광물학 광물특성 7: 퇴적광물과 퇴적암 7.4 퇴적광물 7.4.3: 탄산염 광물
출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교 소스: EK 이페어케이 플러스
7.4.3: 탄산염 광물
탄산염 미네랄
광물학자들은 50종 이상의 탄산염 종을 확인했습니다. 모두 포함(CO3)2- 그룹이지만 일부는 다른 음이온 또는 음이온 그룹을 포함합니다.
상자에는 몇 가지 예가 나열되어 있습니다. 가장 중요한 탄산염은 Ca-Mg-Fe 탄산염, 특히 방해석과 백운석, CaCO3 및 CaMg(CO3)2각각. 덜 흔한 로도크로사이트, 스미소나이트, 세루사이트, 스트론티아나이트, 아주라이트, 공작석은 때때로 멋진 광물 표본을 형성합니다.
이러한 광물은 또한 망간, 아연, 납, 스트론튬 및 구리의 중요한 광석 광물입니다. 일반적인 탄산염은 비교적 단순한 조성을 가지며 수산기 또는 H를 포함하지 않습니다2O. 그러나 일부 비교적 희귀한 종은 더 복잡하며 예는 목록의 맨 아래에 있습니다.
방해석은 가장 풍부한 탄산염 광물입니다. 그것은 일반적으로 유기 과정 또는 과포화 된 물의 침전에 의해 형성됩니다. 또한 방해석이 종유석과 석순을 형성하는 동굴에서도 발생합니다. 방해석 및 기타 탄산염 광물은 또한 열수(따뜻한 물), 특히 광석 퇴적물과 일반적으로 정맥에서 침전됩니다. 이것이 대부분의 아주라이트와 공작석, 그리고 일부 관련 광석 광물이 생성되는 방식입니다.
그림 7.24: 미로 산호
많은 탄산염 광물은 무기 또는 유기 기원을 가질 수 있습니다. 무기 해양 탄산염 암석은 방해석 또는 아라고나이트가 바닷물에서 침전될 때 형성됩니다.
Marl은 탄산염이 호수 또는 하천 바닥에 침전될 때 형성될 수 있습니다. 대조적으로, 유기 탄산염 암석은 조류, 산호, 조개 및 기타 유기체가 CaCO에서 구조와 껍질을 만들 때 형성됩니다3
바닷물에 용해. 이것은 탄산염 암석을 직접 생성하거나 잔여 껍질, 뼈 및 기타 물질이 축적되어 탄산염 쇄설암을 생성할 수 있습니다. 이 사진(그림 7.24)에서 볼 수 있는 미로 산호는 방해석으로 구조물을 만들고 있다.
그림 7.25: 조지아주 테이트(Tate)의 대리석. 가로 6.7 cm
방해석과 백운석은 모두 석회암과 돌로스톤(방해석 대신 백운석을 함유한 석회암)의 필수 광물이며 다른 종류의 퇴적암에서 덩어리가 될 수 있습니다.
일부 쇄설암은 미세한 입자의 탄산염 시멘트로 함께 고정되어 있습니다. 방해석과 백운석은 모두 대리석이라고 하는 변성암과 카르보네이트라고 하는 희귀한 화성암에서 발견됩니다.
여기 보이는 사진(그림 7.25)은 굵은 결정질 방해석으로 만들어진 대리석을 보여줍니다.
그림 7.26: 현무암 위에 있는 백색 하이드로마마그네사이트
많은 탄산염 광물은 풍화 또는 diagenesis 동안 형성된 2차 광물입니다.
예를 들어, 대부분의 백운석은 2 차적이며 diagenesis 동안 방해석과 Mg가 풍부한 물의 반응에 의해 형성됩니다. 마그네사이트, (MgCO3), 관련 탄산염은 마픽 및 초고철질 암석의 변형 생성물로 형성됩니다.
하이드로마그네사이트(마그네사이트의 수화 등가물)는 감람석, 사문석 등을 포함한 Mg가 풍부한 미네랄의 풍화에 의해 형성됩니다. 그림 7.26은 현무암 표면에서 결정화된 하이드로마그네사이트(hydromagnesite)를 보여준다.
아래 사진은 굵은 결정질 탄산염 광물의 예입니다.
그림 7.27은 사이드라이트(Fe-carbonate) 위에 있는 방해석 결정(Ca-carbonate)을 보여줍니다. 그림 7.28은 방해석의 다형체인 아라고나이트를 보여줍니다.
그림 7.29의 파란색과 초록색 표본은 아주라이트와 공작석을 함유하고 있다. 둘 다 Cu 탄산염이고 둘 다 구리 광석 광물입니다.
그림 7.30의 분홍빛이 도는 결정은 로도크로사이트(Mn-carbonate)입니다. 로도크로사이트가 항상 이 색인 것은 아니지만, 그럴 때 그 색은 그것을 식별하는 데 도움이 됩니다.
아주라이트, 공작석, 로도크로사이트는 콜로라도 서부의 유명한 광산 지역에서 생산됩니다. 그림 7.31의 녹색 결정은 스미소나이트(zn-carbonate)입니다. 로도크로사이트와 마찬가지로 스미소나이트는 다양한 색상이 있지만 이 녹색이 대표적입니다.
마지막 사진(그림 7.32)은 활석 위에 있는 백운석(Ca-Mg carbonate) 결정체를 보여줍니다.
Figure 7.27: 프랑스 피레네 산맥의 방해석(흰색)과 사이드라이트(초록색).
그림 7.28: 이탈리아 시칠리아에서 온 아라고나이트. 가로 7cm.
그림 7.29: 콜로라도주 산후안 카운티의 아주라이트(파란색)와 공작석(초록색)
그림 7.30: 콜로라도주 산후안 카운티의 석영이 있는 로도크로사이트
그림 7.31: 프랑스의 스미소나이트
그림 7.32: 백운석(흰색)과 프랑스 피레네 산맥의 활석(은색). 가로 10cm.
불행히도, 대부분의 광물 표본은 위의 사진에서 제안된 것처럼 잘 형성되거나 아름답지 않습니다. 따라서 아래는 방해석의 세 가지 일반적인 예입니다.
왼쪽의 방해석 표본(아래 그림 7.33)은 거대합니다. 뚜렷한 결정 모양을 고르는 것은 어렵습니다. 그림 7.34의 파란색 방해석과 그림 7.35의 반투명 방해석은 절단 조각입니다.
방해석은 여기에서 볼 수 있는 것과 같은 능면체 모양으로 쉽게 쪼개지며, 평평한 표면은 결정면이 아니라 분열면입니다.
청색 방해석은 드물지만 반투명 방해석은 그렇지 않습니다. 능면체 분열 조각은 예외적으로 일반적입니다.
Figure 7.33: 스웨덴 타풀리(Tapuli)의 방해석. 가로 8cm.
그림 7.34: 청색 방해석 절단 조각
Figure 7.35: 영국에서 온 반투명 방해석의 마름모꼴. 크리스탈은 가로 약 3cm
Figure 7.36: 백운석의 원자 배열
지금까지 가장 흔한 탄산염인 방해석과 백운석의 원자 배열에는 (CO3)2- Ca와 번갈아 가며 그룹2+ 또는 Mg2+. 여기 보이는 백운석 모델(그림 7.36)에서 파란색 원자는 칼슘, 빨간색 원자는 마그네슘, 작은 청록색 원자는 산소입니다.
탄산염 (CO3)2- 그룹은 노란색 삼각형으로 표시됩니다. 다른 탄산염도 비슷한 구조를 가지고 있습니다. 그들은 모두 2가 음이온 탄산염 그룹과 Ca와 같은 2가 양이온을 포함합니다2+, 밀리그램2+, 철2+미네소타2+또는 Zn2+. (그림 7.36은 축척이 아니다. 탄산염 그룹의 크기는 실제로 더 큰 tham Ca이다.2+ 및 Mg2+.)
그림 7.37: 저온에서 안정한 Ca-Mg-Fe 탄산염
Ca-Mg-Fe 탄산염의 조성을 삼각형 다이어그램에 표시할 수 있습니다(이전 장에서 pyroxene에 사용된 것과 유사). 그림 7.37은 저온에서 안정한 탄산염 조성물의 범위를 파란색으로 보여줍니다. 안정적인 구성이 제한됩니다.
Ca-함유 탄산염과 Ca-free 탄산염 사이에는 큰 혼화성 격차가 존재합니다. 그것은 우리가 이미 본 규회석, clinopyroxene 및 orthopyroxene 사이의 간격과 유사합니다.
그리고 백운석-앙케라이트 계열은 다이어그램 전체로 확장되지 않습니다. pyroxenes와 마찬가지로 혼화성 갭의 크기는 온도에 따라 다릅니다.
Figure 7.38: 방해석과 마그네사이트 사이의 솔비
그림 7.38은 방해석 사이의 단순화된 개략적 솔버스 관계를 보여줍니다(CaCO3) 및 마그네사이트(MgCO3), 위 삼각형의 왼쪽에 해당합니다. (용융 및 탈탄화 반응은 고온에서 발생하지만 표시되지 않기 때문에 단순화됩니다.)
온도가 증가함에 따라 솔비가 좁아지는 것을 볼 수 있습니다.
다이어그램의 가장 높은 온도에서 방해석 및 고마그네슘 방해석은 안정적입니다.
둘 다 다양한 조성의 Ca-Mg 고체 용액입니다. 마그네사이트(Magnesite)는 Mg-Ca 고용체로도 안정적입니다. 다소 낮은 온도에서 높은 Mg 방해석은 질서 무질서 변환에 의해 백운석으로 변합니다.
저온에서 혼화성 갭(노란색)은 대부분의 탄산염 조성물이 방해석 및 백운석 또는 백운석과 마그네사이트 고체 용액으로 혼합되지 않음을 의미합니다. 방해석에는 약간의 여분의 마그네슘이 포함될 수 있지만 다른 두 미네랄은 말단 부재 구성에 가깝습니다.
방해석은 때때로 얇은 부분과 암석 현미경으로 볼 수 있는 용출 질감을 개발합니다.
Figure 7.39: 쌍둥이를 방해하는 두 가지 일반적인 방법
그림 7.40: 가로로 6cm의 나비 끈이 있는 방해석
방해석 결정은 여러 가지 다른 쌍둥이 법칙에 의해 쌍둥이입니다. 여기서 볼 수 있는 그림(그림 7.39)은 두 개의 일반적인 쌍둥이 모양을 보여줍니다.
오른쪽 그림은 나비 쌍둥이라고 불리며, 그림 7.40의 사진은 이러한 종류의 쌍둥이의 좋은 예를 보여줍니다. 방해석은 또한 일반적으로 암석 현미경으로만 볼 수 있는 미세한 변형 쌍둥이를 포함합니다.