stringtranslate.com

Хаттонит

Хаттонит — это минерал несосиликат тория с химической формулой Th Si O 4 , который кристаллизуется в моноклинной системе . Он диморфен с тетрагональным торитом и изоструктурен с монацитом . Необычный минерал , хуттонит образует прозрачные или полупрозрачные кристаллы кремового цвета. Впервые он был обнаружен в образцах пляжного песка с западного побережья Новой Зеландии минералогом Колином Осборном Хаттоном (1910–1971). [5] Из-за своей редкости хуттонит не является промышленно полезным минералом.

Происшествие

Хаттонит был впервые описан в 1950 году из пляжного песка и флювиогляциальных отложений в Саут-Уэстленде , Новая Зеландия, где он был обнаружен в виде ксеноморфных зерен с максимальным размером не более 0,2 мм. Он наиболее распространен в песке на пляже Джиллеспис , недалеко от ледника Фокс , [5] [6], который является типовым местонахождением , где он сопровождается шеелитом , касситеритом , цирконом , ураноторитом, ильменитом и золотом . Он был обнаружен еще в шести близлежащих местах в менее обильных количествах. [7] Хаттонит был извлечен из песков сначала путем фракционирования в иодметане , а затем электромагнитным способом. Затем были получены чистые образцы путем ручного отбора зерен хуттонита под микроскопом. Это было достигнуто либо в присутствии коротковолнового (2540 Å) флуоресцентного света, где тусклая белая флуоресценция отличает его от шеелита (флуоресцирует синим цветом) и циркона (флуоресцирует желтым цветом), либо путем предварительного кипячения неочищенного образца в соляной кислоте для образования оксидной поверхности на шеелите и обеспечения возможности ручного отбора при видимом свете. [7]

Хаттон предположил, что хуттонит, содержащийся в пляжном песке и флювиогляциальных отложениях, произошел из сланцев Отаго или пегматитовых жил в Южных Альпах . [7]

Помимо Новой Зеландии , хуттонит был обнаружен в гранитных пегматитах Богатыни , Польша , [8], где он ассоциировался с чералитом , торогуммитом и нингиоитом; и в нефелиновых сиенитах Бревика , Норвегия . [9]

Физические свойства

Хаттонит обычно встречается в виде ксеноморфных зерен без внешних кристаллических граней. Обычно он бесцветный, но также встречается в цветах, таких как кремовый и бледно-желтый. Он имеет белую полосу. Он имеет твердость 4,5 и демонстрирует отчетливую спайность, параллельную оси c [001], и нечеткую спайность вдоль оси a [100].

Структура

Хаттонит — это несосиликат тория с химической формулой ThSiO 4 . Он состоит (по весу) из 71,59% тория, 19,74% кислорода и 8,67% кремния. Хаттонит очень близок к своему идеальному стехиометрическому составу, примеси составляют менее 7% молярной доли . Наиболее значимыми примесями, которые следует наблюдать, являются UO 2 и P 2 O 5 . [10]

Атомное окружение вдоль цепи SiO 4 –ThO 5 (параллельно оси c )

Хаттонит кристаллизуется в моноклинной системе с пространственной группой P2 1 / n . Элементарная ячейка содержит четыре единицы ThSiO 4 и имеет размеры a  = 6,784 ± 0,002Å, b  = 6,974 ± 0,003Å, c  = 6,500 ± 0,003Å и межосевой угол β = 104,92 ± 0,03 o . Структура представляет собой структуру несосиликата  — дискретные тетраэдры SiO 4 2− , координирующие ионы тория. Каждый торий имеет координационное число девять. Аксиально четыре атома кислорода, представляющие ребра двух мономеров SiO 4 по разные стороны от атома тория, образуют цепочку (–SiO 4 –Th–), параллельную оси c . Экваториально пять почти плоских атомов кислорода, представляющих вершины отдельных силикатных тетраэдров, координируют каждый торий. Длины аксиальных связей Th–O составляют 2,43 Å, 2,51 Å, 2,52 Å, 2,81 Å, а экваториальных связей — 2,40 Å, 2,41 Å, 2,41 Å, 2,50 Å и 2,58 Å. Связи Si–O почти равны, с длинами 1,58 Å, 1,62 Å, 1,63 Å и 1,64 Å. [11]

Хаттонит изоструктурен монациту . Замещение редкоземельных элементов и фосфора монацита торием и кремнием хуттонита может происходить с образованием твердого раствора . В конечном члене хуттонита наблюдалось непрерывное замещение редкоземельных элементов тория до 20% по весу. Замещение тория в монаците наблюдалось до 27% по весу. Замещение PO4 на SiO4 также происходит в связи с введением фторида , гидроксида и ионов металлов. [12]

Хуттонит диморфен с торитом . Торит кристаллизуется в тетрагональной форме с более высокой симметрией и меньшей плотностью , в которой атомы тория координируются с одним атомом кислорода меньше в октаэдрическом расположении. Торит стабилен при более низких температурах, чем хуттонит; при 1 атмосфере фазовый переход торит-хуттонит происходит между 1210 и 1225 °C. С ростом давления температура перехода увеличивается. Считается, что эта относительно высокая температура перехода объясняет относительную редкость хуттонита в земной коре. [13] В отличие от торита, хуттонит не подвержен метамиктизации .

Ссылки

  1. ^ Warr, LN (2021). «Утвержденные символы минералов IMA–CNMNC». Mineralogic Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode : 2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ Энтони, Джон В.; Ричард А. Бидо; Кеннет В. Блад; Монте К. Николс (1995). Справочник по минералогии: кремнезем, силикаты (PDF) . Тусон, Аризона: Mineral Data Publishing. ISBN 978-0-9622097-1-0. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-26 . Получено 2008-12-14 .
  3. ^ "Данные о минералах хуттонита". WebMineral.com . Получено 13 декабря 2008 г.
  4. ^ Mindat.org
  5. ^ ab Pabst, A. (1950). "Моноклинный силикат тория". Nature . 166 (4212): 157. Bibcode :1950Natur.166..157P. doi : 10.1038/166157a0 . PMID  15439198. S2CID  4200225.
  6. ^ Пабст, А.; К. Осборн Хаттон (1951). «Хуттонит, новый моноклинный силикат тория» (PDF) . Am. Mineral . 36 : 60–69.
  7. ^ abc Hutton, C. Osborne (1951). «Распространение, оптические свойства и химический состав хуттонита» (PDF) . Am. Mineral . 36 (1): 66–69.
  8. ^ Kucha, H (1980). «Непрерывность в ряду монацит–хуттонит». Mineralogic Magazine . 43 (332): 1031–1034. Bibcode : 1980MinM...43.1031K. doi : 10.1180/minmag.1980.043.332.12. S2CID  54584872.
  9. ^ Meldrum, A., Boatner, LA, Zinkle, SJ, Wang, S.-X., Wang, L.-M., и Ewing, RC (1999). «Влияние мощности дозы и температуры на кристаллическое-метамиктное превращение в ортосиликатах ABO4». Canadian Mineralogist . 37 : 207–221.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  10. ^ Förster HJ, Harlov DE, Milke R., H.-J.; Harlov, DE; Milke, R. (2000). "Состав и Th–U–total Pb возрасты хуттонита и торита из пляжа Джиллеспи,. Южный остров, Новая Зеландия". The Canadian Mineralogist . 38 (3): 675–684. Bibcode :2000CaMin..38..675F. CiteSeerX 10.1.1.579.7465 . doi :10.2113/gscanmin.38.3.675. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  11. ^ Тейлор, Марк; Эвинг, RC (1978). «Кристаллические структуры полиморфов ThSiO 4 : хуттонит и торит». Acta Crystallogr. B . 34 (4): 1074–1079. Bibcode :1978AcCrB..34.1074T. doi :10.1107/S0567740878004951.
  12. ^ Куча, Генрик (1980). «Непрерывность в ряду монацит–хуттонит». Mineralogic Magazine . 43 (332): 1031–1034. Bibcode : 1980MinM...43.1031K. doi : 10.1180/minmag.1980.043.332.12. S2CID  54584872.
  13. ^ Спир, JA (1980). «Актинидные ортосиликаты». Обзоры по минералогии и геохимии . 5 (1): 113–135.

Внешние ссылки