Ярозит — это основной водный сульфат калия и трехвалентного железа (Fe-III) с химической формулой KFe3 ( SO4 ) 2 ( OH) 6 . Этот сульфатный минерал образуется в рудных месторождениях путем окисления сульфидов железа . Ярозит часто образуется как побочный продукт при очистке и рафинировании цинка , а также обычно ассоциируется с дренажем кислых шахт и кислыми сульфатными почвенными средами.
Ярозит имеет тригональную кристаллическую структуру и является хрупким, с базальной спайностью, твердостью 2,5–3,5 и удельным весом 3,15–3,26. Он полупрозрачный или непрозрачный со стекловидным или тусклым блеском и окрашен в темно-желтый или желтовато-коричневый цвет. Иногда его можно спутать с лимонитом или гетитом , с которыми он обычно встречается в госсане (окисленная шапка над рудным телом). Ярозит является железным аналогом сульфата калия и алюминия, алунита .
Супергруппа алунита включает подгруппы алунита , ярозита, бёдантита , крандаллита и флоренсита . Минералы супергруппы алунита изоструктурны друг другу, и между ними происходит замещение, что приводит к образованию нескольких серий твердых растворов . Супергруппа алунита имеет общую формулу AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 6 . В подгруппе алунита B находится Al, а в подгруппе ярозита B находится Fe 3+ . Подгруппа бёдантита имеет общую формулу AB 3 (XO 4 )(SO 4 )(OH) 6 , подгруппа крандаллита AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 •H 2 O и подгруппа флоренсита AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 или 6 .
В ряду ярозит-алунита Al может замещать Fe, и, вероятно, существует полный ряд твердых растворов между ярозитом и алунитом, KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 , но промежуточные члены редки. Материал из Копеца, Чешская Республика , содержит примерно равное количество Fe и Al, но количество Al в ярозите обычно невелико.
Когда ярозит образуется из окисления пирита в осадочных глинах, основными источниками K + являются иллит , неразбухающая глина, или калиевый полевой шпат . В других геологических условиях изменение слюды также может быть источником калия.
В ряду ярозит-натроярозит Na замещает K по крайней мере до Na/K = 1:2,4, но чистый натриевый конечный член NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 в природе не известен. Минералы с Na > K известны как натроярозит . Формирование конечного члена (ярозит и натроярозит) благоприятствует низкотемпературной среде, менее 100 °C, и иллюстрируется колебательной зональностью ярозита и натроярозита, обнаруженной в образцах из рудника Апекс, Аризона, и Голд-Хилл, Юта . Это указывает на то, что между двумя конечными членами существует широкий разрыв смешиваемости [5] , и сомнительно, что существует полный ряд между ярозитом и натроярозитом.
В гидроксонийярозите [6] ион гидроксония H 3 O + также может замещать K + , при этом повышенное содержание ионов гидроксония вызывает заметное уменьшение параметра решетки c , хотя изменение a незначительно . [7] Гидроксонийярозит будет образовываться только из растворов с дефицитом щелочи, поскольку преимущественно образуется богатый щелочью ярозит.
Двухвалентные катионы также могут замещать одновалентный катион K + в сайте A. [8] Баланс заряда может быть достигнут тремя способами.
Ярозит был впервые описан в 1852 году Августом Брайтхауптом в Барранко дель Харосо в Сьерра-Альмагрера (около Лос-Лобос, Куевас дель Альманзора, Альмерия , Испания ). Название ярозит напрямую происходит от «jara», испанского названия желтого цветка, который принадлежит к роду Cistus и растет в Сьерре. Минерал и цветок имеют одинаковый цвет.
Таинственные глиняные сферы диаметром от 1,5 до 5 дюймов (от 40 до 125 мм), покрытые ярозитом, были найдены под Храмом Пернатого Змея , древней шестиуровневой ступенчатой пирамидой в 30 милях (50 км) от Мехико. [9]
Сульфат железа и ярозит были обнаружены тремя марсоходами: Spirit , Opportunity и Curiosity . Эти вещества указывают на сильные окислительные условия, преобладающие на поверхности Марса . В мае 2009 года марсоход Spirit застрял, когда он проезжал по участку мягкого сульфата железа, который был скрыт под слоем обычной на вид почвы. [10] Поскольку сульфат железа имеет очень слабое сцепление, колеса марсохода не могли получить достаточное сцепление, чтобы вытащить корпус марсохода из участка сульфата железа. Было предпринято несколько попыток вытащить марсоход, но колеса в конечном итоге так глубоко утонули в сульфате железа, что корпус марсохода оказался на поверхности Марса, не дав колесам оказать какое-либо усилие на материал под ними. Поскольку команде JPL не удалось восстановить подвижность Spirit , это означало конец путешествия для марсохода.
На Земле ярозит в основном связан с конечной стадией окисления пирита в глинистой среде, а также может быть найден в отходах шахт , где преобладают кислые условия. Вопреки всем ожиданиям, ярозит также был случайно обнаружен в ничтожно малых количествах в виде мелких частиц пыли в ледяных кернах, извлеченных из глубокой скважины в Антарктиде . Это удивительное открытие было сделано геологами, которые искали определенные минералы, способные указывать на циклы ледникового периода в слоях ледяного керна длиной 1620 метров. [11] Геологи предполагают, что пыль ярозита также могла накапливаться во льду в ледниках на Марсе. [12] Однако эта гипотеза является предметом споров, поскольку на Марсе отложения ярозита могут быть очень толстыми (до 10 метров). Однако Марс также является очень пыльной планетой, и при отсутствии тектоники плит на Марсе отложения ледниковой пыли могли накапливаться в течение длительных периодов времени.
Ярозит также является более общим термином, обозначающим обширное семейство соединений вида AM 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 , где A + = Na , K , Rb , NH 4 , H 3 O , Ag , Tl и M 3+ = Fe , Cr , V . В физике конденсированных сред и материаловедении они известны тем, что содержат слои со структурой решетки кагоме , относящейся к геометрически фрустрированным магнитам . [13] [14]