Ярозит
| Ярозит | |
|---|---|
 Ярозит на кварце из района Аравия, округ Першинг, Невада. | |
| Общий | |
| Категория | Сульфатные минералы |
| Формула (повторяющаяся единица) | KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 |
| Имеет символ IMA. | младший [1] |
| Классификация Штрунца | 7.BC.10 |
| Классификация Дана | 30.2.5.1 |
| Кристаллическая система | Треугольный |
| Кристаллический класс | Ромбоэдрический ( 3 м) H-M symbol : ( 3 m) |
| Космическая группа | Р 3 м |
| Элементарная ячейка | а = 7,304 Å , с = 17,268 Å; З = 3 |
| Идентификация | |
| Формула массы | 500.8 g/mol |
| Цвет | Янтарно-желтый или темно-коричневый |
| Кристальная привычка | Кристаллы обычно псевдокубические или таблитчатые, а также в виде зернистых корок, узелков, волокнистых масс или конкрементов. |
| Расщепление | Отличается на {0001} |
| Перелом | Неровный до раковистого |
| упорство | хрупкий |
| шкала Мооса твердость | 2.5–3.5 |
| Блеск | Субадамантиновый до стекловидного тела, смолистый на переломах. |
| Полоса | светло-желтый |
| прозрачность | От прозрачного до полупрозрачного |
| Удельный вес | от 2,9 до 3,3 |
| Оптические свойства | Одноосный (-), обычно аномально двухосный с очень маленьким напряжением 2 В. |
| Показатель преломления | n ω = от 1,815 до 1,820; n ε = от 1,713 до 1,715 |
| Двойное лучепреломление | от 0,102 до 0,105 |
| Плеохроизм | E бесцветный, очень бледно-желтый или бледно-зеленовато-желтый, O темно-золотисто-желтый или красновато-коричневый. |
| Растворимость | Нерастворим в воде. Растворим в HCl. |
| Другие характеристики | Сильно пироэлектрический . Нефлюоресцентный. Едва обнаруживаемая радиоактивность |
| Ссылки | [2] [3] [4] |
Ярозит собой основной гидросульфат представляет калия ( и трехвалентного железа Fe-III) с химической формулой KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 . Этот сульфатный минерал образуется в рудных месторождениях в результате окисления железа сульфидов . Ярозит часто производится как побочный продукт при очистке и рафинировании цинка , а также обычно связан с кислыми дренажными водами шахт и кислыми сульфатными почвенными средами.
Физические свойства
[ редактировать ]
Ярозит имеет тригональную кристаллическую структуру, хрупкий, с базальной спайностью, твердостью 2,5–3,5, удельным весом 3,15–3,26. Он бывает от полупрозрачного до непрозрачного, с блеском от стеклянного до тусклого, цвета от темно-желтого до желтовато-коричневого. Иногда его можно спутать с лимонитом или гетитом , с которыми он обычно встречается в госсане (окисленная шапка над рудным телом). Ярозит — железный аналог сульфата алюминия-калия, алунита .
Серия твердых растворов
[ редактировать ]В супергруппу алунитов входят подгруппы алунит , ярозит, бедантит , крандаллит и флоренцит . Минералы супергруппы алунита изоструктурны друг другу и между ними происходит замещение, в результате которого образуется несколько твердых растворов серий . Супергруппа алунита имеет общую формулу AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 6 . В подгруппе алунита B – Al, а в подгруппе ярозита B – Fe. 3+ . Подгруппа бедантита имеет общую формулу AB 3 (XO 4 )(SO 4 )(OH) 6 , подгруппа крандаллита AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 ·H 2 O и подгруппа флоренцита AB 3 (TO 4 ). 2 (ОН) 5 или 6 .
В ярозит-алунитовом ряду Al может замещать Fe, и полный ряд твердых растворов между ярозитом и алунитом KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , вероятно, существует, но промежуточные члены встречаются редко. Материал из Копеца , Чехия , содержит примерно равное количество Fe и Al, но количество Al в ярозите обычно невелико.
Когда ярозит образуется в результате пирита окисления в осадочных глинах, основными источниками K + Это иллит , ненабухающая глина, или калиевый полевой шпат . В других геологических условиях изменения слюды также могут быть источником калия.
В ряду ярозит-натроярозит Na замещает К, по крайней мере, до соотношения Na/K = 1:2,4, но чистый натриевый концевой член NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 не известен в природе. Минералы с содержанием Na > K известны как натроярозит . Формированию конечных членов (ярозита и натроярозита) способствует низкая температура окружающей среды, менее 100 ° C, и это иллюстрируется колебательной зональностью ярозита и натроярозита, обнаруженной в образцах из шахты Апекс, штат Аризона, и Голд-Хилл, штат Юта . существует широкий разрыв в смешиваемости . Это указывает на то, что между двумя конечными членами [5] и сомнительно, существует ли полный ряд между ярозитом и натроярозитом.
В гидроксонийьярозите [6] гидроксония H ион 3 O + также может заменить К + , при этом увеличение содержания ионов гидроксония вызывает заметное уменьшение параметра решетки c изменяется незначительно , хотя a . [7] Гидронийярозит образуется только из растворов с дефицитом щелочи, поскольку преимущественно образуется ярозит с высоким содержанием щелочи.
Двухвалентные катионы также могут заменять одновалентный катион K. + на сайте А. [8] Баланс заряда может быть достигнут тремя способами.
- Во-первых, заменяя два одновалентных катиона одним двухвалентным катионом и оставляя вакансию в позиции А, как в плюмбогумите , Pb 2+ Al 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5 .H 2 O, который относится к подгруппе крандаллитов.
- Во-вторых, за счет включения двухвалентных ионов в позиции B, как в озаризавите , Pb 2+ С 2+ Al 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , подгруппа алунита, и боверит , Pb 2+ С 2+ (Фе 3+ ,Al) 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , подгруппа ярозита.
- В-третьих, заменяя двухвалентные анионы трехвалентными, как в беудантите , PbFe. 3+ 3 (АО 4 ) 3− (SO 4 )(OH) 6 , подгруппа бедантита.
История
[ редактировать ]Харозит был впервые описан в 1852 году Августом Брайтауптом в Барранко-дель-Харозо в Сьерра-Альмагрере (недалеко от Лос-Лобоса, Куэвас-дель-Альмансора, Альмерия , Испания ). Название ярозит напрямую происходит от «хара», испанского названия желтого цветка, принадлежащего к роду ладанника и произрастающего в Сьерре. Минерал и цветок имеют одинаковый цвет.
Загадочные глиняные сферы диаметром от 1,5 до 5 дюймов (от 40 до 125 мм), покрытые ярозитом, были найдены под Храмом Пернатого Змея , древней шестиуровневой ступенчатой пирамидой в 30 милях (50 км) от Мехико. [9]
Исследование Марса
[ редактировать ]Сульфат железа и ярозит были обнаружены тремя марсоходами: Spirit , Opportunity и Curiosity . Эти вещества указывают на сильно окислительные условия, преобладающие на поверхности Марса . В мае 2009 года марсоход Spirit застрял, когда проезжал по участку мягкого сульфата железа, который был скрыт под слоем нормальной на вид почвы. [10] Поскольку у сульфата железа очень мало сцепления, колеса марсохода не смогли получить достаточное сцепление с дорогой, чтобы вытащить корпус марсохода из участка сульфата железа. Было предпринято несколько попыток высвободить марсоход, но колеса в конечном итоге настолько глубоко погрузились в сульфат железа, что корпус марсохода остановился на поверхности Марса, не позволяя колесам оказывать какое-либо воздействие на материал под ними. Поскольку команде JPL не удалось восстановить подвижность Spirit , это означало конец путешествия марсохода.
Глубокая скважина Антарктиды
[ редактировать ]На Земле ярозит в основном связан с конечной стадией окисления пирита в глинистой среде, а также может быть обнаружен в отходах хвостохранилищ , где преобладают кислые условия. Вопреки всем ожиданиям, ярозит также был случайно обнаружен в ничтожных количествах в виде мелких частиц пыли в ледяных кернах, извлеченных из глубокой скважины в Антарктиде . Это удивительное открытие было сделано геологами, которые искали особые минералы, способные указывать на циклы ледникового периода в слоях ледяного керна длиной 1620 метров. [11] Геологи предполагают, что ярозитовая пыль могла также накапливаться во льду ледников на Марсе. [12] Однако эта гипотеза вызывает споры, поскольку на Марсе залежи ярозита могут быть очень мощными (до 10 метров). Однако Марс также является очень пыльной планетой, и в отсутствие тектоники плит на Марсе отложения ледниковой пыли могли накапливаться в течение длительных периодов времени.
Использование в материаловедении
[ редактировать ]Ярозит также является более общим термином, обозначающим обширное семейство соединений формы AM 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 , где A + = Na , K , Rb , NH4 H3O , 3M , Ag , Tl и 3+ = Фе , Кр , В . В физике конденсированного состояния и материаловедении они известны тем, что содержат слои с решетчатой структурой кагоме , связанной с геометрически нарушенными магнитами . [13] [14]
См. также
[ редактировать ]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 .
- ^ Гейнс и др. (1997) Новая минералогия Даны, восьмое издание, Wiley
- ^ «Ярозит» .
- ^ Энтони, Джон В.; Бидо, Ричард А.; Блад, Кеннет В.; Николс, Монте К. (2005). «Ярозит» (PDF) . Справочник по минералогии . Публикация минеральных данных . Проверено 14 марта 2022 г.
- ^ Американский минералог (2007) 92: 444–447.
- ^ Американский минералог (2007) 92: 1464–1473.
- ^ Американский минералог (1965) 50: 1595–1607.
- ^ Американский минералог (1987) 72: 178–187.
- ^ «Новости Дискавери (2013) «Робот находит загадочные сферы в древнем храме» » . Архивировано из оригинала 19 марта 2015 г. Проверено 30 апреля 2013 г.
- ^ Чанг, Кеннет (19 мая 2009 г.). «Пять рабочих колес марсохода застряли в скрытом уязвимом месте» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 19 мая 2009 г.
- ^ Жосс, Тесс (2021). «Вещество, найденное во льдах Антарктики, может раскрыть марсианскую тайну». Наука . дои : 10.1126/science.abg7690 . ISSN 0036-8075 . S2CID 234047108 .
- ^ Бакколо, Джованни; Дельмонте, Барбара; Найлз, ПБ; Чибин, Джанантонио; Ди Стефано, Елена; Хампай, Дариуш; Келлер, Линдси; Мэгги, Вальтер; Марчелли, Аугусто; Михальский, Джозеф; Снид, Кристофер; Фреззотти, Массимо (2021). «Образование ярозита в глубоких антарктических льдах открывает окно в кислое, ограниченное водой выветривание на Марсе» . Природные коммуникации . 12 (1): 436. Бибкод : 2021NatCo..12..436B . дои : 10.1038/s41467-020-20705-z . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 7815727 . ПМИД 33469027 .
- ^ Харрисон, А. (2004). «Сначала поймай зайца: конструкция и синтез несостоявшихся магнитов». J. Phys.: Condens. Иметь значение . 16 (9–12): С553–С572. Бибкод : 2004JPCM...16S.553H . дои : 10.1088/0953-8984/16/11/001 . S2CID 250736993 .
- ^ Уиллс, А.С.; Харрисон, А.; Риттер, К.; Смит, Р.; и др. (2000). «Магнитные свойства чистых и диамагнитно легированных ярозитов: модельные антиферромагнетики кагоме с переменным покрытием магнитной решетки». Физ. Преподобный Б. 61 (9): 6156–6169. Бибкод : 2000PhRvB..61.6156W . дои : 10.1103/PhysRevB.61.6156 .
- Палаш К., Берман Х. и Фрондел К. (1951) Минералогическая система Даны, (7-е издание), т. II, 560–562.
- Веб-минеральные данные
- Корнелльский университет (2004 г.) Как малоизвестный минерал дал ключ к разгадке марсианской воды.
- Discovery News (2013) «Робот находит загадочные сферы в древнем храме». Архивировано 19 марта 2015 г. на Wayback Machine.