Armalcolite - Armalcolite

Armalcolite
Armalcolite - důl Wat Lu, Mogok, Myanmar.jpg
Armalcolite z Myanmaru (zrnitost 5 mm)
Všeobecné
Kategorie Titanový minerál
Vzorec
(opakující se jednotka)
(Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5
Strunzova klasifikace 4.CB.15
Krystalový systém Ortorombický
Křišťálová třída Dipyramidový (mmm)
symbol HM : (2 / m 2 / m 2 / m)
Vesmírná skupina Bbmm
Jednotková buňka a = 9,743 (30)
b = 10,023 (20)
c = 3,738 (30) [Å], Z = 5
Identifikace
Barva Šedá až opálená v odrazu, neprůhledná
Mohsova stupnice tvrdosti <5
Lesk Kovový
Specifická gravitace 4,64 g / cm 3 (měřeno)
Optické vlastnosti Biaxiální
Reference

Armalcolite ( / ˌ ɑːr m ɑː l K ə l t / ) je bohatý na titan minerální s chemickým vzorcem (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Poprvé byl nalezen na Tranquility Base na Měsíci v roce 1969 během mise Apollo 11 a je pojmenován pro Arm strong , Al drin a Col lins , tři astronauty Apolla 11. Spolu s tranquillityite a pyroxferroite je jedním ze tří nových minerálů, které byly objeveny na Měsíci. Armalcolite byl později identifikován na různých místech na Zemi a byl syntetizován v laboratoři. (Tranquillityite a pyroxferroite byly také později nalezeny na různých místech na Zemi). Syntéza vyžaduje nízké tlaky, vysoké teploty a rychlé zhášení od asi 1 000 ° C do teploty okolí. Armalcolite se při teplotách pod 1 000 ° C rozpadá na směs ilmenitu bohatého na hořčík a rutilu , ale při ochlazování se jeho zpomalení zpomaluje. Kvůli tomuto požadavku na kalení je armalkolit relativně vzácný a obvykle se vyskytuje mimo jiné v souvislosti s ilmenitem a rutilem.

Výskyt

Apollo 11 na výšku posádky. Zleva doprava jsou Neil Armstrong , Michael Collins a Buzz Aldrin .

Armalcolite byl původně nalezen na Měsíci, v Moři klidu na Tranquility Base a také v údolí Taurus – Littrow a Descartské vrchovině . Největší částky poskytly mise Apollo 11 a 17. Později to bylo na Zemi identifikováno ze vzorků hrází a zástrček lamproitu odebraných v Smoky Butte, Garfield County, Montana , USA . Na Zemi se vyskytuje také v Německu ( nárazový kráter Nördlinger Ries v Bavorsku ), Grónsku ( ostrov Disko ), Mexiku (kužel El Toro, San Luis Potosí ), Jižní Africe ( doly kimberlit Jagersfontein , Bultfontein a Dutoitspan ), Španělsku ( Provincie Albacete a Jumilla , Murcia ), Ukrajina ( Pripyat Swell ), USA (lom Knippa, okres Uvalde, Texas a Smoky Butte, Jordánsko, Montana ) a Zimbabwe ( okres Mwenezi ). Armalcolite byl také detekován v lunárních meteoritech, jako jsou Dhofar 925 a 960 nalezené v Ománu.

Armalcolite je minoritní minerál nacházející se v čedičových horninách bohatých na titan , vulkanické lávě a někdy i žulovém pegmatitu , ultramafických horninách , lamproitech a kimberlitech . To je spojeno s různými směsných oxidů železa a titanu, grafitu, analcim , diopsid , ilmenitu , flogopit a rutilu . Vytváří podlouhlé krystaly o délce přibližně 0,1–0,3 mm uložené v čedičové matrici. Petrografická analýza naznačuje, že armalcolite se obvykle tvoří při nízkých tlacích a vysokých teplotách.

Syntéza

Krystaly armalcolitu o délce až několika milimetrů lze pěstovat smícháním prášků oxidů železa, titanu a hořčíku ve správném poměru, jejich roztavením v peci při teplotě asi 1400 ° C, přičemž tavenina se nechá několik dní krystalizovat při teplotě asi 1200 ° C a poté se krystaly ochladí na teplotu okolí. Krok kalení je nutný jak pro laboratorní, tak pro přirozenou syntézu, aby se zabránilo přeměně armalcolitu na směs ilmenitu bohatého na hořčík (Mg- FeTiO
3
) a rutil (TiO 2 ) při teplotách pod 1 000 ° C. Tato prahová teplota pro konverzi se zvyšuje s tlakem a nakonec prochází bodem tání, což znamená, že minerál nemůže vznikat při dostatečně vysokých tlacích. Kvůli této přeměně na ilmenit má armalkolit relativně nízké množství a je spojován s ilmenitem a rutilem. V důsledku toho lze relativní množství ilmenitu a armalkolitu použít jako indikátor rychlosti ochlazování minerálu během jeho tvorby.

Vlastnosti

Krystalická struktura. Barvy: zelená - Mg, modrá - Ti, červená - kyslík.

Armalcolite má obecný chemický vzorec (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Vytváří neprůhledné hmoty, které se v odrazu objevují šedé (ortho-armalcolite) až opálené (para-armalcolite), přičemž nejčastější jsou šedé odrůdy, zejména u syntetických vzorků. Krystalová struktura je stejná pro ortho- a para-armalcolite. Jejich chemické složení se významně neliší, ale existuje rozdíl v obsahu MgO a Cr 2 O 3, který byl přičítán odlišnému zbarvení. Armalcolite je součástí skupiny pseudobrookitů, kterou tvoří minerály obecného vzorce X 2 YO 5 . X a Y jsou obvykle Fe (2+ a 3+), Mg, Al a Ti. Koncovými členy jsou armalcolite ((Mg, Fe) Ti 2 O 5 ), pseudobrookit (Fe 2 TiO 5 ), ferropseudobrookit (FeTi 2 O 5 ) a „ karrooite “ (MgTi 2 O 5 ). Jsou izostrukturní a všechny mají ortorombickou krystalovou strukturu a vyskytují se v měsíčních a suchozemských horninách.

Chemické složení většiny vzorků armalcolitu lze rozložit na součet oxidů kovů následovně: TiO 2 (koncentrace 71–76%), FeO (10–17%), MgO (5,5–9,4%), Al 2 O 3 (1,48 -2%), Cr 2 O 3 (0,3-2%), a MnO (0-0,83%). Zatímco obsah titanu je relativně konstantní, poměr hořčíku k železu se mění a je obvykle nižší než 1. Rozlišuje se takzvaná odrůda armacolitu Cr-Zr-Ca, která má zvýšený obsah Cr 2 O 3 (4,3–11,5 %), ZrO 2 (3,8–6,2%) a CaO (3-3,5%). Tyto odrůdy nejsou odlišné a lze také nalézt meziprodukty. Modifikace armacolitu chudá na železo (bohatá na hořčík) má stejnou krystalickou strukturu a vyskytuje se v zemské kůře jako minerál neoficiálně pojmenovaný „karrooit“.

Většina titanu je přítomna v armalcolitu ve stavu 4+, a to díky prostředí redukující syntézy, ale ve měsíčních vzorcích je významná část Ti 3+ . Poměr Ti 3+ / Ti 4+ v armalcolitu může sloužit jako indikátor fugacity (efektivního parciálního tlaku) kyslíku během tvorby minerálu. Umožňuje také rozlišit lunární a suchozemský armalkolit, protože u druhého Ti 3+ / Ti 4+ = 0.

Protože vzorec armalcolitu je (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 , následuje obecný vzorec XY 2 O 5, kde X = (Mg a Fe 2+ ), Y = Ti a O je kyslík. Obě místa X a Y jsou oktaedrálně koordinována a poměr poloměrů mezi kationty a anionty v armalcolitu je v poměru tři k pěti rovný 0,6, což činí strukturu oktaedrickou. Armalcolite je minerál bohatý na titan, který spadá do skupiny minerálů magnesiánského ferropseudobrookitu s Fe 2+ Ti 2 O 5 a MgTi 2 O 5 jako koncovými členy. Kvůli oktaedrické symetrii má armalkolit tuhý roztok (substituce kationtů) mezi více prvky Fe 2+ , Fe 3+ , Mg, Al a Ti; je to kvůli jejich podobnostem v atomových poloměrech a nábojích. Krystalografická struktura, kterou vykazuje armalkolit, je orthombic-dipyramid, spadá tedy do ortorombické kategorie a má bodovou skupinu 2 / m 2 / m 2 / m a prostorovou skupinu Bbmm. Uvnitř míst M1 pro armalcolite je ideální, aby tam železo pobývalo kvůli větší velikosti železa a pro M2 má hořčík a titan distribuci mezi těmito dvěma místy. V kovových lokalitách má titan osminásobek; hořčík a železo se čtyřmi koordinací. Poměr hořčíku a železa v armalcolitu klesá s klesající teplotou z 0,81 při 1200 ° C na 0,59 při 1150 ° C. Jakmile armalcolite dosáhne 1125 ° C, je nahrazen ilmenitem FeTiO 3 , který neobsahuje hořčík ani železo.

Krystalová struktura armalcolitu je blízká struktuře zkresleného brookitu . Je založen na deformované osmistěně, s atomem titanu ve středu a šesti atomy kyslíku v rozích. Ionty hořčíku nebo železa se nacházejí v intersticiálních místech; nepřispívají významně k mřížkové kostře, která je držena vazbami Ti-O přes rohy oktaedru. Nicméně, tyto ionty vliv na optické vlastnosti, což činí minerální neprůhledné rozdíl od transparentního oxidu titaničitého TiO 2 .

Viz také

Reference

externí odkazy