عملية الدولوميتة

عملية الدولوميت هي عملية جيولوجية تحل فيها أيونات المغنيسيوم محل أيونات الكالسيوم في معدن الكالسيت ، مما يؤدي إلى تكوين الدولوميت .

تتوافر ظروف التمعدن الدولوميتي في أبوظبي والبحر الأبيض المتوسط وبعض البحيرات شديدة الملوحة في البرازيل (وأبرزها بحيرة لاغوا فيرميلها). ^[¹^] وتُعدّ المناطق التي يحدث فيها التمعدن الدولوميتي محدودة، إذ إن مياه البحر الحديثة أقل ملاءمة لتكوين الدولوميت. ويتضح ذلك من الانخفاض الملحوظ في ترسبات الدولوميت الحديثة مقارنةً بالترسبات القديمة. ^[¹^] ويتضمن التمعدن الدولوميتي إعادة تبلور كبيرة يمكن وصفها بالمعادلة التالية: ^[¹^]

2 CaCO₃ _{(كالسيت)} + Mg²⁺ ^⇌CaMg (CO₃ ₎ ₂ _{(دولوميت)} + ^Ca²⁺

تعتمد ظروف عملية الدولوميتة على عدة عوامل، منها درجة الحرارة ، وحالة التشبع ، ونسبة المغنيسيوم إلى الكالسيوم، ووجود مثبطات وكائنات دقيقة . ^{[ 1 ]} تسمح الكائنات الدقيقة بترسيب المراحل الأولية للدولوميت عبر مسارات أيضية محددة . ^{[ 2 ]} تحدث عملية الدولوميتة في مراحل حركية وسيطة. أولًا، يتشكل أولي دولوميت، ثم يتحول إلى دولوميت في عملية ذوبان وإعادة تبلور. ^{[ 1 ]}

الميكروبات وعملية الدولوميتة

تُسهم الكائنات الدقيقة في ترسيب الدولوميت عن طريق رفع القلوية وزيادة قدرة النظام على تنظيم الرقم الهيدروجيني عبر مسارات أيضية. ^[²^] تؤدي القلوية العالية إلى تحويل أيونات البيكربونات (HCO₃⁻ ) إلى أيونات الكربونات (CO₂⁻ ) ، مما يسمح بتوقف تكوين هيدرات المغنيسيوم لتكوين الدولوميت. ^[²^] في معظم مواقع تكوين الدولوميت الحديثة، توجد " حصائر ميكروبية ". الحصائر الميكروبية عبارة عن تجمعات من الكائنات الدقيقة وموادها البوليمرية خارج الخلوية (EPS) المرتبطة بها . ^[²^] وقد ثبت أن مجموعات EPS ضرورية لتكوين نوى مستقرة في المراحل المبكرة من تكوين الدولوميت، مما يزيد من تشبع الدولوميت. ^[²^]

توجد عدة مسارات أيضية رئيسية لتكوين الدولوميت. وتشمل هذه المسارات اختزال الكبريتات الميكروبي، والتغذية غيرية التغذية الهوائية ، وأكسدة الكبريتيد الكيميائية ، واقتران إنتاج الميثان وأكسدة الميثان اللاهوائية . ^[²^]

اختزال الكبريتات الميكروبي

يؤدي اختزال الكبريتات بواسطة الميكروبات إلى تقليل تركيز الكبريتات في مياه البحر، مما يزيل فعلياً أحد العوامل الرئيسية المثبطة لعملية الدولوميت. وتنتج عن هذه العملية أيضاً أيونات الكبريتيد، التي تعزز نزع الماء من أيونات المغنيسيوم (Mg2+). ^{[ 2 ]}

التغذية غيرية التغذية الهوائية

تزيد التغذية غيرية التغذية الهوائية من القلوية باستخدام المواد العضوية النيتروجينية كمستقبل للإلكترونات. ^{[ 2 ]}

أكسدة الكبريتات الكيميائية

في عملية الأكسدة الكيميائية للكبريتيد، تستخدم الكائنات الحية الكبريتيد لتثبيت _ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى ظروف مياه البحر المواتية ديناميكيًا حراريًا لتكوين الدولوميت. ^{[ 2 ]}

إنتاج الميثان وأكسدة الميثان اللاهوائية

تدعم العتائق المنتجة للميثان تكوين الدولوميت من خلال اقتران إنتاج الميثان وأكسدة الميثان اللاهوائية. يؤدي هذا الاقتران إلى زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون واختزال الكبريتات ، مما يؤدي إلى زيادة تشبع الدولوميت. ^[²^]

مثبطات عملية الدولوميتة

ترطيب Mg ²⁺

يُثبّط تميؤ أيونات المغنيسيوم (Mg²⁺ ⁾ عملية الدولوميتة، لأنه في الظروف المحيطة، يُقلّل تقارب جزيئات الماء وأيونات المغنيسيوم من سهولة دخول أيونات المغنيسيوم (Mg²⁺) ^إلى شبكة الكربونات. ^{[ 1 ]} ويمكن التغلب على هذا جزئيًا بمساعدة الكائنات الحية الدقيقة. ^{[ 1 ]}

وجود الكبريتات

يؤدي وجود الكبريتات إلى تكوين أزواج أيونية متماسكة من SO₄²⁻ و Mg²⁺ ،^مما يمنع المغنيسيوم من الانضمام إلى شبكة الدولوميت. ^[¹^] وقد أشير إلى أن هذا التأثير يكون أقل وضوحًا عند درجات الحرارة المنخفضة. ^[¹^]

نشاط الكربونات المنخفض

في مياه البحر الحديثة، يكون تركيز أيون الكربونات أقل مقارنة بتركيز أيون المغنيسيوم (Mg ²⁺⁾ . ^{[ 1 ]}

مشكلة الدولوميت

تشير "مشكلة الدولوميت" إلى صعوبة ترسيب الدولوميت تجريبياً في الظروف المحيطة، وإلى انخفاض معدل ترسيبه بشكل ملحوظ في المحيطات الحديثة مقارنةً بالتاريخ الجيولوجي (على الرغم من تشبع مياه البحر الحديثة بالدولوميت). ^{[ 1 ]} يمكن إنتاج الدولوميت المنتظم في المختبر عند درجات حرارة عالية. ^{[ 3 ]} سعت تجارب مخبرية سابقة إلى إنتاج الدولوميت في الظروف المحيطة، إلا أن المنتجات الناتجة افتقرت إلى انتظام الكاتيونات، مما يشير إلى أن المنتج لم يكن دولوميتًا بالمعنى الدقيق، بل دولوميتًا غير منتظم. ^{[ 1 ]} تزعم دراسة حديثة أنها أنتجت دولوميتًا منتظمًا من خلال التذبذب بين حالتي التشبع الفائق والتشبع الناقص . ^{[ 3 ]} في هذه الآلية المقترحة، ينتج عن الترسيب الأولي للدولوميت سطح غير منتظم الكاتيونات. ويؤدي التشبع الناقص اللاحق إلى إذابة البلورات غير المنتظمة، مما يسمح بزيادة الانتظام عند الترسيب مرة أخرى. ^{[ 3 ]} تشهد مناطق التمعدن الدولوميتي الحديثة فترات متناوبة من هطول الأمطار وانعدامها، مما يسمح بدوره بتقلبات في حالة التشبع. ^{[ 3 ]} يمكن أن تؤدي تقلبات التشبع إلى زيادة ترسب الدولوميت بما يصل إلى سبعة أضعاف. ^{[ 3 ]}

انظر أيضاً

مراجع

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 تشن، تشاو؛ تشونغ، هانتينج؛ وانغ، شينيو؛ نينغ، منغ. وانغ، شيا؛ قه، يوتشو. وانغ، هان؛ تانغ، رويفينغ. هو ، مينغكاي (2023). "الدراسات الديناميكية الحرارية والحركية لتكوين الدولوميت: مراجعة" . المعادن . 13 (12): 1479. بيب كود : 2023مين...13.1479C . دوى : 10.3390/دقيقة13121479 . ISSN 2075-163X .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 بيتراش، دانيال أ.؛ بياليك، أور م.؛ بونتونيالي، توماسو ر. ر.؛ فاسكونسيلوس، كريسوغونو؛ روبرتس، جينيفر أ.؛ ماكنزي، جوديث أ.؛ كونهاوزر، كورت أ. (2017). "تكوين الدولوميت المحفز ميكروبيًا: من قرب السطح إلى الدفن" . مراجعات علوم الأرض . 171 : 558-582 . Bibcode : 2017ESRv..171..558P . doi : 10.1016/j.earscirev.2017.06.015 . hdl : 11104/0297906 .
1 2 3 4 5 كيم، جونسو؛ كيمورا، يوكي؛ بوشالا، بريان؛ يامازاكي، تومويا؛ بيكر، أودو؛ صن ، وينهاو (2023/11/24). "الذوبان يمكّن من نمو بلورات الدولوميت بالقرب من الظروف المحيطة" . علوم . 382 (6673): 915–920 . بيب كود : 2023Sci...382..915K . دوى : 10.1126/science.adi3690 . ISSN 0036-8075 . بميد 37995221 .

[:0-1] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 تشن، تشاو؛ تشونغ، هانتينج؛ وانغ، شينيو؛ نينغ، منغ. وانغ، شيا؛ قه، يوتشو. وانغ، هان؛ تانغ، رويفينغ. هو ، مينغكاي (2023). "الدراسات الديناميكية الحرارية والحركية لتكوين الدولوميت: مراجعة" . المعادن . 13 (12): 1479. بيب كود : 2023مين...13.1479C . دوى : 10.3390/دقيقة13121479 . ISSN 2075-163X .

[:2-2] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 بيتراش، دانيال أ.؛ بياليك، أور م.؛ بونتونيالي، توماسو ر. ر.؛ فاسكونسيلوس، كريسوغونو؛ روبرتس، جينيفر أ.؛ ماكنزي، جوديث أ.؛ كونهاوزر، كورت أ. (2017). "تكوين الدولوميت المحفز ميكروبيًا: من قرب السطح إلى الدفن" . مراجعات علوم الأرض . 171 : 558-582 . Bibcode : 2017ESRv..171..558P . doi : 10.1016/j.earscirev.2017.06.015 . hdl : 11104/0297906 .

[:1-3] 1 2 3 4 5 كيم، جونسو؛ كيمورا، يوكي؛ بوشالا، بريان؛ يامازاكي، تومويا؛ بيكر، أودو؛ صن ، وينهاو (2023/11/24). "الذوبان يمكّن من نمو بلورات الدولوميت بالقرب من الظروف المحيطة" . علوم . 382 (6673): 915–920 . بيب كود : 2023Sci...382..915K . دوى : 10.1126/science.adi3690 . ISSN 0036-8075 . بميد 37995221 .

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗