Gujanait
| Guyanaite | |
|---|---|
 Merumite, Director Creek, północno-zachodnia Gujana . Oś dłuższa największego okazu ma 8,5 mm. Merumit składa się z guanaitu i sześciu innych minerałów zawierających chrom i został zgłoszony jako małe, luźne ziarna aluwialne w górnych gałęziach Director Creek.
| |
| Ogólny | |
| Kategoria | Minerał tlenkowy |
|
Formuła (powtarzająca się jednostka) |
CROOH |
| Symbol IMA | Facet |
| Układ kryształów | Rombowy |
| Kryształowa klasa |
Dipiramid (mmm) symbol HM : (2/m 2/m 2/m) |
| Grupa kosmiczna | Pnnm |
| Referencje | |
| identyfikacyjne | |
Gujanait (CrOOH) jest minerałem tlenku chromu , który tworzy się jako przerost z innymi minerałami tlenku chromu, znanymi jako bracewelit (CrOOH) i grimaldiit (CrOOH), a także eskolait (Cr 2 O 3 ), które we wczesnych odkryciach były prawie nie do odróżnienia od siebie . Tlenki te tworzyły się tak blisko siebie jako przerosty, że początkowo błędnie zidentyfikowano je jako pojedynczy określony minerał znany wcześniej jako merumit. polimorfów tlenku chromu , znaczenie jakichkolwiek informacji znalezionych w wielu wczesnych eksperymentach z minerałem znanym wcześniej jako merumit w odniesieniu do guanaitu jest nieznane i sugeruje się, że we wszelkich dalszych odniesieniach do merumitu będzie on składał się z zespołu minerałów, w tym guanaitu. Rzadkie występowanie i złożoność wynikająca z przerastania naturalnie występującego guanaitu utrudnia prace eksperymentalne, prowadząc do zsyntetyzowanych próbek laboratoryjnych, które pomagają lepiej eksperymentować z minerałami.
Kompozycja
Gujanait ma wzór chemiczny Cr 3+ O(OH), został po raz pierwszy zidentyfikowany głównie za pomocą rentgenowskiej dyfrakcji proszkowej i danych chemicznych i został potwierdzony w ostatnich badaniach za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej, odbicia optycznego i podczerwieni spektroskopia absorpcyjna (IR). Jest zarówno trójpostaciowy, jak i ma wspólny wzór chemiczny zarówno z bracewellitem, jak i grimaldiitem, które są również tlenkami chromu, różniącymi się jedynie strukturą mineralogiczną, która jest rombowa z grupą przestrzenną Pnnm, rombowa z grupą przestrzenną Pbnm i heksagonalna odpowiednio z grupą przestrzenną R3m. Powstaje z macierzystego związku CrO2 za pomocą jednego z dwóch procesów. Pierwszy proces konwersji CrO 2 do CrOOH zachodzi poprzez redukcję CrO 2 w obecności H 2 O i reduktora ( kwasu szczawiowego lub stali), co daje równanie chemiczne (2CrO 2 + H 2 O → 2CrO( OH) + 1 / 2 O 2 ). Drugim procesem jest utlenianie jonu chromu przy użyciu roztworu jako rozpuszczalnika. Taka reakcja jest reprezentowana przez równanie chemiczne (3CrO 2 + 2NaOH → Na 2 CrO 4 + 2CrO(OH)).
Struktura
Identyczny skład chemiczny guanaitu i innych polimorfów tlenku chromu wymaga, aby struktura minerału stała się podstawową cechą definiującą każdy minerał i odróżniającą je od siebie, co czyni go najważniejszą cechą guanaitu. Próbki zsyntetyzowane w laboratorium są identyfikowane przez ich oddzielne formy krystaliczne i oznaczane jako α-CrOOH (grimaldiit), ß-CrOOH (gujanait) i Γ-CrOOH (bracewellit). Gujanait ma rombową strukturę krystaliczną, grupę przestrzenną Pnnm i grupę punktową 2/m2/m2/m. Jego wymiary komórki to a = 4,857 Å, b = 4,295 Å, c = 2,958 Å, a struktura oparta jest na sześciokątnym najbliższym upakowaniu atomów tlenu równoległym do (101), podczas gdy CrO dzielący krawędzie 6 ośmiościanów tworzy wzdłuż [001] połączonych narożnikami tlenowymi, które tworzą warstwy ośmiościenne równoległe do (101). Mówiąc najprościej, atomy Cr są otoczone sześcioma atomami tlenu, a krótkie wiązania wodorowe znajdują się w płaszczyźnie lustra prostopadłej do osi c. Te wiązania w sąsiednich płaszczyznach są ustawione w przeciwnych kierunkach względem siebie, co skutkuje niższym poziomem symetrii niż związek macierzysty.
Badania przeprowadzone w celu wyjaśnienia efektu wiązań wodorowych i ustalenia, czy najlepiej reprezentował je model z wodorem, czy model z niecentrowanym wodorem, wykazały, że nie ma znaczącej różnicy między żadnym z modeli ze względu na odległość wiązań wodorowych tak blisko do odległość krytyczna.
Właściwości fizyczne
Ze względu na wysoki poziom trudności w uzyskaniu czystej próbki mineralnej guanaitu, doświadczenia prowadzi się na próbkach o znanym złożonym składzie, który określa się za pomocą badań rentgenowskich i optycznych. Złożony przerost minerałów tlenku chromu skutkuje słabymi próbkami do analizy właściwości fizycznych, takich jak twardość, zmierzona gęstość, łupliwość, pokrój i połysk, co daje niekompletne dane i niemożność określenia wartości dla każdego z nich. Szereg ziaren „merumitu”, które na podstawie dyfrakcji promieni rentgenowskich okazały się prawie całkowicie guanaitem, ma jednak żółto-brązową smugę. Inne znane właściwości fizyczne różnią się znacznie w zależności od jednego z dwóch głównych miejsc występowania tego minerału. Próbki z Gujany wyróżniają się brązowym, czerwonym, a czasem zielonym kolorem pryzmatycznych kryształów o długości nawet 0,1 mm, a czasami można znaleźć odmianę od jasnozielonej do zielonkawo-czarnej tworzącej się w pryzmatycznych mikrokrystalicznych agregaty , w przypadku których próbki z kopalni Otokumpu w Finlandii występują jako skupiska włókien o barwie złotobrązowej do zielonkawobrązowej, które zastępują mniejsze kryształy eskolaitu o wielkości poniżej 1,0 mm.
Zjawisko geologiczne
Gujanait, jak również jego odmiany polimorficzne, zostały odkryte jako pierwsze w eskolaicie z osadów aluwialnych gontów rzeki Merume w Gujanie Brytyjskiej, gdzie występowały ze sobą jako drobnoziarniste agregaty. Zostały opisane jako małe zaokrąglone gonty w ścisłym związku z kwarcem. Jego obecność z wolnym złotem , rozetkami pirofilitowymi i podwójnie zakończonymi kryształami kwarcu sugeruje również, że zjawiska te mają pochodzenie hydrotermalne . Występuje również w Finlandii w żyłach bogatych w siarczki , przecinając skarnizację kwarcytów w kopalni Outokumpu, gdzie rozwinął się jako włókniste pseudomorfy . Związki mineralne obejmują minerały węglanowe , chromit zawierający cynk , rutyl , uraninit , nolanit , grafit , cyrkon , tytanit i korund , a także w bogatych w chrom skarnach tremolitu , metakwarczytach i żyłach chlorytu . Ze względu na rzadkie występowanie geologiczne większość eksperymentalnego guanaitu jest syntetyzowana w laboratorium.
Cechy szczególne
Gujanait nigdy nie odegrał w żaden sposób znaczącej roli historycznej ani politycznej, głównie ze względu na względną izolację, rzadkość i obfitość w bardzo niewielkich ilościach. Jako ruda miała nieprzychylne opinie o swojej wartości ekonomicznej i potencjale ze względu na małą liczebność, w związku z czym nigdy nie pełniła znaczącej roli w przemyśle czy handlu. Chociaż ostatnio przeprowadzono eksperymenty mające na celu wprowadzenie tlenków chromu, takich jak guanait, do materiałów katodowych w akumulatorach litowych, ponieważ ogniwa utworzone z tlenków chromu mogą zapewniać bardziej wydajny proces ładowania i rozładowania w porównaniu z obecną technologią, chociaż nie wspomina się o ekonomicznym zasadność wykorzystania guanaitu i jego odmian polimorficznych w przeciwieństwie do obecnej technologii.
Lokalizacja geograficzna
Gujanait, jak również jego odmiany polimorficzne, zostały odkryte jako pierwsze w osadach rzeki Merume w ówczesnej Gujanie Brytyjskiej, obecnie znanej jako Gujana. Najliczniej występuje w górnych odnogach Director Creek, który jest małym dopływem rzeki Merume wpadającej do rzeki Mazaruni. Najbliższym zaludnionym obszarem jest rządowy dom wypoczynkowy i przystanek hydroplanów o nazwie Kamakusa, z którego obszar Merumite znajduje się około 16 km na południowy zachód. Największy pas merumitu w Gujanie wzdłuż podstawy pasma Robello, składający się z piaskowców podobnych do Roraimy , zlepieńców i popiołu wulkanicznego z całym złożem położonym na terenie nisko położonym bagnistym i zalesionym, pomiędzy skarpami formacji Roraima i rozległymi zboczami skokowymi . Stosunkowo niewielki obszar, na którym występują minerały, wskazuje na lokalne pochodzenie, jak również oznaki łagodnej aktywności hydrotermalnej w otaczających skałach grzbietowych. Jedyne inne znaczące źródło guanaitu występuje w kopalni Outokumpu w Finlandii i pomimo faktu, że jest to kopalnia rudy miedzi, w kopalni znajdowało się około siedmiu milionów ton metalicznego chromu obok miedzi, serpentyn i skał skarnowych.