Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Тодороките
Манджироит-тодорокит-кальцит-174093.jpg
Тодорокит с манжиоитом и кальцитом из шахты Смарт, округ Куруман , Южная Африка
Общий
КатегорияМинералы марганца
Формула
(повторяющаяся единица)		(Na, Ca, K, Ba, Sr) 1-x (Mn, Mg, Al) 6 O 12 · 3-4H 2 O [1]
Классификация Струнца4.ДК.10 (10-е изд)
4 / Д.09-10 (8-е изд)
Классификация Дана7.8.1.1
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классПризматический (2 / м)
(тот же символ HM )
Космическая группаP2 / м (№ 11)
Идентификация
Формула массы583,05 г / моль
ЦветТемно-коричневый или коричневато-черный, коричневый в проходящем свете
Хрустальная привычкаАгрегаты мелких решетчатых кристаллов
TwinningКонтактные близнецы - обычное дело
РасщеплениеИдеально на {100} и {010}
Твердость по шкале Мооса1 1 ⁄ 2
БлескОт металлического до матового, шелковистого в совокупности
ПолосаЧерный или темно-коричневый
ПрозрачностьНепрозрачный, прозрачный в очень тонких слоях
Удельный весОт 3,5 до 3,8
Оптические свойстваДвухосный
Показатель преломленияБольше 1,74
Двулучепреломлениепочти 0,02 [2]
ПлеохроизмX = темно-коричневый, Z = желтовато-коричневый [3]
ПлавкостьНе сгорает [2]
РастворимостьРастворим в кислотах [2]
Рекомендации[4] [5] [6] [7]

Тодорокит - редкий комплексный водный минерал оксида марганца с формулой (Na, Ca, K, Ba, Sr) 1-x (Mn, Mg, Al) 6 O 12 · 3-4H 2 O. [1] Он был назван в 1934 год для типовой местности - шахта Тодороки, Хоккайдо , Япония. Он принадлежит к призматическому классу 2 / м моноклинной кристаллической системы , но угол β между осями a и c близок к 90 °, что делает его орторомбическим . Это минерал от коричневого до черного, который встречается в массивной или туберозной форме. Он довольно мягкий, имеет твердость 1,5 по шкале Мооса и удельный вес.3,49 - 3,82. Он входит в состав марганцевых конкреций глубоководных бассейнов океана .

Структура [ править ]

Марганец находится в разных состояниях, включая Mn 2+ , Mn 3+ и Mn 4+ . Тодорокит состоит из октаэдров (Mn 4+ O 6 ), которые имеют общие ребра, образуя тройные цепочки. Эти цепи имеют общие углы, образуя туннели примерно квадратной формы, параллельные оси кристалла b . [8] [9] В туннелях проходят молекулы воды и крупные катионы, такие как калий K + , барий Ba 2+ , серебро Ag + , свинец Pb 2+., кальций Ca 2+ и натрий Na + . [8] Октаэдры на краях тройных цепочек больше, чем в середине, и поэтому, вероятно, вмещают более крупные катионы ( магний Mg, марганец Mn 3+ , медь Cu 2+ , кобальт Co, никель Ni и т. Д.) , в то время как средние октаэдры заняты более мелкими катионами Mn 4+ . Эта структура аналогична голландита (BaMn 2+ Mn 4+ 7 O 16 ) ироманечит ((Ba, H 2 O) 2 (Mn 4+ , Mn 3+ ) 5 O 10 ), но с более крупными туннелями. [9] Хотя туннели, образованные из тройных цепочек октаэдров, наиболее распространены в тодороките, случайные туннели наблюдались в кристаллах как из наземных залежей, так и из залежей марганцевых конкреций , у которых одна пара сторон образована тройными цепями, а другая пара сторон образована. из цепочек шириной 4, 5, 8 и более октаэдров. [8]

Элементарная ячейка [ править ]

Элементарная ячейка имеет шесть марганца Mn 4+ сайтов и двенадцать кислорода O 2- участки , образующие восьмигранную структуру. Mg и Al могут заменять Mn, а туннели содержат большие катионы и молекулы воды.
На элементарную ячейку приходится одна формульная единица (Z = 1). [4] [5] [7] Длины сторон равны a = 9,8 Å, b = 2,8 Å и c = 9,6 Å с углом β = 94,1 °. Более подробные значения, приведенные в справочных материалах:

    • a = 9,764 Å, b = 2,842 Å, c = 9,551 Å, β = 94,14 ° [4] [5]
    • a = 9,7570 (15) Å, b = 2,8419 (5) Å, c = 9,5684 (14) Å, β = 94,074 (14) ° [7]
    • a = 9,75 Å, b = 2,849 Å, c = 9,59 Å β = 90 ° [6] [10]

Также встречаются разновидности с a = 14,6 Å и a = 24,38 Å, имея те же значения b и c, что и выше.
Сростки вытянутых кристаллитов , напоминающих двойниковое разнообразие игольчатого рутила наблюдались с помощью электронной микроскопии в todorokites из железа - марганец сростка из Тихого океана (а = 14,6 Å) и от Бакальского депозита (а = 14,6 Å и 24,4 Å). Тодорокиты с плотностью около 25 Å обнаружены в пробах из Стерлинг-Хилл и месторождения Тахте-Карача. [11]

Внешний вид [ править ]

Тодорокит встречается в виде губчато-полосчатых и почковидных (почковидных) агрегатов, состоящих из мелких пластинчатых кристаллов. Кристаллы сплющены параллельно плоскости, содержащей оси кристаллов a и c , и вытянуты параллельно оси c. [3] [6] [7] Минералы из голландита - криптомелано и romanèchite группы также имеют волокнистые или игольчатые привычек и две идеальные расколы параллельно оси волокна. [8] Тодорокит имеет цвет от темно-коричневого до коричневато-черного и коричневый в проходящем свете. [6] Полоса от черного до темно-коричневого [5][7], а блеск от металлического до тусклого, но в совокупности шелковистый. Он непрозрачен практически во всех слоях, кроме самых тонких, которые прозрачны.

Оптические свойства [ править ]

Тодорокит двухосный , как и все моноклинные (и ромбические ) минералы. В полярископе [12] и в поляризационном микроскопе образцы можно освещать снизу светом, поляризованным поляризатором, и смотреть сверху через анализатор, который пропускает свет только с одним направлением поляризации. Когда направления поляризации поляризатора и анализатора находятся под прямым углом, говорят, что образец рассматривается между скрещенными полярами. Когда тодорокит вращается между скрещенными полярами, он поочередно кажется темным и светлым, и становится темным, когда грань кристалла или поверхность спайности параллельны одному направлению поляризации. Это называется параллельным вымиранием. ВсеОдноосные минералы демонстрируют параллельное исчезновение, но также и орторомбические двухосные минералы, такие как оливин и ортопироксены . [2] [3]

Преломления из тодорокиты не было определены, за исключением того, поскольку она очень высока; в первоначальном отчете он был больше 1,74, [2] а более позднее исследование показало, что оно даже больше, чем 2,00. [3] Для сравнения: алмаз имеет показатель преломления 2,42, а кварц 1,54. Двухосный кристалл имеет три взаимно перпендикулярных оптических направления , X, Y и Z, с разными показателями преломления α, β и γ для света, колеблющегося в плоскостях, перпендикулярных этим направлениям. Двулучепреломления является численная разница между наибольшим и наименьшее из этих показателей; для тодорокита - около 0,02. [2] Тодорокит отчетливо плеохроичен , выглядит темно-коричневым, если смотреть вдоль направления X, и желтовато-коричневым, если смотреть вдоль направления Z [3], но сила эффекта варьируется от слабой до сильной в материале из разных местностей. [3] Ориентация оптических направлений по отношению к параметрам решетки - Y параллельно b и Z около или параллельно c. [3]

Физические свойства [ править ]

Тодорокит имеет идеальную спайность, параллельную плоскости, содержащей оси b и c, и плоскости, содержащей оси a и c. [2] [3] Контактные близнецы встречаются часто. [2] [6] [7] минерал очень мягкий, с твердостью только 1 1 ⁄ 2 . [4] [5] [6] Обычно он волокнистый, что затрудняетточноеизмерение удельного веса . Берман баланс измеряет относительные веса образца в воздухе и в воде; когда тодорокит был испытан таким образом, он дал значение 3,49. Пикнометр измеряет массу и объем образца непосредственно; этот метод дал значение от 3,66 до 3,82 для тодорокита. Пикнометр с большей вероятностью даст точные показания для волокнистого материала. [10]

Растворимость [ править ]

Тодорокит растворим в соляной кислоте (HCl) с выделением хлора (Cl 2 ) и в концентрированной серной кислоте (H 2 SO 4 ), образуя пурпурно-красный раствор. Он также растворим в азотной кислоте (HNO 3 ), образуя остаток диоксида марганца (MnO 2 ). [2]

Прочие характеристики [ править ]

Когда в 1934 году был впервые обнаружен тодорокит, современные методы анализа минералов были недоступны, и одним из стандартных методов было использование паяльной трубки для нагрева небольшого образца минерала и наблюдения за его поведением. Тодорокит был испытан таким образом, и было отмечено, что под струей газа он становился коричневым и терял свой металлический блеск, но не плавился . [2]

Характерными являются линии дифракции рентгеновских лучей от 9,5 до 9,8 Å и от 4,8 до 4,9 Å. Это также верно и для бузерита Na 4 Mn 14 O 27 · 21H 2 O. [1] [8]

Тип местности [ править ]

Тип местности является шахта Todoroki, Akaigawa Village (25 км юго - западу от Ginzan), Сирибэси , Хоккайдо , Япония . [13] Типовой материал хранится в Гарвардском минералогическом музее , Кембридж, Массачусетс , США, номер 106214. [13]

Возникновение и ассоциации [ править ]

Хотя тодорокит является обычным продуктом окисления и выщелачивания первичного карбоната марганца и силикатных минералов , в основном он встречается в глубоководных железомарганцевых конкрециях . [4] [5] [7] Тодорокит был синтезирован из бирнессита в лаборатории, и, возможно, наиболее естественный тодорокит получают из бирнессита. [9] В типовой местности в Акайгаве, Хоккайдо , Япония, тодорокит встречается как продукт преобразования инезита (Ca 2 Mn 2+ 7 Si 10 O 28(OH) 2 · 5H 2 O) и родохрозит MnCO 3 ). [8] Он встречается в виде очень тонких волокнистых чешуек длиной около 0,05 мм, рыхлых агрегатов в виде губчатых масс в друзах в золотоносных кварцевых жилах . [2] Исходный образец был довольно нечистым, так как он содержал в общей сложности 2,43% нерастворимых солей фосфора (P 2 O 5 SO 3 ) и кремнезема (SiO 2 ). [3]

Другие населенные пункты [ править ]

Австрия [ править ]

В Хуттенберге , Каринтия , Австрия , тодорокит встречается в виде узловых масс диаметром около 5 см, с волокнистой структурой и крупными концентрическими слоями. Он хрупкий, мягкий, пористый и настолько легкий, что может плавать по воде. Он коричневый, но светлее, чем образцы из Чарко Редондо на Кубе. Блеск поверхностей изломов тусклый, но гладкая внешняя поверхность узелков имеет слегка бронзовый вид. Он имеет относительно высокое содержание бария , а также Mn 4+ , возможно, из-за небольшой примеси пиролюзита (Mn 4+ O 2 ). [3]

Бразилия [ править ]

Тодорокит является редким компонентом месторождений оксида марганца в Сауде и Уранди , штат Баия , Бразилия , в результате гипергенного обогащения метаморфической вмещающей породы , содержащей спессартин (Mn 2+ 3 Al 2 (SiO 4 ) 3 ) и другой марганец. минералы. [3]

Куба [ править ]

В Чарко Редондо в провинции Ориенте , Куба , был обнаружен волокнистый тодорокит с волокнами до 10 см в длину. Он темно-коричневато-черный со слабым шелковистым блеском на поверхностях изломов, в остальном блеск тусклый. Из- за волокнистой структуры сложно измерить удельный вес ; измеренные значения от 3,1 до 3,4, вероятно, слишком низкие. Твердость низкая, но ее нельзя точно измерить. [3] Обычно связанные минералы - пиролюзит , криптомелан , манганит , псиломелан , кварц , полевой шпат и кальцит.. В марганцевые руды с прослоями вулканического туфа , яшмы и известняка . Тодорокит был изменен вблизи поверхности и вдоль разломов или трещин до пиролюзита и, возможно, до манганита . Источником марганца, вероятно, были горячие источники . [10]

Португалия [ править ]

В Фаррагуду в Алгарве , Португалия , сталактитовая масса тодорокита была обнаружена в небольшой коллекции вторичных минералов марганца, главным образом криптомелана (K (Mn 4+ , Mn 2+ ) 8 O 16 ). Он мягкий и пористый, с волокнистым агрегатом и цветом от темно-коричневого до коричневато-черного. [3]

Южная Африка [ править ]

Крупные кристаллы были найдены в шахте Смартт, Хотазель , и в других местах в районе Куруман , Капская провинция , Южная Африка . [7]

Соединенные Штаты [ править ]

В Стерлинг-Хилле , штат Нью-Джерси , тодорокит был обнаружен в небольшой коллекции вторичных оксидов марганца из старых выработок на поверхности. Он образует мягкие темно-коричнево-черные массы со спутанной волокнистой структурой. Связанный с chalcophanite (ZnMn 4+ 3 O 7 · 3H 2 O) и вторичным кальцитом (СаСО 3 ) кристаллы в франклините (ZnFe 3+ 2 O 4 ) - виллемит (Zn 2 SiO 4 ) руды. [3]

На Сайпане на Марианских островах в Тихом океане был обнаружен тодорокит с тем же способом агрегирования и цветом, что и у Чарко Редондо на Кубе. Он относительно хрупкий и твердый, потому что он тщательно смешан с мелкодисперсным кремнеземом, составляющим в некоторых случаях до 50% образца. Содержание магния больше, чем у бария или кальция . [3]

См. Также [ править ]

  • Оксид марганца

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в http://rruff.info/ima
  2. ^ a b c d e f g h i j k Foshag WF (1935) Новые названия минералов, American Mineralogist 20, 678-678. Резюме статьи Йошимуры в журнале факультета естественных наук Императорского университета Хоккайдо, сер. IV, Геол и Мин 2, № 4: 289-297 (1934)
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m n Фрондел, Марвин и Ито (1960) American Mineralogist 45: 1167–1173
  4. ^ a b c d e Гейнс и др. (1997) Восьмое издание новой минералогии Даны. Wiley
  5. ^ a b c d e f Веб-минеральные данные
  6. ^ Б с д е е Mindat.org
  7. ^ a b c d e f g h Справочник по минералогии
  8. ^ Б с д е е Бернс, Бернс и Штокмана (1983) Американский Mineralogist 68: 972-980
  9. ^ a b c Пост и Биш (1988) Американский минералог 73: 861–869
  10. ^ a b c Стракчек, Хорен, Росс и Уоршоу (1960) American Mineralogist 45: 1174–1184
  11. ^ Американский минералог (1979) 64: 1333 Извлечено из Чухрова, Горшкова, Сивцова и Березовской (1978) Извест. Акад. АН СССР, Сер. геол., № 12: 86-95.
  12. ^ Полярископа, Gemstone Buzz
  13. ^ a b Каталог типовых образцов минералов