Iddingsite

Iddingsite
Iddingsite
	Mikrofotografi av iddingsite
Allmänt
Kategori	Silikatmineral (inte ett riktigt mineral)
; Formel (upprepad enhet)	MgFe2Si3O10 • 4 ( H2O ) _ _ _
Kristallsystem	Ortorhombisk
Identifiering
Färg	Brun
Kristallvana	Foliated
Klyvning	Perfekt
Mohs skala hårdhet	3
Lyster	Glasaktigt
Strimma	Ingen
Genomskinlighet	Transparent till genomskinlig
Specifik gravitation	2,5–2,8
Optiska egenskaper	Biaxial (-)
Referenser

Iddingsite
Magmatiska bergarter
	Olivinvittring till iddingplats
Sammansättning
	Olivin, leror, ferrihydriter

Iddingsite är en mikrokristallin bergart som härrör från förändring av olivin . Det studeras vanligt som ett mineral och består av en blandning av rester av olivin, lermineraler , järnoxider och ferrihydriter . Debatter om iddingsites obestämda kristallstruktur gjorde att den avregistrerades som ett officiellt mineral av IMA ; därför kallas det korrekt för en sten.

Iddingsite bildas från vittring av basalt i närvaro av flytande vatten och kan beskrivas som en fenokristall , dvs den har makroskopiskt synliga kristaller i en finkornig grundmassa av en porfyritisk bergart. Det är en pseudomorf som har en sammansättning som ständigt förvandlas från den ursprungliga olivinen, som passerar genom många stadier av strukturell och kemisk förändring för att skapa en helt förändrad iddingsite.

Eftersom iddingsite ständigt omvandlas har den inte en bestämd struktur eller en bestämd kemisk sammansättning. Den kemiska formeln för iddingsite har uppskattats till MgO * Fe ₂ O ₃ * 3SiO ₂ * 4 H ₂ O där MgO kan ersättas med CaO. Den geologiska förekomsten av iddingsite är begränsad till extrusiva eller subvulkaniska bergarter som bildas genom injektion av magma nära ytan. Det är frånvarande från djupt sittande stenar och finns på meteoriter . Eftersom det har hittats på Mars-meteoriter, har dess åldrar beräknats för att erhålla absoluta åldrar när flytande vatten var på eller nära Mars yta .

Den fick sitt namn efter Joseph P. Iddings , en amerikansk petrolog.

Introduktion

Iddingsite är en pseudomorf, och under förändringsprocessen fick olivinkristallerna sin inre struktur eller kemiska sammansättning förändrad, även om den yttre formen har bevarats. Detta är inte sant för alla faser av förändringen av olivin eftersom atomarrangemanget blir förvrängt och orsakar att en odefinierad struktur bildas. Iddingsite har en sammansättning som ständigt förvandlas från den ursprungliga olivinen som passerar genom många stadier av strukturella och kemiska förändringar.

Iddingsite har varit ett ämne som undersökts under de senaste åren på grund av dess närvaro i Mars-meteoriterna. Bildandet av iddingsite kräver flytande vatten, vilket ger forskare en uppskattning om när det har funnits flytande vatten på Mars . Kalium-argon-datering av meteoritproverna visade att Mars hade vatten på sin yta var som helst från 1300 Ma till 650 Ma sedan.

Sammansättning

Iddingsite är ett mineral som saknar en bestämd kemisk sammansättning, så exakta sammansättningar kan inte beräknas. En ungefärlig sammansättning för en hypotetisk slutprodukt av iddingsite har beräknats vara SiO ₂ = 16 %, Al ₂ O ₃ = 8 %, Fe ₂ O ₃ = 62 % och H ₂ O = 14 %. Under hela förändringsprocessen av olivin sker en minskning av SiO ₂ , FeO och MgO och en ökning av Al ₂ O ₃ och H ₂ O. Den kemiska processen som är förknippad med förändringen består av tillsatsen av Fe ₂ O ₃ och avlägsnandet av MgO (Gay och Le Maitre 1961). Den kemiska formeln för iddingsite är ungefärlig som MgO * Fe ₂ O ₃ * 4 H ₂ O där MgO kan ersättas med CaO i förhållandet 1:4. Det finns också några spårbeståndsdelar av Na ₂ O och K ₂ O som kommer in i iddingsite när förändringsprocessen fortskrider.

Geologisk förekomst

Den geologiska förekomsten av Iddingsite är begränsad till extrusiva eller hypabyssala bergarter, och den saknas i djupt liggande bergarter. Iddingsite är ett epimagmatiskt mineral som härrör under den slutliga kylningen av lava i vilket det sker från en reaktion mellan gaser, vatten och olivin. Bildandet av iddingsite är inte beroende av den ursprungliga sammansättningen av olivinen. Det är dock beroende av oxidationsförhållanden, hydrering och den magma från vilken iddingsite bildas måste vara rik på vattenånga. Förändringen av olivin till iddingsite sker i en starkt oxiderande miljö under lågt tryck och vid mellantemperaturer. Temperaturen som behövs för förändringsprocessen måste vara över temperaturer som kan få olivinen att stelna, men under temperaturer som skulle orsaka strukturell omorganisation.

Strukturera

Strukturen av iddingsite är svår att karakterisera på grund av komplexiteten i de möjliga förändringar som kan uppstå från olivin. Iddingsite har en tendens att vara optiskt homogen vilket indikerar att det finns en viss strukturell kontroll. Strukturella omarrangemang styrs av hexagonala sekvenser av ungefär tätt packade syreskikt. Dessa syreskikt är vinkelräta mot en olivincells x-axel. En av de tätpackade riktningarna är parallell med z-axeln hos en olivincell. Dessa jonarrangemang inom olivin styr den strukturella orienteringen av förändringsprodukterna. Röntgendiffraktionsmönster fann att det finns fem strukturella typer av iddingsite som kan uppstå under olika stadier av förändring. De är: olivinliknande strukturer, goetitliknande strukturer, hematitstrukturer , spinellstrukturer och silikatstrukturer .

Olivin har en ortorombisk struktur med en rymdgrupp på Pbnm. Olivinliknande strukturer representerar det stadium som bryter ner olivin med kemiska förändringar som införs genom förändringar. Dessa strukturer har celldimensionerna a = 4,8, b = 10,3 och c = 6,0 Å, en rymdgrupp Pbnm och ett d-avstånd på 2,779 Å. Olivina axlar är orienterade på följande sätt: a är parallell med X-axeln, b är parallell med Y-axeln och c är parallell med Z-axeln. Röntgendiffraktionsmönster tagna från iddingsite varierar från äkta olivinmönster till mönster som är mycket diffusa fläckar. Detta är en indikation på en förvrängd struktur orsakad av atomersättning som skapar ett förvrängt atomarrangemang.

Goetitliknande strukturer är vanliga eftersom goetit är i samma rymdgrupp som olivin. Detta gör det möjligt för goetit att växa inom olivinen, vilket gör de tätt packade planen gemensamma för båda strukturerna. Goetitliknande strukturer har celldimensioner a=4,6, b=10,0 och c = 3,0 Å . Diffraktionsfläckar orsakade av goetit är diffusa även om materialet är väl orienterat. Dessa strukturer är inriktade parallellt med den ursprungliga olivinen med a-axeln (goetit) parallell med a-axeln (olivin), b-axeln (goetit) parallell med b-axeln (olivin) och c-axeln (goetit) parallell med c- axel (olivin). Den föredragna orienteringen av olivin och goetit är när de är parallella med sin z-axel.

Hematitliknande strukturer förekommer på liknande sätt som goethit. Hematit har ett triagonalt kristallsystem och upplever tvilling genom att ha ett ungefär hexagonalt tätpackat syreramverk och har en strukturell orientering som liknar olivin. När twinning inträffar, är orienteringen av hematitliknande iddingsite följande: a-axeln för olivin är parallell med c-axeln för hematit, b-axeln för olivin är parallell med +/− [010] planet för hematit och olivinens c-axel är parallell med hematitplanet +/− [210]. Denna hematitstruktur är mycket välorienterad och uppstår på grund av den höga stabiliteten hos anjonskelettet och på grund av att katjonerna kan fås att migrera genom strukturen.

Spinellstrukturer består av flera oxidstrukturer som är kubiska och har kubisk tät packning. Spinellstrukturerna har en tvinnad orientering och styrs av tätt packade ark. Denna tvinnade orientering kan beskrivas som: a-axeln för olivin är parallell med (111) spinellytan. Olivins b-axel är parallell med +/− (112) och c-axeln för olivin är parallell med +/− (110) spinellyta. Dessa förändringar tenderar att vara sällsynta på iddingsite men när de är närvarande visar de en skarp diffraktionsfläck som gör dem lätta att identifiera.

Silikatstrukturer är de mest varierande bland alla strukturer som diskuteras. En vanlig silikatstruktur består av en hexagonal uppsättning cylindrar vars längd är parallell med olivinens x-axel och sidan av den hexagonala cellen är parallell med olivinens z-axel. Diffraktionseffekter orsakade av denna struktur kan tillskrivas bildandet av arksilikatstrukturer som har en mycket oordnad stapling av skikt.

Fysikaliska egenskaper

Iddingsite är en pseudomorf som vanligtvis har kristaller kantade av en tunn zon av gulbrunt eller grönaktigt kryptokristallint material. Färgen på iddingsite varierar från rödbrun till orangebrun till djup rubinröd till orangeröd. Färgen på iddingsite i planpolariserat ljus är densamma tills de senare förändringsstadierna när det övergår till en mörkare färg på grund av den förstärkande effekten av pleokroism . En ökning av betabrytningsindex, som vanligtvis är 1,9, kan ses i de flesta typer av iddingsite, allteftersom förändringsprocessen fortskrider. Iddingsite uppvisar också en ökning av dubbelbrytning och spridning när förändringsprocessen fortskrider.

Vissa prover som har slutfört sina förändringar har diverse klyvning vilket gör det inte till ett särskilt bra diagnostiskt verktyg. De flesta prover har ingen klyvning alls. Tunna sektioner av Lismore , New South Wales, Australien , har en lamellartad vana med en välutvecklad klyvning och två underordnade klyvningar i rät vinkel mot varandra. Den har ett alfa på 1,7 till 1,68 och ett gamma på 1,71 till 1,72 och en dubbelbrytning på 0,04. I snitt har iddingsite en densitet på cirka 2,65 g/cm ³ och en hårdhet på 3 (kalcit). Variationer i dessa värden förväntas på grund av de skillnader i kristallstruktur som kan uppstå från olika stadier i förändringsprocessen.

Ytterligare källor

Borg Lars, Drake Michaels. "En genomgång av meteoritbevis för tidpunkten för magmatism och flytande vatten på ytan eller nära ytan på Mars". Journal of Geophysical Research . Vol. 110, E12S03, s. 1–10, 2005.
Eggeton, Richard. "Formation of Iddingsite Rims on Olivine: a Transmission Electron Microscope Study". Clays and Clay Minerals , kolumn 32. nr 1, 1–11, 1984.
Smith, Katherine et al. "Vitring av basalt: bildande av Iddingsite". Clays and Clay Minerals , kolumn 35. nr 6, sid. 418–428, 1987.
Sun Ming Shan. "The Nature of Iddingsite in Some Basaltic Rocks of New Mexico". Amerikansk *Mineralog . 42; s. 7–8, 1957.

externa länkar

Föreläsning vid University of Wisconsin Arkiverad 2007-07-12 på Wayback Machine