Марказит – FeS2 минералы, орторомбылық кристалдық құрылымымен. Пириттен (кубтық) ерекшеленеді, қасиеттерімен және құрамымен ажыратылады. Қазақстанда кездеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Темір дисульфиді (FeS2) орторомбтық кристалдық құрылыммен – минерал.
Iron disulfide (FeS2) with orthorhombic crystal structure
the mineral
Марказит минералы, кейде "ақ темір пириті" деп аталады, орторомбтық кристалдық құрылыммен темір сульфиді (FeS2) болып табылады. Ол физикалық және кристаллографиялық тұрғыдан кубикалық кристалдық құрылымы бар темір сульфиді – пириттен ерекшеленеді. Екі құрылымда да күкірт атомдары арасындағы қысқа байланыс қашықтығы бар дисульфид S22− ионы кездеседі. Құрылымдардың айырмашылығы – осы дианиондардың Fe2+ катиондарының айналасында орналасуында. Марказит пиритке қарағанда жеңіл және көбірек сынып қалады. Марказит үлгілері тұрақсыз кристалдық құрылысының салдарынан жиі кеулеп, бөлініп кетеді. Жаңа сынықтарда ол ақтан сарғыш-сары түске дейін болады және жарқыраған металл жылтырына ие. Ол сарғыш немесе қоңыр түске тозады және қара сызық қалдырады. Бұл пышақпен сызылмайтын, сынып қалатын материал. Жұқа, жалпақ, кесте тәрізді кристалдар топтасып біріккенде "құйрықша" деп аталады. Марказит әшекейлерінде асыл тас ретінде қолданылатын пирит "марказит" деп аталады, яғни марказит әшекейлері марказит минералынан емес, пириттен жасалады. Марказит өзінің сынып қалу қасиетіне байланысты ғылыми мағынада асыл тас ретінде қолданылмайды. Орта ғасырдың соңы мен жаңа заманның басында "марказит" сөзі пирит және марказит минералын қоса алғанда, барлық темір сульфидтерін білдірген. Марказит орторомбтық темір сульфиді ретіндегі қазіргі ғылыми анықтамасы 1845 жылдан басталады. Екіншілік минерал ретінде ол пирротит немесе халькопирит сияқты бастапқы минералдың химиялық өзгеруі нәтижесінде пайда болады.
The mineral marcasite, sometimes called "white iron pyrite", is iron sulfide (FeS2) with orthorhombic crystal structure. It is physically and crystallographically distinct from pyrite, which is iron sulfide with cubic crystal structure. Both structures contain the disulfide S22− ion, having a short bonding distance between the sulfur atoms. The structures differ in how these di anions are arranged around the Fe2+ cations. Marcasite is lighter and more brittle than pyrite. Specimens of marcasite often crumble and break up due to the unstable crystal structure. On fresh surfaces, it is pale yellow to almost white and has a bright metallic luster. It tarnishes to a yellowish or brownish color and gives a black streak. It is a brittle material that cannot be scratched with a knife. The thin, flat, tabular crystals, when joined in groups, are called "cockscombs". In marcasite jewellery, pyrite used as a gemstone is called "marcasite" – that is, marcasite jewellery is made from pyrite, not from the mineral marcasite. Marcasite in the scientific sense is not used as a gem due to its brittleness. In the late medieval and early modern eras, the word "marcasite" meant all iron sulfides in general, including both pyrite and the mineral marcasite. The narrower, modern scientific definition for marcasite as orthorhombic iron sulfide dates from 1845. As a secondary mineral, it forms by chemical alteration of a primary mineral, such as pyrrhotite or chalcopyrite.
Седименттік марказит және төмен pH
Зертханалық тәжірибелерде марказит пиритке қарағанда 5-тен төмен pH-та артық пайда болады. Ab initio есептеулер көрсеткендей, бұл пириттің төмен pH-та марказиттен жоғары беттік энергияға ие болуына байланысты (демек, термодинамикалық тұрақтылығы төмен). Марказиттің төмен pH-пен байланысты болуы геологиялық тіркемедегі шөгінді тау жыныстарында марказиттің кездесуі осы тау жыныстарының қалыптасуы мен ерте диагенезі кезінде өте қышқыл жағдайлар болғанын көрсетеді. Дегенмен, қазіргі мұхит астындағы шөгінді кеуекті сулар көбінесе еріген карбонаттардың әсерінен нейтралды немесе сәл сілтілі pH деңгейінде сақталады. Бұл өткенде шөгінді кеуекті сулардың марказит пайда болуына жеткілікті түрде қышқылдануына қалай мүмкіндік болғаны туралы сұрақ тудырады. Ерте диагенетикалық марказиттің пайда болуына қатысты бірнеше теориялар ұсынылды, олардың ішінде: жоғарыдан келген су бағанасынан сіңіп кіретін молекулалық оттегі арқылы бастапқы пириттің жартылай тотығуы, сондай-ақ анаэробтық органикалық заттардың жылдам ыдырауы және ферментация және метаногенез арқылы органикалық қышқылдардың түзілуі.
In laboratory experiments, marcasite forms preferentially to pyrite at a pH of less than about 5. Ab initio calculations suggest that this is due to pyrite having a higher surface energy (thus being less thermodynamically stable) than marcasite at low pH. Due to the association of marcasite with low pH, the occurrence of marcasite in sedimentary rocks in the geologic record implies the presence of highly acidic conditions during the formation and early diagenesis of those rocks. However, sedimentary pore waters below the modern ocean are typically buffered at near neutral to slightly alkaline pH by dissolved carbonate species. This raises the question of how sedimentary pore waters became sufficiently acidic to promote marcasite formation in the past. Several theories have been proposed for the formation of early diagenetic marcasite, including: partial oxidation of primary pyrite by molecular oxygen infiltrating from the overlying water column, and rapid anoxic organic matter decomposition and organic acid generation by fermentation and methanogenesis.
Кесу
Маркасит жоғары ылғалдылық жағдайында пиритке қарағанда оңайрақ реакцияға түседі. Бұл ыдыраудың нәтижесі темір(II) сульфаты және күкірт қышқылы. Сулы темір сульфаты ақ ұнтақ түзеді, ол мелантерит минералынан, FeSO4·7H2O-дан тұрады. Минералдық коллекциялардағы маркаситтің осы ыдырауы "пирит ыдырауы" деп белгілі. Пирит ыдырағанда марказит ауадағы ылғал мен оттегімен әрекеттеседі, күкірт тотығып, сумен бірігіп күкірт қышқылын түзетін болады, ол басқа сульфидті минералдар мен минералдық жапсырмаларға зиян келтіреді. Төменгі ылғалдылық (60%-дан төмен) сақтау жағдайы реакцияны тоқтатуға немесе баяулатуға көмектеседі.
Marcasite reacts more readily than pyrite under conditions of high humidity. The product of this disintegration is iron(II) sulfate and sulfuric acid. The hydrous iron sulfate forms a white powder consisting of the mineral melanterite, FeSO4·7H2O. This disintegration of marcasite in mineral collections is known as "pyrite decay". When a specimen goes through pyrite decay, the marcasite reacts with moisture and oxygen in the air, the sulfur oxidizing and combining with water to produce sulfuric acid that attacks other sulfide minerals and mineral labels. Low humidity (less than 60%) storage conditions prevents or slows the reaction.