Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Дисульфид железа (FeS2) с орторомбической кристаллической структурой – минерал.
Iron disulfide (FeS2) with orthorhombic crystal structure
the mineral
Минерал марказит, иногда называемый "белым железным пиритом", представляет собой сульфид железа (FeS2) с орторомбической кристаллической структурой. Он физически и кристаллографически отличается от пирита, который является сульфидом железа с кубической кристаллической структурой. Обе структуры содержат дисульфидный ион S22−, характеризующийся коротким расстоянием между атомами серы. Различие между структурами заключается в расположении этих дианионов вокруг катионов Fe2+. Марказит легче и более хрупок, чем пирит. Образцы маркасита часто крошатся и разрушаются из-за нестабильной кристаллической структуры. На свежем изломе он бледно-желтого или почти белого цвета и обладает ярким металлическим блеском. Со временем он тускнеет, приобретая желтовато-коричневый оттенок, и оставляет черный след. Это хрупкий материал, который нельзя поцарапать ножом. Тонкие, плоские, таблитчатые кристаллы, объединяющиеся в группы, называются "петушиными гребнями". В ювелирных изделиях, именуемых "марказит", в качестве драгоценного камня используется пирит – то есть ювелирные изделия из "маркасита" изготавливаются из пирита, а не из минерала маркасита. Из-за своей хрупкости марказит в научном смысле не используется в качестве драгоценного камня. В позднем средневековье и раннее Новое время термин "марказит" обозначал все сульфиды железа, включая как пирит, так и минерал марказит. Более узкое, современное научное определение маркасита как орторомбического сульфида железа появилось в 1845 году. В качестве вторичного минерала он образуется в результате химического изменения первичных минералов, таких как пирротин или халькопирит.
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.
Осадочный марказит и низкий рН
В лабораторных экспериментах марказит формируется предпочтительнее пирита при pH менее примерно 5. Расчеты ab initio показывают, что это связано с тем, что пирит обладает большей поверхностной энергией (и, следовательно, менее термодинамически стабилен), чем марказит при низком pH. Поскольку марказит ассоциируется с низким pH, его присутствие в осадочных породах в геологической летописи указывает на существование сильно кислых условий во время их образования и ранней диагенеза. Однако, осадочные поровые воды под современным океаном обычно буферизуются до почти нейтрального или слегка щелочного pH за счет растворенных карбонатных видов. Это ставит вопрос о том, как поровые воды становились достаточно кислыми в прошлом, чтобы способствовать образованию марказита. Для объяснения образования раннедиагенетического марказита было предложено несколько теорий, включая: частичное окисление первичного пирита молекулярным кислородом, проникающим из вышележащего водного слоя, а также быстрое аноксическое разложение органического вещества и образование органических кислот в результате ферментации и метаногенеза.
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.
Распад
Марказит реагирует быстрее, чем пирит, в условиях высокой влажности. Продуктом этого разрушения являются сульфат железа(II) и серная кислота. Водный сульфат железа образует белый порошок, состоящий из минерала мелантерита FeSO4·7H2O. Это разрушение маркасита в минеральных коллекциях известно как "пиритное разрушение". Когда образец подвергается пиритному разрушению, марказит реагирует с влагой и кислородом воздуха, сера окисляется и соединяется с водой, образуя серную кислоту, которая воздействует на другие сульфидные минералы и этикетки минералов. Хранение в условиях низкой влажности (менее 60%) предотвращает или замедляет эту реакцию.
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.