Таранаки
Таранаки | |
---|---|
![]() | |
Общий | |
Категория | Фосфатные минералы |
Формула (повторяющаяся единица) | (К, Na) 3 (Al, Fe 3+ ) 5 (PO 4 ) 2 (HPO 4 ) 6 ·18H 2 O |
Имеет символ IMA. | принимая [1] |
Классификация Штрунца | 8.Гл.25 |
Кристаллическая система | Треугольный |
Кристаллический класс | Шестиугольный скаленоэдрический ( 3 м) Символ HM : ( 3 2/м) |
Космическая группа | Р 3 в (№ 167) |
Элементарная ячейка | а = 8,7025, с = 95,05 [Å]; З = 6 |
Идентификация | |
Формула массы | 1,342.30 g/mol |
Цвет | Белый, бледно-желтый или серый |
Кристальная привычка | Пластинчатые, массивные, узловатые. |
упорство | Податливый, маслянистый |
шкала Мооса твердость | 1–2 |
Полоса | белый |
прозрачность | Прозрачный |
Удельный вес | около 2,13 |
Оптические свойства | Одноосный (-) |
Показатель преломления | n ω = 1,506–1,510 п ε = 1500–1503 |
Растворимость | Нерастворим в воде Мало растворим в кислотах [2] |
Ссылки | [3] [4] [5] [6] |
Таранакит представляет собой гидратированный щелочной железо - алюминиевый фосфатный минерал с химической формулой. ( К , Na ) 3 ( Al , Fe 3+ ) 5 ( PO 4 ) 2 ( HPO 4 ) 6 ·18 H 2 O . [3] [4] [5] Он образуется в результате реакции глинистых минералов или глиноземистых пород с растворами, обогащенными фосфатами, летучих мышей или птиц полученными из помета или, реже, из костей или других органических веществ. [7] Таранакит чаще всего встречается во влажных пещерах, населенных летучими мышами, недалеко от границы слоев гуано с поверхностью пещеры. Он также встречается в постоянно влажных прибрежных местах, занятых колониями птиц. Типичное место и его тезка, острова Сахарная Голова у Таранаки, Новая Зеландия , являются примером прибрежного явления.
Таранакит образует маленькие белые, бледно-желтые или серые кристаллы, которые обычно встречаются в виде порошкообразных узловатых агрегатов или корок. Таранакит кристаллизуется в гексагональной системе и имеет самую длинную кристаллографическую ось среди всех известных минералов: длина оси c элементарной ячейки таранакита составляет 9,505 нанометров . [4]
возникновение
[ редактировать ]Таранакит был впервые описан в 1866 году Джеймсом Гектором и Уильямом Скей . [8] [9] Материал был найден Х. Ричмондом на островах Сахарная Голова Таранаки, Новая Зеландия (в окрестностях о. 39 ° 02'57 "ю.ш., 174 ° 01'40" в.д. / 39,049086 ° ю.ш., 174,027708 ° в.д. ), в виде тонких желтовато-белых аморфных прослоек в трещинах трахитовых пород. Внутри таранакита были обнаружены темно-желто-коричневые прослойки, которые были приняты за вейвеллит . Современный рентгеноструктурный анализ позже показал, что это включение представляет собой вашгеит (Al 11 (PO 4 ) 9 (OH) 6 )·38H 2 O). [10]


Сам таранакит изначально был принят за вейвеллит. Физические различия — его относительная мягкость и легкость плавкости — побудили Скей, аналитика колониального правительства Новой Зеландии, провести количественный химический анализ, который идентифицировал этот минерал как двойной гидрофосфат алюминия и поташа с некоторой заменой алюминия трехвалентным железом. [8] Это определило его как новый минеральный вид – первый, обнаруженный в Новой Зеландии. [11]
Гектор и Скей определили птичий гуано как наиболее вероятный источник фосфата, необходимого для образования таранакита, и предположили возможные преимущества его использования при производстве суперфосфата из-за отсутствия карбоната и относительно небольшого количества алюминия. Такое промышленное использование так и не было реализовано из-за ограниченного распространения таранакита.
Таранакит был заново открыт в двух пещерах и получил два новых названия. В 1894 году Арман Готье описал минерал, который он назвал минервитом, из пещер Грот-де-Минерв в Эро, Франция, и утверждал, что он образовался в результате разложения гуано и останков животных, реагирующих с глиной. Он экспериментально обосновал это, проведя реакцию фосфата аммония с студенистым оксидом алюминия , карбонатом железа и известняком. В результате этих реакций образовались соединения, подобные минервиту, а также фосфаты железа и кальция, аналогичные тем, которые он наблюдал в пещерах. [12] В 1904 году Эухенио Касория нашел минерал под слоем гуано в Монте-Альбурно, Италия, который он назвал пальмеритом . [13] Эти два минерала позже были идентифицированы с помощью порошковой рентгеновской дифракции как таранакит. [10] и дискредитирован в пользу таранакита по историческому приоритету. [14]
Другие случаи появления таранакита включают: [15]
- Миссергин , Алжир (как минервит) (1895 г.)
- Пещеры Дженолан , Австралия (как минервит) (1898 г.)
- В пещерах нет отложений гуано; Считается, что фосфатирование происходит из-за попадания в пещеру речной воды, содержащей органические вещества.
- Реюньон , Индийский океан (как минервит) (1910)
- В базальтовой пещере в Сен-Поль. районе
- Острова Леонес , Патагония (1933 г.)
- Связан с колонией пингвинов.
- Пещера Свинья, недалеко от Блэксбурга, Вирджиния (1954 г.) [16]
- Известняковая пещера. Таранакит встречается в виде порошка вблизи контакта помета и волос летучих мышей с глиной, а также в трещинах брекчированной глины. Это было первое открытие таранакита в США.
- Пещера Онино-Ивая, префектура Хиросима, Япония (1975 г.) [17]
- В виде порошка, связанного с гипсом в глинистых отложениях, не более чем на три сантиметра ниже поверхности в местах отложений помета летучих мышей.
- Пещера Мезессе недалеко от Яунде, Камерун [18]
- Кораллоидные образования из регулярно чередующихся микрослоев таранакита и опала в гранитной пещере. Регулярное наслоение таранакита было объяснено сезонным эффектом выщелачивания гуано и вытекания глины из верхних частей пещеры в сезон дождей.
- Скала Кука и Зеленый остров , Отаго, Новая Зеландия (2003) [19]
- Встречается с лейкофосфитом в виде микрокристаллических агрегатов в трещиноватом и брекчированном базальте. маленькие голубые пингвины на Зеленом острове и чайки на скале Кукс-Хед. Основными источниками гуано считаются
Прибрежные проявления в Новой Зеландии и Патагонии встречаются в высоких широтах, что подтверждает необходимость влажных условий для образования таранакита. В тропиках вместо таранакита минералами, образующимися в результате фосфатирования магматических пород гуано, является варисцит ( AlPO 4 ·2H 2 O ), метаварисцит ( AlPO 4 ·H 2 O ), баррандит ( (Ал, Фе 3+ )PO 4 ·2H 2 O ), стрингит и фосфосидерит ( Фе 3+ PO 4 ·2H 2 O ). [10]
Присутствие в почвах
[ редактировать ]Наблюдается образование таранкаита в зоне реакции удобрений . [2] Калий-таранакит (синоним таранакита) или аммоний-таранакит (где катионы щелочных металлов заменены аммонием ) могут образовываться в кислых почвах, обработанных калийными или аммонийсодержащими фосфорнокислыми удобрениями. Образование таранакитов, которые относительно нерастворимы, может снижать биодоступность фосфора, калия и азота, если они образуются. Это может как затруднить рост растений на начальных стадиях за счет уменьшения количества доступных катионов, так и помочь в долгосрочной перспективе за счет увеличения присутствия этих питательных веществ. [20]
Структура
[ редактировать ]
Таранакит кристаллизуется в гексагональной кристаллической системе (шестиугольная скаленоэдрическая, 3 2/м) с пространственной группой R 3 c. Размеры элементарной ячейки составляют a = 870,25 пм и c = 9505 пм, включая объем 6,234 нм. 3 . Ось c — самая длинная из всех известных минералов. [4]

Элементарная ячейка таранакита содержит шесть слоев состава. K 3 Al 5 (HPO 4 ) 6 (PO 4 ) 2 (H 2 O) 12 , каждый толщиной 13,78 Å и разделенный слоями воды. Жесткая структура каждого слоя построена вокруг гидрофосфата ( HPO 2− 4 ) группы, координирующие три кристаллографически различных алюминиевых центра, каждый из которых имеет координационный номер шесть. Около середины каждого слоя ион алюминия октаэдрически координирует шесть ГПО 2- 4 . Два других кислорода в каждой гидрофосфатной группе координируют другие отдельные алюминиевые центры, которые, в свою очередь, октаэдрически координированы с тремя гидрофосфатными группами и тремя молекулами воды. Эта структура образует связь Al'-P-Al''-P-Al', почти параллельную оси c , с другим отчетливым атомом алюминия, смещенным и почти вертикально под a. PO 3− 4 ион.
Таранакит легко теряет воду при нагревании. Термогравиметрический анализ показывает два события эндотермической потери воды, происходящие в диапазонах 80–140 ° C и 140–300 ° C, соответствующие последовательной потере пяти и тринадцати молекул воды с образованием франкоанеллита и некристаллического материала. Нагревание до 500°С приводит к полной дегидратации с образованием K 3 Al 5 P 8 O 29 . В диапазоне 562–595 °С образуются кристаллические AlPO 4 и KAlP 2 O 7 . [21]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Уорр, Л.Н. (2021). «Утвержденные IMA–CNMNC символы минералов» . Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021MinM...85..291W . дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 .
- ^ Jump up to: а б Линдси, Уиллард Лайман (1979). Химическое равновесие в почвах . Нью-Йорк: Уайли. стр. 166–171. ISBN 978-0-471-02704-1 .
- ^ Jump up to: а б Энтони, Джон В.; Ричард А. Бидо; Кеннет В. Блад; Монте К. Николс (1995). Справочник по минералогии: арсенаты, фосфаты, ванадаты (PDF) . Том. IV. Тусон, Аризона: Публикация минеральных данных. ISBN 978-0-9622097-1-0 .
- ^ Jump up to: а б с д Дик, С.; Госснер, У.; Вайс, Армин ; Робл, К.; Гроссманн, Г.; Омс, Г.; Зейске, Т. (1998). «Таранакит – минерал с самой длинной кристаллографической осью». Неорг. Хим. Акта . 269 (1): 47–57. дои : 10.1016/S0020-1693(97)05781-2 .
- ^ Jump up to: а б «Данные о минералах таранакита» . WebMineral.com . Проверено 30 января 2009 г.
- ^ Mindat.org
- ^ Хилл, Кэрол А. (1997). Пещерные минералы мира (2-е изд.). Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество. п. 163. ИСБН 978-1-879961-07-4 .
- ^ Jump up to: а б Гектор, Дж.; У. Скей (1866). Новозеландская выставка, 1865 год: отчеты и награды членов жюри . Стаффорд-стрит, Данидин: Mills, Dick & Co., стр. 423–425.
- ^ Кокс, С. Герберт (1882). «Заметки по минералогии Новой Зеландии» (PDF) . Сделки и труды Королевского общества Новой Зеландии . 15 : 385.
- ^ Jump up to: а б с Ф. А. Баннистер и Г. Е. Хатчинсон, Ф. А. (1947). «Тождественность минервита и пальмерита таранакиту». Минералогический журнал . 28 (196): 31–35. Бибкод : 1947MinM...28...31B . дои : 10.1180/minmag.1947.028.196.07 .
- ^ Натан, Саймон (21 ноября 2007 г.). «Названия горных пород и минералов» . Те Ара – Энциклопедия Новой Зеландии . Проверено 30 декабря 2008 г.
- ^ Кларк, Фрэнк Вигглсворт (1911). Данные геохимии . п. 498.
- ^ Рефераты химических статей (1906 г.). «Пальмерит: новый гидратированный фосфат алюминия и калия» . Журнал Химического общества : 554.
- ^ «Новые названия минералов; дискредитированные минералы» (PDF) . Являюсь. Минерал . 32 : 702. 1947.
- ^ Гейнс, Ричард В.; Х. Кэтрин В. Скиннер; Юджин Э. Фурд; Брайан Мейсон; Авраам Розенцвейг (1997). Новая минералогия Даны: Система минералогии Джеймса Дуайта Даны и Эдварда Солсбери Даны (8-е изд.). Нью-Йорк: Wiley-Interscience. стр. 744–745. ISBN 978-0-471-19310-4 .
- ^ Джон В. Мюррей и Ричард В. Дитрих (1956). «Брушит и таранакит из пещеры Пиг-Хоул, округ Джайлс, Вирджиния» (PDF) . Являюсь. Минерал . 41 : 616–626.
- ^ Тосиро Сакаэ и Тосио Судо (1975). «Таранакит из известняковой пещеры Онино-Ивая в префектуре Хиросима, Япония: новое явление» (PDF) . Являюсь. Минерал . 60 : 331–334.
- ^ Виллемс, Л.; доктор компьютерных наук; Ф. Хатерт; А. Пукле; Ж. П. Викат; С. Эк; Ф. Бульвен (2002). «Карст в гранитных породах Южного Камеруна: генезис пещер и образования кремнезема и таранакита». Терра Нова . 14 (5): 355–362. Бибкод : 2002TeNov..14..355W . дои : 10.1046/j.1365-3121.2002.00429.x . HDL : 2268/684 . S2CID 130094094 .
- ^ Лэндис, Калифорния; Д. Кроу (2003). «Фосфатные минералы образуются в результате реакции птичьего помета с базальтом на скале Кукс-Хед и острове Грин, Отаго, Новая Зеландия» . Журнал Королевского общества Новой Зеландии . 33 (1): 487–495. дои : 10.1080/03014223.2003.9517739 .
- ^ Чжоу, Дж. М.; К. Лю; Премьер-министр Хуан (2000). «Возмущение образования таранакита двухвалентным и трехвалентным железом в кислых условиях» . Журнал Американского общества почвоведения . 64 (3): 885–892. Бибкод : 2000SSASJ..64..885Z . дои : 10.2136/sssaj2000.643885x .
- ^ Фиоре, Саверио; Рокко Лавиано (1991). «Брушит, гидроксилапатит и таранакит из апулийских пещер (юг Италии): новые минералогические данные» (PDF) . Являюсь. Минерал . 76 : 1722–1727.