Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Армальколит
Армальколит - шахта Ват Лу, Могок, Мьянма.jpg
Армальколит из Мьянмы (размер зерна 5 мм)
Общий
КатегорияМинерал титана
Формула
(повторяющаяся единица)		(Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5
Классификация Струнца4. CB.15
Кристаллическая системаОрторомбический
Кристалл классДипирамидальный (ммм)
символ HM : (2 / м 2 / м 2 / м)
Космическая группаBbmm
Ячейкаa = 9,743 (30)
b = 10,023 (20)
c = 3,738 (30) [Å], Z = 5
Идентификация
ЦветОт серого до коричневого в отражении, непрозрачный
Твердость по шкале Мооса<5
БлескМеталлический
Удельный вес4,64 г / см 3 (измерено)
Оптические свойстваДвухосный
Рекомендации[1] [2] [3]

Armalcolite ( / ˌ ɑːr м ɑː л K ə л aɪ т / ) представляет собой титан-богатых минеральной с химической формулой (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Впервые он был обнаружен на Tranquility Base на Луне в 1969 году во время Аполлон - 11 миссии, и назван в честь Arm сильного , Аль Дрина и Col Линс , три Apollo 11 астронавтов. Вместе с транквилитиитом ипироксферроит , это один из трех новых минералов, обнаруженных на Луне. [4] Армалколит позже был обнаружен в различных местах на Земле и синтезирован в лаборатории. (Транквилитиит и пироксферроит также позже были обнаружены в различных местах на Земле). [5] Синтез требует низкого давления, высоких температур и быстрой закалки от примерно 1000 ° C до температуры окружающей среды. Армалколит распадается на смесь богатого магнием ильменита и рутила при температурах ниже 1000 ° C, но при охлаждении превращение замедляется. Из-за этой потребности в закалке армальколит относительно редок и обычно встречается в ассоциации с ильменитом и рутилом, среди других минералов.

Возникновение [ править ]

Apollo 11 портрет экипажа. Слева направо - Нил Армстронг , Майкл Коллинз и Базз Олдрин .

Первоначально армалколит был обнаружен на Луне, в Море Спокойствия на Базе Спокойствия , а также в долине Таурус-Литтроу и на высокогорье Декарта . Наибольшие суммы были предоставлены миссиями Аполлон-11 и 17. Позже он был идентифицирован на Земле по образцам даек и пробок лампроитов, взятых в Смоки-Бьютт, округ Гарфилд, Монтана , США . [6] На Земле он также встречается в Германии ( ударный кратер Нёрдлингер-Рис в Баварии ), Гренландии ( остров Диско ), Мексике (шлаковый конус Эль-Торо,Сан-Луис-Потоси ), Южная Африка ( кимберлитовые рудники Ягерсфонтейн , Бултфонтейн и Дутоитспан ), Испания ( провинция Альбасете и Хумилья , Мерсия ), Украина ( Припятский вал ), США (карьер Книппа, графство Увалде , Техас и Смоки-Бьютт, Иордания, Монтана ) и Зимбабве ( округ Мвенези ). [1] [7] Армальколит был также обнаружен в лунных метеоритах, таких как Дофар 925 и 960, найденные в Омане. [8]

Армальколит - это второстепенный минерал, обнаруженный в богатых титаном базальтовых породах, вулканической лаве и иногда в гранитном пегматите , ультраосновных породах , лампроитах и кимберлитах . Он связан с различными смешанными оксидами железа и титана, графитом, анальцимом , диопсидом , ильменитом , флогопитом и рутилом . Он образует удлиненные кристаллы длиной до 0,1–0,3 мм, погруженные в базальтовую матрицу. [9] Петрографический анализ показывает, что армальколит обычно образуется при низких давлениях и высоких температурах. [1]

Синтез [ править ]

Кристаллы армалколита длиной до нескольких миллиметров можно вырастить путем смешивания порошков оксидов железа, титана и магния в правильном соотношении, плавления их в печи при температуре около 1400 ° C, давая расплаву возможность кристаллизоваться в течение нескольких дней при температуре около 1200 ° C. , а затем закалку кристаллов до температуры окружающей среды. [10] [11] Этап закалки требуется как для лабораторного, так и для естественного синтеза, чтобы избежать превращения армальколита в смесь богатого магнием ильменита ( Mg-FeTiO
3) и рутил (TiO 2 ) при температурах ниже 1000 ° C. [12] Эта пороговая температура превращения увеличивается с давлением и в конечном итоге пересекает точку плавления, что означает, что минерал не может образовываться при достаточно высоких давлениях. Из-за этого преобразования в ильменит армальколит имеет относительно низкое содержание и связан с ильменитом и рутилом. [13] Следовательно, относительное количество ильменита и армальколита можно использовать в качестве индикатора скорости охлаждения минерала во время его образования. [14]

Свойства [ править ]

Кристальная структура. Цвета: зеленый - Mg, синий - Ti, красный - кислород.

Армальколит имеет общую химическую формулу (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Он образует непрозрачные массы, которые кажутся серыми (орто-армальколит) или желтовато-коричневыми (пара-армальколит) в отражении, причем наиболее распространены серые разновидности, особенно в синтетических образцах. Кристаллическая структура орто- и параармальколита одинакова. Их химический состав существенно не отличается, но есть разница в содержании MgO и Cr 2 O 3, что объясняется разной окраской. [12] [15] Армалколит является частью группы псевдобрукитов, которая состоит из минералов общей формулы X 2 YO 5. X и Y обычно представляют собой Fe (2+ и 3+), Mg, Al и Ti. Конечные элементы - армальколит ((Mg, Fe) Ti 2 O 5 ), псевдобрукит (Fe 2 TiO 5 ), ферропсевдобрукит (FeTi 2 O 5 ) и « карроит » (MgTi 2 O 5 ). Они изоструктурны, все имеют ромбическую кристаллическую структуру и встречаются в лунных и земных породах. [7] [9] [16]

По химическому составу большинство образцов армальколита можно разложить на сумму оксидов металлов следующим образом: TiO 2 (концентрация 71–76%), FeO (10–17%), MgO (5,5–9,4%), Al 2 O 3 (1,48 %). -2%), Cr 2 O 3 (0,3-2%) и MnO (0-0,83%). В то время как содержание титана относительно постоянно, отношение магния к железу варьируется и обычно ниже 1. [1] [9] Различают так называемую разновидность армаколита Cr-Zr-Ca с повышенным содержанием Cr 2. O 3 (4,3–11,5%), ZrO 2 (3,8–6,2%) и CaO (3–3,5%). Эти разновидности не отличаются друг от друга, встречаются также промежуточные составы. [12]Бедная железом (богатая магнием) модификация армаколита имеет ту же кристаллическую структуру и встречается в земной коре, что и минерал, неофициально названный «карроит». [14] [17]

Большая часть титана присутствует в армальколите в состоянии 4+ из-за восстановительной среды синтеза, но в лунных образцах присутствует значительная доля Ti 3+ . Отношение Ti 3+ / Ti 4+ в армальколите может служить индикатором летучести (эффективного парциального давления) кислорода во время образования минерала. Это также позволяет различать лунный и земной армальколит, так как для последнего Ti 3+ / Ti 4+ = 0. [12]

Поскольку формула армальколита (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 , она следует общей формуле XY 2 O 5, где X = (Mg и Fe 2+ ), Y = Ti, а O - кислород. Обе позиции X и Y скоординированы октаэдрически, и отношение радиусов между катионами и анионами в армальколите составляет от трех до пяти, равное 0,6, что делает структуру октаэдрической. Армалколит - это богатый титаном минерал, который относится к группе минералов магнезиально- ферропсевдобрукита с Fe 2+ Ti 2 O 5 и MgTi 2 O 5 в качестве конечных членов. [7]Благодаря октаэдрической симметрии армальколит имеет твердый раствор (замещение катиона) между несколькими элементами Fe 2+ , Fe 3+ , Mg, Al и Ti; это из-за их сходства в атомных радиусах и заряде. Кристаллографическая структура армальколита представляет собой ортомбическую дипирамиду, поэтому попадает в категорию орторомбической и имеет точечную группу 2 / м 2 / м 2 / м и пространственную группу Bbmm. Внутри участков M1 для армальколита идеально, чтобы там находилось железо из-за большего размера железа, а для M2 магний и титан имеют распределение между двумя участками. В металлических участках титан имеет восьмерку; магний и железо с четырьмя координациями. [12] [15]Соотношение магния и железа в армальколите уменьшается с понижением температуры с 0,81 при 1200 ° C до 0,59 при 1150 ° C. Как только армальколит достигает температуры 1125 ° C, он заменяется ильменитом FeTiO 3 , в котором отсутствуют как магний, так и железо. [6]

Кристаллическая структура армальколита близка к искаженному брукиту . Он основан на деформированных октаэдрах с атомом титана в центре и шестью атомами кислорода по углам. Ионы магния или железа расположены в интерстициальных узлах; они не вносят значительного вклада в каркас решетки, который удерживается связями Ti-O через углы октаэдров. Однако эти ионы влияют на оптические свойства, делая минерал непрозрачным, в отличие от прозрачного диоксида титана TiO 2 . [12]

См. Также [ править ]

  • Список минералов
  • Список минералов, названных в честь людей

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d "Армальколит" (PDF) . Справочник минералов . Проверено 7 августа 2009 .
  2. ^ «Армальколит» . Mindat.org . Проверено 7 августа 2010 .
  3. ^ «Армальколит» . Webmineral . Проверено 7 августа 2010 .
  4. ^ Минералогия лунных образцов , НАСА
  5. ^ «Третий лунный минерал - Транквилитиит, найденный в Западной Австралии» . Проверено 27 ноября 2017 .
  6. ^ а б Д. Велде (1975). «Армальколит-Ti-флозопит-диопсид-анальцит-содержащие лампроиты Armalcolite-Ti-PhlosoITE-Diopside-Analcite-Bearin из Смоки-Батт, округ Гарфилд, Монтана» (PDF) . Американский минералог . 60 : 566–573.
  7. ^ a b c Hayob, JL и EJ Essene (1995). «Армальколит в ксенолитах парагнейсов земной коры, центральная Мексика» (PDF) . Являюсь. Минеральное . 80 (7–8): 810. Bibcode : 1995AmMin..80..810H . DOI : 10,2138 / ч 1995-7-817 .
  8. ↑ Лунные метеориты: Дофар 925, 960 и 961 (парные камни). Архивировано 20 июля 2011 г. в Wayback Machine , Департамент Земли и планетных наук, Вашингтонский университет.
  9. ^ a b c Андерсон, AT; и другие. (1970). «Армальколит: новый минерал из образцов Аполлона-11» (PDF) . Геохим. Cosmochim. Acta . 34, Supp. 1: 55–63. Bibcode : 1970GeCAS ... 1 ... 55А . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (70) 90170-5 .
  10. ^ Линд, Мэриленд; Хаусли, RM (1972). «Кристаллизационные исследования лунных магматических горных пород: кристаллическая структура синтетического армальколита». Наука . 175 (4021): 521–3. Bibcode : 1972Sci ... 175..521L . DOI : 10.1126 / science.175.4021.521 . PMID 17755653 . 
  11. Перейти ↑ Yang, H (1998). «Кристаллохимия катионного порядка – беспорядка в псевдобруките типа MgTi2O5». Журнал химии твердого тела . 138 (2): 238–244. Bibcode : 1998JSSCh.138..238Y . DOI : 10,1006 / jssc.1998.7775 .
  12. ^ a b c d e f Грант Хейкен, Дэвид Вэниман, Беван М. Французский лунный справочник: руководство пользователя по Луне , Архив CUP, 1991, ISBN 0-521-33444-6 , стр. 148–149 
  13. ^ Линдсли, DH; Кессон, ЮВ; Харцман, MJ и Cushman, MK (1974). «Стабильность армальколита - экспериментальные исследования в системе MgO-Fe-Ti-O». Конференция по лунной науке, 5-я, Хьюстон, Техас, 18–22 марта 1974 г., Труды . Pergamon Press . 1 (A75-39540 19–91): 521–534. Bibcode : 1974LPSC .... 5..521L .
  14. ^ a b Питер Х. Кадоган Луна: наша сестра-планета , Архив Кубка, 1981, ISBN 0-521-28152-0 стр. 179 
  15. ^ а б Смит, J (1974). «Кристаллохимия армальколитов Аполлона-17». Письма о Земле и планетологии . 24 (2): 262–270. Bibcode : 1974E & PSL..24..262S . DOI : 10.1016 / 0012-821X (74) 90104-6 .
  16. ^ Ферропсевдобрукит , Миндат
  17. ^ Suzuki, Y .; Шинода, Ю. (2011). «Дититанат магния (MgTi2O5) со структурой псевдобрукита: обзор» . Наука и технология перспективных материалов . 12 (3): 034301. Bibcode : 2011STAdM..12c4301S . DOI : 10.1088 / 1468-6996 / 12/3/034301 . PMC 5090461 . PMID 27877389 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • Armalcolite изображение 1
  • Armalcolite изображение 2
  • Armalcolite изображение 3