Доломит минералы: құрамы, қасиеттері және пайда болуы
Dolomite (mineral)
Доломит – CaMg(CO₃)₂ минералы, құрамында кальций мен магний карбонаты бар. Геологияда шөгінді карбонат тас түзілімдерінде кездеседі. Қасиеттері мен тарихы туралы біліңіз.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Карбонат минералы CaMg(CO₃)₂
Carbonate mineral CaMg(CO₃)₂
Доломит ( /dɒl.ə,maɪt, /'doʊ.lə/) – құрамында кальций мен магний карбонаты бар сусыз карбонат минералы, идеал жағдайда CaMg(CO₃)₂. Бұл термин, көбінесе доломит минералынан тұратын шөгінді карбонат тау жынысын белгілеу үшін де қолданылады (Dolomite (rock) бетіне қараңыз). Доломиттік тау жынысы түрі үшін кейде "долостон" деген баламалы атау қолданылады.
Dolomite ('/d//ɒ//l//.//ə/,/m//aɪ//t//, /'/d//ou//.//l//ə// /) is an anhydrous carbonate mineral composed of calcium magnesium carbonate, ideally CaMg(CO3)2. The term is also used for a sedimentary carbonate rock composed mostly of the mineral dolomite (see Dolomite (rock)). An alternative name sometimes used for the dolomitic rock type is dolostone.
Тарих
Николя Теодор де Соссюрдың айтуынша, доломит минералын алғаш рет 1768 жылы Карл Линней сипаттаған. 1791 жылы француз натуралисі және геологы Деодат Гратет де Доломие (1750–1801) оны алдымен Римнің ескі қаласындағы ғимараттарда, ал кейін Тироль Альпында жиналған үлгілер ретінде сипаттады. Николя Теодор де Соссюр 1792 жылғы наурыз айында минералға (Доломиеудің құрметіне) алғаш рет ат қойды.
As stated by Nicolas Théodore de Saussure the mineral dolomite was probably first described by Carl Linnaeus in 1768. In 1791, it was described as a rock by the French naturalist and geologist Déodat Gratet de Dolomieu (1750–1801), first in buildings of the old city of Rome, and later as samples collected in the Tyrolean Alps. Nicolas Théodore de Saussure first named the mineral (after Dolomieu) in March 1792.
Қасиеттері
Доломит минералы тригональдық ромбоэдрлік жүйеде кристалданады. Ол ақ, қоңыр, сұр немесе қызғылт түсті кристалдар түзеді. Доломит – кальций және магний иондарының кезектесіп орналасқан құрылымы бар қос карбонат. Егер ол ұсақ ұнтақ күйде болмаса, кальцит сияқты суық, сұйылтылған тұз қышқылында жылдам ерімейді және көпірмейді. Кристаллдардың егізденуі жиі кездеседі. Доломит, темірге қатысты анкерит және марганецке қатысты кутнохорит арасында қатты ерітінділер болады. Кристаллдардың құрамындағы шағын мөлшердегі темір оларға сарыдан қоңырға дейін түс береді. Марганец құрамында 3%-ға дейін MnO түрінде орналасады. Марганецтың көп мөлшерде болуы кристалдарға ашық қызғылт түс береді. Қорғасын, мырыш және кобальт та магнийді құрылымда алмастыра алады. Доломит минералы хантит Mg3Ca(CO3)4 минералымен тығыз байланысты. Доломиттің аз қышқыл сумен ерітілу мүмкіндігі болғандықтан, доломиттен тұратын тау жыныстарының көптеп кездесетін аймақтары жер асты сулары үшін маңызды және карст рельефінің қалыптасуына әсер етеді.
The mineral dolomite crystallizes in the trigonal rhombohedral system. It forms white, tan, gray, or pink crystals. Dolomite is a double carbonate, having an alternating structural arrangement of calcium and magnesium ions. Unless it is in fine powder form, it does not rapidly dissolve or effervesce (fizz) in cold dilute hydrochloric acid as calcite does. Crystal twinning is common. Solid solution exists between dolomite, the iron dominant ankerite and the manganese dominant kutnohorite. Small amounts of iron in the structure give the crystals a yellow to brown tint. Manganese substitutes in the structure also up to about three percent MnO. A high manganese content gives the crystals a rosy pink color. Lead, zinc, and cobalt also can substitute in the structure for magnesium. The mineral dolomite is closely related to huntite Mg3Ca(CO3)4. Because dolomite can be dissolved by slightly acidic water, areas where dolomite is an abundant rock forming mineral are important as aquifers and contribute to karst terrain formation.
Құрылу
Қазіргі доломит түзілуі анаэробты жағдайларда, Бразилияның Рио-де-Жанейро жағалауындағы, атап айтқанда Лагоа Вермелья және Брежо-ду-Эспинхо сияқты тығыз тұзды лагуналарда кездеседі. Доломит қалыптасатын көптеген басқа да жерлер бар, ең бастысы Парсы шығанағындағы сабхалар, сондай-ақ газ гидраттары мен гиперсалтын көлдері бар шөгінді алаптарда. Көбінесе доломит сульфатты азайту бактерияларының (мысалы, Desulfovibrio brasiliensis) көмегімен түзіледі деп есептеледі, бірақ басқа микробтық метаболизмдер де доломит түзілуіне қатысады. Геологиялық жазбаларда доломит кен орындары кең таралған, бірақ бұл минерал қазіргі заманда салыстырмалы түрде сирек кездеседі. Доломиттің қайталанатын, төмен температурадағы бейорганикалық синтезі әлі жүзеге асырылмады. Әдетте, метастабильді "алдын ала" (мысалы, магний кальциті) бастапқы бейорганикалық тұнбаға оңай қол жеткізуге болады. Теориялық тұрғыдан алғанда, алдын ала фаза кезең-кезеңмен еріп, қайта тұнбаланған кезде біртіндеп тұрақтырақ фазаға (мысалы, ішінара реттелген доломит) айналады. Бұл геохимиялық реакцияның жалпы принципі "Оствальдтың қадамдық ережесін бұзу" деп аталады. Жоғары диагенетикалық температуралар, мысалы, кейбір шөгінді тізбектеріне немесе тереңге көмілген әктас тау жыныстарына әсер ететін терең тамырланған жарық жүйелері арқылы ағатын жер асты сулары доломиттің түзілуіне жағдай жасайды. Бірақ минерал кейбір неоген платформаларында жоғары температураға ұшырамағанда да маңызды көлемде кездеседі. Мұндай диагенез жағдайында терең биосфераның ұзақ мерзімді әрекеті доломиттің түзілуінде маңызды рөл атқара алады, себебі диагенетикалық сұйықтықтар контрастты құрамда Миланкович циклдарына жауап ретінде араласады. Жақында жүргізілген биотикалық синтезтік эксперимент манган(II) қатысуымен оттегісіз фотосинтез жүрген кезде реттелген доломит түзілгенін көрсетті. Органогендік шығу тегінің әлі де түсініксіз мысалы – далматин итінің несеп қуысында доломит түзілуі, бұл мүмкін ауру немесе инфекцияның салдары болуы мүмкін.
Modern dolomite formation has been found to occur under anaerobic conditions in supersaturated saline lagoons such as those at the Rio de Janeiro coast of Brazil, namely, Lagoa Vermelha and Brejo do Espinho. There are many other localities where modern dolomite forms, notably along sabkhas in the Persian Gulf, but also in sedimentary basins bearing gas hydrates and hypersaline lakes. It is often thought that dolomite nucleates with the help of sulfate reducing bacteria (e. g. Desulfovibrio brasiliensis), but other microbial metabolisms have been also found to mediate in dolomite formation. Vast deposits of dolomite are present in the geological record, but the mineral is relatively rare in modern environments. Reproducible, inorganic low temperature syntheses of dolomite are yet to be performed. Usually, the initial inorganic precipitation of a metastable "precursor" (such as magnesium calcite) can easily be achieved. The precursor phase will theoretically change gradually into a more stable phase (such as partially ordered dolomite) during periodical intervals of dissolution and re precipitation. The general principle governing the course of this irreversible geochemical reaction has been coined "breaking Ostwald's step rule". High diagenetic temperatures, such as those of groundwater flowing along deeply rooted fault systems affecting some sedimentary successions or deeply buried limestone rocks allocate dolomitization. But the mineral is also volumetrically important in some Neogene platforms never subjected to elevated temperatures. Under such conditions of diagenesis the long term activity of the deep biosphere could play a key role in dolomitization, since diagenetic fluids of contrasting composition are mixed as a response to Milankovitch cycles. A recent biotic synthetic experiment claims to have precipitated ordered dolomite when anoxygenic photosynthesis proceeds in the presence of manganese(II). A still perplexing example of an organogenic origin is that of the reported formation of dolomite in the urinary bladder of a Dalmatian dog, possibly as the result of an illness or infection.
Қолданылуы
Доломит әшекейлік тас, бетон құрамына қосылатын материал және магний оксидінің көзі ретінде, сондай-ақ магний өндіру үшін Пиджен процесінде қолданылады. Бұл маңызды мұнай жинауыш тас болып табылады және қорғасын, мырыш және мыс сияқты негізгі металдардың ірі қабаттарымен байланысқан Миссисипи алқабы типіндегі (MVT) кен орындарының қалыпты тасы болып табылады. Кальцитті әктас сирек кездесетін немесе тым қымбат болған жағдайларда, доломит кейде оның орнына темір мен болатты қорыту үшін флюс ретінде қолданылады. Флоат әйнегін өндіруде өңделген доломиттің көп мөлшері қолданылады. Бау-бақша шаруашылығында доломит және доломиттік әктас топыраққа және топырақ қоспаларына pH деңгейін тұрақтандырушы және магний көзі ретінде қосылады. Доломит теңіз (тұзды су) аквариумдарында судың pH деңгейіндегі өзгерістерді баяулатуға көмектесетін субстрат ретінде де қолданылады. Кальцинацияланған доломит биомассаны жоғары температурада газдандыру кезінде шайын жою үшін катализатор ретінде қолданылады. Бөлшек физикасы зерттеушілері экзотикалық бөлшектердің мүмкіндігінше көп санын анықтау үшін доломит қабаттарының астына бөлшектерді анықтағыштарды орнатады. Доломитте салыстырмалы түрде аз мөлшерде радиоактивті материалдар бар болғандықтан, ол қоршаған ортаның сәулелену деңгейін арттырмай, ғарыштық сәулелердің бұзылыстарынан қорғай алады. Доломит өнеркәсіптік минерал ғана емес, сонымен қатар үлкен, мөлдір кристалдар түзілген кезде коллекционерлер мен мұражайлар үшін де жоғары бағаланады. Эуги, Эстерибар, Наварра (Испания) магнезит карьерінде табылган үлгілер әлемдегі ең жақсыларының бірі саналады.
Dolomite is used as an ornamental stone, a concrete aggregate, and a source of magnesium oxide, as well as in the Pidgeon process for the production of magnesium. It is an important petroleum reservoir rock, and serves as the host rock for large strata bound Mississippi Valley Type (MVT) ore deposits of base metals such as lead, zinc, and copper. Where calcite limestone is uncommon or too costly, dolomite is sometimes used in its place as a flux for the smelting of iron and steel. Large quantities of processed dolomite are used in the production of float glass. In horticulture, dolomite and dolomitic limestone are added to soils and soilless potting mixes as a pH buffer and as a magnesium source. Dolomite is also used as the substrate in marine (saltwater) aquariums to help buffer changes in the pH of the water. Calcined dolomite is also used as a catalyst for destruction of tar in the gasification of biomass at high temperature. Particle physics researchers like to build particle detectors under layers of dolomite to enable the detectors to detect the highest possible number of exotic particles. Because dolomite contains relatively minor quantities of radioactive materials, it can insulate against interference from cosmic rays without adding to background radiation levels. In addition to being an industrial mineral, dolomite is highly valued by collectors and museums when it forms large, transparent crystals. The specimens that appear in the magnesite quarry exploited in Eugui, Esteribar, Navarra (Spain) are considered among the best in the world.