Mixed-layer chlorite-corrensite minerals in hydrothermally altered upper pleistocene sediments, Hole ODP 1036A, Juan de Fuca Ridge, Pacific Ocean

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

The article provides detailed structural and crystal-chemical characteristics of mixed-layer chlorite-corrensite minerals, found in fractions <1 μm, isolated from samples of Upper Pleistocene sediments from Hole ODP 1036A, which was drilled at the “Dead Dog” hydrothermal field in the northern part of the Middle Valley of the Juan de Fuca Ridge in northeastern Pacific Ocean. Using the modeling method of X-ray diffraction patterns, it was shown for the first time that the studied mixed-layer minerals should be considered as chlorite-corrensites rather than chlorite-smectites. In the structure of the studied mixed-layer minerals, trioctahedral chlorite and corrensite layers occur in a ratio of 50:50 – 60:40 and ~90:10, which alternate with a tendency to segregation at a short-range order factor R = 1. Averaged crystal- chemical formulas were obtained for mixed-layer chlorite-corrensites and for their individual chlorite and corrensite layers. It is assumed that in corrensite packages of natural chlorite-corrensite a model with an asymmetric distribution of charges in tetrahedral sheets of their 2:1 layers is realized. All samples belong to Mg-Fe varieties of chlorite-corrensites. The most probable mechanism for the formation of chlorite-corrensites of different compositions is the dissolution of the original terrigenous clay minerals during the interaction of hydrothermal fluid with terrigenous sediments and the synthesis of these mixed-layer minerals from solution.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

B. Sakharov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: sakharovba@gmail.com
Ресей, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

V. Kurnosov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: vic-kurnosov@rambler.ru
Ресей, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

D. Korshunov

Geological Institute, Russian Academy of Sciences

Email: dmit0korsh@gmail.com
Ресей, 119017, Moscow, Pyzhevsky lane, 7, bld. 1

I. Morozov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: ivan.morozov@yandex.ru
Ресей, 119017, Moscow, Staromonetny lane, 35

Әдебиет тізімі

  1. Дриц В.А., Сахаров Б.А. Рентгеноструктурный анализ смешанослойных минералов. М.: Наука, 1976. 256 с.
  2. Дриц В.А., Ивановская Т.А., Сахаров Б.А., Звягина Б.Б., Горькова Н.В., Покровская Е.В., Савичев А.Т. Смешанослойные корренсит-хлориты и механизм их образования в глауконитовых песчано-глинистых породах (рифей, Анабарское поднятие) // Литология и полез. ископаемые. 2011. № 6. С. 635–665.
  3. Курносов В.Б., Коновалов Ю.И., Галин К.Р. Изменение химического состава верхнеплейстоценовых осадков в центре активной гидротермальной системы, скважина 1036А (Срединная Долина, хребет Хуан де Фука, Тихий океан) // Океанология. 2024. № 4.
  4. Bailey S.W. Nomenclature for regular interstratifications // Am. Mineral. 1982. V. 67. P. 394–398.
  5. Beaufort D, Meunier A. Saponite, corrensite and chlorite-saponite mixed-layers in the Sancere-Couy deep drill-hole (France) // Clay Miner. 1994. 29. P. 47–61.
  6. Beaufort D., Baronnet A., Lanson B., Meunier A. Corrensite: a single phase or a mixed-layer phyllosilicate in the saponite-to-chlorite conversion series? A case study of Sancerre-Couy deep drill hole (France) // Am. Mineral. 1997. V. 82. P. 109–124.
  7. Brindley G.W., Pedro G. Report of the AIPEA Nomenclature Committee // AIPEA Newsletter. 1970. № 4. P. 3–4.
  8. Buatier M.D., Karpoff A-M., Boni M., Früh-Green G.L., McKenzie J.A. Mineralogical and petrographic records of sediment-fluid interaction in the sedimentary sequence at Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, Leg 139 // Proc. ODP. Sci. Res. 1994. V. 139. P. 133–154.
  9. Cesari M., Morelli G.L., Favretto L. The determination of the type of stacking in mixed-layer clay minerals // Acta Crystallogr. 1965. V. 18. P. 189–196.
  10. Davis E.E., Mottl M.J., Fisher A.T. et al. Proc. ODP. Init. Repts: 139. College Station, TX (Ocean Drilling Program), 1992. 1026 p.
  11. Davis E.E., Villinger H. Tectonic and thermal structure of the Middle Valley sedimented rift, northern Juan de Fuca Ridge / E.E. Davis, M.J. Mottl, A.T. Fisher et al. // Proc. ODP. Init. Repts: 139. College Station, TX (Ocean Drilling Program), 1992. P. 9–41.
  12. Doebelin N., Kleeberg R. Profex. A graphical user interface for the Rietveld refinement program BGMN // J. Appl. Crystallogr. 2015. V. 48. P. 1573–1580.
  13. Drits V.A., Tchoubar C. X-Ray diffraction by disordered lamellar structures. Heldenberg: Springer-Verlag, 1990. 371 p.
  14. Drits V.A., Lindgreen H., Salyn A.L. Determination by X-ray diffraction of content and distribution of fixed ammonium in illite-smectite. Application to North Sea illite-smectite // Am. Mineral. 1997. V. 82. P. 79–87.
  15. Fouquet Y., Zierenberg R.A., Miller D.J. et al. Proc. ODP. Init Repts: 169: College Station, TX (Ocean Drilling Program), 1998.
  16. Frü-Green G.L., McKenzie J.A., Boni M., Karpoff A-M., Buatier M.D. Stable isotope and geochemical record of convective hydrothermal circulation in the sedimentary sequence of Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, Leg 139 // Proc. ODP. Sci. Res. 1994. V. 139. P. 291–306.
  17. Lackschewitz K.S., Singer A., Botz R., Garbe-Schonberg D., Stoffers P., Horz K. Formation and transformation of clay minerals in the hydrothermal deposits of Middle Valley, Juan de Fuca Ridge, ODP Leg 169 // Econ. Geol. 2000. V. 95. P. 361–390.
  18. Lippmann F. Über einen Keuperton von Zaiserweiher bei Maulbronn // Heidelberger Beitrdge zur Mineralogie und Petrographie. 1954. V. 4. P. 130–134.
  19. Lippmann F. Clay minerals from the Röt мember of the Triassic near Göttingen, Germany // J. Sediment. Petrol. 1956. V. 26. P. 125–139.
  20. Lippmann F. Corrensit: ln Handbuch der Mineralogie by C. Hintze, Ergänzungsband II, Neue Mineralien und Neue Mineralnamen by K.F. Chudoba, Teil III. 1960. P. 688–691.
  21. Post J.E., Bish D.L. Rietveld refinement of crystal structures using powder X-ray diffraction data // Rev. Mineral. 1989. V. 20. P. 277–308.
  22. Moore D.M., Reynolds R.C. Jr. X-Ray diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Oxford: University Press, 1989. 332 p.
  23. Sakharov B.A., Lindgreen H., Salyn A.L., Drits V.A. Determination of illite-smectite structures using multispecimen X-ray diffraction profile filling // Clays Clay Miner. 1999. V. 47. P. 555–566.
  24. Sakharov B.A., Lanson B. X-ray identification of mixed-layer structures // Modeling of diffraction effects. Chapter 2.3. Handbook of Clay Science. Part B. Techniques and Applications / Eds F. Bergaya, G. Lagaly. Amsterdam, Boston, Heidelberg, London, N.Y., Oxford: Elsevier, 2013. P. 51–135.
  25. Shau Y.H., Peacor D.R., Essene E.J. Corrensite and mixed-layer chlorite/corrensite in metabasalts fromnorthern Taiwan: TEM/AEM, EMPA, XRD and optical studies // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 105. P. 123–142.
  26. Suquet J., Malard C., Copin E., Pezerat H. Variation du parameter b et de la distance basale d001 dans une serie de saponite a charge croissante: 1. Etats hydrates // Clay Miner. 1981. V. 16. P. 53–67.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Structural and tectonic scheme of the Middle Valley of the Juan de Fuca Ridge in the northeastern Pacific Ocean [Davis et al., 1992], the gray square shows the study area, the arrows show the direction of plate movement (a); the location of wells and hydrothermal vents in the Dead Dog hydrothermal field area [Davis et al., 1992; Fouquet et al., 1998] (b). (b) – 1 – wells 1036A, B, C (cruise ODP 169); 2 – wells 858A, B, C, D, F, G (cruise ODP 139); 3 – hydrothermal vents; 4 – hydrothermal field contour; 5 – hydrothermal deposit boundary.

Жүктеу (45KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Lithological column of borehole ODP 1036A with sample locations. 1 – sulphide deluvium (collapse debris of the sulphide pipe of the active “black smoker”), 2 – silty-clayey hemipelagic sediments interbedded with fine-grained turbidites, in some parts of the sedimentary section carbonate concretions, 3 – hemipelagic clays.

Жүктеу (51KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Micrographs of thin sections (parallel nicols) of hydrothermally altered sediments from borehole 1036A. a – sample 4048; b – sample 4050; c – sample 4051; d – sample 4053.

Жүктеу (117KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Diffraction patterns obtained from oriented preparations of fractions <1 μm in air-dry (black lines) and ethylene glycol-saturated (red lines) states. The insets show fragments of powder diffraction patterns in the 060 reflection region.

Жүктеу (73KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Diffraction patterns obtained from oriented preparations of fractions <1 µm after calcination of samples at T = 550°C.

Жүктеу (41KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Comparison of experimental diffraction patterns (black lines) with diffraction patterns (red lines) calculated for chlorite-smectite models with ordered alternation of layers of different types (structural parameters of the models, see Table 3). Rp is the value of the profile factor, characterizing the quality of the coincidence of the diffraction patterns.

Жүктеу (42KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Comparison of experimental diffraction patterns (black lines) with diffraction patterns (red lines) calculated for models representing a mixture of chlorite-smectite with ordered alternation of layers of different types and chlorite (structural parameters of the models, see Table 3). Rp is the value of the profile factor characterizing the quality of the coincidence of the diffraction patterns.

Жүктеу (41KB)
Метадеректер
9. Fig. 8. Comparison of experimental diffraction patterns (black lines) with diffraction patterns (red lines) calculated for chlorite-corrensite models with a tendency to segregation in alternation of layers of different types (structural parameters of the models, see Table 3). Rp is the value of the profile factor, characterizing the quality of the coincidence of diffraction patterns.

Жүктеу (40KB)
Метадеректер
10. Fig. 9. Micrographs of fresh chips of sediment samples. a – original terrigenous unaltered sediments from reference borehole 855A, sample 2859; b, c – hydrothermally altered sediments from borehole 1036A, samples 4048 and 4053, respectively; sample 4048 (b) contains chlorite-corrensite with Wх : Wк = 0.6:0.4; sample 4053 (c) contains chlorite-corrensite with Wх : Wк = 0.89 : 0.11 and quartz crystals.

Жүктеу (64KB)
Метадеректер
11. Fig. 10. Schematic representation of structural models of chlorite and corrensite layers in mixed-layer chlorite-corrensite minerals, showing possible cation distribution (based on the structural formula of sample 4048). a – model in which the tetrahedral 2:1 networks of corrensite layers have different substitution of Si for Al depending on whether they are adjacent to a brucite network or a smectite interlayer; b – model with the same substitution of Si for Al in the tetrahedrons of 2:1 corrensite layers.

Жүктеу (52KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».