Прејди на содржината

Магнезит

Од Википедија — слободната енциклопедија
Магнезит
Магнезитни кристали од Бразил (11.4 × 9.2 × 3.6 cm)
Општо
КатегоријаКарбонатен минерал
ФормулаMgCO3
Штрунцова класификација5.AB.05
Просторна групаR3c
Распознавање
БојаБела, бледо жолта, бледо кафеава, слабо розова, лилаво-розова, или безбоен
ХабитусОбично масовни, ретко како ромбоедари или шестоаголни призми
Кристален системТригонален
Цепливост[1011] совршено
ПреломКонхоиден
ЖилавостКршлив
Цврстина на Мосовата скала3.5–4.5
СјајСтаклест
Огреббел
ПроѕирностПроѕирен
Специфична тежина3.0–3.2
Оптички својстваУниаксијален (−)
Показател на прекршувањеnω=1.508 – 1.510 nε=1.700
Двојно прекршување0.191
СпоивостИнфузибилен
РастворливостПржи во врел HCl
Други особеностиМоже да покаже бледо зелена до бледо сина флуоресценција и фосфоресценција под УВ зрачење; триболуминесцентен
Наводи[1][2][3][4]
Разлика помеѓу криптокристален и кристален магнезит.

Магнезит — минерал со хемиска формула MgCO3 (магнезиум карбонат). Железо, манган, кобалт и никел може да се појават како примеси, но само во мали количини. Магнезитот се јавува природно и во криптокристална и во кристална форма, во зависност од условите на неговото формирање.

Магнезитот се користи во производството на магнезиум оксид за огноотпорна облога на печки и печки, како и за уметност во накит и скулптура. Бидејќи тој може да се формира со карбонизација на магнезиум серпентин, се прават и напори за користење на магнезит за секвестрација на јаглерод.

Појава

[уреди | уреди извор]

Магнезитот се јавува како вени и како производ на промена на ултрамафични карпи, серпентинит и други видови карпи богати со магнезиум, како во контактни, така и во регионални метаморфни терени. Овие магнезити често се криптокристални и содржат силициум диоксид во форма на опал или керт.

Магнезитот е исто така присутен во реголитот над ултрамафичните карпи како секундарен карбонат во почвата и подземјето, каде што се таложи како последица на растворање на минерали што содржат магнезиум од јаглерод диоксид во подземните води.

Кристалните и криптокристалните магнезити имаат многу различни минерални структури. Додека кристалниот магнезит има добро развиена кристална структура, криптокристалниот магнезит е аморфен - претежно агрегат од фини зрна.

Формирање

[уреди | уреди извор]

Магнезитот може да се формира преку талк карбонатен метасоматизам на перидотит и други ултрамафични карпи. Магнезитот се формира преку карбонизација на оливин во присуство на вода и јаглерод диоксид на покачени температури и висок притисок типичен за зеленошкрилестите фации.

Магнезитот може да се формира и преку карбонизација на магнезиум серпентин (лизардит) преку следната реакција:

2 Mg3Si2O5(OH)4 + 3 CO2 → Mg3Si4O10(OH)2 + 3 MgCO3 + 3 H2O

Сепак, при изведување на оваа реакција во лабораторија, трихидратната форма на магнезиум карбонат (нескехонит) ќе се формира на собна температура.[5] Токму ова набљудување доведе до постулирање на „дехидрациска бариера“ вклучена во формирањето на безводен магнезиум карбонат на ниска температура. Лабораториските експерименти со формамид, течност слична на вода, покажаа како не може да биде вклучена таква дехидрациска бариера. Фундаменталната тешкотија за нуклеирање на безводен магнезиум карбонат останува кога се користи овој неводен раствор. Не дехидрацијата на катјони, туку просторната конфигурација на карбонатни анјони ја создава бариерата при нискотемпературното нуклеирање на магнезитот.[6]

Магнезитот бил пронајден во современи седименти, пештери и почви. Познато е дека неговото формирање на ниска температура (околу 40 °C) бара наизменични интервали помеѓу врнежите и растворањето.[7][8][9] Формирањето на магнезит на ниска температура може да биде од значење за секвестрација на јаглерод во големи размери.[10] Вандегинсте го опишал големиот чекор напред кон индустриското производство на магнезит созададен при атмосферски притисок и температура од 316 K.[11][12] Во тие експерименти, мали додатоци на хлороводородна киселина периодично се менуваа со додатоци на раствор од натриум карбонат. Ново било и многу краткото времетраење од само неколку часа за наизменични циклуси на растворање и врнежи.

Магнезитот бил откриен во метеоритот ALH84001 и на самата планета Марс. Магнезитот бил идентификуван на Марс со помош на инфрацрвена спектроскопија од сателитска орбита.[13] Во близина на кратерот Језеро, откриени се Mg-карбонати и е објавено дека се формирале во езерска средина што преовладува таму.[14] Сè уште постои контроверзност околу температурата на формирање на овие карбонати. Се претпоставува формирање на ниски температури за магнезитот од метеоритот ALH84001 добиен од Марс.[15][16]

Оливинот богат со магнезиум (форстерит) го фаворизира производството на магнезит од перидотит. Оливинот богат со железо (фајалит) го фаворизира производството на композиции на магнетит-магнезит-силициум.

Магнезитот може да се формира и преку метасоматизам во наслаги од скарн, во доломитски варовници, поврзан со воластонит, периклас и талк.

Отпорен на висока температура и способен да издржи висок притисок, се претпоставува дека магнезитот е една од главните фази што содржат карбонат во Земјината обвивка и можни носители на длабоки резервоари на јаглерод.[17] Од слична причина, се наоѓа во метаморфизирани перидотитни карпи во Централните Алпи, Швајцарија и еклогитски карпи под висок притисок од Тјаншан, Кина.[18][19][20]

Магнезитот може да се таложи и во езерата во присуство на бактерии или како водени Mg-карбонати или како магнезит.[21][22]

Изотопски докази

[уреди | уреди извор]
Изотопска структура на CO2 и MgCO3 што илустрира единечно и двојно супституирани видови на CO2.

Групираните изотопи се користат за толкување на условите на формирање на магнезит и изотопскиот состав на таложечката течност. Во рамките на ултрамафичните комплекси, магнезитите се наоѓаат во вени и штукови во криптокристална форма, како и во газирани перидотитни единици во кристална форма. Овие криптокристални форми се претежно варијабилно изветвени и даваат ниска температура на формирање.[23] Од друга страна, грубите магнезити даваат многу висока температура што укажува на хидротермално потекло. Се шпекулира дека грубите високотемпературни магнезити се формираат од течности добиени од мантија, додека криптокристалните се таложат со циркулирачка метеорска вода, апсорбирајќи јаглерод од растворен неоргански јаглероден базен, јаглерод од почвата и под влијание на ефектите на изотопите на нерамнотежа.

Магнезитите што се формираат во езера и места на плеи се генерално збогатени со тешки изотопи на C и O поради испарување и дегазирање на CO2. Ова се одразува во многу ниската температура добиена од згрутчениот изотоп. На нив влијае pH ефектот, биолошката активност, како и кинетичкиот изотопски ефект поврзан со дегасификацијата. Магнезитот се формира како површински калапи во такви услови, но поопшто се јавува како водни Mg-карбонати бидејќи нивното таложење е кинетички фаворизирано. Најчесто, тие го добиваат C од DIC или блиските ултрамафични комплекси (на пр., Алтин Плаја, Британска Колумбија, Канада).[24]

Од друга страна, магнезитите во метаморфните карпи укажуваат на многу висока температура на формирање. Изотопскиот состав на родителската течност е исто така тежок - генерално метаморфни течности. Ова е потврдено со температура добиена од вклучување на течност, како и со традиционална термометрија на изотопи на O што вклучува ко-таложење на кварц-магнезит.

Честопати, магнезитот бележи пониска температура на згрутчениот изотоп од поврзаниот доломит, калцит.[25] Причината може да биде тоа што калцитот, доломитот се формираат порано на повисока температура (од течности слични на мантија), што го зголемува односот Mg/Ca во течноста доволно за да се таложи магнезитот. Бидејќи ова се случува со зголемување на времето, флуидот се лади, еволуира со мешање со други флуиди и кога формира магнезит, ја намалува неговата температура. Значи, присуството на поврзани карбонати има контрола врз изотопскиот состав на магнезитот.

Потеклото на марсовските карбонати може да се деконволвира со примена на згрутчен изотоп. Изворот на CO2, климатско-хидролошките услови на Марс може да се проценат од овие карпи. Неодамнешна студија покажа (имплементирајќи термометрија на згрутчени изотопи) дека карбонатите во ALH84001 укажуваат на формирање при ниска температура на испарувачки услови од подземни води и деривација на CO2 од марсовската атмосфера.[26]

Употреба

[уреди | уреди извор]

Огноотпорен материјал

[уреди | уреди извор]
Полиран и обоен накит од магнезит
Магнезит од Салем

Слично како про производството на вар, магнезитот може да се согори во присуство на јаглен за да се произведе MgO, кој, во форма на минерал, е познат како периклас. Големи количини на магнезит се согоруваат за да се произведе магнезиум оксид: важен огноотпорен (отпорен на топлина) материјал што се користи како облога во високи печки, обични печки и инсинератори.

Температурите на калцинација ја одредуваат реактивноста на добиените оксидни производи, а класификациите на лесно согорени и мртво согорени се однесуваат на површината и добиената реактивност на производот (ова обично се одредува со индустриска метрика на јодниот број).

Производот „лесно согорен“ генерално се однесува на калцинација што започнува на 450 °C и продолжува до горната граница од 900 °C - што резултира со добра површина и реактивност.

Над 900 °C, материјалот ја губи својата реактивна кристална структура и се враќа во хемиски инертен „мртов изгорен“ производ - кој е претпочитан за употреба во огноотпорни материјали како што се облоги за печки.

Во анализата на пожар, магнезитните купели можат да се користат за купелација, бидејќи магнезитниот купел ќе издржи високи температури.

Други употреби

[уреди | уреди извор]

Магнезитот може да се користи и како врзивно средство во материјал за подови (магнезитна естриса).[27] Понатаму, се користи како катализатор и полнач во производството на синтетичка гума и во подготовката на магнезиумски хемикалии и ѓубрива.

Продолжуваат истражувањата за да се процени практичноста на секвестрацијата на стакленичкиот гас јаглерод диоксид во магнезитот во голем обем.[28] Тие се фокусираат на перидотити од офиолити (обдукцирани мантилни карпи на кората) каде што може да се создаде магнезит со дозволување јаглерод диоксидот да реагира со овие карпи. Постигнат е одреден напредок кај офиолитите од Оман.[29] Но, главниот проблем е што овие вештачки процеси бараат доволна порозност-пропустливост за да можат течностите да течат, но тоа тешко дека е случај кај перидотитите.

Уметнички дела

[уреди | уреди извор]

Магнезитот може да се сече, дупчи и полира за да се формира монистра што се користи во изработката на накит. Магнезитната монистра може да се обои во широк спектар на бои, вклучувајќи светло сина боја што го имитира изгледот на тиркизната боја.

Јапонско-американскиот уметник Исаму Ногучи го користел магнезитот како скулпторски материјал за некои од неговите уметнички дела.[30]

Безбедност и здравје при работа

[уреди | уреди извор]

Луѓето можат да бидат изложени на магнезит на работното место преку вдишување, контакт со кожа и контакт со очи.

САД

[уреди | уреди извор]

Администрацијата за безбедност и здравје при работа (OSHA) ја поставил законската граница (дозволена граница на изложеност) за изложеност на магнезит на работното место како 15 mg/m3 вкупна изложеност и 5 mg/m3 респираторна изложеност во текот на 8-часовен работен ден. Националниот институт за безбедност и здравје при работа (NIOSH) поставил препорачана граница на изложеност (REL) од 10 mg/m3 вкупна изложеност и 5 mg/m3 респираторна изложеност во текот на 8-часовен работен ден.[31]

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ http://rruff.geo.arizona.edu/doclib/hom/magnesite.pdf Handbook of Mineralogy
  2. ↑ http://www.mindat.org/min-2482.html Mindat.org
  3. ↑ http://webmineral.com/data/Magnesite.shtml Webmineral data
  4. ↑ Klein, Cornelis and Cornelius S. Hurlbut, Jr., Manual of Mineralogy, Wiley, 20th ed., p. 332 ISBN 0-471-80580-7
  5. ↑ Lippmann, F. (1973): Sedimentary carbonate minerals. Springer Verlag, Berlin, 228 p.
  6. ↑ Xu, J; Yan, C.; Zhang, F.; Konishi, H., Xu, H. & Teng, H. H. (2013): Testing the cation-hydration effect on the crystallization of Ca – Mg- CO3 systems. Proc. Natl. Acad. Sci. US, vol.110 (44), pp.17750-17755.
  7. ↑ Deelman, J.C. (1999): "Low-temperature nucleation of magnesite and dolomite", Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte, pp. 289–302.
  8. ↑ Alves dos Anjos et al. (2011): Synthesis of magnesite at low temperature. Carbonates and Evaporites, vol.26, pp.213–215.
  9. ↑ Hobbs, F. W. C. and Xu, H. (2020): Magnesite formation through temperature and pH cycling as a proxy for lagoon and playa environments. Geochimica et Cosmochimica Acta, vol.269, pp.101–116.
  10. ↑ Oelkers, E. H.; Gislason, S. R. and Matter, J. (2008): Mineral carbonation of CO2. Elements, vol.4, pp.333–337.
  11. ↑ V. Vandeginste (2021): Effect of pH cycling and zinc ions on calcium and magnesium carbonate formation in saline fluids at low temperature. Minerals, vol.11, pp.723–734.
  12. ↑ V. Vandeginste, V.; Snell, O.; Hall, M. R.; Steer, E. and Vandeginste, A. (2019): Acceleration of dolomitization by zinc in saline waters. Nature Communications, vol.10, 1851.
  13. ↑ Ehlmann, B. L. et al. (2008): Orbital identification of carbonate-bearing rocks on Mars. Science, vol.322, no.5909, pp.1828–1832.
  14. ↑ Horgan, Briony H.N.; Anderson, Ryan B.; Dromart, Gilles; Amador, Elena S.; Rice, Melissa S. (March 2020). „The mineral diversity of Jezero crater: Evidence for possible lacustrine carbonates on Mars“. Icarus. 339. Bibcode:2020Icar..33913526H. doi:10.1016/j.icarus.2019.113526. ISSN 0019-1035. Занемарен непознатиот параметар |article-number= (help)
  15. ↑ McSween Jr, H. Y and Harvey, R. P.(1998): An evaporation model for formation of carbonates in the ALH84001 Martian meteorite. International Geology Review, vol.49, pp.774–783.
  16. ↑ Warren, P. H. (1998): Petrologic evidence for low-temperature, possibly flood evaporitic origin of carbonates in the ALH84001 meteorite. Journal of Geophysical Research, vol.103, no.E7, 16759-16773.
  17. ↑ Isshiki, Maiko; Irifune, Tetsuo; Hirose, Kei; Ono, Shigeaki; Ohishi, Yasuo; Watanuki, Tetsu; Nishibori, Eiji; Takata, Masaki; Sakata, Makoto (January 2004). „Stability of magnesite and its high-pressure form in the lowermost mantle“. Nature. 427 (6969): 60–63. Bibcode:2004Natur.427...60I. doi:10.1038/nature02181. ISSN 0028-0836. PMID 14702083. S2CID 4351925.
  18. ↑ Marcondes, M. L.; Justo, J. F.; Assali, L. V. C. (2016-09-23). „Carbonates at high pressures: Possible carriers for deep carbon reservoirs in the Earth's lower mantle“. Physical Review B. 94 (10). Bibcode:2016PhRvB..94j4112M. doi:10.1103/PhysRevB.94.104112. Занемарен непознатиот параметар |article-number= (help)
  19. ↑ Ferry, John M.; Rumble, Douglas; Wing, Boswell A.; Penniston-Dorland, Sarah C. (2005-04-22). „A New Interpretation of Centimetre-scale Variations in the Progress of Infiltration-driven Metamorphic Reactions: Case Study of Carbonated Metaperidotite, Val d'Efra, Central Alps, Switzerland“. Journal of Petrology. 46 (8): 1725–1746. doi:10.1093/petrology/egi034. ISSN 1460-2415.
  20. ↑ Zhang, Lifei; Ellis, David J.; Williams, Samantha; Jiang, Wenbo (July 2002). „Ultra-high pressure metamorphism in western Tianshan, China: Part II. Evidence from magnesite in eclogite“. American Mineralogist. 87 (7): 861–866. Bibcode:2002AmMin..87..861Z. doi:10.2138/am-2002-0708. ISSN 0003-004X. S2CID 101814149.
  21. ↑ Mavromatis, Vasileios; Pearce, Christopher R.; Shirokova, Liudmila S.; Bundeleva, Irina A.; Pokrovsky, Oleg S.; Benezeth, Pascale; Oelkers, Eric H. (2012-01-01). „Magnesium isotope fractionation during hydrous magnesium carbonate precipitation with and without cyanobacteria“. Geochimica et Cosmochimica Acta (англиски). 76: 161–174. Bibcode:2012GeCoA..76..161M. doi:10.1016/j.gca.2011.10.019. ISSN 0016-7037. S2CID 15405751.
  22. ↑ Shirokova, Liudmila S.; Mavromatis, Vasileios; Bundeleva, Irina A.; Pokrovsky, Oleg S.; Bénézeth, Pascale; Gérard, Emmanuelle; Pearce, Christopher R.; Oelkers, Eric H. (2013-01-01). „Using Mg Isotopes to Trace Cyanobacterially Mediated Magnesium Carbonate Precipitation in Alkaline Lakes“. Aquatic Geochemistry (англиски). 19 (1): 1–24. Bibcode:2013AqGeo..19....1S. doi:10.1007/s10498-012-9174-3. ISSN 1573-1421. S2CID 129854388.
  23. ↑ Quesnel, Benoît; Boulvais, Philippe; Gautier, Pierre; Cathelineau, Michel; John, Cédric M.; Dierick, Malorie; Agrinier, Pierre; Drouillet, Maxime (June 2016). „Paired stable isotopes (O, C) and clumped isotope thermometry of magnesite and silica veins in the New Caledonia Peridotite Nappe“ (PDF). Geochimica et Cosmochimica Acta. 183: 234–249. Bibcode:2016GeCoA.183..234Q. doi:10.1016/j.gca.2016.03.021. hdl:10044/1/33108. ISSN 0016-7037.
  24. ↑ Power, Ian M.; Harrison, Anna L.; Dipple, Gregory M.; Wilson, Siobhan A.; Barker, Shaun L.L.; Fallon, Stewart J. (June 2019). „Magnesite formation in playa environments near Atlin, British Columbia, Canada“. Geochimica et Cosmochimica Acta. 255: 1–24. Bibcode:2019GeCoA.255....1P. doi:10.1016/j.gca.2019.04.008. ISSN 0016-7037. S2CID 146307705.
  25. ↑ Streit, Elisabeth; Kelemen, Peter; Eiler, John (2012-06-17). „Coexisting serpentine and quartz from carbonate-bearing serpentinized peridotite in the Samail Ophiolite, Oman“. Contributions to Mineralogy and Petrology. 164 (5): 821–837. Bibcode:2012CoMP..164..821S. doi:10.1007/s00410-012-0775-z. ISSN 0010-7999. S2CID 12595278.
  26. ↑ Halevy, Itay; Fischer, Woodward W.; Eiler, John M. (2011-10-11). „Carbonates in the Martian meteorite Allan Hills 84001 formed at 18 ± 4 °C in a near-surface aqueous environment“. Proceedings of the National Academy of Sciences (англиски). 108 (41): 16895–16899. doi:10.1073/pnas.1109444108. ISSN 0027-8424. PMC 3193235. PMID 21969543.
  27. ↑ Information about magnesite flooring, West Coast Deck Water Proofing
  28. ↑ „Scientists find way to make mineral which can remove CO2 from atmosphere“. phys.org/news. Посетено на 2018-08-15.
  29. ↑ Kelemen, Peter B.; Matter, Juerg; Streit, Elisabeth E.; Rudge, John F.; Curry, William B.; Blusztajn, Jerzy (2011-05-30). „Rates and Mechanisms of Mineral Carbonation in Peridotite: Natural Processes and Recipes for Enhanced, in situ CO2 Capture and Storage“. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 39 (1): 545–576. Bibcode:2011AREPS..39..545K. doi:10.1146/annurev-earth-092010-152509. ISSN 0084-6597.
  30. ↑ „Ford Fountain for the New York World's Fair“. The Noguchi Museum. Посетено на 2022-01-02.
  31. ↑ „CDC – NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards – Magnesite“. www.cdc.gov. Посетено на 2015-11-19.

Извори

[уреди | уреди извор]
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнезит&oldid=5513020“