Skaleń - Feldspar

Skaleń
Feldspar-Grupa-291254.jpg
Kryształ skalenia (18×21×8,5 cm) z doliny Jequitinhonha , Minas Gerais , południowo-wschodnia Brazylia
Ogólny
Kategoria Tektokrzemian
Formuła
(powtarzająca się jednostka)
K Al Si
3
O
8
 – Na AlSi
3
O
8
 – Ca Al
2
Si
2
O
8
Kryształowy system Trójkliny lub jednokliny
Identyfikacja
Kolor różowy, biały, szary, brązowy, niebieski
Łupliwość dwa lub trzy
Pęknięcie wzdłuż płaszczyzn rozszczepiających
Twardość skali Mohsa 6,0–6,5
Połysk Szklisty
Pasemko biały
Przezroczystość nieprzejrzysty
Środek ciężkości 2,55–2,76
Gęstość 2,56
Współczynnik załamania światła 1,518–1,526
Dwójłomność Pierwsze zamówienie
Pleochroizm Żaden
Inne cechy lamele wydzielenia wspólne
Bibliografia
Kompozycyjny diagram fazowy różnych minerałów tworzących stały roztwór skalenia.

Skaleń to grupa skałotwórczych minerałów tektokrzemianowych glinu , zawierających sód, wapń, potas lub bar. Najczęstszymi członkami grupy skaleniowej są skalenie plagioklazowe (sodowo-wapniowe) i skalenie alkaliczne (potasowo-sodowe). Skaleń stanowi około 60% skorupy ziemskiej i 41% masy kontynentalnej skorupy ziemskiej .

Skaleń krystalizuje z magmy jako skały magmowe zarówno natrętne, jak i ekstruzyjne , a także występują w wielu typach skał metamorficznych . Skała utworzona prawie w całości z kalcynowanego skalenia plagioklazowego znana jest jako anortozyt . Skaleń znajduje się również w wielu typach skał osadowych .

Kompozycje

Grupa minerałów skalenia składa się z tektokrzemianów , minerałów krzemianowych, w których jony krzemu są połączone wspólnymi jonami tlenu, tworząc trójwymiarową sieć. Kompozycje głównych pierwiastków w skaleniach pospolitych można wyrazić w trzech elementach końcowych :

Stałe roztwory między skaleniem potasowym a albitem nazywane są skaleniem alkalicznym. Stałe roztwory między albitem a anortytu nazywa się plagioklazem , a dokładniej skaleniem plagioklazowym. Pomiędzy skaleniem potasowym a anortytu występuje tylko ograniczona ilość roztworu stałego, aw dwóch pozostałych roztworach stałych występuje niemieszalność w temperaturach powszechnych w skorupie ziemskiej. Albit jest uważany zarówno za plagioklaz, jak i skaleń alkaliczny.

Stosunek skalenia alkalicznego do skalenia plagioklazowego wraz z proporcją kwarcu jest podstawą klasyfikacji skał magmowych według QAPF . Plagioklaz bogaty w wapń jest pierwszym skaleniem, który krystalizuje z chłodzącej magmy, ale w miarę postępu krystalizacji plagioklaz staje się coraz bardziej bogaty w sód. Definiuje to ciągłą serię reakcji Bowena . Skaleń K jest ostatnim skaleniem, który skrystalizował z magmy.

Skalenie alkaliczne

Skalenie alkaliczne dzielą się na dwa typy: zawierające potas w połączeniu z sodem, glinem lub krzemem; i te, w których potas jest zastąpiony przez bar. Pierwsze z nich to:

Skalenie potasowe i sodowe nie mieszają się doskonale w stopie w niskich temperaturach, dlatego kompozycje pośrednie skaleni alkalicznych występują tylko w środowiskach o wyższej temperaturze. Sanidyna jest stabilna w najwyższych temperaturach, a mikroklina w najniższych. Pertyt jest typową teksturą w skaleniu alkalicznym, ze względu na wydzielanie kontrastujących kompozycji skaleni alkalicznych podczas schładzania kompozycji pośredniej. Pertytyczne tekstury skaleni alkalicznych wielu granitów można zobaczyć gołym okiem. Tekstury mikropertytyczne w kryształach są widoczne pod mikroskopem świetlnym, natomiast tekstury kryptopertytyczne można zobaczyć tylko pod mikroskopem elektronowym.

Skalenie barowe

Skalenie barowe powstają w wyniku zastąpienia baru potasem w strukturze mineralnej. Skalenie barowe są czasami klasyfikowane jako odrębna grupa skaleni, a czasami są klasyfikowane jako podgrupa skaleni alkalicznych.

Skalenie barowe są jednoskośne i obejmują:

Skalenie plagioklazowe

Skalenie plagioklazowe są trójskośne . Seria plagioklazów jest następująca (z procentem anortytu w nawiasach):

Kompozycje pośrednie skalenia plagioklazowego mogą również podczas chłodzenia wydzielać się do dwóch skaleni o kontrastującym składzie, ale dyfuzja jest znacznie wolniejsza niż w skaleniu alkalicznym, a powstałe przerosty dwóch skaleni są zwykle zbyt drobnoziarniste, aby były widoczne pod mikroskopami optycznymi. W niemieszalność luki w plagioklazów roztwory stałe są skomplikowane w porównaniu do szczeliny w skalenia alkalicznego. Gra kolorów widoczna w niektórych skaleniach kompozycji labradorytów jest spowodowana bardzo drobnoziarnistymi blaszkami ekssolution znanymi jako przerost Bøggild. Ciężar w serii zwiększa plagioklaz z albit (2,62) i anortyt (2.72-2.75).

Struktura

Struktura kryształu skalenia oparta jest na czworościanów glinokrzemianowych. Każdy czworościan składa się z jonu glinu lub krzemu otoczonego czterema jonami tlenu. Z kolei każdy jon tlenu jest dzielony z sąsiednim czworościanem, tworząc trójwymiarową sieć. Strukturę można zobrazować jako długie łańcuchy czworościanów glinokrzemianowych, czasami określane jako łańcuchy wału korbowego, ponieważ mają załamany kształt. Każdy łańcuch wału korbowego łączy się z sąsiednimi łańcuchami wału korbowego, tworząc trójwymiarową sieć połączonych czteroczłonowych pierścieni. Struktura jest wystarczająco otwarta, aby kationy (zwykle sód, potas lub wapń) pasowały do ​​struktury i zapewniały równowagę ładunku.

Etymologia

Nazwa skaleń pochodzi od niemieckiego Feldspat , złożonego ze słów Feld („pole”) i Spat („płatek”). Spat od dawna używane było jako słowo oznaczające „ kamień łatwo rozłupany na płatki”; Feldspat został wprowadzony w XVIII wieku jako określenie bardziej szczegółowe, nawiązujące być może do jego powszechnego występowania w skałach występujących na polach (Urban Brückmann, 1783) lub do występowania jako „pola” w granicie i innych minerałach (René-Just Haüy, 1804 ). Na zmianę z Spat na -spar wpłynęło angielskie słowo spar , oznaczające nieprzezroczysty minerał o dobrym rozszczepieniu. Skaleń odnosi się do materiałów zawierających skaleń. Alternatywna pisownia, felspar , wyszła z użycia. Termin „felsic”, czyli lekkich kolorowych minerałów takich jak kwarc i skalenie, jest acronymic słowo pochodzące od Fel dspar a si Lica, niezwiązane z nadmiarowym ortografii „” skalenia.

Zwietrzenie

Chemiczne wietrzenie skaleni następuje w wyniku hydrolizy i wytwarza minerały ilaste , w tym illit , smektyt i kaolinit . Hydroliza skaleni rozpoczyna się od rozpuszczenia skalenia w wodzie, co najlepiej dzieje się w roztworach kwaśnych lub zasadowych, a gorzej w roztworach obojętnych. Szybkość zwietrzenia skaleni zależy od szybkości ich rozpuszczania. Rozpuszczony skaleń reaguje z jonami H + lub OH i wytrąca iły. Reakcja wytwarza również nowe jony w roztworze, przy czym różnorodność jonów jest kontrolowana przez rodzaj reagującego skalenia.

Obfitość skaleni w skorupie ziemskiej oznacza, że ​​iły są bardzo obfitymi produktami wietrzenia. Około 40% minerałów w skałach osadowych to iły, a iły są dominującymi minerałami w najczęstszych skałach osadowych, skałach mułowych . Są również ważnym składnikiem gleb . Skaleń, który został zastąpiony gliną, wygląda kredowo w porównaniu z bardziej krystalicznymi i szklistymi, niezwietrzałymi ziarnami skalenia.

Skalenie, zwłaszcza skalenie plagioklazowe, nie są zbyt stabilne na powierzchni ziemi ze względu na wysoką temperaturę powstawania. Ten brak stabilności powoduje, że skalenie łatwo ulegają zwietrzeniu do gliny. Z powodu tej tendencji do łatwego wietrzenia skalenie zwykle nie są powszechne w skałach osadowych. Skały osadowe, które zawierają duże ilości skalenia, wskazują, że osad nie uległ silnemu wietrzeniu chemicznemu przed zakopaniem. Oznacza to, że prawdopodobnie został przetransportowany na niewielką odległość w zimnych i/lub suchych warunkach, które nie sprzyjały wietrzeniu, i że szybko został zasypany przez inne osady. Piaskowce z dużą ilością skalenia nazywane są arkozami .

Produkcja i zastosowania

W 2010 roku wyprodukowano około 20 mln ton skalenia, głównie przez trzy kraje: Włochy (4,7 mln ton), Turcję (4,5 mln ton) i Chiny (2 mln ton).

Skaleń jest powszechnym surowcem wykorzystywanym w produkcji szkła, ceramiki oraz do pewnego stopnia jako wypełniacz i wypełniacz w farbach, tworzywach sztucznych i gumie. W produkcji szkła tlenek glinu ze skalenia poprawia twardość produktu, trwałość i odporność na korozję chemiczną. Ceramiczna alkaliów w skalenia ( tlenku wapnia , tlenku potasu i tlenku sodu ) działają jako topniki, obniżające temperaturę topnienia, w postaci mieszaniny. Topniki topią się na wczesnym etapie procesu wypalania , tworząc szklistą matrycę, która łączy ze sobą inne elementy systemu. W Stanach Zjednoczonych około 66% skalenia jest zużywane w produkcji szkła, w tym szklanych pojemników i włókna szklanego. Pozostała część to ceramika (w tym izolatory elektryczne, wyroby sanitarne, ceramika, zastawa stołowa i płytki) oraz inne zastosowania, takie jak wypełniacze.

Bon Ami , który miał kopalnię w pobliżu Little Switzerland w Północnej Karolinie , używał skalenia jako ścierniwa w swoich środkach czyszczących. Little Switzerland Business Association twierdzi, że Kopalnia McKinney była największą kopalnią skalenia na świecie, a Karolina Północna była największym producentem. Skaleń został odrzucony w procesie wydobywania miki, dopóki William Dibbell nie wysłał około 1910 roku produktu najwyższej jakości do firmy Golding and Sons z Ohio.

W naukach o ziemi i archeologii skalenie są używane do datowania potasowo-argonowego , argonowo-argonowego i luminescencyjnego .

W październiku 2012 roku, Mars Curiosity Rover analizowane skałę, który okazał się mieć wysoką zawartość skaleń.

Obrazy

Zobacz też

Bibliografia

  • Domena publiczna Ten artykuł zawiera  materiał z domeny publicznej z dokumentu United States Geological Survey : „Skaleń i sjenit nefelinowy” (PDF) .

Dalsza lektura

Zewnętrzne linki

  • Multimedia związane z Skaleń w Wikimedia Commons