Armalcolite
| Armalcolite Kategorie IV : oxidy a hydroxidy | |
 Armacolitové zrno z barmského dolu (méně než 5 mm) | |
| Všeobecné | |
|---|---|
| Třída Strunz |
4.CB.15
4 OXIDY (Hydroxidy, V [5,6] vanadáty, arsenity, antimonity, vizmutity, siřičitany, selenity, telurity, jodičnany) |
| Danova třída |
7.7.1.2
Oxidy |
| Chemický vzorec | (Fe, Mg) Ti 2 O 5 |
| Identifikace | |
| Formujte hmotu | 167,939 ± 0,004 amu Fe 16,63%, Mg 7,24%, O 47,63%, Ti 28,5%, |
| Barva | pozorovatelné na leštěné části: šedá, nahnědlá, černohnědá, šedá až světle hnědá v odrazu |
| Křišťálová třída a vesmírná skupina | kosočtverečný-dipyramidový 2 / m 2 / m 2 / m Bbmm |
| Krystalový systém | ortorombický |
| Síť Bravais | parametr sítě a = 9 7762 Å , b = 10,0341 Å c = 3,7504 Å, Z = 4 |
| Výstřih | nedodrženo |
| Habitus | 300 μm hypidiomorfní krystalit, malá milimetrová hmota rohovky |
| Facie | krystal bez zkreslení a viditelných fazet (hypidiomorfní) |
| Twinning | běžné na hnědých exemplářích, vzácné na podlouhlých šedých |
| Mohsova stupnice | 4.5 |
| Čára | černo-hnědý |
| Jiskra | kovový |
| Optické vlastnosti | |
| Pleochroismus | biaxiální, odraz a anizotropie pozorované v oleji |
| Průhlednost | neprůhledný |
| Chemické vlastnosti | |
| Hustota | 4,94 (někdy 4,64) |
| Fyzikální vlastnosti | |
| Magnetismus | nízký |
| Radioaktivita | žádný |
| Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Armalcolite je chemická látka minerální sestávající z titanátu ze železa a hořčíku , z molekulární vzorec (Mg 2+ , Fe 2+ ) 1 (Ti 2 O 5 4 ), nebo (Mg, Fe) Ti 2 O 5 nebo znovu (Mg II , Fe II ) 1 Ti IV 2 O 5 .
Tento minerál s „ více oxidy “ , s vysokou krystalickou symetrií, je jedním ze tří minerálů objevených ve vakuolárně vypadajících bazaltových vzorcích odebraných z Měsíce , spolu s tranquillityitem a pyroxferroitem .
Popis
Pokud byl přiveden zpět na Zemi vzorky měsíčních hornin získaných americkou misí Apollo 11 , ze základny Tranquility on the Mare Tranquillitatis , v roce 1969, od té doby armalcolite přitahoval šílenství v komunitním vědci, dokonce skutečně populární ve Spojených státech . Jeho název je vysvětlen přiloženou sérií iniciál jmen astronautů Arm strong, Al drin a Col lins, následovaných mineralogickou příponou -ite;
Tento minerál patřící do ortorombického krystalového systému byl nalezen na Zemi, nejprve ve vzorcích vulkanické hráze (komínového odvodu spalin) a krku (protuberance a nosu) sopečného lamproitu na bázi Smoke Hill nebo Smoky Butte v hrabství Garfield (Montana) , Spojené státy a dokonce syntetizován v laboratoři jasnými zhášecími technikami při nízkých tlacích a vysokých teplotách, vyvolání tepelné kapku 1000 ° C až 20 ° C .
Ve skutečnosti je minerál pod 1000 ° C nestabilní a rozkládá se na směs ilmenitu a magnezitového rutilu . Kinetika degradace se při nižší teplotě prudce zpomalí. Tato potřeba kalení vysvětluje nedostatek na Zemi, stejně jako tyto asociace s jinými minerály, včetně těch, které jsou výsledkem jeho rozkladu.
Bylo zjištěno, že tento poměrně vzácný minerál je přítomen v čedičových horninách bohatých na titan , vulkanických lávách a někdy i v granitických pegmatitech , ultramafických horninách , lamproitech a kimberlitech . To je velmi často spojena s železa a titanu oxidy , grafit , analcim , diopsid , ilmenit, flogopitu a hořčík ve formě rutilu .
Vyskytuje se zejména při milimetrovém zasunutí do ochlazené čedičové lávy jako dlouhé krystaly přesahující 0,1–0,3 mm . Petrografická analýza potvrzuje její vznik při nízkém tlaku a vysoké teplotě.
Vlastnosti a krystallochemie
Vytváří neprůhledné hmoty, které se odrazem objevují na oku, šedé u odrůdy ortho, velmi běžné u syntetických vzorků a světle hnědé nebo červené u odrůdy para-armacolite. Krystalová struktura je však stejná pro ortho- a para-armalcolite. Jejich složení se zdá být tak blízké, s výjimkou jemného obsahu MgO a Cr 2 O 3 , který je de facto zodpovědný za zbarvení.
Charakteristika oxidů minerálů a hydroxidy, je velikost velké O 2- a HO - aniontů je vysoká, s Shannon iontové poloměry v řádu 120 pikometrů. Velikost kovových kationtů je relativně malá, s iontovým poloměrem asi 80 pikometrů nebo o 1/3 menší. Zásobníky aniontů jsou rozhodující, kationty zabírají pouze prázdné mezery. jednotlivé nebo více oxidů tedy obecně vykazují vysokou symetrii krystalů.
Armalcolite je zařazen do stejnojmenné skupiny, nazývané také pseudobrookit nebo magnesiánský ferropseudobrookit, který obsahuje minerály obecného vzorce X 2 YO 5 . Pokud O představuje kyslík, X a Y obecně označují železnaté železo Fe 2+ nebo železité železo Fe 3+ , hořčík Mg, hliník Al nebo titan Ti. Omezujícími členy ve složení isostrukturních pevných roztoků, charakteristických pro tuto krystalickou skupinu ortorombické mřížky, přítomných jak na Měsíci, tak na Zemi, jsou:
- armalcolite ((Mg, Fe) Ti IV 2 O 5 ),
- pseudobrookitu (Fe III 2 Ti IV O 5 ),
- ferropseudobrookite (FeTi IV 2 O 5 )
- karroite (MgTi 2 O 5 ).
Chemické složení většiny vzorků armacolitu bylo analyzováno v koncentraci nebo hmotnostním procentu dobře známých minerálních oxidů: TiO 2 mezi 71 a 76% hmotnostními, FeO mezi 10 a 17%, MgO mezi 5,5 a 9, 4%, Al 2 O 3 mezi 1,48 a 2%, Cr 2 O 3 mezi 0,3 a 2% a MnO mezi 0 a 0,83%. I když je obsah titanu relativně konstantní, poměr Mg / Fe se mění, přičemž je obvykle menší než jednota, tj. Převládá prvek železo.
Existuje řada takzvaného armakolitu Cr-Zr-Ca, který je zřetelně pojmenován pro vysoký obsah chromanu Cr 2 O 3 mezi 4,3–11,5%, zirkon ZrO 2 mezi 3,8 a 6,2%, vápno CaO mezi 3 a 3,5%. Tyto odrůdy nejsou ve skutečnosti odlišné, protože existuje kontinuum přechodných kompozic. Ať už s nízkým obsahem železa nebo bohatým na hořčík, armakolit má stejnou krystalickou strukturu, je to minerál v zemské kůře, stejně jako karroit.
Většina přítomného titanu má kladnou valenci IV, teoretický stupeň oxidace Ti iontů čtyř je vysvětlen prostředím. Ale v měsíčních vzorcích je zlomek titanu III, charakteristický pro toto více redukující a extrémní prostředí. Poměr Ti III / Ti IV slouží jako indikátor prchavosti nebo parciálního tlaku kyslíkového plynu působícího během vzniku minerálu. To účinně umožňuje rozlišit měsíční a pozemské vzorky, přičemž pozemské prostředí znamená hodnotu tohoto poměru za minutu nebo směřuje k 0.
Vzorec XY 2 O 5 aplikuje na našem minerální dává X je ekvivalentní Mg 2+ a / nebo Fe 2+ a Y = Ti. Dvě místa X a Y jsou koordinována v oktaedru, poměr poloměru mezi kationty a anionty je tři z pěti, oktaedrická struktura je získána na 0,6
Armacolite je minerál bohatý na Ti. Je meziproduktem v magnesiánské ferropseudobrookitové skupině mezi Fe II Ti 2 O 5 a MgTi 2 O 5 . Díky své oktaedrické symetrii existují pevná řešení nahrazením ekvivalentních kationtů Fe 2+ , Fe 3+ , Mg 2+ , Al 3+ a Ti 3+ kvůli jejich podobnosti atomového poloměru a elektrického náboje. Krystalografickou strukturou je ortorombická dvojitá pyramida, ortorombická kategorie, patřící do krystalografické skupiny bodů 2 / m 2 / m 2 / m a vesmírné skupiny Bbmm. Parametry sítě jsou a = 9,7762 Á , b = 10,0341 Á a c = 3,7504 Á.
V místech M1 je ideálně umístěno železo s následnou velikostí, zatímco místa M2 umožňují výběr hořčíku a titanu. V kovových lokalitách je titan oktokoordinovaný, zatímco hořčík a železo jsou pouze čtyřikrát. Poměr Mg / Fe klesá s klesající teplotou, od 0,81 do 1200 ° C, až 0,59 při teplotě 1150 ° C . Jakmile armakolit dosáhl 1125 ° C , je nahrazen ilmenitem, Fe II TiO 3 , kterému chybí železo i hořčík.
Popsaná krystalová struktura se blíží deformované brookite . Je založen na pokřiveném osmistěnu s atomem Ti umístěným ve středu a obklopeným šesti atomy kyslíku. Malé ionty hořčíku a železa si nacházejí své místo v mezerách v komínu a nezdá se, že by přispívaly ke stabilitě retikulární struktury udržované vazbami Ti-O, které tvoří oktaedron popsaný výše. Nicméně, tyto malé vložené kationty hrají roli kladného pólu v iontové struktury a vliv na optické vlastnosti minerální skutečně neprůhledný, na rozdíl od například oxid titaničitý TiO 2 , transparentní v čistém stavu.
Gitologie
To se běžně vyskytuje na Mare Tranquillitatis , stejně jako v Taurus - Littrow Valley a Descartes Highlands. Většina vzorků pochází z misí Apollo 11 a 17.
Na Zemi se také objevuje v místě dopadu kráteru v Nördlinger Ries v Bavorsku , v Grónsku na ostrově Disko , v Mexiku v sopečném kuželu El Toro, typu Cinder Cone v San Luis Potosí v Jižní Africe Na jih v hlubinných kimberlitových dolech Jägersfontein, Bultfontein a Dutoitspan, dokonce ve Španělsku v provincii Albacete a v Jumilla, v Murcii, na Ukrajině (Pripyat Swell), ve Spojených státech (lom Knippa, okres Uvalde, Texas a Smoky) Butte, Jordan, Montana) a Zimbabwe (okres Mwenezi).
Armalcolite byl také nalezen na meteoritech Dhofar 925 a 960 objevených v Ománu .
Syntéza
Lze připravit malé krystaly o délce několika milimetrů: směs příslušného množství ultrajemných prášků oxidů železa, titanu a hořčíku se zahřeje a poté roztaví v peci při teplotě přibližně 1400 ° C , poté se směs musí nechat promíchat pomalu krystalizuje při 1020 ° C a nakonec po získání krystalů způsobí prudké zhášení uvedením krystalizačního média na teplotu místnosti. Tento poslední krok je zapotřebí jak v laboratoři a v přírodě (pozemní nebo prostor), protože se vyhýbá někdy rychlou transformaci, při atmosférickém tlaku a při teplotě nižší než 1000 ° C , z armalcolite do směsi ilmenitu. Hořečnatá (Mg Fe) TiO 3 a rutil TiO 2 .
Tato téměř nevyhnutelná transformace armalcolitu vysvětluje jeho nízkou suchozemskou hojnost a jeho souvislost s ilmenitem a rutilem. Relativní poměr množství ilmenitu a armakolitu ve vulkanické hornině lze tedy použít jako spolehlivý indikátor kinetiky ochlazování těchto minerálních složek během jejího vzniku.
Reference
- klasifikace minerálů vybraných je to STRUNZ , s výjimkou modifikací oxidu křemičitého, které jsou klasifikovány mezi křemičitany.
- Webmineral - Armalcolite (anglicky)
- American Mineralogist Crystal Structure Database - Armalcolite (anglicky, 1977)
- Podle anglické knihy Rock-Forming Minerals: Non-Silicates: Oxides, Hydroxides and Sulphides vydané JFW Bowles, RA Howie, DJ Vaughan, J. Zussman; opus citováno
- vypočtená molekulová hmotnost od „ atomové hmotnosti prvků 2007 “ na www.chem.qmul.ac.uk .
- První popis Andersonova týmu v roce 1970 uvádí průměrné složení (Mg 0,5 , Fe 0,5 ) Ti 2 O 5 . Práce Bowles publikovaná v roce 1988 poskytuje mnohem obsáhlejší složení, například (Mg, Fe 2+ , Al) (Ti 2+ , Fe 3+ ) 2 O 5 , nebo dokonce řadu pevných roztoků. Minerál se také nazývá kennedyite.
- (in) „ armalcolite “ na Mindat.org (přístup ke dni 20. července 2019 ) .
- (in) „ tranquillityite “ na Mindat.org (přístup ke dni 20. července 2019 ) .
- (in) „ pyroxferroite “ na Mindat.org (zpřístupněno 20. července 2019 ) .
- (in) „ Lunar Sample Mineralogy “ na https://curator.jsc.nasa.gov/ ,2003(zpřístupněno 20. července 2019 ) .
- Obrovská měsíční moře, ve skutečnosti označení temných zón, jsou tvořena hlavně čediči a podobným meteoritickým materiálem.
- Lunar Sample Mineralogy, NASA
Bibliografie
- BA Wechsler, CT Prewitt, JJ Papike, Chemistry and structure of lunar and syntet armalcolite , Earth and Planetary Science Letters , svazek 29, číslo 1, únor 1976, str. 91–103 .
- Mirjam van Kan Parkera, Paul RD Masonb, Wim van Westrenena, „ Rozdělení stopových prvků mezi taveninu ilmenitu, armalkolitu a bezvodého křemičitanu: důsledky pro tvorbu měsíčních čedičů kobyly s vysokým obsahem Ti“ v Geochimica et Cosmochimica Acta , svazek 75, vydání 15, 1. srpna 2011, s. 4179–4193 .
- „Armalcolite“, in Rock-Forming Minerals: Non-Silicates: Oxides, Hydroxides and Sulphides , svazek 5A, vydané JFW Bowles, RA Howie, DJ Vaughan, J. Zussman, Geologická společnost v Londýně, druhé vydání, 2011, 920 stran, zejména p. 306-321 .