Bicchulit - Bicchulite - Wikipedia

Bicchulit
Bicchulit-Gehlenit-242596.jpg
Ostré, šedé, obdélníkové krystaly na 4 mm bikomulitových pseudomorfů poté, co krystaly gehlenitu bohatě pokrývají matrici bohatou na křemen
Všeobecné
KategorieSilikátový minerál
Vzorec
(opakující se jednotka)		Ca.2(Al2SiO6)(ACH)2
Strunzova klasifikace9. FB.10
Krystalový systémKrychlový
Křišťálová třídaHextetrahedral (43 m)
Symbol HM: (4 3 m)
Vesmírná skupinaJá43 m
Identifikace
BarvaBílé nebo šedé, bezbarvé v tenkých částech
VýstřihNejasný
Mohsova stupnice tvrdost2.5
LeskZemitý, práškový
PruhBílý
DiaphaneityPoloprůhledný
Specifická gravitace2,813 (syntetický)
Reference[1][2][3][4]

Bicchulit má ideální chemický vzorec 2CaO • Al2Ó3 • SiO2 • H2O, který byl formulován z hydrotermální syntézy syntetického gehlenit (2CaO • Al2Ó3 • SiO2). Bikchulit byl také pozorován v japonských dolech se souvisejícími minerály. Tento sodalit - strukturovaný bicchulit má neobvyklý poměr hliník na křemík, což způsobuje potíže při dešifrování struktury. Díky struktuře bicchulitu má práškovou strukturu, což vede ke komplikacím při získávání informací o fyzikálních vlastnostech minerálu. Přes tento problém se barva, specifická gravitace a velikost krystalů bicchulitu jsou známy. Ačkoli byl bicchulit objeven teprve před 40 lety, technologie rychle postupovala vpřed a umožňovala dosáhnout přesnějších výsledků z dnešních experimentů.

Složení

Vzhledem k tomu, že bicchulit byl nalezen v skarns,[5] minerál obsahuje různé nečistoty, čímž brání tvorbě absolutna chemický vzorec. I při použití rentgenového záření prášková difrakce technikami nebylo možné určit přesné složení bicchulitu.[6] Po provedení několika experimentů s hydratačním gehlenitem však nebyl vytvořen pouze bicchulit, ale také byl vytvořen ideální chemický vzorec pro vzácný minerál jako 2CaO • Al2Ó3 • SiO2 • H2Ó.[7] Jelikož bicchulit obsahuje hliník, křemík a kyslík považuje se za hlinitokřemičitan.[8] Při pokojové teplotě mají hlinitokřemičitany obvykle poměr hliníku k křemíku, který je blízký 1 v důsledku střídání vazeb Al a Si ionty s O nebo Loewensteinovým pravidlem. Ačkoli je bicchulit hlinitokřemičitan, je jediný, který má poměr Al k Si 2: 1 a má rámcovou strukturu.[9] Bicchulit je také minerálem sodalitového typu nejen kvůli podobným složkám Na6(Na, Ca)2(Al6Si6Ó24)X1--2 n• H2O, ale také kvůli jeho analogické struktuře.

Struktura

Rodina minerálů sodalitů má čtyřboká strukturní struktura, vysoce nabitá kationty jako Al3+ nebo Si4+ připojení přes společný O2−. Proto je bicchulit považován za strukturu sodalitového typu, protože má čtyřstěny skládající se z Al, Si a O. Atomy Al a Si jsou distribuovány na čtyřboká místa, zatímco vápník ionty a prázdné (OH)4-tetrahedra zabírají dutiny. Navíc, kvůli struktuře sodalitového typu bicchulitu obsahuje beta klece, o nichž je známo, že mají vysoký stupeň flexibility, a ve výsledku se struktura může zhroutit různými mechanismy, aby se přizpůsobily různým kationtům a anionty v beta kleci.[10] Protože poměr Al: Si v bicchulitu je 2: 1, způsobuje to poruchu Al a Si. Následkem toho dochází k Al-O-Al vazbám s čtyřstěnnými jednotkami místo Al-O-Si, což porušuje Loewensteinovo pravidlo a způsobuje problémy při určování struktury bicchulitu.

Při pokusu o ověření struktury bikuchulitu metodou přímého programu byly nalezeny nepřiměřené krystalicko-chemické vlastnosti. Nakonec byly vytvořeny vyvinuté modely s využitím pokusů a omylů a pomocí Pattersonova funkce, který mapuje atomy v mřížce, aby zkontroloval vyvinuté modely. S procesem eliminace pouze vesmírná skupina I4 ̅3m uspokojila správné meziatomové vzdálenosti a vazby mnohostěnů, což bylo později potvrzeno pomocí neutronová difrakce.

Struktura buněk bikuchulitu byla pomocí rentgenových práškových vzorků identifikována jako kubická se středem těla.[11] Kromě toho jsou krystaly kubické formy s bodovou skupinou 4 ̅3 m, takže mají izometrickou třídu krystalů. Neutronová difrakce určila, že krystaly bicchulitu mají prostorovou skupinu I4 ̅3m s a = 8,825 ± 0,001 Å. Bylo zjištěno, že atomy Al a Si byly umístěny na čtyřboká místa s kyslíkem, který je držel na místě. Ve středu každé oktaedrické skupiny je také prázdný čtyřstěn atomů kyslíku a každý je vázán na a vodík atom, který je na tělesných úhlopříčkách buňky. Pomocí funkce Patterson, která určuje krystalografie minerálů, atomů vápníku a skupin OH bylo vidět ve velkých prostorech bicchulitové kostry.

Geologický výskyt

Bicchulit je přirozeným analogem hydrátu gehlenitu, proto se gehlenit může rozkládat na bicchulit, nebo lze procesy zvrátit pomocí hydrotermálních metod k přeměně bicchulitu zpět na gehlenit. Kromě toho může bicchulit vznikat během ochlazovací epizody kontaktní metamorfózy, kde se mění struktura horniny v důsledku vystavení tlaku a extrémním teplotám magma nebo metasomatismem, který chemicky mění horninu hydrotermálními tekutinami.[12] Bikchulit se vyskytuje u vesuvianit (s hydrogrossulárním nebo bez něj), gehlenit a kalcit.[13] Dále bicchulit z dolu Akagane v Prefektura Iwate, Japonsko obsahuje xantofylit a vesuvianit. Bicchulit se vyskytuje nejen ve skarnech ve městě Bicchu, ale také ve skarnech v Carneal, Severní Irsko.

Citace

  1. ^ Mineralienatlas
  2. ^ Bicchulit na Mindat.org
  3. ^ Bicchulit v příručce mineralogie
  4. ^ Bicchulitová data na Webminerálu
  5. ^ Gupta, A .; Chatterjee, N. (1978). "Syntéza, složení, tepelná stabilita a termodynamické vlastnosti bikuchulitu, Ca2 [AI2SiO6] (OH) 2". Americký mineralog. 63: 58–65.
  6. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Kusachi, I. (1973). „Nový minerál bicchulit, přírodní analoga hydrátu gehlenitu, z Fuka, prefektura Okajama, Japonsko a Carneal, hrabství Antrim, Severní Irsko“. Americký mineralog. 7: 243–251. doi:10,2465 / minerj1953.7.243.
  7. ^ Carlson, E (1964). „Hydrotermální příprava hydrátu gehlenitu“ (PDF). Journal of Research of the National Bureau of Standards A. 68: 449–452.
  8. ^ Winkler, B .; Milman, V .; Pickard, C.J. (2004). "Kvantová mechanická studie poruchy Al / Si v leucitu a bikuchulitu". Mineralogický časopis. 68: 819–824. doi:10.1180/0026461046850222.
  9. ^ Winkler, B .; Milman, V .; Pickard, C.J. (2004). „Kvantová mechanická studie poruchy Al / Si u leucitu a bikuchulitu“. Mineralogický časopis. 68: 819–824. doi:10.1180/0026461046850222.
  10. ^ Winkler, B .; Milman, V .; Pickard, C.J. (2004). "Kvantová mechanická studie poruchy Al / Si v leucitu a bikuchulitu". Mineralogický časopis. 68: 819–824. doi:10.1180/0026461046850222.
  11. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Kusachi, I. (1973). „Nový minerál bicchulit, přírodní analoga hydrátu gehlenitu, z Fuka, prefektura Okajama, Japonsko a Carneal, hrabství Antrim, Severní Irsko“. Americký mineralog. 7: 243–251. doi:10,2465 / minerj1953.7.243.
  12. ^ Gupta, A .; Chatterjee, N. (1978). "Syntéza, složení, tepelná stabilita a termodynamické vlastnosti bikuchulitu, Ca2 [AI2SiO6] (OH) 2". Americký mineralog. 63: 58–65.
  13. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Kusachi, I. (1973). „Nový minerál bicchulit, přírodní analoga hydrátu gehlenitu, z Fuka, prefektura Okajama, Japonsko a Carneal, hrabství Antrim, Severní Irsko“. Americký mineralog. 7: 243–251. doi:10,2465 / minerj1953.7.243.