Диаспора, алюминий гидроксидный минерал с химической формулой AlO(OH), является фундаментальным компонентом в изучении геологии и минералогия. Он имеет важное значение из-за своей роли в формировании боксит, первичная руда алюминия, и ее использование в огнеупорах и геммологии. Этот минерал выделяется своими уникальными физическими и химическими характеристиками, геологическими процессами формирования и распространением по всему миру. Диаспор также известен своим драгоценный камень разновидность, ценимая за замечательные оптические явления, такие как плеохроизм и изменение цвета.
В этой комплексной статье рассматривается геология диаспора, подробно описываются его состав, свойства, условия формирования, связанные с ним полезные ископаемые, глобальное распространение, промышленное применение, экологические последствия и экономическое значение.
Содержание:
1. Химические и физические характеристики
Химический состав
Диаспор относится к группе гидроксидных минералов и имеет относительно простую химическую структуру:
- Формула: AlO(ОН)
- Молекулярная масса: Приблизительно 58.00 г/моль.
- Состав:
- Алюминий (Al): ~52.94%
- Кислород (O): ~47.06%
Гидроксильная группа (ОН⁻) в его структуре отличает его от чистых оксидных минералов, таких как корунд (Al₂O₃). Этот состав приводит к различным физическим и оптические свойства которые являются ключевыми для его идентификации.
Кристальная структура
Диаспора кристаллизуется в орторомбическая кристаллическая система, образуя удлиненные, сплющенные или пластинчатые кристаллы. Атомная структура состоит из цепочек алюминиево-кислородных октаэдров с гидроксильными группами, связанными между цепочками. Эта уникальная решетка объясняет идеальную спайность минерала и оптические явления.
Физические свойства
- Цвет: Обычно белый, серый или бесцветный, но может иметь зеленые, желтые, коричневые или розовые оттенки из-за следов примесей (например, хром or железо).
- Прозрачность: От прозрачного до полупрозрачного, в зависимости от качества кристаллов.
- Твердость: 6.5–7 на Шкала Мооса, что указывает на умеренную твердость, пригодную для использования в драгоценных камнях.
- Блеск: Стекловидный (глянцевый) или перламутровый, что придает ему эстетическую привлекательность.
- Расщепление: Идеально подходит в одном направлении, что делает его хрупким и склонным к расщеплению.
- Перелом: Неровный или занозистый.
- Удельный вес: 3.3–3.5, что означает умеренную плотность.
- Оптические свойства:
- Демонстрирует сильные плеохроизм, когда минерал показывает разные цвета (например, зеленый, желтый или красновато-коричневый) при рассмотрении под разными углами в поляризованном свете.
- Диаспоры ювелирного качества часто проявляют изменение цвета в зависимости от источника света, свойство, высоко ценимое в геммологии.
2. Геологическое образование
Условия окружающей среды
Диаспора образуется в особых геологических условиях, где богаты алюминием горные породы подвергаться химическому выветривание, гидротермальный изменение, или метаморфизм. Эти процессы включают взаимодействие температуры, давления и активности флюида.
Процессы, приводящие к формированию
- Химическое выветривание:
- Найден в латеритных бокситах депозитыдиаспор образуется при разложении минералов, содержащих алюминий, таких как полевые шпаты, в тропических и субтропических условиях.
- Интенсивное выщелачивание удаляет растворимые элементы (например, кремний и щелочные металлы), оставляя оксиды и гидроксиды алюминия, такие как диаспор, бемит и т. д. гиббсит.
- Гидротермальные изменения:
- Включает взаимодействие богатых алюминием пород с горячими, насыщенными минералами флюидами. Этот процесс может преобразовывать другие алюминиевые минералы в диаспоры.
- Встречается в вулканических или поствулканических условиях, часто в сочетании с цеолитами и глинистые минералы.
- метаморфизм:
- Метаморфизм богатых алюминием осадков или пород под высоким давлением и низкой температурой может вести к образованию диаспоры.
- В ходе реакций дегидратации такие минералы, как гиббсит или бемит, превращаются в диаспор.
Геологические условия
Диаспора обычно встречается в:
- Месторождения бокситов: Основная среда обитания диаспора, часто вместе с гиббситом и бемитом.
- Метаморфических пород: Встречается в филлитах, сланцах и других метаморфизованных глиноземистых породах.
- Гидротермальные жилы: Менее распространен, но важен для понимания универсальности минерала в различных геологических контекстах.
Связанные полезные ископаемые
Диаспора обычно соседствует с:
- Гидроксиды алюминия: Бёмит (γ-AlO(OH)) и Гиббсит (Al(OH)₃)
- Оксиды железа: Гематит и Гетит
- Глинистые минералы: каолинит, иллити монтмориллонит
- Силикаты: Кварц и Хлорит
3. Глобальное распространение
Месторождения диаспора широко распространены по всему миру, наиболее заметные их проявления наблюдаются в регионах, богатых бокситами и глиноземистыми породами.
Основные страны-производители
- Турция:
- Известный как диаспор ювелирного качества, часто продается как zultanite or Ксарите.
- На месторождениях провинции Мугла добывают одни из самых прекрасных прозрачных кристаллов диаспора.
- Индия:
- Значительные месторождения находятся в богатых бокситами регионах Одиша, Мадхья-Прадеш и Джаркханд.
- В основном добывается для промышленных целей, хотя иногда встречаются и материалы ювелирного качества.
- Ямайка:
- Добыча бокситов на Ямайке дает диаспор в качестве вторичного минерала.
- Отложения представляют собой продукты выветривания известняк и базальт.
- США:
- Встречается в бокситовых формациях в Арканзасе, Джорджии и Алабаме.
- Горнодобывающая промышленность ориентирована на производство алюминия.
- Австралия:
- Ведущий производитель бокситов, основным компонентом которых является диаспор.
- Россия и Китай:
- Имеются огромные запасы бокситов, содержащих диаспор, являющийся частью процесса добычи алюминия.
4. Диаспора в геммологии
Диаспора почитается в геммологии за свои уникальные оптические эффекты, особенно плеохроизм и изменение цвета.
Качество драгоценных камней
- Изменение цвета: Изменяется от зеленоватого при дневном свете до розоватого или пурпурного при свете лампы накаливания из-за следов хрома или ванадий.
- ясность: Высокая чистота повышает его ценность, прозрачные образцы пользуются большим спросом.
- Порез: Обычно ограняется для максимального усиления плеохроических и цветоизменяющих свойств.
- Долговечность: Несмотря на умеренную твердость, идеальная спайность требует осторожной резки и обращения.
Названия рынков
- Zultanite: Торговая марка диаспора ювелирного качества из Турции.
- Ксарите: Другое коммерческое название турецкой диаспоры.
5. Промышленное и экономическое значение
Приложения
- Производство алюминия: Диаспор, входящий в состав бокситовой руды, имеет решающее значение для производства алюминия — металла, необходимого в различных отраслях промышленности: от аэрокосмической до упаковочной.
- Огнеупоры: Используется в термостойких материалах благодаря высокой температуре плавления и стабильности.
- Пигменты: Молотый диаспор способствует получению пигментов в красках и покрытиях.
- Драгоценные камни: Рынок ювелирных изделий с высокой стоимостью, особенно экзотических изделий с камнями, меняющими цвет.
Экономическое влияние
Регионы со значительными запасами диаспоры получают выгоду от ее добычи и переработки, поддерживая местную экономику и поставляя сырье для мировой промышленности.
6. Экологические аспекты
Добыча диаспора, особенно из месторождений бокситов, создает экологические проблемы, в том числе:
- Вырубка леса: Удаление растительности для горнодобывающих работ.
- Почва Эрозия: Нарушение структуры земли.
- Загрязнение воды: Сточные воды от горнодобывающей деятельности могут привносить в водоемы отложения и химикаты.
Меры по смягчению последствий
- Реабилитация земель: Восстановление территорий, подвергшихся разминированию, путем лесовосстановления и стабилизации почвы.
- Устойчивые методы добычи полезных ископаемых: Внедрение технологий по сокращению отходов и выбросов.
- Переработка алюминия: Снижает зависимость от первичной добычи.
Заключение
Диаспор — минерал, имеющий огромное геологическое, промышленное и геммологическое значение. Его наличие в месторождениях бокситов подчеркивает его роль в производстве алюминия, а его редкая разновидность драгоценных камней подчеркивает его эстетическую ценность. Понимание образования, свойств и применения диаспора дает ценную информацию о геологических процессах Земли и управлении ресурсами. При тщательном контроле за окружающей средой преимущества добычи диаспора могут быть использованы устойчиво, что гарантирует его постоянный вклад в науку, промышленность и искусство.
