Марицит

Марицит
Маричите из района Рапид-Крик на севере Юкона , Канада.
Общий
Категория	Фосфат минеральный
Формула (повторяющаяся единица)	С нами 2+ ПО 4
Классификация Штрунца	8.АС.20
Кристаллическая система	орторомбический
Кристаллический класс	Дипирамидальный (ммм) Символ HM : (2/м 2/м 2/м)
Космическая группа	Пмнб
Элементарная ячейка	а = 6,867 Å, б = 8,989 Å, в = 5,049 Å; З = 4
Идентификация
Цвет	Темно-серый, от коричневого до бледно-коричневого, почти бесцветный
Кристальная привычка	Радиальные агрегаты, узловатые
Расщепление	Ничего не наблюдалось
Перелом	Неровный/неровный, занозистый
упорство	хрупкий
шкала Мооса твердость	4 – 4.5
Блеск	Подстекловидное тело, жирное
Полоса	От белого до светло-серо-белого
прозрачность	От прозрачного до полупрозрачного
Удельный вес	3.66
Оптические свойства	Двухосный (-)
Показатель преломления	n α = 1,676 n β = 1,695 n γ = 1,698
Двойное лучепреломление	δ = 0,022
Плеохроизм	Никто
угол 2В	Измерено: 44°
Дисперсия	r>v, слабый
Ультрафиолетовая флуоресценция	Не флуоресцентный
Ссылки

Марицит или маричит железа и натрия представляет собой минерал фосфата (NaFe ²⁺ PO ₄ ), который имеет два катиона металла, соединенных с фосфатным тетраэдром. Он структурно похож на гораздо более распространенный минерал оливин . Марицит хрупкий, обычно от бесцветного до серого цвета, его обнаруживают в конкрециях в пластах сланца, часто содержащих другие минералы.

Марицит чаще всего встречается в районе реки Биг-Фиш на территории Юкон , Канада , но его также находили в Восточной Германии , а также внутри различных метеоритов по всему миру. Марицит назван в честь Луки Марича (1899–1979) из Хорватии, долгое время возглавлявшего кафедры минералогии и петрографии Загребского университета .

Марицит представляет собой фосфат натрия-железа из чрезвычайно разнообразной группы фосфатных минералов. В 1977 г. марицит был обнаружен в районе реки Биг-Фиш, территория Юкон, Канада (Fleischer, Chao, and Mandarino, 1979). Это важное геологическое место, где было обнаружено несколько новых фосфатных минералов. Марицит получил признание за его возможное использование в исследованиях натрий-ионных батарей, а также за его роль в качестве продукта реакции внутри котлов электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые подвергаются коррозии (Бридсон и др. , 1997; Онг и др. , 2011). ).

Состав

Марицит относится к группе фосфатных минералов. Фосфатные минералы содержат один или несколько катионов металлов, связанных с фосфат-анионом PO ₄ . (Хоторн, ФК, 1998). В мариците металлами, связанными с PO _{4 ,} являются натрий и железо (Штурман и др. , 1977). Эмпирическая формула марицита — NaFePO ₄ , его молярная масса составляет 173,81 г/моль (Yahia et al. , 2008; Tremaine, Xiao, 1999). Общая формула марицита — ABPO ₄ (Yahia et al. , 2008). Химический состав минерала был первоначально определен группой доктора Корлетта из факультета геологических наук Университета Квинс, Кингстон, Онтарио, с использованием электронного микрозондового анализа, и оказался Na 0,91 (Fe 0,89 Mn 0,07 Mg 0,03) P. 1,02 O 4,00 (Штурман и др. , 1977) при нормировке на четыре атома кислорода. Массовые проценты определяли с использованием шести различных точек на тонком срезе и усреднения процентного содержания каждого оксида во всех образцах. Результаты в среднемассовых процентах оксидов следующие: Na ₂ O 16,5%, MgO 0,8%, CaO 0,0%, MnO 3,1%, FeO 37,4%, P ₂ O ₅ 42,5%, всего 100,3%. Глядя на эти результаты, можно определить, что большая часть весового состава оксидов состоит из FeO, причем P ₂ O ₅ составляет почти такой же весовой процент. Имеется значительный процент оксида Na ₂ O и незначительный процент оксида CaO (~0). Глядя на содержание оксидов в минерале, становится ясно, что основными компонентами будут натрий, железо, фосфор и кислород. Оксидный фактор можно использовать для определения массового содержания отдельных элементов следующим образом: 1 атом натрия составляет ~ 13% состава, 1 атом железа составляет ~ 32% состава, 1 атом фосфора составляет ~ 18% состава и 4 атомы кислорода составляют ~37% состава (Штурман и др. , 1977).

Структура

Марицит представляет собой ионный двойной фосфат металлов, способный заполнять пространство около 70% (Le Page и Donnay, 1977). Структура марицита содержит катион натрия, окруженный десятью анионами кислорода в пределах 10 Å, в неправильной координации. Вокруг железа имеется искаженный тетраэдр типа (2+2+2) (Бридсон и др. , 1997). Расстояния Å между железом и кислородом составляют от 2,33 до 2,93. Фосфатный тетраэдр почти правильный, с двумя короткими и двумя более длинными связями (Бридсон и др. , 1997). Атом железа имеет четыре окружающих атома кислорода, что придает ему тетраэдрическую координацию. Половина атомов кислорода координирована с двумя атомами натрия, двумя атомами железа и одним атомом фосфора, а другая половина координирована с тремя атомами натрия, одним атомом железа и одним атомом фосфора (Бридсон и др. , 1997). Структуру марицита сравнивают со структурой оливина (Ли и др. , 2011). Структуры этих двух минералов схожи, поскольку _{содержится PO 4 (Моро,} в их атомном составе и др. , 2010). Однако позиции M1 и M2 для LiFePO ₄ и NaFePO ₄ имеют обратную заселенность, что делает их структуры разными (Lee et al. , 2011). В оливине сайт M1 содержит щелочной металл, а сайт M2 — переходный металл, тогда как в мариците сайт M1 содержит переходный металл, а сайт M2 — щелочной металл (Ong, et al. , 2011).

Физические свойства

Марицит (NaFePO ₄ ) встречается в виде вытянутых зерен длиной до 15 см в направлении [100]. Зерна имеют радиальную или субпараллельную структуру. Марицит обычно имеет цвет от бесцветного до серого, но иногда бывает бледно-коричневого цвета с белой полосой. Он имеет стеклянный блеск из-за низких значений показателей преломления: α = 1,676, β = 1,695, γ = 1,698, а его непрозрачность варьируется от прозрачной до полупрозрачной (Fleisher et al. , 1979). Марицит не имеет спайности и плеохроизма и не флуоресцирует в УФ-свете. Марицит имеет твердость 4–4,5 и плотность 3,64. Минерал хрупкий, с неровным оскольчатым изломом. Он принадлежит к классу ромбических кристаллов и двуосному отрицательному оптическому классу и имеет расчетное напряжение 2 В, равное 43 °. Символ обозначения Германа-Могена — 2/m 2/m 2/m, и он находится в пространственной группе Pmnb. Ивон Ле Пейдж и Габриэль Донней определили, что размеры ячейки составляют a 6,864 (2), b 8,994 (2) и c 5,049 (1). Дж. А. Мандарино определил d-расстояния с помощью порошковой рентгеновской дифракции. и закон Брэгга: 2,574 при интенсивности 100, 2,729 при интенсивности 90, 2,707 при интенсивности 80, 1,853 при интенсивности 60, 3,705 при интенсивности 40, 2,525 при интенсивности 30 и 1,881 также при интенсивности 30 (Fleisher, et al. , 1979; Стурман и др. , 1977).

Геологическое явление

Марицит был впервые обнаружен в районе Биг-Фиш-Ривер недалеко от восточной границы территории Юкон около 68°30' северной широты и 136°30' западной долготы. Этот район представляет собой местонахождение куланит - барицит - пеникситового типа, состоящее в основном из слоистых сланцев и сидеритовые известняки . Марицит был обнаружен в конкрециях длиной до 15 см в пластах сланцев. Некоторые из конкреций содержали только один минерал, тогда как другие содержали несколько различных минералов. Очень немногие конкреции состояли только из марицита. Большинство образцов, содержащих марицит, также содержали кварц , лудламит , вивианит , пирит и/или вольфит . Когда образцы, которые, по-видимому, содержали только марицит, были тщательно исследованы в тонком срезе, вдоль трещин были обнаружены небольшие включения лудламита, кварца и вивианита (Sturman et al. , 1977). Другое место, где были обнаружены образования марицита, — это Саксония , Германия (Томас, Р. и Вебстер Дж.Д., 2000). И это место, и локация Big Fish River Canada расположены к северу от сходящиеся границы плит . Обе области состоят из гор и холмов, сложенных метаморфическими и магматическими породами (Томас, Р. и Вебстер Дж.Д., 2000; Стурман и др. , 1977). Марицит также был обнаружен в метеоритах , найденных в Восточной Антарктиде , Уттар-Прадеше , Индии и Аванне , Гренландии (Джонсон и др. , 2001; Крачер и др. , 1977; Партридж и др. , 1990).

История

Мариците было названо Дарко Штурманом и Джозефом Мандарино в честь Луки Марича. Марич долгое время возглавлял кафедру минералогии и петрографии Загребского университета в Хорватии. Название Марицит было утверждено в 1977 году комиссией по новым минералам и названиям минералов. Неясно, почему минерал был назван в честь Марича, но он является автором нескольких книг по геологии, в том числе книги под названием «Магматити у уже подручью рудника Бор у исходной србиджи», что по-хорватски означает «магматиты в более узком районе рудных месторождений Борского рудника» ( Штурман и др. , 1977).

См. также

• Литий-железо-фосфат

Ссылки

• Бридсон, Дж. Куинлан, SE и Тремейн, PR (1998). Синтез и кристаллическая структура марицита и гидроксифосфата железа (111) натрия. Химия. Том 10. Страницы 763–768.
• Флейшер М., Чао Дж. Я. и Мандарино Дж. А. (1979). Новые названия минералов. Американский минералог. Том 64. Страницы 652–659.
• Хоторн, ФК (1998). Строение и химия фосфатных минералов. Минералогический журнал. Том 62. Страницы 141–164.
• Джонсон, К. Л., Д. С. Лауретта и П. Р. Бьюсек, Исследование с помощью просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения мелкозернистых фосфатов в металле из обычного хондрита Бишунпур LL3.1, 63-е ежегодное собрание метеоритического общества (5303.pdf)
• Лауретта, Данте С., Питер Р. Бусек и Томас Дж. Зега (2001)Непрозрачные минералы в матрице хондрита Бишунпур (LL3.1): ограничения на среду формирования хондр. Геохимические и космохимические акты: 65 (8) (15 апреля 2001 г.): 1337–1353.
• Крахер, Курат, А.Г. и Бухвальд, В.Ф. (1977). Кейп-Йорк: необычайная минералогия обычного железного метеорита и ее значение для происхождения железа III AB. Геохимический журнал. Том 11. Страницы 207–217.
• Ли, Т.К., Рамеш, Т.Н., Нэн, Ф., Боттон, Г. и Назур, Л.Ф. (2011). Топохимический синтез оливинов металлофосфатов натрия для натрий-ионных аккумуляторов. Химия. Том 23. Страницы 3593–3600.
• Ле Пейдж Ю. и Донней Г. (1977). Кристаллическая структура нового минерала марицита NaFePO4. Канадский минералог. Том 15. Страницы 518–521.
• Моро П., Гийомар Д. и Буше Ф. (2010). Строение и стабильность интеррасчетных фаз натрия в оливине FePO4. Chem Mater. Том 22. Страницы 4126–4128.
• Онг С.П., Шеврие В.Л., Отье Г., Джайн А., Мур К., Ким С., Ма Х. и Седар Г. (2011). Различия в напряжении, стабильности и диффузионном барьере между интеррасчетными материалами с ионами натрия и лития. Энергетика и экология. Том 4. Страницы 3680–3688.
• Стурман, Б.Д., Мандарино, Дж.А. и Корлетт, Мичиган (1977). Марицит, фосфат натрия-железа, из района реки Биг-Фиш, территория Юкон, Канада. Канадский минералог. Том 15. Страница 396.
• Томас Р. и Вебстер Дж.Д. (2000). Сильное обогащение оловом пегматитобразующего расплава. Месторождение минералов. Том 35. Страницы 570–582.
• Тремейн, PR и Сяо Кайбин. (1999). Энтальпии образования и функции теплоемкости марицита NaFePO4(cr) и гидроксифосфата железа(III) натрия Na3Fe(PO4)2.(Na4/3O)(cr). Журнал химической термодинамики. Том 31. Страницы 1307–1320.
• Партридж Т., Реймолд В.У. и Уолрейвен Ф. (1990). Кратер Зутпан в Претории: первые результаты проекта бурения 1988 года. Метеоритика. Том 25. Стр. 396–398.
• Яхия Б.Х., Годен Э. и Дарриет Дж. (2008). Синтез, структура и магнитные свойства новых вандатов AgMnVO4 и RbMnVO4. Журнал химии твердого тела. Том 181. Страницы 3103–3109.