البيوتيت

📅 آخر تحديث: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٥ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 15 صور
الموسوعة الحرة

البيوتيت هو مجموعة شائعة من معادن السيليكات الصفائحية ضمن مجموعة الميكا، وصيغته الكيميائية التقريبية K(Mg,Fe)₃AlSi₃O₁₀ ( F , OH ) ₂ . وهو في الأساس سلسلة محاليل صلبة تقع بين الأنايت ( الذي يمثل الطرف الحديدي ) والفلوغوبيت ( الذي يمثل الطرف المغنيسيومي ) ؛ وتشمل الأطراف الأكثر ألومينية السيدروفيليت والإيستونيت . كان يُصنف البيوتيت كنوع معدني من قبل الجمعية الدولية للمعادن حتى عام 1998، عندما تم تغيير تصنيفه إلى مجموعة معدنية . [ 5 ] [ 6 ] ولا يزال مصطلح البيوتيت يُستخدم لوصف الميكا الداكنة غير المُحللة في الطبيعة . وقد أطلق عليه اسم البيوتيت جيه إف إل هاوسمان عام 1847 تكريمًا للفيزيائي الفرنسي جان باتيست بيوت ، الذي أجرى أبحاثًا مبكرة حول العديد من الخصائص البصرية للميكا . [ 7 ]

تُعدّ معادن مجموعة البيوتيت سيليكات صفائحية . يشكّل الحديد والمغنيسيوم والألومنيوم والسيليكون والأكسجين والهيدروجين صفائح مترابطة بروابط ضعيفة بواسطة أيونات البوتاسيوم . يُستخدم مصطلح "ميكا الحديد" أحيانًا للإشارة إلى البيوتيت الغني بالحديد، ولكنه يُشير أيضًا إلى شكل ميكا رقائقي من الهيماتيت ، ويتجنّب مصطلح " ليبيدوميلان" المستخدم للإشارة إلى البيوتيت الغني بالحديد غير المُحلّل هذا الالتباس. يُطلق على البيوتيت أحيانًا اسم "الميكا السوداء" تمييزًا له عن "الميكا البيضاء" ( المسكوفيت ) - إذ قد يتكوّن كلاهما في الصخور نفسها ، وفي بعض الحالات جنبًا إلى جنب.

ملكيات

كغيره من معادن الميكا ، يتميز البيوتيت بانفصام قاعدي مثالي للغاية ، ويتكون من صفائح مرنة، أو رقائق ، تتساقط بسهولة. يمتلك نظامًا بلوريًا أحادي الميل ، ببلورات مسطحة إلى موشورية ذات نهاية بيناكوية واضحة . يتكون من أربعة أوجه موشورية ووجهين بيناكويين لتشكيل بلورة شبه سداسية . على الرغم من صعوبة رؤية الكسر بسبب الانفصام والصفائح، إلا أنه غير منتظم. يظهر بلون أخضر إلى بني أو أسود، وحتى أصفر عند تعرضه للتجوية . يتراوح لونه بين الشفاف والمعتم، وله بريق زجاجي إلى لؤلؤي، ومسحوق رمادي مائل للبياض . عندما تُوجد بلورات البيوتيت في كتل كبيرة، تُسمى "الكتب" لأنها تُشبه الكتب ذات الصفحات المتعددة. عادةً ما يكون لون البيوتيت أسود، وتتراوح صلابته بين 2.5 و3 على مقياس موس لصلابة المعادن .

يذوب البيوتيت في المحاليل المائية الحمضية والقلوية على حد سواء ، وتكون أعلى معدلات الذوبان عند انخفاض الرقم الهيدروجيني . [ 8 ] ومع ذلك، فإن ذوبان البيوتيت غير متجانس للغاية ، حيث تتفاعل أسطح حواف البلورات ( hk 0 ) أسرع من الأسطح القاعدية ( 001 ) بمقدار 45 إلى 132 مرة . [ 9 ] [ 10 ]

الخصائص البصرية

في الشرائح الرقيقة ، يُظهر البيوتيت تضاريس متوسطة ولونًا بنيًا مخضرًا باهتًا إلى داكن، أو بنيًا، مع تعدد ألوان متوسط ​​إلى قوي. يتميز البيوتيت بانكسار ضوئي عالٍ قد يُخفيه جزئيًا لونه الداخلي الداكن. [ 11 ] تحت الضوء المستقطب المتقاطع ، يُظهر البيوتيت انطفاءً موازيًا تقريبًا لخطوط الانفصام، وقد يظهر عليه انطفاء مميز يشبه عين الطائر ، وهو مظهر مُرقّط ناتج عن تشوه الصفائح المرنة للمعدن أثناء طحن الشريحة الرقيقة. عادةً ما تكون المقاطع القاعدية للبيوتيت في الشرائح الرقيقة سداسية الشكل تقريبًا، وتظهر عادةً متجانسة الخواص تحت الضوء المستقطب المتقاطع. [ 12 ]

بناء

كغيرها من أنواع الميكا، يتميز البيوتيت ببنية بلورية تُوصف بأنها TOT-c ، أي أنه يتكون من طبقات TOT متوازية مرتبطة ببعضها بروابط ضعيفة بواسطة الكاتيونات ( c ). وتتكون طبقات TOT بدورها من صفيحتين رباعيتي الأوجه ( T ) مرتبطتين بقوة بوجهي صفيحة ثمانية الأوجه واحدة ( O ). إن الرابطة الأيونية الضعيفة نسبيًا بين طبقات TOT هي التي تُكسب البيوتيت انقسامه القاعدي المثالي. [ 13 ]

تتكون الصفائح رباعية الأوجه من رباعيات أوجه السيليكا، وهي أيونات سيليكون محاطة بأربعة أيونات أكسجين. في البيوتيت، يُستبدل أيون واحد من كل أربعة أيونات سيليكون بأيون ألومنيوم. تتشارك كل رباعية أوجه ثلاثة من أيونات الأكسجين الأربعة مع رباعيات الأوجه المجاورة لتكوين صفيحة سداسية. أما أيون الأكسجين المتبقي ( أيون الأكسجين القمي ) فيكون متاحًا للارتباط بالصفيحة ثمانية الأوجه. [ 14 ]

تتكون الصفيحة ثمانية الأوجه في البيوتيت من صفيحة ثلاثية الأوجه ذات بنية مشابهة لبنية صفيحة معدن البروسيت ، حيث يكون المغنيسيوم أو الحديدوز هما الكاتيونات المعتادة. تحل ذرات الأكسجين الطرفية محل بعض أيونات الهيدروكسيل الموجودة في صفيحة البروسيت، مما يؤدي إلى ربط الصفائح رباعية الأوجه بإحكام بالصفيحة ثمانية الأوجه. [ 15 ]

تتميز الصفائح رباعية الأوجه بشحنة سالبة قوية، نظرًا لأن تركيبها الأساسي هو AlSi₃O₁₀⁵⁻ . أما الصفيحة ثلاثية الأوجه، فتتميز بشحنة موجبة، نظرًا لأن تركيبها الأساسي هو M₃ ( OH ) ₂⁴⁺ ( حيث يمثل M أيونًا ثنائي التكافؤ مثل الحديدوز أو المغنيسيوم). وتحمل طبقة TOT المدمجة شحنة سالبة متبقية، نظرًا لأن تركيبها الأساسي هو M₃ ( AlSi₃O₁₀ ) ( OH ) ₂⁻ . وتُعادل أيونات البوتاسيوم الموجودة بين الطبقات الشحنة السالبة المتبقية في طبقة TOT. [ 13 ]

نظراً لاختلاف أحجام الأشكال السداسية في صفائح T و O اختلافاً طفيفاً، فإن هذه الصفائح تتعرض لتشوه طفيف عند ارتباطها لتكوين طبقة TOT. يؤدي هذا إلى كسر التناظر السداسي وتحويله إلى تناظر أحادي الميل. مع ذلك، يظل التناظر السداسي الأصلي واضحاً في الشكل شبه السداسي لبلورات البيوتيت.

حدوث

توجد معادن مجموعة البيوتيت في مجموعة واسعة من الصخور النارية والمتحولة . على سبيل المثال، يوجد البيوتيت في حمم جبل فيزوف وفي مجمع مونزوني المتداخل في جبال الدولوميت الغربية . يميل البيوتيت الموجود في الجرانيت إلى أن يكون أفقر بالمغنيسيوم من البيوتيت الموجود في نظيره البركاني، الريوليت . [ 16 ] يُعد البيوتيت بلورة أساسية في بعض أنواع اللامبروفير . يُعثر على البيوتيت أحيانًا في بلورات كبيرة قابلة للانقسام، خاصة في عروق البغماتيت ، كما هو الحال في نيو إنجلاند وفرجينيا وكارولاينا الشمالية في الولايات المتحدة الأمريكية. ومن بين المواقع البارزة الأخرى بانكروفت وسودبري في أونتاريو بكندا . وهو مكون أساسي للعديد من الشيست المتحول ، ويتشكل في تركيبات مناسبة ضمن نطاق واسع من الضغط ودرجة الحرارة . تشير التقديرات إلى أن البيوتيت يشكل ما يصل إلى 7% من القشرة القارية المكشوفة. [ 17 ]

يُعرف الصخر الناري المكون بالكامل تقريبًا من الميكا الداكنة (البيوتيت أو الفلوجوبيت) باسم الجليمريت أو البيوتيتيت . [ 18 ]

قد يوجد البيوتيت مرتبطًا بمنتج التحول الشائع له وهو الكلوريت . [ 12 ]

كانت أكبر البلورات الأحادية الموثقة من البيوتيت عبارة عن صفائح تبلغ مساحتها حوالي 7 أمتار مربعة (75 قدمًا مربعًا ) تم العثور عليها في بلدية إيفيلاند ، النرويج. [ 19 ]   

الاستخدامات

يُستخدم البيوتيت على نطاق واسع لتحديد أعمار الصخور، إما عن طريق التأريخ بالبوتاسيوم-أرجون أو التأريخ بالأرجون-أرجون . ونظرًا لأن الأرجون يتسرب بسهولة من البنية البلورية للبيوتيت عند درجات الحرارة العالية، فقد لا تُقدم هذه الطرق سوى الحد الأدنى لأعمار العديد من الصخور. كما يُعد البيوتيت مفيدًا في تقييم تاريخ درجات الحرارة للصخور المتحولة ، لأن توزيع الحديد والمغنيسيوم بين البيوتيت والجارنيت يتأثر بدرجة الحرارة.

مراجع

  1. ↑ وار، إل إن (2021). "رموز المعادن المعتمدة من قبل IMA-CNMNC" . مجلة علم المعادن . 85 (3): 291-320 . Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. 1 2 دليل علم المعادن
  3. ↑ معلومات وبيانات عن معدن البيوتيت (Mindat)
  4. ↑ بيانات معدن البيوتيت على موقع ويب مينيرال
  5. ↑ "مجموعة معادن البيوتيت" . Minerals.net . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أغسطس 2019 .
  6. ↑ "بيوتيت" .
  7. ^ يوهان فريدريش لودفيج هوسمان (1828). Handbuch دير Mineralogie . فاندينهوك وروبريخت. ص. 674. "Zur Bezeichnung des sogenannten einachsigen Glimmers is here der Name Biotit gewählt worden، um daran zu erinnern، daß Biot es war، der zuerst auf die Optische Verschiedenheit der Glimmerarten aufmerksam machte." (لتسمية ما يسمى بالميكا أحادية المحور، تم اختيار اسم "البيوتيت" للتذكير بأن بيوت هو أول من لفت الانتباه إلى الاختلافات البصرية بين أنواع الميكا.)
  8. ↑ مالمستروم، ماريا؛ بانورت، ستيفن (يوليو 1997). "ذوبان البيوتيت عند 25 درجة مئوية: اعتماد معدل الذوبان والقياس الكمي على الرقم الهيدروجيني". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 61 (14): 2779-2799 . رمز Bibcode : 1997GeCoA..61.2779M . doi : 10.1016/S0016-7037(97)00093-8 .
  9. ↑ هودسون، مارك إي. (أبريل 2006). "هل تعتمد مساحة السطح التفاعلي على حجم الحبيبات؟ نتائج تجارب الذوبان بالتدفق خارج حالة التوازن عند درجة حموضة 3 ودرجة حرارة 25 درجة مئوية على الأنورثيت والبيوتيت". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 70 (7): 1655-1667 . رمز Bibcode : 2006GeCoA..70.1655H . doi : 10.1016/j.gca.2006.01.001 .
  10. ↑ براي، أندرو دبليو؛ أولكرز، إريك إتش؛ بونفيل، ستيف؛ وولف-بونيش، دومينيك؛ بوتس، نيكولا جيه؛ فونز، غاري؛ بينينغ، ليان جي. (سبتمبر 2015). "تأثير الرقم الهيدروجيني وحجم الحبيبات والروابط العضوية على معدلات تجوية البيوتيت" . مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 164 : 127-145 . Bibcode : 2015GeCoA.164..127B . doi : 10.1016/j.gca.2015.04.048 . hdl : 20.500.11937/44349 .
  11. ↑ فيثفول، جون (1998). "جداول تعريف المعادن الشائعة في الشرائح الرقيقة" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 9 أكتوبر 2022. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2019 .
  12. 1 2 لوكير، ليا ماكيلفين (1913). المعادن في مقاطع الصخور: الطرق العملية لتحديد المعادن في مقاطع الصخور باستخدام المجهر ( الطبعة الرابعة). نيويورك: شركة دي. فان نوستراند. ص 91. انطفاء عين الطائر، طحن الشرائح الرقيقة .  
  13. 1 2 Nesse 2000 ، ص. 238.
  14. ↑ نيس 2000 ، ص 235.
  15. ^ نيس 2000 ، ص 235 – 237.
  16. ↑ كارمايكل، آي إس؛ تيرنر، إف جيه؛ فيرهوجن، جيه. (1974). علم الصخور النارية . نيويورك: ماكجرو هيل. ص 250. ISBN  978-0-07-009987-6.
  17. ↑ نيسبيت، هـ. و.؛ يونغ، ج. م. (يوليو 1984). "توقع بعض اتجاهات التجوية للصخور البلوتونية والبركانية بناءً على اعتبارات الديناميكا الحرارية والحركية". مجلة جيوكيميكا إت كوزموكيميكا أكتا . 48 (7): 1523-1534 . رمز Bibcode : 1984GeCoA..48.1523N . doi : 10.1016/0016-7037(84)90408-3 .
  18. ↑ موريل، إس دبليو (1988). "الأحجار المتلألئة في ملاوي". مجلة علوم الأرض الأفريقية . 7 (7/8): 987-997 . Bibcode : 1988JAfES...7..987M . doi : 10.1016/0899-5362(88)90012-7 .
  19. ↑ بي سي ريكوود (1981). "أكبر البلورات" (ملف PDF) . عالم المعادن الأمريكي . 66 : 885-907 .

فهرس

  • نيس، ويليام د. (2000). مقدمة في علم المعادن . نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ص  238. ISBN 9780195106916.