Гідратація мінералів

У неорганічній хімії гідратація мінералу — це реакція, яка додає воду до кристалічної структури мінералу, як правило, утворюючи новий мінерал, який зазвичай називають гідратом.

У геологічних термінах процес мінеральної гідратації відомий як ретроградна зміна і є процесом, що відбувається в ретроградному метаморфізмі. Гідратація зазвичай супроводжує метасоматоз і часто є ознакою зміни стінок навколо рудних тіл. Гідратація мінералів зазвичай відбувається разом з гідротермальною циркуляцією, яка може бути викликана тектонічною або магматичною активністю.

Процеси

Є два основних способи гідратації мінералів. Один полягає в перетворенні оксиду на подвійний гідроксид, як у випадку гідратації оксиду кальцію —CaO — у гідроксид кальцію —Ca(OH)2, інший — у введенні молекул води безпосередньо в кристалічну структуру нового мінералу.[1] Подальший процес проявляється в гідратації польових шпатів до глинистих мінералів, гранату до хлориту або кіаніту до мусковіту.

Мінеральна гідратація також є процесом у реголіті, який призводить до перетворення силікатних мінералів у глинисті мінерали.

Деякі мінеральні структури, наприклад, монтморилоніт, здатні включати змінну кількість води без істотних змін у структурі мінералу.

Гідратація — це механізм, за допомогою якого гідравлічні в'яжучі, такі як портландцемент, набувають міцності. Гідравлічна в'яжуча речовина — це матеріал, який може схоплюватися і тверднути під час занурення у воду шляхом утворення нерозчинних продуктів у реакції гідратації. Термін гідравлічність або гідравлічна активність вказує на хімічну спорідненість реакції гідратації.[2]

Приклади гідратованих мінералів

Приклади гідратованих мінералів включають:

  • силікати (SiO4−
    4    , SiO
    2    ):
    • філосилікати, глинисті мінерали «частіше зустрічаються на Землі як продукти вивітрювання гірських порід або в гідротермальних системах»[1]
  • несилікатні мінерали:
    • оксиди (O2−
      , Al
      2      O
      3      , Fe
      2      O
      3      , і т. д.) і оксо-гідроксиди
      • брусит, Mg(OH)2[1]
      • ґетит, FeO(OH)[1]
    • карбонати (CO2−
      3      , тощо)
    • гідроксилізовані мінерали
    • Гідроксосульфіди (мішані сульфіди-гідроксиди)
      • точилініт, гідроксосульфід або гідратний сульфід залізу(II) і магнію з хімічною формулою: (Fe2+)5.4(Mg,Fe2+)5S6(OH)10[3] або 6 Fe0.9S · 5 (Mg,Fe2+)(OH)2[4][3] в нотації IMA
      • валеріїт, незвичайний мінерал — сульфід-гідроксид заліза(II) та міді з хімічною формулою (Fe2+,Cu)4(Mg,Al)3S4(OH,O)6[5] або 4 (Fe,Cu)S · 3 (Mg,Al)(OH)2[6]
          

Див. також

Примітки

  1. ↑ а б в г д е ж Rivkin, A.S.; Howell, E.S.; Vilas, F.; Lebofsky, L.A. (2002). Hydrated Minerals on Asteroids: The Astronomical Record (PDF). Asteroids III. doi:10.2307/j.ctv1v7zdn4.23. ISBN 9780816522811. Процитовано 10 березня 2018. Hydrated minerals include both silicates and nonsilicates in the scope of this review. Phyllosilicates (or “clay minerals”) are commonly found on Earth as weathering products of rocks or in hydrothermal systems. Nonsilicate hydrated minerals include such species as the oxides brucite and goethite, the carbonate hydromagnesite, and the sulfide tochilinite, each of which is known in the meteorite collection (Rubin, 1996). Although a full discussion of the petrogenesis and classification of hydrated minerals is beyond the scope of this paper, we note that formation of hydrated minerals, particularly clay minerals, occurs rapidly and easily in environments where anhydrous rock and water are together.
  2. ↑ Snellings, R.; Mertens G.; Elsen J. (2012). Supplementary cementitious materials. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 74 (1): 211—278. Bibcode:2012RvMG...74..211S. doi:10.2138/rmg.2012.74.6.
  3. ↑ а б mindat.org (6 лютого 2023). Tochilinite. mindat.org (англ.). Процитовано 16 лютого 2023.
  4. ↑ Handbook of mineralogy (2005). Tochilinite (PDF). handbookofmineralogy.org (англ.). Процитовано 16 лютого 2023.
  5. ↑ Valleriite on Mindat.org
  6. ↑ Handbook of Mineralogy