Таранаките - Википедия - Taranakite

Таранакит
Таранакит Гидравлический основной калийно-алюминиевый фосфат Южный Фараллон-Айленд Сан-Франциско Калифорния 1629.jpg
Общий
КатегорияФосфатные минералы
Формула
(повторяющийся блок)		(K,Na )3(Al,Fe3+)5(PO4)2(HPO4)6· 18ч2О
Классификация Струнца8.Ч.25
Кристаллическая системаТригональный
Кристалл классШестиугольный скаленоэдр (3м)
Символ HM: (3 2 / м)
Космическая группар32 / с
Ячейкаа = 8,7025, с = 95,05 [Å]; Z = 6
Идентификация
Формула массы1342,30 г / моль
ЦветБелый, бледно-желтый или серый
Хрустальная привычкаПластинчатые, массивные, узловатые
УпорствоПодатливый, елейный
Шкала Мооса твердость1–2
Полосабелый
ПрозрачностьПрозрачный
Удельный вес2.12–2.15
Оптические свойстваОдноосный (-)
Показатель преломленияпω = 1.506–1.510
пε = 1.500–1.503
РастворимостьНе растворим в воде
Слабо растворим в кислотах[1]
Рекомендации[2][3][4][5]

Таранакит гидратированный щелочь утюг -алюминий фосфатный минерал с химической формулой (K,Na )3(Al,Fe3+)5(PO4 )2(HPO4 )6·18ЧАС2О.[2][3][4] Он образуется в результате реакции глинистые минералы или же глиноземистый породы с растворами, обогащенными фосфат получено из летучей мыши или птицы гуано или, реже, из костей или другого органического вещества.[6] Таранакит чаще всего встречается во влажных пещерах, населенных летучими мышами, вблизи границы слоев гуано с поверхностью пещеры. Он также встречается в постоянно влажных прибрежных районах, которые были заняты колониями птиц. В тип расположение, и его тезка, Острова Сахарная Голова выключенный Таранаки, Новая Зеландия, является примером прибрежного происшествия.

Таранакит образует мелкие белые, бледно-желтые или серые кристаллы, которые обычно встречаются в порошкообразный узловатые агрегаты или корки. Таранакит кристаллизуется в шестиугольная система, и отмечен как имеющий самый длинный кристаллографическая ось любого известного минерала: c - ось элементарной ячейки таранакита 9,505нанометры длинный.[3]

Вхождение

Впервые таранакит был описан в 1866 г. Джеймс Гектор и Уильям Ски.[7][8] Материал был найден Х. Ричмондом на Острова Сахарная Голова Таранаки, Новая Зеландия (в окрестностях г. 39 ° 02′57 ″ ю.ш. 174 ° 01′40 ″ в.д. / 39,049086 ° ю.ш. 174,027708 ° в. / -39.049086; 174.027708), как тонкие желтовато-белые аморфные швы в трещинах внутри трахитический горные породы. Внутри таранакита наблюдались темно-желто-коричневые прослои, предположительно вейвеллит. Позднее современный рентгеновский анализ показал, что это включение вашегите (Al11(PO4)9(ОЙ)6) · 38H2О).[9]

Два из Острова Сахарная Голова.
Посмотреть вниз c -ось таранакита (четыре элементарные ячейки видимый)

Первоначально сам таранакит был ошибочно принят за вейвеллит. Физические различия - относительные мягкость и простота плавкость - Лед Ски, аналитик правительства колониальной Новой Зеландии, для проведения количественного химического анализа, который идентифицировал минерал как двойной водный фосфат алюминия и поташа с некоторой заменой алюминия на железо утюг.[7] Это определило его как новый вид минералов - первый из обнаруженных в Новой Зеландии.[10]

Гектор и Ски определили птичий гуано как наиболее вероятный источник фосфата, необходимого для образования таранакита, и высказали предположения о возможных преимуществах его использования в производстве. суперфосфат из-за отсутствия карбоната и относительно небольшого количества алюминия. Такое промышленное использование никогда не было реализовано из-за ограниченного распространения таранакита.

Таранакит был повторно открыт в двух пещерах и получил два новых имени. В 1894 году Арман Готье описал минерал, который назвал минервит из пещер в Grotte de Minerve в Эро, Франция и утверждал, что он образовался в результате разложения гуано и останков животных, вступающих в реакцию с глинами. Он экспериментально обосновал это, отреагировав фосфат аммония с студенистым оксид алюминия, карбонат железа и известняк. В результате этих реакций образовалось соединение, подобное минервации, а также фосфаты железа и кальция, подобные тем, которые он наблюдал в пещерах.[11] В 1904 году Эухенио Касория обнаружил минерал под слоем гуано на Монте Альбурно, Италия который он назвал пальмерит.[12] Эти два минерала были позже идентифицированы с помощью Рентгеновская порошковая дифракция как таранакит[9] и дискредитирован в пользу таранакита по историческому приоритету.[13]

Другие проявления таранакита включают:[14]

Отложения гуано в пещерах отсутствуют; Считается, что фосфатизация происходит из речной воды, содержащей органические вещества, проникающие в пещеру.
  • Реюньон, Индийский океан (как минервит) (1910)
В пределах базальт пещера в Святой Павел округ
Связан с колонией пингвинов
Пещера из известняка. Таранакит встречается в виде порошка вблизи контакта гуано летучих мышей и волос с глиной, а также внутри трещин в брекчированный глина. Это было первое открытие таранакита в США.
Как порошок, связанный с гипс в глинистых отложениях не более чем на три сантиметра ниже поверхности в местах залегания гуано летучих мышей.
Кораллоид образования регулярно чередующегося таранакита и опал микрослои в гранитный пещера. Регулярное наслоение таранакита объяснялось сезонным эффектом вымывания гуано и потока глины из верхних частей пещеры в сезон дождей.
Происходит с лейкофосфит в виде микрокристаллических агрегатов в трещиноватых и брекчированных базальтах. Маленькие синие пингвины на Зеленом острове и чайки на скале Кукс-Хед считаются основным источником гуано.

Прибрежные залегания в Новой Зеландии и Патагонии происходят в высоких широтах, что свидетельствует о необходимости влажных условий для образования таранакита. В тропиках, а не таранакит, минералы, которые образуются в результате фосфатизации магматических пород на основе гуано. варисцит (АлПО4· 2H2O), метаварисцит (АлПО4·ЧАС2O), баррандит ((Al, Fe3+) PO4· 2H2O), Strengite и фосфосидерит (Fe3+PO4· 2H2О).[9]

Наличие в почвах

Обнаружено образование таранкаита в зоне реакции удобрения.[1] Калий-таранакит (синоним таранакита) или аммоний-таранакит (где щелочные катионы заменены на аммоний ) может образовываться в кислых почвах, обработанных калийными или аммонийсодержащими фосфорными удобрениями. Образование таранакитов, которые относительно нерастворимы, может уменьшать биодоступность фосфора, калия и азота, если они образовались. Это может как препятствовать росту растений на начальных этапах за счет уменьшения количества доступных катионов, так и помочь в долгосрочной перспективе, увеличивая присутствие этих питательных веществ.[19]

Структура

Вид на элементарную ячейку таранакита перпендикулярно плоскости c -ось

Таранакит кристаллизуется в гексагональная кристаллическая система (гексагональный масштабный, 32 / м) с космическая группа р3c. В размеры элементарной ячейки находятся а = 870,25 вечера и c = 9505 пм, включая объем 6,234 нм3. В cось - самая длинная из известных минералов.[3]

Атомное окружение в слое элементарной ячейки таранакита, демонстрирующее три кристаллографически различных центра алюминия, связанных HPO42− ед. (ионы калия не показаны).

Элементарная ячейка таранакита содержит шесть слоев состава K3Al5(ЧАСпО4)6(пО4)2(ЧАС2О )12толщиной 13,78 Å каждая, разделенные слоями воды. Жесткая структура каждого слоя построена вокруг ЧАСпО42− группы, координирующие три кристаллографически различных алюминиевых центра, каждый из которых имеет координационный номер шесть. Вблизи середины каждого слоя ион алюминия октаэдрически координирует шесть HPO42−. Два других атома кислорода в каждой гидрофосфатной группе координируют другие отдельные центры алюминия, которые, в свою очередь, скоординированы октаэдрически с тремя гидрофосфатными группами и тремя молекулами воды. Эта структура образует связь Al'-P-Al '' -P-Al ', почти параллельную c -ось, с другим отчетливым смещением атома алюминия и почти вертикально ниже PO43− ион.

Таранакит легко теряет воду при нагревании. Термогравиметрический Анализ показывает два случая эндотермической потери воды, происходящие в диапазонах 80–140 ° C и 140–300 ° C, соответствующих последовательной потере пяти и тринадцати молекул воды с образованием франкоанеллит и некристаллический материал. Нагревание до 500 ° C приводит к полному обезвоживанию с образованием K3Al5п8О29. В интервале 562–595 ° C кристаллический AlPO4 и КАЛП2О7 форма.[20]

Рекомендации

  1. ^ а б Линдси, Уиллард Лайман (1979). Химические равновесия в почвах. Нью-Йорк: Вили. С. 166–171. ISBN  978-0-471-02704-1.
  2. ^ а б Энтони, Джон В .; Ричард А. Бидо; Кеннет В. Блад; Монте К. Николс (1995). Справочник по минералогии: арсенаты, фосфаты, ванадаты (PDF). IV. Тусон, Аризона: Публикация минеральных данных. ISBN  978-0-9622097-1-0.
  3. ^ а б c d Dick, S .; Goßner, U .; Вайс, Армин; Robl, C .; Großmann, G .; Ом, Г .; Зейске, Т. (1998). «Таранакит - минерал с самой длинной кристаллографической осью». Неорг. Чим. Acta. 269 (1): 47–57. Дои:10.1016 / S0020-1693 (97) 05781-2.
  4. ^ а б "Минеральные данные таранакита". WebMineral.com. Получено 2009-01-30.
  5. ^ Mindat.org
  6. ^ Хилл, Кэрол А. (1997). Пещерные минералы мира (2-е изд.). Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество. п. 163. ISBN  978-1-879961-07-4.
  7. ^ а б Hector, J .; У. Ски (1866). Выставка Новой Зеландии, 1865 г .: отчеты и награды членов жюри. Стаффорд-стрит, Данидин: Миллс, Дик и Ко, стр. 423–425.
  8. ^ Кокс, С. Герберт (1882). «Заметки о минералогии Новой Зеландии» (PDF). Сделки и разбирательства Королевского общества Новой Зеландии. 15: 385.
  9. ^ а б c Ф. А. Баннистер и Г. Э. Хатчинсон, Ф. А. (1947). «Отождествление минервита и пальмерита с таранакитом». Минералогический журнал. 28 (196): 31–35. Bibcode:1947MinM ... 28 ... 31B. Дои:10.1180 / минмаг.1947.028.196.07.
  10. ^ Натан, Саймон (21 ноября 2007 г.). «Названия горных пород и минералов». Те Ара - Энциклопедия Новой Зеландии. Получено 2008-12-30.
  11. ^ Кларк, Фрэнк Вигглсворт (1911). Данные геохимии. п. 498.
  12. ^ Рефераты химических статей (1906). «Пальмерит: новый гидратированный фосфат алюминия-калия». Журнал химического общества: 554.
  13. ^ «Новые названия минералов; Дискредитированные минералы» (PDF). Являюсь. Минеральная. 32: 702. 1947.
  14. ^ Гейнс, Ричард В .; Х. Кэтрин В. Скиннер; Юджин Э. Форд; Брайан Мейсон; Авраам Розенцвейг (1997). Новая минералогия Даны: Система минералогии Джеймса Дуайта Дана и Эдварда Солсбери Дана (8-е изд.). Нью-Йорк: Wiley-Interscience. С. 744–745. ISBN  978-0-471-19310-4.
  15. ^ Джон В. Мюррей и Ричард В. Дитрих (1956). «Брушит и таранакит из пещеры Свинья Нора, округ Джайлс, Вирджиния» (PDF). Являюсь. Минеральная. 41: 616–626.
  16. ^ Тоширо Сакаэ и Тошио Судо (1975). «Таранакит из известняковой пещеры Онино-Ивая в префектуре Хиросима, Япония: новое явление» (PDF). Являюсь. Минеральная. 60: 331–334.
  17. ^ Willems, L .; Ph. Compère; Ф. Хатерт; А. Пукле; Дж. П. Вика; C. Ek; Ф. Бульвен (2002). «Карст в гранитных породах, Южный Камерун: пещерный генезис и образования кремнезема и таранакита». Терра Нова. 14 (5): 355–362. Bibcode:2002ТеНов..14..355Вт. Дои:10.1046 / j.1365-3121.2002.00429.x.
  18. ^ Landis, C.A .; Д. Кроу (2003). «Фосфатные минералы, образующиеся в результате реакции птичьего гуано с базальтом на скалах Кукс-Хед и Грин-Айленд, Отаго, Новая Зеландия». Журнал Королевского общества Новой Зеландии. 33 (1): 487–495. Дои:10.1080/03014223.2003.9517739.
  19. ^ Zhou, J. M .; К. Лю; П. М. Хуан (2000). «Возмущение образования таранакита черным и трехвалентным железом в кислых условиях». Журнал Общества почвоведов Америки. 64 (3): 885–892. Bibcode:2000SSASJ..64..885Z. Дои:10.2136 / sssaj2000.643885x.
  20. ^ Фиоре, Саверио; Рокко Лавиано (1991). «Брушит, гидроксилапатит и таранакит из апулийских пещер (юг Италии): новые минералогические данные» (PDF). Являюсь. Минеральная. 76: 1722–1727.