Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Serpentinit”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Không có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 2:
'''Serpentinit''' là một loại [[đá]] có thành phần gồm một hoặc nhiều [[khoáng vật]] trong [[nhóm serpentin]]. Các khoáng vật trong nhóm này được tạo thành từ quá trình '''serpentin hóa''', một loại hydrat và biến chất từ đá siêu mafic trong manti của Trái Đất. Sự thay thế đặc biệt quan trọng ở [[đáy đại dương]] tại các ranh giới [[mảng kiến tạo]].
==Hình thành và thạch luận==
Serpentin hóa là một quá trình biến chất địa chất nhiệt độ thấp liên quan đến nhiệt và nước mà trong đó các đá siêu mafic mà mafic có hàm lượng [[silica]] thấp bị ôxy hóa (ôxy hóa kỵ khí của Fe<sup>2+</sup> bởi các proton của nước dẫn đến sự hình thành H<sub>2</sub>) và bị [[thủy phân]] nước vào serpentinit. [[Peridotit]], bao gồm [[dunit]], ở tại và gần đáy đại dương và trong các đai núi được biến đổi thành [[nhóm serpentin|serpentin]], [[brucit]], [[magnetit]], và các khoáng vật khác - hiếm hơn là [[awaruit]] (Ni<sub>3</sub>Fe), và thậm chí là sắt tự sinh. Trong quá trình này, một lượng lớn nước được hấp thụ vào trong đá làm tăng thể tích và phá hủy cấu trúc đá.<ref name=LC>[http://www.lostcity.washington.edu/science/chemistry/serpentinization.html Serpentinization: The heat engine at Lost City and sponge of the oceanic crust]</ref>
The density changes from 3.3 to 2.7 g/cm<sup>3</sup> with a concurrent volume increase on the order of 30-40%. The reaction is highly [[exothermic]] and rock temperatures can be raised by about {{convert|260|Celsius}},<ref name=LC/> providing an energy source for formation of non-volcanic [[hydrothermal vent]]s. The magnetite-forming chemical reactions produce [[hydrogen]] gas under anaerobic conditions prevailing deep in the [[mantle (geology)|mantle]], far from the [[Atmosphere of Earth|Earth's atmosphere]]. [[Carbonate]]s and [[sulfate]]s are subsequently reduced by hydrogen and form [[methane]] and [[hydrogen sulfide]]. The hydrogen, methane, and hydrogen sulfide provide energy sources for deep sea [[chemotroph]] [[microorganism]]s.<ref name=LC/>
=== Các phản ứng serpentinit ===
Serpentin được hình thành từ [[olivin]] qua nhiều phản ứng. Olivin là một [[dung dịch rắn]] giữa [[forsterit]] gốc magie và [[fayalite]] gốc sắt. Các phản ứng serpentinit 1a và 1b bên dưới trao đổi silica giữa forsterit và fayalit để tạo thành các khoáng vật nhóm serpentin và magnetit. Đây là các phản ứng tỏa nhiều nhiệt
'''Phản ứng 1a''':<br>
''Fayalit + nước → magnetit + dung dịch silica + hydro''
:3Fe<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> + 2H<sub>2</sub>O → 2Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub> + 3SiO<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>
<br>
'''Phản ứng 1b''':<br>
''Forsterit + dung dịch silica→ serpentin''
:3Mg<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> + SiO<sub>2</sub> + 4H<sub>2</sub>O → 2Mg<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub>
<br>
'''Phản ứng 1c''':<br>
''Forsterit + nước → serpentin + brucit''
:2Mg<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> + 3H<sub>2</sub>O → Mg<sub>3</sub>Si<sub>2</sub>O<sub>5</sub>(OH)<sub>4</sub> + Mg(OH)<sub>2</sub>
Phản ứng 1c thể hiện sự hydration olivin bởi nước chỉ để tạo ra serpentin và Mg(OH)<sub>2</sub> ([[brucit]]). Serpentin bền ở pH cao với sự có mặt của brucit giống như canxi silicat hydrat, ([[canxi silicat hydrat|C-S-H]]) các phan được hình thành cùng với [[portlandit]] (Ca(OH)<sub>2</sub>) trong xi-măng Portland được làm cứng sau khi hydrat hóa [[belit]] (Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub>), canxi nhân tạo tương đương với forsterit.
'''Phản ứng một chiều của 1c với sự hydrat hóa belit trong xi-măng Portland ban đầu''':<br>
''Belit + nước → pha C-S-H + portlandit''
:2 Ca<sub>2</sub>SiO<sub>4</sub> + 4 H<sub>2</sub>O → 3 CaO · 2 SiO<sub>2</sub> · 3 H<sub>2</sub>O + Ca(OH)<sub>2</sub>
Sau phản ứng, các sản phẩm phản ứng có độ hòa tan kém ([[axit silic|dung dịch silica]] hoặc các ion [[magie]] được hòa tan) có thể được vật chuyển trong dung dịch ra khỏi khu vực serpentin hóa bởi sự khuếch tán.
Khi có mặt của cacbon dioxit sự serpentin hóa có thể tạo thành hoặc là magnesit (MgCO<sub>3</sub>) hoặc tạo ra metan (CH<sub>4</sub>). Người ta cho rằng một số khí hydrocarbon có thể được tạo ra từ các phản ứng serpentinit trong vỏ đại dương.
'''Phản ứng 2a''':
:''Olivin + nước + axit cacbonic → serpentin + magnetit + metan''
:<math>\mathrm{(Fe,Mg)_2SiO_4 + n H_2O + CO_2}</math> → <math>\mathrm{Mg_3Si_2O_5(OH)_4 + Fe_3O_4 + CH_4}</math>
<br>
hoặc, ở dạng cân bằng:
:<math>\mathrm{18 Mg_2SiO_4 + 6 Fe_2SiO_4 + 26 H_2O + CO_2}</math> → <math>\mathrm{12 Mg_3Si_2O_5(OH)_4 + 4 Fe_3O_4 + CH_4}</math>
<br>
'''Phản ứng 2b''':
:''Olivin + nước + axit cacbonic → serpentin + magnetit + magnesit + silica''
:<math>\mathrm{(Fe,Mg)_2SiO_4 + n H_2O + CO_2}</math> → <math>\mathrm{Mg_3Si_2O_5(OH)_4 + Fe_3O_4 + MgCO_3 + SiO_2}</math>
<br>
Phản ứng 2a chiếm chủ yếu nếu serpentinit nghèo Mg hoặc nếu không đủ cacbon dioxit để tạo thành [[talc]]. Phản ứng 2b xảy ra nếu thành phần có nhiều magie và áp suất riêng phần của cacbon dioxit thấp.
==Tham khảo==
| |||