Рудоген

Тип роботи:
Реферат
Предмет:
Географія


Дізнатися вартість нової

Детальна інформація про роботу

Витяг з роботи

Предполагаемый механізм зростання халцедона

Peter J. Heaney, Прінстонський Університет.)

Резюме.

Структурные відмінності, що відрізняють халцедон від макрокристаллического кварцу, припускають, що під час зростання цих двох форм кремнезёма діяли різні механізми кристалізації. Хоча парагенезис халцедону викликав чіткі розбіжності дослідників, огляд колишніх робіт викликає думку, що халцедон може осідати із слабко насыщенныых розчинів при щодо низьких температурах (менш 100/С). Эти умови відкладення припускають модель кристалізації з участю складання короткоцепных лінійних полімерів через мостиковые мономери кремнезему. Ця складання іде за рахунок механізму спірального зростання, активованого гвинтовій дислокацією з b=n/2[110], де n — ціла кількість. Ймовірна модель може пояснити багато особливості халцедону, спостережувані на макроструктурном рівні, а саме: 1) напрям подовження волокон скоріш по[110], ніж по[001]; 2) періодичне скручування волокон халцедону вокруг[110]; 3) висока щільність двойникования по бразильському закону; 4) звичайне зрощення моганита з халцедоном.

Введение.

Из-за поширення у близповерхностных породах халцедон виявився важливим індикатором низки геологічних процесів. Fournier (1977) і Аrnorrson (1977) встановили, що халцедон — геотермометр для гидротермальных розчинів, а Gislason et al. (в друку) досліджували халцедон як співвідношень між розчинність і розмірам частинок. Деяким обмеженнями, седиментологи встановили, що lenght-slow халцедон то, можливо свідченням про зниклих эвапоритах (Folk and Pittman, 1971; Hatter, 1989). Агати можуть бути частково чи повністю з халцедону, і теорії освіти агата запропоновані у безлічі статей у професійних і аматорських журналах. Останніми роками агат привернув увагу як можливе прояв процесів самоорганізації в геологічних об'єктах (Wang A. Merino, 1990).

Факторы, які ведуть осадженню кремнезему в микроструктурной волокнистій формі, розуміються недостатньо, частково, як слідство її природного достатку. Халцедон зростає у газових міхурах як і кислих, і у основних виверженнях; він заповнює шви і порожнечі в интрузивных і метаморфических породах; і заміщає попередні мінерали в осадових породах. Ця розмаїтість умов зростання майже обмежує його парагенезис. Аналогічно, спроби синтезувати халцедон виявилися успішними багатьма різними шляхами. Серед предтеч штучно отриманого сферолитового кремнезему — природний обсидіан (див. Frondel, 1962), труб із кремнеземного скла (White and Corvin, 1961), силикагель (Оehler, 1976) і опал-А (див. огляд про парагенезисе опала Williаms et аI., 1985.).

Большинство досліджень походження халцедону зосереджено на температурі кристалізації і хімії осаджуючої рідини. Оскільки польові праці та експериментальні синтези в повному обсязі вирішили цієї проблеми, дана стаття наближається до освіті халцедону майже у структурної перспективі. Останні дослідження халцедону з допомогою порошкової рентгенодиффракции і ТИМ (Graetstch et al, 1987; Неаney а. Роst, 1992; Hеапеу еt аl. у пресі) виявили розмаїтості та щільність дефектів, незвичні ідеального а-кварца. Ці дефекти можна інтерпретувати як скручені структурні стану — наслідки швидкого зростання. Як такі, можуть суворо обмежувати механізм освіти халцедону, і за ними можна припустити характер попередньої жидкости.

Номенклатура кремнезема.

Халцедон — назва різновиду, що у минулому вживалося досить свободно, но цієї статті термін стосується лише микрокристаллическому (менш 1 мкм) волокнистому кремнезему, слідуючи класифікації ger. Florke et al. (1991). Оскільки агат складається переважно з концентрически-зонального сферолитового волокнистого кварцу, його вважають подразновидностью халцедону. На відміну від цього, кремінь — равномернозернистая форма микрокристаллического кварцу, і опал містять різні кількості аморфного кремнезему, тридимит і кристобалит. Отже, кремінь і опал — інші різновиду кремнезема.

Облики кремпезема повністю описані Фронделом (1962). Не-агатовый халцедон — почковидный чи сталактитоподобный, з восковим просвічуванням, мало або зовсім не пигментированный. У агатах ж текстури може бути вкрай складними. Агати зазвичай зустрічаються як круглих чи мигдалеподібних жеод в газових міхурах в вулканічної яка вміщає породі, й у поперечному розрізі виявляють концентричну кристалічну текстуру. Хоча агати вражають текстурным розмаїттям, послідовність кристалізації зазвичай виражається наступним чином: сферолиты халцедону зароджуються окремими точках вздовж стінки порожнечі, і микрокристаллические волокна тягнуться до центра міхура. При зростанні ці сферолиты з'єднуються, створюючи єдиний шар, паралельний стінці порожнечі; такий тип халцедону відомий як выстилающий. За цими верствами радиально-волокиистого кремнезему може вийти дрібнозернистий кварц (менш 1 мкм, зібраний в горизонтальні верстви, відомий у народі як онікс. І выстилающий халцедон, і горизонтальний кварц може бути сильно пигментированы такими оксидами, як гематит і пиролюзит. Нарешті, выстилающий халцедон і горизонтальний кварц часто поступаються грубозернистому друзовому кварцові. Ця послідовність текстур може повторюватися лише у жеоде кілька разів, і люобая їх може відсутні в даної послідовності. Однак майже в усіх агатів одну спільну ознака: коли присутні і волокнистий, і друзовый кварц, волокнистий майже завжди огортає друзовый (Сунагава і Охта, 1976; Макферсон, 1989).

Происхождение халцедону: попередня работа.

Дискуссии про відкладеннях халцедону зазвичай фокусувалася двома пов’язаних між собою вопросах:

1) За якої температурі утворюється природний халцедон?

2) Який хімізм попередньої жидкости?

Температура осаждения.

Доводы на користь відносно високих температур кристалізації халцедону зазвичай походять від припущення, що розчини, у тому числі осаджується халцедон, виникають під час відділення летючих з глибоких магм (Супагава і Охта, 1976; Флёрке і ін., 1982; Бурхардт, 1986). Вважається, що це розчини течуть імпульсами, як гейзери, і отлагают халцедон рівномірними верствами всередині газових бульбашок у відповідь на падіння тиску на час вступу розчинів у відчинені порожнини. З цієї гіпотези слід, що повторне відкладення, притаманне що вистилає халцедону, походить від гидроротермальной пульсації. На підтвердження високих температур наводяться эксперементальные синтези халцедону: Вайт і Корвін (1961) при 400гр. і 340бар; Олер (1976) — при 100 — 300гр.; Кастнер (1980) — при 150 — 240гр. До того ж Блакенбург і Бержкер (1981) припускають температури образованиия агатового халцедону вище 375гр, виходячи з геотермометре кристаллитного размера.

Наряду з цим можна назвати, що експериментальні синтези халдедона зазвичай виконуються при підвищених температурах у тому, щоб скоротити тривалість процесу. Отже, експерименти Андрійовича не виключають можливості освіти халцедону на більш холодної обстановці. Вивчення ізотопів кисню в юрських агатах з вулканитов Кару в Намібії (Харріс, 1989) вказує температуру відкладення не більше 26 — 169гр. Харріс (1989) віддає перевагу 120гр., але Сондерс (1990) вважає, що як реальна для юрського періоду температура З9 — 85гр. Повторний аналіз цих даних, і відсутність буквального свідоцтва кипіння привело результати Харриса в повну відповідність із дослідженням Фаллика і др. (1985) стабільних ізотопів, яке вказує для осадження халцедону в шотландських агатах 50гр. з рідини, по крайнього заходу частково що з метеорної води. Звичне перебування халцедону з низькотемпературними глинами здається промовляють на користь можливості осадження халцедону при IООгр. чи нижче. Хардер (1993) зазначає, що зелена кірка на багатьох агатах складається з селадонита, глауконита і бертьерита, а Ингерсон (1953) описує халцедоновые мигдалини з третинних андезитов у тісному асоціації з жовнами, що містять кальцит, сапоцит і монтмориллонит. Аналогічно, халцедон в окремнелых міоценових коралах зустрічається з сингенетичным палыгорскитом (Стром та інших., 1981).

Таким чином, хоча навіть лабораторньне синтези халцедону зазвичай проводилися при температурах вище 15Огр., безліч прямих аналітичних даних вказує, що по крайнього заходу деяких випадках халцедон утворюється з рідин, які перебувають частково чи головним чином із «метеорної води ».

Предшественник — гель чи раствор?

Представление, що халцедону передує вязкиий гель кремнезему, запропоновано по крайнього заходу ще Лизегангом (1915), успішно имитировавшим в штучних гелях кольорову полосчатость, властиву природних агатів. До того ж особливості, схожі на деформацію м’якого тіла, змусили багатьох учених постулювати студневое походження халцедону. Так, луковицеобразные розширення, що примикають до стінок порожнин (проводять канали) і «фортифікаційні структури «були приписані искривлениям пластичній середовища (Шоуб, 1955; Ландмессер, 1988; Моксон, 1991). Понад те, неправильні форми деяких агатів і просвітчасті халцедоны витлумачувалися як свідчення грузького попередника (Гарлик і Джонс, 1990). Халцедон був штучно синтезовано з гелів і опалів (напр., Олер, 1976; Кастлер, 1980), і хитромудра модель динамічної кристалізації халцедону укладає, що колоїд — попередник агатової жеоды — містить 1 г. SiО2 в куб. см. гелю (Ванг і Мерино, 1990). При щільності кремнезему 2,2 г. /кв. см. такий кремнеземный кому містив б 64,7 вагу.% SiO2.

C з іншого боку, багато спостереження говорять проти можливості колоїдного попередника. Електронна мікроскопія Ландмессера (1988) показала, що справжні кільця Лизеганга в агатах дуже рідкісні. У насправді, показово, що Лизеганг зміг відтворити агатовий малюнок в гелях кремнезему, але не твердому кремнеземе. Цілість полосчатости втрачається під час засихання (Фрондел, личн. сообщ.). Аналогічно, візерунки, спостережувані в які проводять каналах, не суперечать тієї ролі, яку вона приписувалася спочатку як каналів для припливу осаджуючої рідини. Зазвичай це канали повторюють в мініатюрі всю послідовність агата, і бідні прошарки, ближні до гирлах, в двовимірні зрізах звужуються. Понад те, багато дослідників показали, що зубчасті палітурки багатьох жеод типу кольорової капусти — насправді псевдоморфози по ангидриту (Чаунс і Элкинс, 1974; Миликен, 1979; Малиава, 1987).

Нахождение в’язких гелів кремнезему у яка вміщає породі також проблематичне. Припущення Бланкенбурга і Бергера (1988), що кремнієві ксенолиты можуть пережити випробування захороненням, плавленням оточуючої породи і виверженням без здобуття права розчинитися чи якось інакше зруйнуватися, виглядає фізично неправдоподібним. Якщо кремнезем не виявився спочатку у яка вміщає породі, маєш бути привнесено. Проте, зазвичай, вузькі проточні канали у яка вміщає породі очевидно завадило б перебігу густого гелю у відчинені газові порожнини. До того ж порожнечі, вже заповнені кремнеземом, мають стати фізичним бар'єром до наступним вторгненням в’язких рідин, але агати, які мають повторної полосчатостью халцедону і друзового кварцу, цілком обычны.

К до того ж кремнеземные гелі звичайно перетворюються у халцедон. Численні дослідження диагенеза абиссальных морських мулів (див. Вільямс і ін., 1985) показують, що послідовність кристалізації включає проміжний опал-А і опал-СТ. Ці кремнеземные фази не спостерігаються в радиально-волокнистом халцедоні навіть у мікроскопічному рівні (Новак, 1947; Миджли, 1951; Фрондел, 1962). Опалові фази можна поспостерігати на шарах оніксу (Греч та інших., 1985), але цей мінерал — равномернозернистый кварц, а чи не радиально-волокнистый. Понад те, домінуючі експериментальні дані вказують, що диагенез опала-СТ в халцедон — це перехід твердое-твердое; натомість він, здається, включає розчинення кристобалита і повторне осадження халцедону (Мизутани, 1966; Стейн і Киркпатрик, 1976; Вільямс і Крерар, 1985; Кейди і Уенк, 1989).

Структурные відмінності халцедону і кварца.

Предыдущий огляд польових і експериментальних результатів передбачає, що у крайнього заходу деяких випадках халцедон утворюється з невязких рідин при щодо низьких температурах. Проте суперечностей у інтерпретації досить, і можна віднести на рахунок жалюгідній кількості прямих свідчень про кристалізації халцедону. З допомогу останніх досліджень микроструктурных розбіжностей між ідеальним кварцом і халцедоном отримані додаткових обмежень і то, можливо запропонована модель освіти халцедону, не що суперечить попереднім дослідженням.

Опыты по порошкове рентгенодифрактограммам, виконані раннє у тому столітті, наводять на думка про структурної ідентичності халцедону з а-кварцем (Уошберн і Навиас, 1922; Новак, 1947), а провідні вчені беруть різницю між кварцом і халцедоном як і основному текстурные. Проте дослідження інфрачервоних спектрів (Фрондел, 1982; Греч та інших., 1985), рентгенівської диффракции (Греч і ін., 1987; Хіні і Посаду, 1992) та електронної мікроскопії в що проходить світлі (Мие та інших., 1984; Хіні та інших. в печ.) показали характеристики складу, а структури, які відрізняють халцедон від макрокристаллического кварцу. Ці відмінності полягають у следующем:

1. Халцедон містить 1−2 вагу. % води. Із цієї кількості Флёрке і др. (1982) приблизно половину належать до молекупярной воді интерстиций, а половину — до структурним силанол-группам SiОН.

2. Волкна халцедону виявляють хвилястість з періодом близько 1 мкм. вздовж волокна. Фрондел (1982) вважає, що ця хвилястість є що перемежовувалися зони високої професійності і низького змісту гидроксила.

З. Волокна подовжили вдоль[110], тоді як призматичний кварц зростає параллельно (Мишель-Леви і Мюнье-Шальма, 1892; Фрондел,(1978).

4. Волокна халцедону скручені навколо осі волокна (Мишепь-Леви і Мюнье-Шальма, 1892; Фрондел, 1978). Спільний поворот навколо оптичної осі «з «вздовж напрямку волокна має результатом хвилясте погасання, коли дивитися зі схрещеними николями в петрографический микроскоп.

5. Волокна халцедна містять дуже дорогу щільність площинних дефектів, паралельних [101] і, можливо, [011]. Ці площині дефектів відокремлюють плиточки лівих і правих індивідів завтовшки 1ООА в бразильському двойниковании.

6. Халцедон тісно зростається з іншого фазою микрокристаллического кремнезему — моганитом (Греч та інших., 1987; Хіні і Посаду, 1992). Моганит можна видати за похідне кварцу, де ламелі правого кварцу перемежовуються з ламелями лівого на рівні елементарної осередки. Ці ламелі обмежені [101], і на відміну від бразильських двойниковых дефектів, описаних вище, коливання суворо периодичны (Мие і Греч, 1992).

7. Кристали халцедону мають сверхструктурами, відповідними 3-, 4- і п’яти- кратним первинним трансляциям а-кварца (Хіні та інших. в печ.). Хіні та інших. припускають, що це сверхпериодичности виникають від місцевого розміщення структурного водорода.

Вероятно, як наслідок всіх таких чи деяких відмінностей зв спостерігаються разючі невідповідність у фізичних властивості халцедону і суцільного кварцу. Наприклад, показники заломлення нижче, ніж в кварцу, і халцедон може бути двуосным (Мишель-Леви і Мюнье-Шальма 1892; Фрондел 1962). Халцедон більш розчинний в воді, ніж кварц (Фурнье і Роу, 1966; Уолтер і Хелджсон, 1977), він понад енергійно реагує у присутності лужних рідин (Бін і Трегонинг, 1944; Пелто, 1956). Нарешті, сингония халцедону видається тригональной, а моноклінної чи триклинной (Хіні та інших. в печ.).

Предполагаемый спіральний механізм зростання халцедона.

Структурный аналіз дефектів, характеризуючих волокннстый кремнезем, викликає думку, що халцедон зростає за механізмом спірального зростання, запускаемому гвинтовій дислокацією з вектором Бюргерса b=n/2[110], де n — ціле. У цьому гвинтові дислокації створюють на кристалах постійний виступ приєднання розчиненої речовини зростання межею; як наслідок, слиральный зростання забезпечує кінетично кращий механізм на шляху зростання кристала з розчинів при низьких пересыщениях (Франк, 1949; Верма і Кришна, 1966). Цей щодо простий механізм зростання успішно пояснює ряд дефеКтОВ, властивих халцедону.

Направление удлинения.

Совершенно очевидно, що модель пояснює незвичне напрям подовження волокок халцедону. Теорія ланцюгів з періодичних вузлів пророкує, що кварц повинен бути подовжений по [001] відповідно до міцної спіральної ланцюгом з тетраедрів, паралельної «з «(Хартман, 1959). Проте спіральний механізм зростання диктує зростання кристала паралельно напрямку вектора Бюргерса, виробляючи з цього вискеры чи волокна. Отже, вектор Бюргерса n/2[110] в халцедоні дає волокна, подовжені по [110].

Сручивание волокон.

Органические сферолиты зазвичай показують: у поляризованому світлі хвилясте погасання, дуже наче Runzelbanderung халцедону. У обох речовинах таке оптичне поведінка є наслідком регулярного cкручивания навколо осі волокна. У органічних сферолитах причиною скручування вважають гвинтові дислокації (Боуї, 1979; Янг, 1981), і дуже схоже, що це ймовірна причина скручування волокон халдедона (Фрондал, 1978). Скручування виникає через поля скручивающих напруг, що з гвинтовій дплокацией (Эшелби, 1953; Веблен і Посаду, 1983), а ступінь скручування — функція як величини вектора Бюргерса, і щільності дислокаций. Отже, цей механізм може легко пояснити широкі варіації (від 20 мкм до 300 див), спостережувані в періодах скручування халцедону. Навпаки, припущення Ванга і Мерино (1990), що скручування викликає Аl, немає очевидного структурного обгрунтування й не пояснює, чому скручені багато кристали димчастого кварцу, містять підвищені кількості Аl.

Бразильское двойникование і вростання моганита.

При розгляді проекцій вздовж осі «з «энантиоморфных бразильських двійників а-кварца, крім ланцюгів тетраедрів, завивающихся навколо осі «з », ці структури містять ланцюжка тетраздров, що тягнуться паралельно [110], і двоє напрями, пов’язані з [110] винтОвой симетрією, саме [-100] і [0−10]. Ланцюжка вздовж [110] складаються поперемінно з тетраедрів з атомами кремнію з z= 1/3 і z= 2/3. Ці ланцюжка майже линейны, а тетраэдры в ланцюжках поперемінно спрямовані донизу й вгору. Коли такі ланцюга пов’язані безпосередньо друг з одним, вони утворюють листи тетраедрів, які укладають у собі структури тридимита і кристобалита. Однак у кварці ланцюга тетраедрів, паралельні [110], пов’язані через мостиковые тетраэдры. Багато попередні дослідження описували поверхню двойникования в бразильських двійників кварцу (Макларен і Фэки, 1966; Ван Готем та інших. 1977; Макларен Питкетли, 1982). Ці моделі привертають увагу тим, що трансляцією одного двійникової домену на (±)½[110] можна досягнути лише майже точне збіг між лівим і правих кварцами. Ця операція наводить кислородньй каркас обох энантиоморфных різновидів у досить хороше відповідність. Аналогічно, вектор зсуву (±)[110] змістить атоми кремнію при z= 1/3 і z= 2/3 не більше ланцюгів тетраедрів по [110]. Проте атоми кремнію в мостиковых тетраэдрах (при z = 0) не совпадут.

В світлі цієї моделі для кордону бразильських двійників високі щільності бразильських двійників, характерні для халцедону, може бути приписані гвинтовим дислокациям з b=n/2[110]. Якщо n парне, то механізм спірального зростання буде накладати друг на друга скибки протилежної форми і створювати кордон бразильського двойникования. Якщо n парне, то энантиоформа не зміниться. Якщо n випадково змінюється від парних до непарною, то осаждающяйся халцедон буде складатися з випадково перемежованих верств лівого я правого кварцу. Якщо n постійно парне, то механізм спірального зростання створить надструктуру, де верстви лівого і правого кварцу чергуються з суворою періодичністю лише на рівні елементарної осередки. Поучающаяся структура відповідає моганиту.

Природа попередньої жидкости.

Если освіту халцедону йде з спіральному механізму, то, при яких умовах спіральний зростання — кращий механізм кристалізації? Оскільки ідеальний кварц і халцедон можуть осідати у середовищі, аналогічних по певній температурі й тиску, здається схожим, що різновид кремнезему, осаждающегося з материнської рідини, визначає хімія розчину. Дослідження Фурнье (1977), і Волтера і Хелджсона (1977), показали, що халцедон більш розчинний у питній воді, ніж кварц, а кристобалит і аморфний кремнезем — більш халцедону. Отже, розчини, у тому числі осаджується халцедон, очевидно мають вищу концентрацію кремнезему, ніж, у тому числі осаджується ідеальний кварц, і меншу концентрацію, ніж кристаллизующие кристобалит.

В сутності, дедалі більше ранні моделі кристаллязации халцедону приймали, що предшсствующая рідина по крайнього заходу частково полимеризована по кремнезему. Вочевидь, ті моделі, що виходили з існування первинного гелю, припускали, що кремнезем існує у своєму найбільш полимеризованном стані, а й навіть ті петрогенетические теорії, які походять від первинного гелю, припускають певний рівень полімеризації (наприклад, Сунагава і Охта, 1976; Флёрке та інших., 1982). Підстава для такого припущення виникає з сферолитовой текстури халцедону: радиально-волокнистьге сферолиты — домінуюча форма, у якій полямеры кристалізуються з розплаву (Кейт я Пэдден, 1984; Бови, 1979).

Несмотря на досліди Бектолда (1955), зауваження, що у розчині можуть існувати слабко розгалужені лінійні силоксановые ланцюга, було оскаржено Илером (1979), який наполягав, що мономери кремнезему об'єднують у тривимірні поліциклічні частки SiO2 на ранніх стадіях полімеризації. Пізніші експерименти, проте, досить рішуче показали, що може існувати прямі силоксановые ланцюга. Здатність розчину давати волокна — тверде вказівку на лінійність ланцюгів, і Сакка і Камийя (1982) вдалося витягати волокна з гелів кремнезему, полімеризація якого катализировалась HCl. Досліди по малоугловому рентгсновскому розсіюванню (Шефер і Кифер, 1984; Шефер, 1989) також підтверджують лінійність силоксановьих полімерів, конденсованих з монолітного тетраэтоксида кремнезему у кислому середовищі. Ці досліди з обробки кремнезему показують, що лінійність ланцюга є сувора функЦиЯ рH, а велика лужність тягне у себе більше перехресне розгалуження. інші розчинені катиони також можуть діяти на геометрію ланцюгів. Відомо, наприклад, що ноны (Na+) зменшують число мостиковых кислородов в полимерах крменезема (Пассас та інших., 1982); передбачається, що (Nа+) ингибирует разветвленне.

Вероятность, що полімерні ланцюга співіснуватимуть з мономерным кремнеземом, добре підтверджується дослідами по хроматографічної фільтрації гелю (Крерар та інших., 1982). Це хроматографическое дослідження провели для нейтральних розчинів кремінної кислоти при концентрації 1000 ррm, щоб імітувати гидротермальные флюїди, й досліди проводилися як для чиста, але й розчинів з додаванням солей. Отримані переважають у всіх експериментах криві вимивання розкрили бимодальное розподіл в молекулярному розмірі, а пік меншого размра відповідає мономеру кремнезему. Отже, процес полімеризації виглядає не що створює види кремнезему з поступової градацією довжини ланцюгів, а скоріш говоит про дискретних популяціях мономерів кремнезему і однакового розміру полимеров.

Если рідини, попередні халцедону, частково полимеризованы по кремнезему, то гаданий спіральний механізм зростання викликає думку, що халцедон кристалізується у вигляді складання короткоцепных лінійних полімерів через освіту місточків між мономерами кремнезему. Лінійні ланцюга тягнуться паралельно [110] і пов’язані мостиковыми тетраедрами з (Z. Si= 0). Якщо халцедон кристаллязуется у цій механізму, то описана вище модель композиційною бразильської поверхні передбачає, що энантиоформа структури визначається становищем мостиковых тетраедрів. Якщо «мостикующийся «мономер кремнезему пов’язують із правим батьківським кварцом там, яке відповідає правої структурі, цей мостикующийся тетраэдр приєднає пов’язану по [110] ланцюг в такий спосіб, що зберігається права форма кристала. Проте, якщо мостикующийся мономер локалізується на місці, відповідному лівої структурі, то ланцюг кремнезему по [110], яка пов’язують із цим мостиковым тстраэдром, буде зміщена на ½[110] від ланцюгів кремнезему у правому кристалі. Тим самим було створюється кордон бразильського двойникования.

Локальная енергетика має віддавати перевагу позиціонуванню мостиковых тетраэдрических мономерів на такі місця, щоб збереглася энантиоформа батьківських структур. Однак можна очікувати, деякі обставини викличуть гвинтові дислокації з вектором Бюргерса n/2[110] з непарною n, таким чином змінюючи энантиоформу. Наприклад, швидка кристалізація може викликати часті помилки у мостиковании мономерів кремнезему до ланцюгах тетраедрів. Може бути, так само впливають на провокування бразильського двойникования і домішки. Якщо катіон і навіть молекула води локалізовано на місці, нормально що займається мостиковым тетраэдром, то мономер кремнезему то, можливо витіснений на місце, відповідне протилежної энантиоформе.

Петрологические трактовки.

Предлагаемая модель передбачає, що полімерна структура у попередній рідини виявляється у різновиду осаждаемого з її кремнезему. Два виду вихідних розчинів також заслуговують стислого розгляду: 1) сильно розбавлені водні рідини; 2) колоїдні растворы.

Разбавленные водні растворы.

Если концентрації розчиненої кремнезему є дуже низькими, кристалізується призматичний кварц (Хардер і Флемінг, 1970; Маккензі і Джиз, 1971; Вільямс і Крерар, 1985). У цих розбавлених розчинах кремнезем переважно мономерный, і швидкість зростання вкрай низька. Це може пояснити поява верств друзового кварцу в агатах за відкладенням верств що вистилає стінки халцедону. Текстурный перехід від халцедону до призматическому кварцові в агатах майже завжди вкрай різкий; проміжний шар перехідних кристалів присутній рідко. Якщо вищеописана модель освіти халцедону правильна, цей перехід пов’язані з перетворенням від розчину слабко полимеризованного кремнезему до неполимеризованной рідини. Збільшення розведення материнської рідини викликається самої реакцією конденсации:

(-=)Si — ВІН + АЛЕ — Si (=-) --> (-=)Si — O — Si (=-) + Н2O.

Пока йде полімеризація, осаждающая рідина втрачає Si і він здобуває воду. При деякою критично низькою концентрації навіть слабка полімеризація неспроможна підтримуватися, і залишок кремнезему мономерен. Слід кристалізація друзового кварцу. Отже, послідовність халцедон — кварц, типова в агатах, представляє дозрівання материнської рідини, і повторювані халцедон — кварцові текстури наводять на думка про послідовному вступі частково полимеризованной жидкости.

Сильно пересыщенные растворы.

Если рідина сильно полимеризована по кремнезему, то полімери виявлятимуть інтенсивне перехресне розгалуження, створюючи цим кільцеві структури (Илер, 1979). Серед колоїдів кремнезему переважна циклічна група — це шнстичленное кільце з вершинами, поперемінно зверненими донизу й вгору (Золтан і Бюргер, 19бО). Як раніше припускали Джон і Сегнит (1972), присутність у попередньої рідини таких шестичленных петель робить кінетично кращим осадження кільцеподібних структур. Отже, гелі кремнезему в облогу беруть кристобалит я тридимит коли термодинамічно стабільної фазою є кварц. Отже, диагенез кременистого пелагического мулу дає опал-СТ колись, ніж кварц.

Добавим, що вростання опала всередині горизонтальних верств оніксу в агатах вказує, що ці верстви кристалізувалися з драглистої рідини, як припускали Флёрке і др. (1982). Ці верстви складаються з равнозернистых, а чи не радиально-волокнистых, мікрокристалів кварцу, і вони іноді січуть верстви що вистилає халцедону. Хоча Ландмессер (1988) вважає, що ця слоистость показує одночасну кристалізацію що вистилає і горизонтального кремнезему, здається більш імовірним, що це те що виникає через часткового розчинення халцедонового шару від припливу другий рідини. Горизонтальна слоистость і присутність опала у тих ониксовых шарах викликає думку, що це більш пізні рідини були нерухомими і дуже концентрованими по кремнезему.

Выводы.

Различия між халцедоном і призматическим кварцом занадто систематичны, щоб їх можна було б приписати випадковим флуктуаціям у процесі кристалізації. Швидше розбіжності повинні виникнути через характерних відмінностей у умовах зростання. Оскільки сферолитовые текстури при кристалізації органічних полімерів разюче нагадують спостережувані У халцедоні, представляється імовірним, що аналогічні механізми можуть керувати освітою органічних і неорганічних сферолитов. Кристалізація халцедону через спіральний зростання з частково полимеризованной рідини пояснює як особливі мікроструктури, спостережувані в халцедоні, вона цілком узгоджується з процесами, відомими для органічних систем. Отже, якщо запропонована модель правильна, то геохімія кремнезему може виграти з більш детального перевірки поведінкою органічних макромолекул в растворах.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet

Показати Згорнути
Заповнити форму поточною роботою