Перейти до вмісту

Армолколіт

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Армолколіт
Загальні відомості
Статус IMAперевизначений (Rd)[d][1] Редагувати інформацію у Вікіданих
IMA-номерIMA1970-006 Редагувати інформацію у Вікіданих
АбревіатураArm[2] Редагувати інформацію у Вікіданих
Хімічна формула(Mg,Fe²⁺)Ti₂O₅ Редагувати інформацію у Вікіданих
Nickel-Strunz 104.CB.15 Редагувати інформацію у Вікіданих
Ідентифікація
Сингоніяромбічна сингонія[3] Редагувати інформацію у Вікіданих
Інші характеристики
Названо на честьНіл Армстронг[4],
Базз Олдрін[4],
Майкл Коллінз[4] Редагувати інформацію у Вікіданих
Типова місцевістьБаза Спокою[5] Редагувати інформацію у Вікіданих
CMNS: Армолколіт у Вікісховищі Редагувати інформацію у Вікіданих

Армолколіт[6] — багатий на титан мінерал з хімічною формулою (Mg, Fe2+)Ti2O5. Вперше його знайшли на Базі Спокою на Місяці в 1969 році під час місії «Аполлон-11» і назвали на честь трьох астронавтів «Аполлона-11» Ніла Армстронга, Базза Олдріна та Майкла Коллінза. Разом із транквілітіїтом і піроксфероїтом це один із трьох нових мінералів, відкритих на Місяці. Пізніше армолколіт був ідентифікований у різних місцях на Землі та синтезований у лабораторії. (Транквілітіїт і піроксфероїт також пізніше були знайдені в різних місцях на Землі).[7] Синтез цих мінералів вимагає низького тиску, високих температур і швидкого вистигання приблизно від 1000 °C до температури навколишнього середовища. Армолколіт розпадається на суміш багатих магнієм ільменіту та рутилу при температурах нижче 1000 °C, але з охолодженням перетворення сповільнюється. Через цю залежність від умов вистигання армолколіт є відносно рідкісним і зазвичай асоціюється з ільменітом і рутилом, серед інших мінералів.

Екіпаж «Аполлона-11», на честь якого названо Армолколіт. Зліва направо Ніл Армстронг, Майкл Коллінз і Базз Олдрін.

Прояви

[ред. | ред. код]

Армолколіт спочатку був знайдений на Місяці, в Морі Спокою на Базі Спокою, а також у долині Таурус-Літтроу та нагір'ї Декарта. Найбільшу кількість зразків надали місії «Аполлон-11» і «17». Пізніше його було ідентифіковано на Землі за зразками лампроїтових дайок і пробок, взятих у Смокі-Батті, округ Гарфілд, штат Монтана, США.[8] На Землі зустрічається також у Німеччині (ударний кратер Нердлінгер-Рис у Баварії), Гренландії (острів Діско), Мексиці (шлаковий конус Ель-Торо, Сан-Луїс-Потосі), Південній Африці (кімберлітові копальні Ягерсфонтейн, Бультфонтейн і Дютойспан), Іспанії (Провінція Альбасете та Хумілья, Мурсія), Україні (Прип'ятська западина), США (кар'єр Кніппа, округ Ювалде, Техас і Смокі-Батт, Джордан, Монтана) і Зімбабве (район Мвенезі).[9] Армолколіт також був виявлений в місячних метеоритах, таких як Dhofar 925 і 960, знайдених в Омані.[10]

Армолколіт — другорядний мінерал, який зустрічається в багатих на титан базальтових породах, вулканічній лаві та іноді гранітному пегматиті, ультраосновних породах, лампроїтах і кімберлітах. Він асоціюється з різними мінералами — змішаними оксидами заліза і титану, графітом, анальцимом, діопсидом, ільменітом, флогопітом і рутилом. Утворює подовжені кристали приблизно до 0,1–0,3 мм завдовжки, вбудовані в базальтову матрицю.[11] Петрографічний аналіз показує, що армолколіт зазвичай утворюється при низькому тиску та високих температурах.

Синтез

[ред. | ред. код]

Кристали армолколіту довжиною до кількох міліметрів можна виростити шляхом змішування порошків оксидів заліза, титану та магнію в правильному співвідношенні, розплавлення їх у печі при температурі приблизно 1400 °C, дозволяючи розплаву кристалізуватися протягом кількох днів приблизно при 1200 °C, а потім охолодження кристалів до температури навколишнього середовища.[12][13] Етап охолодження необхідний як для лабораторного, так і для природного синтезу, щоб уникнути перетворення армолколіту на суміш ільменіту, багатого магнієм (Mg-FeTiO
3) і рутилу (TiO2) при температурах нижче 1000 °C. Ця порогова температура перетворення зростає з тиском і врешті-решт перетинає точку плавлення, що означає, що мінерал не може бути утворений при достатньо високому тиску. Через це перетворення в ільменіт, армолколіт має відносно низьке поширення і асоціюється з ільменітом і рутилом.[14] Отже, відносну кількість ільменіту та армолколіту можна використовувати як індикатор швидкості охолодження мінералу під час його утворення.[15]

Властивості

[ред. | ред. код]
Кристалічна структура. Кольори: зелений — Mg, синій — Ti, червоний — кисень.

Армолколіт має загальну хімічну формулу (Mg, Fe2+)Ti2O5. Він утворює непрозорі маси, які у відбитому світлі мають колір від сірого (орто-армолколіт) до темно-коричневого (пара-армолколіт), причому сірі різновиди є найпоширенішими, особливо в синтетичних зразках. Кристалічна структура орто- і пара-армолколіту однакова. Їх хімічний склад істотно не відрізняється, але є різниця у вмісті MgO і Cr2O3, що пояснюється різним забарвленням.[16] Армолколіт входить до групи псевдобрукітів, що складається з мінералів загальної формули X2YO5. X і Y зазвичай є Fe (2+ і 3+), Mg, Al і Ti. Кінцевими членами є армолколіт ((Mg, Fe)Ti2O5), псевдобрукіт (Fe2TiO5), ферропсевдобрукіт (FeTi2O5) і «кароїт» (MgTi2O5). Вони ізоструктурні, і всі вони мають орторомбічну кристалічну структуру та трапляються в місячних і земних породах.[9][11]

Хімічний склад більшості зразків армолколіту можна розкласти на суму оксидів металів: TiO2 (концентрація 71-76 %), FeO (10-17 %), MgO (5,5-9,4 %), Al2O3 (1,48 %–2 %), Cr2O3 (0,3-2 %) і MnO (0-0,83 %). У той час як вміст титану є відносно постійним, співвідношення магнію до заліза змінюється і зазвичай менше 1.[11] Виділяють так званий Cr-Zr-Ca різновид армолколіту, яка має підвищений вміст Cr2O3 (4,3-11,5 %), ZrO2 (3,8-6,2 %) і CaO (3-3,5 %). Ці різновиди принципово не відрізняються, і також трапляються проміжні композиції. Бідна залізом (багата магнієм) модифікація армолколіту має таку ж кристалічну структуру і зустрічається в земній корі, як мінерал, неофіційно названий «кароїт».[15][17]

Більшість титану присутня в армолколіті з валентністю 4+ завдяки відновному середовищу синтезу, але є значна частка Ti3+ в місячних зразках. Співвідношення Ti3+/Ti4+ в армолколіті може служити індикатором фугітивності (ефективного парціального тиску) кисню під час утворення мінералу. Це також дозволяє розрізнити місячний і земний армолколіти, оскільки Ti3+/Ti4+ = 0 для останнього.

Оскільки формулою армолколіту є (Mg, Fe2+)Ti2O 5, вона відповідає загальній формулі XY2O5, де X=(Mg і Fe2+), Y=Ti, а O — кисень. Обидва місця X і Y є октаедрично координованими, а співвідношення радіусів між катіонами та аніонами в армолколіті становить три до п'яти (0,6), що робить структуру октаедричною. Армолколіт — багатий на титан мінерал, який належить до магнезіально-ферропсевдобрукітової групи мінералів з Fe2+Ti2O5 і MgTi2O5 як кінцевими членами.[9] Завдяки октаедричній симетрії армолколіт має твердий розчин (катіонне заміщення) між кількома елементами Fe2+, Fe3+, Mg, Al і Ti; це пов'язано з їхньою подібністю атомних радіусів і заряду. Кристалографічна структура армолколіту є орторомбічно-дипірамідальною, тому належить до орторомбічної системи та має точкову групу 2/m 2/m 2/m і просторову групу Bbmm. Усередині ділянок M1 для армолколіту ідеально підходить місце для заліза через більший розмір заліза, а у M2 магній і титан розподілені між двома ділянками. У металевих вузлах титан має восьмикратну; магній і залізо чотирикратну координацію.[16] Співвідношення магнію та заліза в армолколіті зменшується зі зниженням температури з 0,81 при 1200 °C до 0,59 при 1150 °C. Щойно армоколіт досягає 1125 °C, він заміщується ільменітом FeTiO3, в якому відсутні як магній, так і залізо.[8]

Кристалічна структура армолколіту близька до спотвореного брукіту. Його основу складають деформовані октаедри з атомом титану в центрі та шістьма атомами кисню у вершинах. Іони магнію або заліза розташовані в внутрішніх ділянках; вони не роблять значного внеску в структуру ґратки, яка утримується зв'язками Ti-O через вершини октаедрів. Однак ці іони впливають на оптичні властивості, роблячи мінерал непрозорим на відміну від прозорого діоксиду титану TiO2.

Примітки

[ред. | ред. код]
  1. ↑ International Mineralogical Association - Commission on new minerals, nomenclature and classification The IMA List of Minerals (February 2013) — 2013.
  2. ↑ Warr L. N. IMA–CNMNC approved mineral symbols // Mineralogical Magazine — Cambridge University Press, 2021. — Vol. 85. — P. 291–320. — ISSN 0026-461X; 1471-8022 — doi:10.1180/MGM.2021.43
  3. ↑ mineralienatlas.de
  4. ↑ а б в http://rruff.info/doclib/hom/armalcolite.pdf
  5. ↑ Anderson A. T., Haggerty S. E., Boyd F. R. et al. Armalcolite: a new mineral from the Apollo 11 samples // Proceedings of the Apollo 11 Lunar Science Conference (issued as geochimica et cosmochimica acta, supplements no.1, vol. 34, 1970) — 1970. — Vol. 34. — P. 55–63.
  6. ↑ Г. Кульчицька, Д. Черниш, Л. Сєтая. Українська номенклатура мінералів / відп. ред. О. Пономаренко. — К. : Академперіодика, 2022. — С. 31. — ISBN 978-966-360-463-3.
  7. ↑ Third lunar mineral – Tranquillityite found in Western Australia. Процитовано 27 листопада 2017.
  8. ↑ а б D. Velde (1975). Armalcolite-Ti-Phlosopite-Diopside-Analcite-Bearing Lamproites Armalcolite-Ti-Phlosopite-Diopside-Analcite-Bearin from Smoky Butte, Garfield County, Montana (PDF). American Mineralogist. 60: 566—573.
  9. ↑ а б в Hayob, J.L. & E.J. Essene (1995). Armalcolite in crustal paragneiss xenoliths, central Mexico (PDF). Am. Mineral. 80 (7–8): 810. Bibcode:1995AmMin..80..810H. doi:10.2138/am-1995-7-817.
  10. ↑ Lunar Meteorites: Dhofar 925, 960, & 961 (paired stones) [Архівовано 2011-07-20 у Wayback Machine.], Department of Earth and Planetary Sciences, Washington University
  11. ↑ а б в Anderson, A.T. та ін. (1970). Armalcolite: a new mineral from the Apollo 11 samples (PDF). Geochim. Cosmochim. Acta. 34, Supp. 1: 55—63. Bibcode:1970GeCAS...1...55A. doi:10.1016/0016-7037(70)90170-5.
  12. ↑ Lind, MD; Housley, RM (1972). Crystallization studies of lunar igneous rocks: crystal structure of synthetic armalcolite. Science. 175 (4021): 521—3. Bibcode:1972Sci...175..521L. doi:10.1126/science.175.4021.521. PMID 17755653.
  13. ↑ Yang, H (1998). Crystal Chemistry of Cation Order–Disorder in Pseudobrookite-Type MgTi2O5. Journal of Solid State Chemistry. 138 (2): 238—244. Bibcode:1998JSSCh.138..238Y. doi:10.1006/jssc.1998.7775.
  14. ↑ Lindsley, D. H.; Kesson, S. E.; Hartzman, M. J. & Cushman, M. K. (1974). The stability of armalcolite – Experimental studies in the system MgO-Fe-Ti-O. Lunar Science Conference, 5th, Houston, Tex., March 18–22, 1974, Proceedings. Pergamon Press. 1 (A75-39540 19–91): 521—534. Bibcode:1974LPSC....5..521L.
  15. ↑ а б Peter H. Cadogan The moon: our sister planet, CUP Archive, 1981, ISBN 0-521-28152-0 p. 179
  16. ↑ а б Smyth, J (1974). The crystal chemistry of armalcolites from Apollo 17. Earth and Planetary Science Letters. 24 (2): 262—270. Bibcode:1974E&PSL..24..262S. doi:10.1016/0012-821X(74)90104-6.
  17. ↑ Suzuki, Y.; Shinoda, Y. (2011). Magnesium dititanate (MgTi2O5) with pseudobrookite structure: a review. Science and Technology of Advanced Materials. 12 (3): 034301. Bibcode:2011STAdM..12c4301S. doi:10.1088/1468-6996/12/3/034301. PMC 5090461. PMID 27877389.

Посилання

[ред. | ред. код]
Отримано з https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=Армолколіт&oldid=44521279