Aragonite

Арагонит — это карбонатный минерал, одна из трёх основных природных кристаллических форм карбоната кальция, наряду с кальцитом и ватеритом. Он образуется как в результате биологических, так и физических процессов, например, при осаждении в морских и пресноводных условиях. Его кристаллическая структура ромбическая, обычно образует игольчатые кристаллы, а повторное двойникование может создавать псевдогексагональные формы. Он может быть столбчатым или волокнистым, а иногда образует ветвящиеся геликтитовые наросты, известные как flos-ferri, названные так из-за их связи с железными рудами в Каринтии.

Минерал был впервые описан в 1754 году Хосе Торрубией, который отметил большое количество «гексагональных» кристаллов, называемых «торресильяс», недалеко от реки Гальо в Молина-де-Арагон. Он был назван Абраамом Готтлобом Вернером в 1797 году в честь Молина-де-Арагон, хотя он ошибочно полагал, что местность находится в Арагоне. В типовом местонахождении арагонит встречается в виде циклических двойников внутри гипса и мергелей триасовой кейперской фации. Такие отложения распространены в Испании, а также встречаются во Франции. Известные арагонитовые пещеры включают Охтинскую арагонитовую пещеру в Словакии и пещеру Эль-Соплао в Кантабрии, Испания, открытую в 1908 году на месте бывшего свинцово-цинкового рудника и открытую для публики в 2005 году. В Соединённых Штатах арагонитовые сталактиты и пещерные цветы встречаются в Карлсбадских пещерах и других пещерах. В начале 1900-х годов арагонит непродолжительное время добывался в Арагоните, штат Юта, ныне городе-призраке. Массивные оолитовые отложения арагонитового песка существуют на морском дне на Багамах.

Арагонит является высокобарической формой карбоната кальция, встречающейся в метаморфических породах зон субдукции. Он естественным образом образуется в раковинах почти всех моллюсков и в известковых скелетах тепловодных и холодноводных кораллов. Некоторые серпулиды имеют арагонитовые трубки. Биологический контроль над осаждением раковины может создавать кристаллические формы, отличные от неорганического арагонита. У некоторых моллюсков вся раковина состоит из арагонита; у других он присутствует только в частях двуминеральной раковины. Перламутровый слой арагонита у некоторых вымерших аммонитов даёт переливающийся материал, называемый аммолитом. Арагонит также встречается в эндокарпе дерева каркас, в скелетах некоторых известковых губок, а также в виде неорганических морских цементов или свободных кристаллов в океане. В пещерах он образует спелеотемы, и он распространён в серпентинитах, где богатые магнием флюиды подавляют рост кальцита. Арагонит метастабилен на поверхности Земли и обычно превращается в кальцит в окаменелостях в течение десятков миллионов лет; арагонит старше карбона практически неизвестен. Его можно синтезировать путём смешивания растворов хлорида кальция и карбоната натрия при температуре выше 60 °C или в водно-этанольных смесях при комнатной температуре.

Арагонит термодинамически нестабилен при давлениях ниже примерно 3000 бар и любой температуре, тем не менее он часто образуется в условиях окружающей среды. Слабые силы Ван-дер-Ваальса влияют на его кристаллографические и упругие свойства. Разница в стабильности между арагонитом и кальцитом, измеренная по энергии Гиббса, невелика, и на то, какая форма образуется, могут влиять размер зёрен или примеси. Его образование там, где стабилен кальцит, может следовать правилу ступеней Оствальда, когда сначала появляется менее стабильная фаза. Ионы магния могут способствовать образованию арагонита, а не кальцита. После образования арагонит имеет тенденцию превращаться в кальцит в течение 10–100 миллионов лет. Другая метастабильная фаза карбоната кальция, ватерит, разлагается ещё легче.

В аквариумах арагонит считается необходимым для воссоздания рифовых условий, обеспечивая материалы для морской жизни и помогая поддерживать естественный pH, чтобы предотвратить растворение биогенного карбоната кальция. Он также был успешно протестирован для удаления загрязнителей, таких как цинк, кобальт и свинец, из загрязнённых сточных вод.