Грейгит – минерал сульфид железа с химической формулой Fe 2+ Fe 3+ 2 S 4 . Это серный эквивалент оксида железа магнетита (Fe 3 O 4 ). Впервые он был описан в 1964 году в округе Сан-Бернардино, штат Калифорния , и назван в честь минералога и физико-химика Джозефа В. Грейга (1895–1977). [4] [5]
Встречается в озерных отложениях с глинами , алевритами и аркозовыми песками, часто в лентовидных, богатых сульфидами глинах. Он также встречается в гидротермальных жилах . Грейгит образуется магнитотактическими бактериями и сульфатредуцирующими бактериями. [2] Грейгит также был идентифицирован в склеритах чешуйчатых брюхоногих моллюсков . [6]
Минерал обычно проявляется в виде микроскопических (<0,03 мм) изометрических шестиоктаэдрических кристаллов и мелких сажистых масс. Ассоциирующие минералы включают монтмориллонит , хлорит , кальцит , колеманит , веатчит , сфалерит , пирит , марказит , галенит и доломит . [2] [3]
Обычные примеси включают Cu, Ni, Zn, Mn, Cr, Sb и As. [3] Примеси Ni представляют особый интерес, поскольку структурное сходство между грейгитом, легированным Ni, и кластерами (Fe, Ni)S, присутствующими в биологических ферментах, привело к предположению, что грейгит или подобные минералы могли действовать как катализаторы зарождения жизни. . [7] В частности, кубическая единица Fe 4 S 4 грейгита обнаружена в тиокубановых единицах Fe 4 S 4 белков, имеющих отношение к пути ацетил-КоА .
Грейгит имеет структуру шпинели . Кристаллографическая элементарная ячейка кубическая, пространственная группа Fd3m. Анионы S образуют кубическую плотноупакованную решетку, а катионы Fe занимают как тетраэдрические, так и октаэдрические позиции. [2] [8]
Как и родственный оксид магнетита (Fe 3 O 4 ), грейгит является ферримагнитным , со спиновыми магнитными моментами катионов Fe в тетраэдрических позициях, ориентированными в противоположном направлении, как в октаэдрических позициях, и суммарной намагниченностью. Это соединение смешанной валентности , в котором центры Fe(II) и Fe(III) находятся в соотношении 1:2. Оба металлических узла имеют высокие спиновые квантовые числа . Электронная структура грейгита соответствует полуметаллу . [9] [10]