Μετάβαση στο περιεχόμενο

Αρμαλκολίτης

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Αρμαλκολίτης
Armalcolite - Wat Lu Mine, Mogok, Myanmar.jpg
Αρμαλκολίτης από τη Μιανμάρ (μέγεθος δείγματος 5 mm)
Γενικά
ΚατηγορίαΟρυκτά του τιτανίου
Χημικός τύπος(Mg,Fe2+)Ti2O5
Ορυκτολογικά χαρακτηριστικά
Πυκνότητα4,64 gr/cm3
Σύστημα κρυστάλλωσηςΟρθορομβικό
ΚρύσταλλοιΔιπυραμιδικοί (2/m 2/m 2/m)
Σκληρότητα<5
Λάμψημεταλλική
Διαφάνειααδιαφανές
ΑνευρίσκεταιΣελήνη, σπανιότερα στη Γη

Ο αρμαλκολίτης (αγγλ. armalcolite) είναι πλούσιο σε τιτάνιο ορυκτό με χημικό τύπο (Mg,Fe2+)Ti2O5. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1969, στη Θάλασσα της Γαλήνης, στην επιφάνεια της Σελήνης, από τα μέλη-αστροναύτες της διαστημικής αποστολής Απόλλων 11 και από αυτά πήρε την ονομασία του, που είναι ένα σύνθετο αρκτικόλεξο από τα επώνυμά τους: Armstrong, Aldrin και Collins. Μαζί με τον τρανκβιλιτίτη και τον πυροξφεροΐτη, αποτελούν τα τρία νέα ορυκτά που πρωτοανακαλύφθηκαν στη Σελήνη.[1] Αργότερα, ο αρμαλκολίτης ανακαλύφθηκε και σε διάφορες τοποθεσίες στη Γη, αλλά και συντέθηκε τεχνητά, στο εργαστήριο (και τα άλλα δύο ορυκτά βρέθηκαν αργότερα σε διάφορες τοποθεσίες στη Γη).[2] Η σύνθεσή του απαιτεί χαμηλές πιέσεις, υψηλές θερμοκρασίες, αλλά και ταχεία ψύξη από τους περίπου 1000  °C στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, διότι ο αρμαλκολίτης τείνει να διασπάται σε μίγμα ιλμενίτη και ρουτιλίου με μαγνήσιο ακόμα και σε θερμοκρασίες λίγο κάτω από τους 1000  °C. Εξαιτίας αυτής της απαιτήσεως για ταχεία ψύξη, ο αρμαλκολίτης είναι σχετικώς σπάνιος και συνήθως ανευρίσκεται μαζί με ιλμενίτη, ρουτίλιο και άλλα ορυκτά.

Τοποθεσίες εμφανίσεως

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Φωτογραφία του πληρώματος της αποστολής «Απόλλων 11». Από τα αριστερά προς τα δεξιά: Νηλ Άρμστρονγκ, Μάικλ Κόλινς, Μπαζ Όλντριν.

Εκτός από τη Θάλασσα της Γαλήνης, ο αρμαλκολίτης βρέθηκε επίσης στην Κοιλάδα Ταύρου-Λίτροβ και στο Υψίπεδο Καρτεσίου της Σελήνης. Οι μεγαλύτερες ποσότητες δειγμάτων μεταφέρθηκαν στη Γη από τις αποστολές «Απόλλων 11» και «Απόλλων 17». Αργότερα ταυτοποιήθηκε στη φύση πάνω στη Γη, σε δείγματα λαμπροΐτη και πυρήνες γεωτρήσεων από το Smoky Butte της πολιτείας Μοντάνα, στις ΗΠΑ.[3] Επίσης βρέθηκε στη Γερμανία (κρατήρας προσκρούσεως Νέρντλινγκεν Ρης στη Βαυαρία), στη Γροιλανδία (Νήσος Ντίσκο), στο Μεξικό (ηφαιστειακός κώνος Ελ Τόρο στο Σαν Λουίς Ποτοσί), στη Νότια Αφρική (αδαμαντωρυχεία κιμπερλίτη του Jagersfontein, Bultfontein και Dutoitspan), στην Ισπανία (Αλβαθέτε και Χουμίγια της Μούρθια), στην Ουκρανία και στη Ζιμπάμπουε (Διαμέρισμα Mwenezi).[4] Ανιχνεύθηκε επίσης σε μετεωρίτες που έπεσαν στη Γη από τη Σελήνη, όπως είναι οι Dhofar 925 και Dhofar 960 που βρέθηκαν στο Ομάν.[5]

Ο αρμαλκολίτης βρίσκεται σε πλούσια σε τιτάνιο βασαλτικά πετρώματα, σε νεότερες ηφαιστειακές λάβες και κάποιες φορές σε γρανιτικούς πηγματίτες, υπερβασικά πετρώματα, λαμπροΐτες και κιμπερλίτες. Συνδέεται με διάφορα μικτά οξείδια σιδήρου-τιτανίου, με γραφίτη, ανάλκιμο, διοψίδιο, ιλμενίτη, φλογοπίτη και ρουτίλιο. Σχηματίζει επιμήκεις κρυστάλλους με μήκος έως 0,1 με 0,3 mm ενσωματωμένους σε μια μήτρα βασάλτη.[6] Η πετρογραφική ανάλυση υποδεικνύει ότι ο αρμαλκολίτης δημιουργείται τυπικά σε χαμηλές πιέσεις και υψηλές θερμοκρασίες.

Σύνθεση

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κρύσταλλοι αρμαλκολίτη με μήκος έως και αρκετά mm μπορούν να παραχθούν με την ανάμειξη οξειδίων του σιδήρου, του τιτανίου και του μαγνησίου σε σκόνη με τη σωστή αναλογία και την τήξη τους σε κλίβανο σε θερμοκρασία περίπου 1.400  °C, αν μετά αφήσουμε το τήγμα επί λίγα 24ωρα σε θερμοκρασία περίπου 1.200 °C και μετά ψύξουμε ταχύτατα τους κρυστάλλους στη θερμοκρασία περιβάλλοντος.[7][8] Το βήμα της ταχείας ψύξεως απαιτείται τόσο για τη σύνθεση στο εργαστήριο, όσο και στη φύση, προκειμένου να αποφευχθεί η μετατροπή του αρμαλκολίτη σε ένα μίγμα μαγνησίου-ιλμενίτη (Mg-FeTiO3) και ρουτιλίου (TiO2) κάτω από τους 1.000 °C.[9] Αυτό το θερμοκρασιακό κατώφλι μετατροπής αυξάνεται όσο αυξάνεται η πίεση, μέχρι που φθάνει το σημείο τήξεως, πράγμα που σημαίνει ότι το ορυκτό δεν μπορεί να σχηματισθεί (κρυσταλλωθεί) σε υψηλότερες πιέσεις. Εξαιτίας αυτής της μετατροπής ο αρμαλκολίτης υπάρχει σε σχετικώς μικρές ποσότητες και συνδέεται με τον ιλμενίτη και το ρουτίλιο.[10] Συνεπώς οι σχετικές περιεκτικότητες ιλμενίτη και αρμαλκολίτη μπορούν να χρησιμεύσουν ως ένας δείκτης του ρυθμού ψύξεως ενός ορυκτού κατά τη διάρκεια της δημιουργίας του.[11]

Ιδιότητες

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η κρυσταλλική δομή του αρμαλκολίτη. Με πράσινο είναι τα άτομα μαγνησίου ή σιδήρου, με γαλάζιο του τιτανίου και με κόκκινο του οξυγόνου.

Ο αρμαλκολίτης έχει γενικό χημικό μοριακό τύπο (Mg,Fe2+)Ti2O5. Σχηματίζει αδιαφανείς μάζες, που εμφανίζονται γκρίζες (ορθο-αρμαλκολίτης) έως χακί (παρα-αρμαλκολίτης) σε ανάκλαση, με τη γκρίζα ποικιλία να είναι η συνηθέστερη, ιδίως σε συντιθέμενα στο εργαστήριο δείγματα. Η κρυσταλλική δομή είναι η ίδια για τον ορθο-αρμαλκολίτη και τον παρα-αρμαλκολίτη. Ούτε η χημική τους σύσταση διαφέρει σημαντικά, απλώς υπάρχει μια διαφορά στα ίχνη MgO και Cr2O3 που περιέχουν.[9][12] Ο αρμαλκολίτης αποτελεί μέλος της ομάδας του ψευδομπρουκίτη, που είναι ορυκτά με τον γενικό χημικό τύπο X2YO5, όπου τα X και Y είναι συνήθως σίδηρος (δισθενής και τρισθενής), Mg, Al και Ti. Τα χημικώς καθαρότερα μέλη της ομάδας είναι ο αρμαλκολίτης ((Mg,Fe)Ti2O5), ο ίδιος ο ψευδομπρουκίτης (Fe2TiO5), ο σιδηροψευδομπρουκίτης (FeTi2O5) και ο «καρουΐτης» (MgTi2O5). Η κρυσταλλική δομή τους είναι η ίδια (κρυσταλλώνονται στο ορθορομβικό σύστημα) και όλα συναντώνται τόσο σε σεληνιακά όσο και σε γήινα πετρώματα.[4][6][13]

Η χημική σύσταση των περισσότερων δειγμάτων αρμαλκολίτη μπορεί να αναλυθεί σε ένα άθροισμα μεταλλικών οξειδίων ως ακολούθως: TiO2 (συγκέντρωση 71 έως 76%), FeO (10 έως 17%), MgO (5,5 έως 9,4%), Al2O3 (1,48 έως 2%), Cr2O3 (0,3 έως 2%) and MnO (0 έως 0,83%). Ενώ το περιεχόμενο σε τιτάνιο είναι σχετικώς σταθερό, ο λόγος του μαγνησίου προς τον σίδηρο ποικίλλει και είναι συνήθως[6] μικρότερος του 1. Μια αποκαλούμενη παραλλαγή «Cr-Zr-Ca» του ορυκτού διακρίνεται από την αυξημένη περιεκτικότητα σε Cr2O3 (4,3 έως 11,5%), ZrO2 (3,8 έως 6,2%) και CaO (3 έως 3,5%). Αυτές οι περιεκτικότητες δεν είναι διάκριτες και ανευρίσκονται πολλές ενδιάμεσες χημικές συστάσεις.[9] Η πτωχότερη σε σίδηρο (ισοδύναμα: πλούσια σε μαγνήσιο) παραλλαγή του αρμαλκολίτη έχει την ίδια κρυσταλλική δομή με αυτόν και απαντάται στον γήινο φλοιό με την ανεπίσημη ονομασία «καρουΐτης» (karrooite).[11][14]

Το περισσότερο τιτάνιο που βρίσκεται στον αρμαλκολίτη είναι τετρασθενές, κάτι που οφείλεται στο αναγωγικό περιβάλλον στο οποίο συντέθηκε, αλλά στα σεληνιακά δείγματα υπάρχει σημαντικό ποσοστό τρισθενούς Ti. Ο λόγος Ti3+/Ti4+ στο ορυκτό μπορεί να ληφθεί ως ένας δείκτης της ισοδύναμης μερικής πιέσεως (fugacity) του οξυγόνου κατά τον σχηματισμό του ορυκτού. Επιτρέπει επίσης να διακρίνουμε τον σεληνιακό από τον γήινο αρμαλκολίτη, καθώς ο λόγος Ti3+/Ti4+ είναι μηδενικός στον δεύτερο.[9]

Δείτε επίσης

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]


Παραπομπές

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
  1. ↑ Lunar Sample Mineralogy, NASA
  2. ↑ «Third lunar mineral - Tranquillityite found in Western Australia». https://phys.org/news/2012-01-lunar-mineral-tranquillityite-western.html. Ανακτήθηκε στις 2017-11-27. 
  3. ↑ D. Velde (1975). «Armalcolite-Ti-Phlosopite-Diopside-Analcite-Bearing Lamproites Armalcolite-Ti-Phlosopite-Diopside-Analcite-Bearin from Smoky Butte, Garfield County, Montana». American Mineralogist 60: 566–573. http://www.minsocam.org/ammin/AM60/AM60_566.pdf. 
  4. ↑ 4,0 4,1 Hayob, J.L.; E.J. Essene (1995). «Armalcolite in crustal paragneiss xenoliths, central Mexico». Am. Mineral. 80 (7-8): 810. doi:10.2138/am-1995-7-817. Bibcode: 1995AmMin..80..810H. http://www.minsocam.org/msa/ammin/toc/Articles_Free/1995/Hayob_p810-822_95.pdf. 
  5. ↑ Lunar Meteorites: Dhofar 925, 960, & 961 (paired stones) Αρχειοθετήθηκε 2011-07-20 στο Wayback Machine., Department of Earth and Planetary Sciences, Washington University
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 Anderson, A.T. (1970). «Armalcolite: a new mineral from the Apollo 11 samples». Geochim. Cosmochim. Acta 34, Supp. 1: 55-63. doi:10.1016/0016-7037(70)90170-5. Bibcode: 1970GeCAS...1...55A. http://rruff.info/uploads/PA11LSC1_55.pdf. 
  7. ↑ Lind, M.D.; Housley, R.M. (1972). «Crystallization studies of lunar igneous rocks: crystal structure of synthetic armalcolite.». Science 175 (4021): 521-523. doi:10.1126/science.175.4021.521. PMID 17755653. Bibcode: 1972Sci...175..521L. 
  8. ↑ Yang, H. (1998). «Crystal Chemistry of Cation Order–Disorder in Pseudobrookite-Type MgTi2O5». Journal of Solid State Chemistry 138 (2): 238-244. doi:10.1006/jssc.1998.7775. Bibcode: 1998JSSCh.138..238Y. 
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 9,3 Grant Heiken, David Vaniman, Bevan M. French: Lunar sourcebook: a user's guide to the moon, CUP Archive, 1991, ISBN 0-521-33444-6, σσ. 148-149
  10. ↑ Lindsley, D.H.; Kesson, S.E.; Hartzman, M.J.; Cushman, M.K. (1974). «The stability of armalcolite – Experimental studies in the system MgO-Fe-Ti-O». Lunar Science Conference, 5th, Houston, Texas, 18-22 Μαρτίου 1974, Proceedings (Pergamon Press) 1 (A75-39540 19–91): 521-534. Bibcode: 1974LPSC....5..521L. 
  11. ↑ 11,0 11,1 Peter H. Cadogan: The moon: our sister planet, CUP Archive, 1981, ISBN 0-521-28152-0, σελ. 179
  12. ↑ Smyth, J. (1974). «The crystal chemistry of armalcolites from Apollo 17». Earth and Planetary Science Letters 24 (2): 262-270. doi:10.1016/0012-821X(74)90104-6. Bibcode: 1974E&PSL..24..262S. 
  13. ↑ Ferropseudobrookite στο Mindat
  14. ↑ Suzuki, Y.; Shinoda, Y. (2011). «Magnesium dititanate (MgTi2O5) with pseudobrookite structure: a review». Science and Technology of Advanced Materials 12 (3): 034301. doi:10.1088/1468-6996/12/3/034301. PMID 27877389. Bibcode: 2011STAdM..12c4301S. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Αρμαλκολίτης&oldid=9585044"