Fältspat - Feldspar

Fältspat
Feldspar-Group-291254.jpg
Fältspatkristall (18 × 21 × 8,5 cm) från Jequitinhonha -dalen , Minas Gerais , sydöstra Brasilien
Allmän
Kategori Tektosilikat
Formel
(upprepande enhet)
K Al Si
3
O
8
 - Na AlSi
3
O
8
 - Ca Al
2
Si
2
O
8
Kristallsystem Triklinisk eller monoklinisk
Identifiering
Färg rosa, vit, grå, brun, blå
Klyvning två eller tre
Fraktur längs klyvplan
Mohs skala hårdhet 6,0–6,5
Lyster Glasögon
Strimma vit
Diafanitet ogenomskinlig
Specifik gravitation 2,55–2,76
Densitet 2.56
Brytningsindex 1.518–1.526
Dubbelbrytning första beställning
Pleokroism ingen
Andra egenskaper exsolution lameller vanliga
Referenser
Sammansatt fasdiagram över de olika mineralerna som utgör feldspattern fasta lösningen.

Fältspat är en grupp av bergartsbildande aluminium tektosilikat mineraler , innehållande natrium, kalcium, kalium eller barium. De vanligaste medlemmarna i fältspatgruppen är plagioklas (natrium-kalcium) fältspat och alkali (kalium-natrium) fältspat. Fältspat utgör cirka 60% av jordskorpan och 41% av jordens kontinentala skorpa i vikt.

Fältspat kristalliserar från magma som både påträngande och extrusiva vulkaniska bergarter och finns också i många typer av metamorfa bergarter . Vagga bildades nästan helt av kalcium innehållande plagioklas fältspat är känd som anortosit . Fältspat finns också i många typer av sedimentära bergarter .

Kompositioner

Fältspatgruppen av mineraler består av tektosilikater , silikatmineraler där kiseljoner är länkade av delade syrejoner för att bilda ett tredimensionellt nätverk. Sammansättningar av huvudelement i vanliga fältspat kan uttryckas i termer av tre slutmedlemmar :

Fasta lösningar mellan K-fältspat och albit kallas alkalifältspat. Fasta lösningar mellan albit och anortit kallas plagioklas , eller, mer korrekt, plagioklas fältspat. Endast begränsad fast lösning förekommer mellan K-fältspat och anortit, och i de två andra fasta lösningarna inträffar oblandbarhet vid temperaturer som är vanliga i jordskorpan. Albit betraktas både som ett plagioklas och alkalifältspat.

Förhållandet mellan alkalifältspat och plagioklasfältspat, tillsammans med kvartsandelen , är grunden för QAPF -klassificeringen av magartat berg. Kalciumrikt plagioklas är det första fältspatet som kristalliserar från en kylande magma, men plagioklaset blir allt mer natriumrikt när kristallisationen fortsätter. Detta definierar den kontinuerliga Bowens reaktionsserie . K-fältspat är det sista fältspatet som kristalliseras från magma.

Alkaliska fältspat

Alkali fältspat grupperas i två typer: de som innehåller kalium i kombination med natrium, aluminium eller kisel; och de där kalium ersätts med barium. Den första av dessa inkluderar:

Kalium- och natriumfältspat är inte helt blandbara i smältan vid låga temperaturer, därför förekommer mellankompositioner av alkalifältspatema endast i miljöer med högre temperatur. Sanidine är stabilt vid de högsta temperaturerna och mikroklinet vid det lägsta. Perit är en typisk konsistens i alkalifältspat, på grund av exsolution av kontrasterande alkalifeldspatkompositioner under kylning av en mellankomposition. De perititiska strukturerna i alkalifältspatarna i många graniter kan ses med blotta ögat. Mikroperititiska strukturer i kristaller är synliga med hjälp av ett ljusmikroskop, medan kryptoperiska strukturer endast kan ses med ett elektronmikroskop.

Barium fältspat

Barium fältspat bildas som ett resultat av att barium ersätts med kalium i mineralstrukturen. Barium fältspat klassificeras ibland som en separat grupp fältspat, och ibland klassificeras de som en undergrupp av alkalifält.

Barium fältspat är monokliniska och inkluderar följande:

Plagioklas fältspat

Plagioklas fältspat är trikliniska . Plagioklasserien följer (med procent anortit inom parentes):

  • albit (0 till 10) NaAlSi
    3
    O
    8
  • oligoklas (10 till 30) (Na, Ca) (Al, Si) AlSi
    2
    O
    8
  • andesin (30 till 50) NaAlSi
    3
    O
    8
     - CaAl
    2
    Si
    2
    O
    8
  • labradorit (50 till 70) (Ca, Na) Al (Al, Si) Si
    2
    O
    8
  • bytownite (70 till 90) (NaSi, CaAl) AlSi
    2
    O
    8
  • anortit (90 till 100) CaAl
    2
    Si
    2
    O
    8

Mellankompositioner av plagioklas fältspat kan också lösa sig till två fältspat av kontrasterande komposition under kylning, men diffusion är mycket långsammare än i alkalifältspat, och de resulterande tvåfältspatväxterna är vanligtvis för finkorniga för att vara synliga med optiska mikroskop. De oblandbarhet luckor i plagioklas fasta lösningar är komplexa jämfört med gapet i alkali fältspat. Den färgspel synliga i vissa fältspat av labradorit kompositionen är på grund av mycket finkornig exsolution lameller känd som Bøggild sammanväxt. Den specifika tyngdkraften i plagioklasserien ökar från albit (2,62) till anortit (2,72–2,75).

Strukturera

Strukturen hos en fältspatkristall är baserad på aluminosilikat -tetraeder. Varje tetraeder består av en aluminium- eller kiseljon omgiven av fyra syrejoner. Varje syrejon delas i sin tur av en närliggande tetraeder för att bilda ett tredimensionellt nätverk. Strukturen kan visualiseras som långa kedjor av aluminosilikat tetraeder, ibland beskrivna som vevaxelkedjor eftersom deras form är böjda. Varje vevaxelkedja länkar till angränsande vevaxelkedjor för att bilda ett tredimensionellt nätverk av sammansmältade fyrdelar. Strukturen är tillräckligt öppen för att katjoner (vanligtvis natrium, kalium eller kalcium) ska passa in i strukturen och ge laddningsbalans.

Etymologi

Namnet feldspar härrör från tyska Feldspat , en sammansättning av orden Feld ("fält") och Spat ("flake"). Spat hade länge använts som ordet för "en sten som lätt klyvs i flingor"; Feldspat introducerades på 1700-talet som en mer specifik term, med hänvisning kanske till dess vanliga förekomst i bergarter som finns på åkrar (Urban Brückmann, 1783) eller till dess förekomst som "fält" i granit och andra mineraler (René-Just Haüy, 1804 ). Förändringen från Spat till -spar påverkades av det engelska ordet spar , vilket betyder ett icke -ogenomskinligt mineral med bra klyvning. Feldspathic avser material som innehåller fältspat. Den alternativa stavningen, felspar , har tagits ur bruk. Termen 'felsic', som betyder ljusfärgade mineraler som kvarts och fältspat, är ett akronymord som härrör från fel dspar och si lica, utan anknytning till den överflödiga stavningen 'felspar'.

Förvittring

Kemisk vittring av fältspat sker genom hydrolys och producerar lermineraler , inklusive illit , smektit och kaolinit . Hydrolys av fältspat börjar med att fältspatet löses upp i vatten, vilket sker bäst i sura eller basiska lösningar och mindre bra i neutrala. Hastigheten med vilken fältspat vittras styrs av hur snabbt de löses upp. Upplöst fältspat reagerar med H + eller OH - joner och fäller ut leror. Reaktionen producerar också nya joner i lösning, med jonsortimentet styrt av typen av fältspat som reagerar.

Överflödet av fältspat i jordskorpan gör att leror är mycket rikliga vittringsprodukter. Cirka 40% av mineralerna i sedimentära bergarter är leror och leror är de dominerande mineralerna i de vanligaste sedimentära bergarterna, mudrocks . De är också en viktig komponent i jordar . Fältspat som har ersatts av lera ser krita ut jämfört med mer kristallina och glasartade oväderade fältspatkorn.

Fältspat, särskilt plagioklas fältspat, är inte särskilt stabila vid jordytan på grund av deras höga formningstemperatur. Denna brist på stabilitet är anledningen till att fältspat lätt vittras till leror. På grund av denna tendens att lätt väder, är fältspat vanligtvis inte vanligt förekommande i sedimentära bergarter. Sedimentära stenar som innehåller stora mängder fältspat tyder på att sedimentet inte genomgick mycket kemisk vittring innan det begravdes. Det betyder att det förmodligen transporterades en kort sträcka i kalla och/eller torra förhållanden som inte främjade vittring, och att det snabbt begravdes av andra sediment. Sandstenar med stora mängder fältspat kallas arkoser .

Produktion och användning

Cirka 20 miljoner ton fältspat producerades 2010, mestadels av tre länder: Italien (4,7 Mt), Turkiet (4,5 Mt) och Kina (2 Mt).

Fältspat är en vanlig råvara som används vid glasframställning, keramik och till viss del som fyllmedel och förlängare i färg, plast och gummi. Vid glasframställning förbättrar aluminiumoxid från fältspat produktens hårdhet, hållbarhet och motståndskraft mot kemisk korrosion. I keramik fungerar alkalierna i fältspat ( kalciumoxid , kaliumoxid och natriumoxid ) som ett flussmedel, vilket sänker smälttemperaturen för en blandning. Flux smälter i ett tidigt skede i avfyrningsprocessen och bildar en glasartad matris som binder samman de andra komponenterna i systemet. I USA konsumeras cirka 66% av fältspat i glasframställning, inklusive glasbehållare och glasfiber. Keramik (inklusive elektriska isolatorer, sanitetsartiklar, keramik, porslin och kakel) och andra användningsområden, såsom fyllmedel, stod för resten.

Bon Ami , som hade en gruva nära Little Switzerland, North Carolina , använde fältspat som slipmedel i sina städare. Little Switzerland Business Association säger att McKinney Mine var den största fältspatgruvan i världen och North Carolina var den största producenten. Fältspat hade kastats i färd med att gruv glimmer tills William Dibbell skickade en premie kvalitetsprodukt till Ohio företaget Golding and Sons runt 1910.

Inom jordvetenskap och arkeologi används fältspat för kalium-argondatering , argon-argondatering och luminescensdejting .

I oktober 2012 analyserade Mars Curiosity -rovern en sten som visade sig ha ett högt fältspatinnehåll.

Bilder

Se även

Referenser

  • Allmängods Denna artikel innehåller  material från det offentliga området från United States Geological Survey -dokumentet: "Feldspar and nepheline syenite" (PDF) .

Vidare läsning

externa länkar

  • Media relaterade till Feldspar på Wikimedia Commons