stringtranslate.com

Грейгит

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]

Естественное возникновение и состав

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 .

Кристальная структура

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]

Магнитные и электронные свойства

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]

Рекомендации

  1. ^ Уорр, LN (2021). «Утвержденные IMA – CNMNC минеральные символы». Минералогический журнал . 85 (3): 291–320. Бибкод : 2021МинМ...85..291Вт. дои : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID  235729616.
  2. ^ abcd Энтони, Джон В.; Бидо, Ричард А.; Блад, Кеннет В.; Николс, Монте К., ред. (1990). «Грейгите» (PDF) . Справочник по минералогии . Том. I (Элементы, Сульфиды, Сульфосоли). Шантильи, Вирджиния, США: Минералогическое общество Америки. ISBN 0962209708. Проверено 5 декабря 2011 г.
  3. ^ abc Грейгите. Mindat.org
  4. ^ аб Грейгите. Вебминерал
  5. ^ Скиннер, Брайан Дж.; Эрд, Ричард С.; Гримальди, Фрэнк С. (1964). «Грейгит, тиошпинель железа; новый минерал» (PDF) . Американский минералог . 49 : 543–55.
  6. ^ "Бронированная улитка, обнаруженная в глубоком море" . news.nationalgeographic.com . Архивировано из оригинала 10 ноября 2003 года . Проверено 29 августа 2016 г.
  7. ^ Рассел, Майкл Дж.; Мартин, Уильям (2004). «Каменные корни пути ацетил-КоА». Тенденции биохимических наук . 29 (7): 358–363. doi :10.1016/j.tibs.2004.05.007. ISSN  0968-0004. ПМИД  15236743.
  8. ^ Воган, диджей; Крейг, младший «Минеральная химия сульфидов металлов», Издательство Кембриджского университета, Кембридж: 1978. ISBN 0-521-21489-0 . 
  9. ^ Деви, AJ; Грау-Креспо, Р.; Леу, Нью-Хэмпшир (2009). «Электронная и магнитная структура Fe 3 S 4 : исследование GGA+U». Физический обзор B . 79 (19): 195126. Бибкод : 2009PhRvB..79s5126D. doi : 10.1103/PhysRevB.79.195126.
  10. ^ Ван, Цзюнь; Цао, Ши-Хе; Ву, Вэй; Чжао, Го-Мэн (2011). «Температура Кюри и энергия магнитного обмена в полуметаллическом грейгите Fe 3 S 4 ». Физика Скрипта . 83 (4): 045702. Бибкод : 2011PhyS...83d5702W. дои : 10.1088/0031-8949/83/04/045702. S2CID  121375069.