Тодороките - Todorokite

Тодороките
Манджироит-тодорокит-кальцит-174093.jpg
Тодороките с Manjioite и кальцит из шахты Smartt, Куруман Округ, ЮАР
Общий
КатегорияМарганец минералы
Формула
(повторяющийся блок)		(Na, Ca, K, Ba, Sr)1-х(Mn, Mg, Al)6О12· 3-4H2О[1]
Классификация Струнца4.DK.10 (10-е изд.)
4 / Д.09-10 (8-е изд)
Классификация Дана7.8.1.1
Кристаллическая системаМоноклиника
Кристалл классПризматический (2 / м)
(одно и тоже Символ HM )
Идентификация
Формула массы583,05 г / моль
ЦветТемно-коричневый или коричневато-черный, коричневый в проходящем свете
Хрустальная привычкаАгрегаты мелких решетчатых кристаллов
TwinningКонтактные близнецы встречаются часто
РасщеплениеИдеально на {100} и {010}
Шкала Мооса твердость​1 1⁄2
БлескОт металлического до тусклого, в совокупности шелковистый
ПолосаЧерный или темно-коричневый
ПрозрачностьНепрозрачный, прозрачный в очень тонких слоях
Удельный вес3,5–3,8
Оптические свойстваДвухосный
Показатель преломленияБольше 1,74
Двулучепреломлениепочти 0,02[2]
ПлеохроизмX = темно-коричневый, Z = желтовато-коричневый[3]
ПлавкостьНе предохраняется[2]
РастворимостьРастворим в кислотах[2]
Рекомендации[4][5][6][7]

Тодороките редкий комплексный водный оксид марганца минерал с формулой (Na, Ca, K, Ba, Sr)1-х(Mn, Mg, Al)6О12· 3-4H2О.[1] Он был назван в 1934 году в честь типовой местности - шахты Тодороки, Хоккайдо, Япония. Он принадлежит к призматический 2 класс / м моноклинная кристаллическая система, но угол β между оси а и с близка к 90 °, из-за чего кажется ромбический. Это минерал от коричневого до черного, который встречается в массивной или туберозной форме. Он довольно мягкий с Твердость по Моосу 1,5, а удельный вес 3,49 - 3,82. Это компонент глубокого бассейн океана марганцевые узелки.

Структура

Марганец находится в разных состояниях, в том числе Mn2+, Mn3+ и Mn4+. Тодорокит состоит из (Mn4+О6) октаэдры которые имеют общие ребра, образуя тройные цепочки. Эти цепи имеют общие углы, образуя туннели примерно квадратной формы, параллельные ось кристалла b.[8][9] Туннели вмещают воды молекулы и большие катионы Такие как калий K+, барий Ба2+, серебро Ag+, вести Pb2+, кальций Ca2+ и натрий Na+.[8] Октаэдры на краях тройных цепочек больше, чем в середине, и поэтому, вероятно, вмещают более крупные катионы (магний Mg, марганец Mn3+, медь Cu2+, кобальт Co, никель Ni и т. Д.), А средние октаэдры заняты меньшим Mn4+ катионы. Эта структура аналогична структуре голландит (BaMn2+Mn4+7О16) и романечит ((Ba, H2O)2(Mn4+, Mn3+)5О10), но с туннелями большего размера.[9] Хотя туннели, образованные из тройных цепочек октаэдров, наиболее распространены в тодороките, случайные туннели наблюдались в кристаллах как земных, так и земных источников. марганцевый узелок месторождения, у которых одна пара сторон образована тройными цепями, а другая пара сторон образована цепями шириной 4, 5, 8 или более октаэдров.[8]

Ячейка

В ячейка шесть марганец Mn4+ сайтов и двенадцать кислород О2− узлы, составляющие октаэдрический каркас. Mg и Al могут заменять Mn, а туннели содержат большие катионы и молекулы воды.
На элементарную ячейку приходится одна формульная единица (Z = 1).[4][5][7] Длины сторон равны a = 9,8 Å, b = 2,8 Å и c = 9,6 Å с углом β = 94,1 °. Более подробные значения, приведенные в справочных материалах:

    • a = 9,764 Å, b = 2,842 Å, c = 9,551 Å, β = 94,14 °[4][5]
    • a = 9,7570 (15) Å, b = 2,8419 (5) Å, c = 9,5684 (14) Å, β = 94,074 (14) °[7]
    • a = 9,75 Å, b = 2,849 Å, c = 9,59 Å β = 90 °[6][10]

Также встречаются разновидности с a = 14,6 Å и a = 24,38 Å, имея те же значения b и c, что и выше.
Срастания удлиненной кристаллиты напоминающий сдвоенную разновидность игольчатый рутил были замечены электронная микроскопия в тодорокитах из утюг -марганец конкреция от Тихий океан (a = 14,6 Å) и из Бакал депозита (a = 14,6 Å и 24,4 Å). Тодорокиты с плотностью около 25 Å обнаружены в образцах из Стерлинг Хилл и месторождение Тахте-Карача.[11]

Внешность

Тодорокит встречается в виде губчато-полосчатых и почковидный (почковидные) агрегаты, состоящие из мелких решетчатых кристаллов. Кристаллы сплющены параллельно плоскости, в которой расположены а и с хрустальные топоры и вытянуты параллельно оси c.[3][6][7] Минералы голландит -криптомелан и романечит группы также имеют волокнистый или игольчатые привычки и два идеальных расщепления параллельно оси волокна.[8] Тодорокит имеет цвет от темно-коричневого до коричневато-черного и коричневый в проходящем свете.[6] От черного до темно-коричневого. полоса[5][7] и блеск от металлического до тусклого, но в совокупности шелковистая. это непрозрачный во всех, кроме самых тонких, прозрачных лент.

Оптические свойства

Тодорокит - это двухосный, как и все моноклинический (и ромбический ) минералы. В полярископе[12] и в поляризационный микроскоп, образцы могут освещаться снизу светом поляризованный с помощью поляризатора и просматривается сверху через анализатор, пропускающий свет только с одним направлением поляризации. Когда направления поляризации поляризатора и анализатора находятся под прямым углом, говорят, что образец просматривается между скрещенными полярами. Когда тодорокит вращается между скрещенными полярами, он по очереди кажется темным и светлым, и темным становится, когда грань кристалла или грань спайности параллельна одному направлению поляризации. Это называется параллельным вымиранием. Все одноосные минералы показывают параллельное вымирание, но также и орторомбическое двухосные минералы Такие как оливин и ортопироксены.[2][3]

В показатель преломления тодорокита не определено, за исключением очень высокого уровня; в исходном отчете он был больше 1,74,[2] а более позднее расследование показало, что оно даже выше, более 2,00.[3] Для сравнения, алмаз имеет показатель преломления 2,42 и кварц 1.54. Двухосный кристалл имеет три взаимно перпендикулярных оптические направления, X, Y и Z, с разными показателями преломления α, β и γ для света, колеблющегося в плоскостях, перпендикулярных этим направлениям. В двулучепреломление - числовая разница между наибольшим и наименьшим из этих показателей; для тодорокита - около 0,02.[2] Тодорокит отчетливо плеохроический, кажущийся темно-коричневым при просмотре вдоль направления X и желтовато-коричневым при просмотре вдоль направления Z [3], но сила эффекта варьируется от слабой до сильной в материале из разных мест.[3] Ориентация оптических направлений относительно параметры решетки Y параллельна b, а Z около или параллельно c.[3]

Физические свойства

В Тодороките идеальный расщепление параллельно плоскости, содержащей оси b и c, и параллельно плоскости, содержащей оси a и c.[2][3] Контактные близнецы происходят часто.[2][6][7] Минерал очень мягкий, с твердость только1 1⁄2.[4][5][6] Обычно он волокнистый, что затрудняет измерение удельный вес точно. В Весы Бермана измеряет относительный вес образца в воздухе и в воде; когда тодорокит был протестирован таким образом, он дал значение 3,49. В пикнометр непосредственно измеряет массу и объем образца; этот метод дал значение от 3,66 до 3,82 для тодорокита. Пикнометр с большей вероятностью даст точные показания для волокнистого материала.[10]

Растворимость

Тодорокит растворим в соляная кислота (HCl) с развитием хлор (Cl2), а в концентрированных серная кислота (ЧАС2ТАК4) с образованием пурпурно-красного раствора. Он также растворим в азотная кислота (HNO3) образующий остаток диоксид марганца (MnO2).[2]

Другие характеристики

Когда в 1934 году был впервые обнаружен тодорокит, современные методы анализа минералов были недоступны, и одним из стандартных методов было использование паяльная трубка нагреть небольшой образец минерала и понаблюдать за его поведением. Тодорокит был протестирован таким образом, и было отмечено, что под струей газа он стал коричневым и потерял свой металлический блеск, но не изменился. предохранитель.[2]

дифракция рентгеновских лучей характерны линии от 9,5 до 9,8 Å и от 4,8 до 4,9 Å. Это также верно для бузерит Na4Mn14О27· 21ч2О.[1][8]

Тип местности

В тип местности шахта Тодороки, Акаигава Деревня (25 км к юго-западу от Гиндзана), Провинция Ширибеши, Хоккайдо, Япония.[13] Тип материала сохраняется в Гарвардский минералогический музей, Кембридж, Массачусетс, США, ссылка 106214.[13]

Возникновение и ассоциации

Хотя тодорокит является распространенным продуктом окисление и выщелачивание начальный карбонат марганца и силикатные минералы, его основное распространение находится в глубоководных железомарганцевые конкреции.[4][5][7] Тодорокит был синтезирован из бирнессит в лаборатории, и возможно, что наиболее естественный тодорокит получен из бирнессита.[9] В типовой местности г. Акайгава, Хоккайдо, Япония, тодорокит встречается как продукт изменения неизбежный (Ca2Mn2+7Si10О28(ОЙ)2· 5H2O) и родохрозит MnCO3).[8] Он находится в виде очень тонких волокнистых хлопьев длиной около 0,05 мм, неплотно сгруппированных в губчатые массы в друзы в золотоносных кварц вены.[2] Исходный образец был довольно нечистым, поскольку содержал 2,43% нерастворимых веществ. фосфор соли (P2О5ТАК3) и кремнезем (SiO2).[3]

Другие населенные пункты

Австрия

В Huttenberg, Каринтия, Австрия тодорокит встречается в виде узловатых масс диаметром около 5 см, с волокнистой структурой и крупной концентрической слоистостью. Он хрупкий, мягкий, пористый и настолько легкий, что может плавать на воде. Он коричневый, но светлее, чем образцы из Чарко Редондо на Кубе. Блеск поверхностей изломов тусклый, но гладкая внешняя поверхность узелков имеет слегка бронзовый вид. Имеет относительно высокий барий содержание, а также Mn4+, возможно, из-за небольшой примеси пиролюзит (Mn4+О2).[3]

Бразилия

Тодорокит - редкая составляющая оксид марганца депозиты в Сауде и Уранди, в Bahia, Бразилия, в результате суперген обогащение метаморфический кантри-рок который содержит спессартин (Mn2+3Al2(SiO4)3) и другие минералы марганца.[3]

Куба

В Чарко Редондо в Провинция Ориенте, Куба найден волокнистый тодорокит с волокнами до 10 см в длину. Он темно-коричневато-черный со слабым шелковистым блеском на поверхностях изломов, в остальном блеск тусклый. Трудно измерить удельный вес из-за волокнистой структуры; измеренные значения от 3,1 до 3,4, вероятно, слишком низкие. Твердость низкий, но не может быть точно измерен.[3] Обычно ассоциированные минералы: пиролюзит, криптомелан, манганит, псиломелан, кварц, полевой шпат и кальцит. В марганец руды с прослоями вулканических туф, Джаспер и известняк. Тодорокит был изменен вблизи поверхности и вдоль недостатки или же трещины к пиролюзит и, возможно, манганит. Источник марганец вероятно был горячие источники.[10]

Португалия

В Фаррагудо в Алгарве, Португалия, а сталактитовый масса тодорокита была найдена в небольшой коллекции вторичный минералы марганца, в основном криптомелан (K (Mn4+, Mn2+)8О16). Он мягкий и пористый, с волокнистым агрегатом и цветом от темно-коричневого до коричневато-черного.[3]

Южная Африка

В шахте Смартт были найдены большие кристаллы, Хотазель, и в других местах Куруман округ, Капская провинция, Южная Африка.[7]

Соединенные Штаты Америки

В Стерлинг Хилл, Нью-Джерси, тодорокит был обнаружен в небольшом скоплении вторичных оксидов марганца из старых выработок. Он образует мягкие темно-коричнево-черные массы со спутанной волокнистой структурой. Связана с халькофанит (ZnMn4+3О7· 3H2O) и вторичный кальцит (CaCO3) кристаллы в франклинит (ZnFe3+2О4) - виллемит (Zn2SiO4) руда.[3]

В Сайпан в Марианские острова, в Тихий океан, тодорокит был обнаружен с тем же способом агрегирования и цветом, что и у Чарко Редондо на Кубе. Он относительно хрупкий и твердый, потому что он тщательно перемешан с мелкодисперсным кремнеземом, составляющим в некоторых случаях до 50% образца. Содержание магний больше, чем у барий или же кальций.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c http://rruff.info/ima
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k Фошаг В. Ф. (1935) Новые названия минералов, American Mineralogist 20, 678-678. Резюме статьи Йошимуры в журнале факультета естественных наук Императорского университета Хоккайдо, сер. IV, Геол и Мин 2, № 4: 289-297 (1934)
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Фрондел, Марвин и Ито (1960) Американский минералог 45: 1167–1173
  4. ^ а б c d е Гейнс и др. (1997), восьмое издание новой минералогии Даны. Wiley
  5. ^ а б c d е ж Веб-минеральные данные
  6. ^ а б c d е ж Mindat.org
  7. ^ а б c d е ж грамм час Справочник по минералогии
  8. ^ а б c d е ж Бернс, Бернс и Стокман (1983), американский минералог, 68: 972-980.
  9. ^ а б c Пост и Биш (1988) Американский минералог 73: 861–869
  10. ^ а б c Стракчек, Хорен, Росс и Уоршоу (1960) American Mineralogist 45: 1174–1184
  11. ^ Американский минералог (1979) 64: 1333 По материалам Чухрова, Горшкова, Сивцова и Березовской (1978) Изв. Акад. АН СССР, Сер. геол., № 12: 86-95.
  12. ^ Полярископ, Жужжание драгоценных камней
  13. ^ а б Каталог типовых образцов минералов