в черные комочки FeS.

Исследования устойчивости структур железобактерий показали, что даже непродолжительное хранение Gallionella (2 года) приводит к опрессовыванию колоний и потере их структуры; орудненные стебельки организма в восстановительных условиях теряли ион Fe+3 и разрушались (Балашова, 1974).

Железистые осадки, содержащие орудненные структуры Siderococcus, Toxothrix, Pedomicrobium, Leptothrix, представляют собой также ферригидрит. Поскольку железобактерии широко распространены на Земле, то их роль в образовании ферригидрита в зоне гипергенеза огромна.

По истечении времени ферригидрит может самопроизвольно превратиться в гематит (красный железняк), а если он находится в растворе, содержащем Fe+2, — в гетит (бурый железняк), образующий богатые скопления легкоплавкой железной руды (КМА, Урал, Кривой Рог, Липецкое и Тульское месторождения).

На основании микробиологических исследований в этих рудах обнаружены структуры, аналогичные бактериальным клеткам (Вологдин, 1947).

В целях подтверждения биогенной природы образующихся в коре выветривания железистых минералов были проведены микроскопические наблюдения группы минералов — лимонит, гетит, шамозит, бокситы, возникновение которых связано с биохимической деятельностью микроорганизмов (Аристовская, 1973).

Для сравнения был взят магнетит — минерал явно небиологической природы. Гетит представлял собой орудневшие разрастания организма клеточно-нитчатого» строения, характерного для гифомикробиальных форм, напоминающих Pedomicrobium.

В образцах лимонита обнаружены подобные же формы бактерий, а также ожелезненные колонии организма, сходного с Arthrobacter. В препаратах бокситов и современных, и более древнего возраста присутствовало большое количество железомарганцевых бактерий. Микроскопирование гипогенного минерала — магнетита — показало полное отсутствие каких-либо клеточных структур, что вполне отвечает его абиогенной природе.

Эти исследования не только доказали биогенное происхождение железистых минералов, но и дали возможность приблизительно определить, какие группы микроорганизмов участвовали в процессах их образования. Даже в породах докембрийского периода обнаружены и идентифицированы железобактерии (Karkhanis, 1976). В настоящее время эта проблема считается решенной.

В железомарганцевых конкрециях и рудах накапливаются значительные количества микроэлементов. Так как железомарганцевые аккумуляции связаны и с окислением Fe и Mn и их освобождением из органоминеральных комплексов, то микроэлементы, подвижность которых уменьшается в окислительной среде, а также элементы, образующие органометаллические комплексы, осаждаются совместно.

Свежеосажденные гидроокислы Fe и Mn обладают высокой сорбционной способностью по отношению ко многим микроэлементам. Таким образом, на этом комплексном биогеохимическом окислительном и сорбционном барьере накапливаются кобальт, цинк, кадмий, никель, свинец, уран, медь, ванадий, молибден, барий, серебро; аккумулируются здесь и анионогенные элементы: фосфор, бром, йод, бор, мышьяк и др.

Обнаружено повышенное содержание микроэлементов группы Fe в ортштейнах и роренштейнах (железистых трубочках вокруг корней) подзолистых и заболоченных почв лесной зоны СССР (Добровольский, 1976), в донных отложениях озер Карельского перешейка (Тарновский, 1967); в озерных илах Карелии с кларками концентрации Mn от 8 до 28 молибдена также по сравнению с кларком литосферы в 5—7,5 раз больше (Онегина, Тойкка, 1976). Как широк диапазон содержания элементов и высока концентрация в конкрециях наряду с марганцем кобальта, серебра, никеля, свинца, кларки которых выше 100; весьма значительно также накопление меди, молибдена, иттрия. Повышено также содержание цинка, железа, циркония, бария. Независимо от источника поступления микроэлементов в океан (подводный вулканизм, поступление по разломам обогащенных микроэлементами, глубоких подземных вод, твердый и жидкий гидрохимический сток с континентов) существенно, что их накопление в количествах, намного превышающих кларки литосферы, наблюдается на биогеохимических окислительных барьерах. В этих аккумуляциях проявляется еще одна форма концентрационной деятельности микроорганизмов в биосфере по отношению к весьма широкому ряду химических элементов.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://www.activestudy.info/nakoplenie-zheleznyx-i-margancevyx-rud-kak-itog-deyatelnosti-zhelezomargancevyx-bakterij/

Ссылка на основную публикацию