Armalkolit - Armalcolite
| Armalkolit | |
|---|---|
 Armalkolit från Myanmar (kornstorlek 5 mm)
| |
| Allmän | |
| Kategori | Titan mineral |
|
Formel (upprepande enhet) |
(Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 |
| Strunz klassificering | 4.CB.15 |
| Kristallsystem | Ortorombisk |
| Kristallklass | Dipyramidal (mmm) HM-symbol : (2 / m 2 / m 2 / m) |
| Rymdgrupp | Bbmm |
| Enhetscell | a = 9,743 (30) b = 10,023 (20) c = 3,738 (30) [Å], Z = 5 |
| Identifiering | |
| Färg | Grå att solbränna i reflektion, ogenomskinlig |
| Mohs skala hårdhet | <5 |
| Lyster | Metallisk |
| Specifik gravitation | 4,64 g / cm 3 (uppmätt) |
| Optiska egenskaper | Biaxial |
| Referenser | |
Armalcolit ( / ˌ ɑːr m ɑː l k ə l aɪ t / ) är en titan-rika mineral med den kemiska formeln (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Det hittades först på Tranquility Base on the Moon 1969 under Apollo 11- uppdraget och är uppkallat efter Arm strong , Al drin och Col lins , de tre Apollo 11-astronauterna. Tillsammans med tranquillityite och pyroxferroite är det ett av tre nya mineraler som upptäcktes på månen. Armalcolite identifierades senare på olika platser på jorden och har syntetiserats i laboratoriet. (Tranquillityite och pyroxferroite hittades också senare på olika platser på jorden). Syntesen kräver låga tryck, höga temperaturer och snabb avkylning från cirka 1000 ° C till omgivningstemperaturen. Armalkolit bryts ner till en blandning av magnesiumrikt ilmenit och rutil vid temperaturer under 1000 ° C, men omvandlingen saktar ner med kylning. På grund av detta släckningsbehov är armalkolit relativt sällsynt och finns vanligtvis i samband med ilmenit och rutil, bland andra mineraler.
Förekomst
Armalkolit hittades ursprungligen på månen, i lugnhavet vid lugnbasen och även i Taurus – Littrow-dalen och Descartes-höglandet . De största beloppen tillhandahölls av Apollo 11 och 17 uppdrag. Det senare identifierades på jorden från prover av lamproite vallar och pluggar tas i Smoky Butte, Garfield County, Montana , USA . På jorden förekommer det också i Tyskland ( Nördlinger Ries slagkrater i Bayern ), Grönland ( Disko Island ), Mexiko (El Toro cinder cone, San Luis Potosí ), Sydafrika ( Jagersfontein , Bultfontein och Dutoitspan kimberlitgruvor ), Spanien ( Albacete-provinsen och Jumilla , Murcia ), Ukraina ( Pripyat Swell ), USA (Knippa-stenbrottet, Uvalde County, Texas och Smoky Butte, Jordanien, Montana ) och Zimbabwe ( Mwenezi District ). Armalkolit upptäcktes också i månmeteoriter, som Dhofar 925 och 960 i Oman.
Armalkolit är ett mindre mineral som finns i titanrika basaltstenar , vulkanisk lava och ibland granitpegmatit , ultramafiska bergarter , lamproiter och kimberliter . Det är associerat med olika blandade järn-titanoxider, grafit, analcim , diopside , ilmenit , flogopit och rutil . Den bildar långsträckta kristaller upp till cirka 0,1–0,3 mm långa inbäddade i en basaltmatris. Petrografisk analys antyder att armalkolit typiskt bildas vid låga tryck och höga temperaturer.
Syntes
Armalkolitkristaller med en längd på upp till flera millimeter kan odlas genom att blanda pulver av järn, titan och magnesiumoxider i rätt förhållande, smälta dem i en ugn vid cirka 1400 ° C och låta smältan kristallisera i några dagar vid cirka 1200 ° C och sedan släcka kristallerna till omgivningstemperaturen. Släckningssteget krävs både för laboratoriesyntes och naturlig syntes för att undvika omvandling av armalkolit till en blandning av magnesiumrikt ilmenit (Mg- FeTiO
3 ) Och rutil (TiO 2 ) vid temperaturer under 1000 ° C. Denna omvandlingströskeltemperatur ökar med tryck och passerar så småningom smältpunkten, vilket innebär att mineralet inte kan bildas vid tillräckligt höga tryck. På grund av denna omvandling till ilmenit har armalkolit ett relativt lågt överflöd och är associerat med ilmenit och rutil. Följaktligen kan den relativa mängden ilmenit och armalkolit användas som en indikator på kylhastigheten för ett mineral under dess bildning.
Egenskaper
Armalcolit har en allmän kemisk formel (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Det bildar ogenomskinliga massor som verkar gråa (orto-armalkolit) till solbränna (para-armalkolit) i reflektion, med gråvarianter är vanligast, särskilt i syntetiska prover. Kristallstrukturen är densamma för orto- och para-armalkoliten. Deras kemiska sammansättning skiljer sig inte signifikant, men det finns en skillnad i MgO och Cr 2 O 3 innehåll som tillskrevs olik färgning. Armalkolit är en del av pseudobrookitgruppen som består av mineraler med den allmänna formeln X 2 YO 5 . X och Y är vanligtvis Fe (2+ och 3+), Mg, Al och Ti. Ändelement är armalcolit ((Mg, Fe) Ti 2 O 5 ), pseudobrookite (Fe 2 TiO 5 ), ferropseudobrookite (FeTi 2 O 5 ) och " karrooite " (MgTi 2 O 5 ). De är isostrukturerade och alla har ortorombisk kristallstruktur och förekommer i mån- och terrestriska bergarter.
Kemiska sammansättningen av de flesta armalcolit prover kan sönderdelas i en summa av metalloxider enligt följande: TiO 2 (koncentration 71-76%), FeO (10-17%), MgO (5,5 till 9,4%), Al 2 O 3 (1,48 -2%), Cr 2 O 3 (0,3-2%) och MnO (0-0,83%). Medan titanhalten är relativt konstant, förhållandet av magnesium till järn varierar och är vanligtvis lägre än 1. En så kallad Cr-Zr-Ca mängd armacolite utmärks som har en förhöjd halt av Cr 2 O 3 (4,3-11,5 %), ZrO 2 (3,8-6,2%) och CaO (3-3,5%). Dessa sorter skiljer sig inte och mellanliggande kompositioner finns också. Den järnfattiga (magnesiumrika) modifieringen av armakolit har samma kristallstruktur och förekommer i jordskorpan som mineralet som inofficiellt heter "karrooite".
Mest titan är närvarande i armalkolit i 4+ tillstånd på grund av den reducerande syntesmiljön, men det finns en betydande del av Ti3 + i månprover. Ti 3+ / Ti 4+ -förhållandet i armalkolit kan tjäna som en indikator på flyktighet (effektivt partiellt tryck) av syre under mineralets bildning. Det gör också att man kan urskilja mån- och markarmalkolit, som Ti 3+ / Ti 4+ = 0 för den senare.
Eftersom armalcolit formel är (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 , följer den allmänna formeln för XY 2 O 5 där X = (Mg och Fe 2+ ), Y = Ti, och O är syre. Både X- och Y-ställena är oktaedralt koordinerade och radieförhållandet mellan katjonerna och anjonerna i armalkolit är i förhållandet tre till fem som motsvarar 0,6 vilket gör strukturen oktaedrisk. Armalcolit är en titanrika mineral som faller under magnesianferropseudobrookite mineral gruppen med Fe 2+ Ti 2 O 5 och MgTi 2 O 5 som ändorganen. På grund av att den har oktaedrisk symmetri har armalkolit en fast lösning (katjonbyte) mellan flera element Fe 2+ , Fe 3+ , Mg, Al och Ti; detta beror på deras likheter i atomradier och laddning. Den kristallografiska strukturen som uppvisas av armalkolit är en ortombisk dipyramid och faller således i den ortorombiska kategorin och har en 2 / m 2 / m 2 / m-punktgrupp och rymdgrupp av Bbmm. Inuti M1-platserna för armalkolit är det perfekt för järn att bo där på grund av den större järnstorleken och för M2 har magnesium och titan en fördelning mellan de två platserna. På metallplatserna har titan en åttafaldig; magnesium och järn med fyra koordinationer. Förhållandet magnesium och järn i armalkolit minskar med sjunkande temperatur från 0,81 vid 1 200 ° C till 0,59 vid 1 150 ° C. När armalkoliten når 1 125 ° C ersätts den med ilmenit, FeTiO 3 , som saknar både magnesium och järn.
Kristallstrukturen hos armalkolit är nära den hos förvrängd brookit . Den är baserad på deformerad oktaeder, med en titanatom i mitten och sex syreatomer i hörnen. Magnesium- eller järnjoner är belägna i de mellanliggande platserna; de bidrar inte väsentligt till gitterramen, som hålls av Ti-O-bindningar via hörnen av oktahedran. Emellertid dessa joner påverka optiska egenskaper, vilket gör mineral opaka i motsats till den transparenta titandioxid TiOg 2 .