Spinel familie
Familien af spineller (spineler) er en familie af mineraler med den generelle formel AD 2 X 4 , hvor
A- Mg , Zn , Mn , Si , Ge , Fe , Co , Cu , Sb , Ti , Ni ;
D- Fe , Al , Mn , Fe , V , Cr , Co , In , Ir , Rh , Pt , Ni ;
Mineraler af spinelfamilien bruges som geotermometre eller geobarometre. Nogle er malmmineraler (f.eks . magnetit , violarit ), og nogle bruges som ædelsten (f.eks . rødfarvet spinel ).
Mineraler af spinelfamilien med en sådan typisk sammensætning bør ifølge røntgendata betragtes som komplekse oxider og ikke som salte af oxygensyrer, det vil sige ikke som aluminater , ferriter osv. [1]
På grund af den meget udbredte isomorfi (især blandt divalente kationer ) kendes sammen med de ekstreme medlemmer mellemliggende, som er meget mere almindelige. Mange af spinellerne af mellemsammensætning blev beskrevet under specifikke navne, nogle af navnene blev fortolket på forskellige måder; meget brøkdele klassifikationer af nogle forfattere, indførelse af nye navne af dem, samt en ændring i indholdet af accepterede begreber førte til usikkerhed i betegnelserne, især for spineller af mellemsammensætning [2] .
Nomenklatur
Familien er opdelt i tre grupper baseret på den dominerende X -anion :
O 2- : Oxyspinel gruppe .
S 2- : Thiospinel gruppe .
Se 2- : Seleniospinel gruppe .
Hver gruppe er opdelt i undergrupper efter den dominerende valens og derefter den dominerende bestanddel (eller heterovalente par af bestanddele) repræsenteret ved bogstavet D i formlen AD 2 X 4 [3] .
| Gruppe af oxyspineler | Thiospinel gruppe | Seleniospinel gruppe | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Dominant kation A | Spinel undergruppe | Ulvöspinel undergruppe | Carrolite undergruppe | Linneite undergruppe | |
| Fe | Magnetit Fe 2+ Fe 3+ 2 O 4 | Philipstadit (Fe 3+ 0,5 Sb 5+ 0,5 ) Mn 2 O 4 | — | Dobrelite Fe 2+ Cr 3+ 2 S 4 | — |
| Chromit Fe 2+ Cr 3+ 2 O 4 | — | — | Ferrorhodsite
(Fe,Cu)(Rh,Ir,Pt ) 2S 4 |
— | |
| Coulsonite Fe 2+ V 3+ 2 O 4 | — | — | Greigite Fe 2+ Fe 3+ 2 S 4 | — | |
| Hercynite Fe 2+ Al 2 O 4 | — | — | Indit FeIn 2 S 4 | — | |
| Maghemite (Fe 3+ 0,67 ◻ 0,33 ) Fe 3+ 2 O 4 | — | — | Violarit Fe 2+ Ni 3+ 2 S 4 | — | |
| Zn | Franklinit Zn 2+ Fe 3+ 2 O 4 | — | — | Kalininite ZnCr 2 S 4 | — |
| Ganit ZnAl 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Heterolit ZnMn 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Zinkochromit ZnCr 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Mn | Galaxite Mn 2+ Al 2 O 4 | Tegengrenit (Mn 3+ 0,5 Sb 5+ 0,5 ) Mg 2 O 4 | — | — | — |
| Gausmanit Mn 2+ Mn 3+ 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Jacobsite Mn 2+ Fe 3+ 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Manganochromit Mn 2+ Cr 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Vuorelainenite Mn 2+ V 3+ 2 O 4 | — | — | — | — | |
| mg | Magnesitokromit MgCr 2 O 4 | Candylite (Mg, Fe 3+ ) 2 (Ti, Fe 3+ , Al) O 4 | — | — | — |
| Magnesiokulsonit MgV 2 O 4 | Ringwoodit (Mg,Fe 2+ ) 2 SiO 4 | — | — | — | |
| Magnesioferrit MgFe 3+ 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Spinel MgAl 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Cu | Cuprospinel Cu 2+ Fe 3+ 2 O 4 | — | Fletcherite CuNi 2 S 4 | Cuprorodsite (Cu 1+ 0,5 Fe 3+ 0,5 )Rh 3+ 2 S 4 | Tyrrellit Cu( Co3 + , Ni3 + ) 2Se4 |
| — | — | Malanit
Cu 1+ (Ir 3+ Pt 4+ )S 4 |
— | — | |
| — | — | Florensovit (Cu,Zn)Cr 1,5 Sb 0,5 S 4 | — | — | |
| — | — | Rhodostannitis
Cu 1+ (Fe 2+ 0,5 Sn 4+ 1,5 ) S 4 |
— | — | |
| co | Cochromite CoCr 2 O 4 | — | — | Linnaite Co 2+ Co 3+ 2 S 4 | Bornhardtite Co 2+ Co 3+ 2 Se 4 |
| — | — | Siegenite CoNi 2 S 4 | — | ||
| Ni | Nichromit (Ni,Co,Fe)(Cr,Fe, Al ) 2O4 | — | — | Polydymit Ni 2+ Ni 3+ 2 S 4 | Truestedtite Ni 3 Se 4 |
| Trevorit Ni 2+ Fe 3+ 2 O 4 | — | — | — | — | |
| Ti | Titanomaghemit (Ti 4+ 0,5 ◻ 0,5 ) Fe 3+ 2 O 4 | Ulvöspinel TiFe 2 O 4 | — | — | — |
| Ge | — | Brunogayerite Ge 4+ Fe 2+ 2 O 4 | — | — | — |
| CD | — | — | — | Cadmoindite CdIn 2 S 4 | — |
| Pb | — | — | — | Xingtskhongit Pb 2+ Ir 3+ 2 S 4 | — |
Krystalstruktur
Syngonien af spinelfamilien er normalt kubisk , rumgruppen er Fd3m. Antallet af formelenheder (Z) er 8. Oxygenioner er tæt pakket i fire planer parallelt med oktaederets flader (kubisk tæt pakning). I strukturtypen af normal spinel (n-spinel) er divalente kationer ( Mg 2+ , Fe 2+ , etc.) omgivet af fire oxygenioner i et tetraedrisk arrangement, mens trivalente kationer ( Al 3+ , Fe 3+ , Cr 3 + osv.) er omgivet af seks oxygenioner langs oktaederens toppunkter. Hver oxygenion er forbundet med en divalent og tre trivalente kationer. Strukturen er karakteriseret ved en kombination af isometriske "strukturelle enheder" - tetraedre og oktaedre, hvor hvert toppunkt er fælles for et tetraeder og tre oktaedre. Disse strukturelle træk forklarer godt sådanne egenskaber ved disse mineraler som optisk isotropi , manglende spaltning , kemisk og termisk stabilitet af forbindelser, ret høj hårdhed og andre [1] .
Spineller indeholdende tetra- og divalente grundstoffer, altid omvendt. Tri- og tetravalente kationer indtager overvejende oktaedriske positioner; undtagelserne er Fe 3+ , In 3+ , Ga 3+ , som fortrinsvis er arrangeret i tetraedriske positioner. Den normale struktur er karakteristisk for egentlig spinel, ganit , hercynit , galaxit , kromspineller , CaAl 2 O 4 , NiAl 2 O 4 , ZnFe 2 O 4 , CdFe 2 O 4 . Gausmannit , heterolit og rhombomagnojacobsite har en noget forvrænget struktur af denne type og en defekt spinellignende struktur - Al 2 O 3 . Nogle sulfider af sammensætningen R 2+ R 2 3+ S 4 har også spinelstrukturen , hvor R 2+ er Co , Ni , Fe , Cu . og R3 + - Co , Ni , Cr ( linneit , siegenit , polydymit ). Strukturen vendt og tæt på den er karakteristisk for magnetit , magnesioferrit , ulvospinel , Mg 2 TiO 4 , MgGa 2 O 4 , Zn 2 SnO 4 , Zn 2 TiO 4 , MgIn 2 O 4 . [fire]
Fysiske egenskaber
Den specifikke vægtfylde og brydningsindeks for spineller varierer med sammensætningen. Fysiske egenskaber, især magnetiske og elektriske egenskaber, afhænger af placeringen af kationer i strukturen. Alle normal-type spineller har lav, mens omvendt type spineller, såsom magnetit , har høj elektrisk ledningsevne .
I naturlige spineller observeres mere eller mindre fuldstændig kompatibilitet inden for hver isomorfe serie, mens kompatibiliteten er begrænset mellem medlemmer af forskellige serier. Der er kontinuerlige serier fra MgAl 2 O 4 - FeAl 2 O 4 , MgAl 2 O 4 - MgCr 2 O 4 og MgAl 2 O 4 til FeCr 2 O 4 . Tilstedeværelsen af ilmenit og hercynit i magnetit og hausmannit i jacobsit i form af nedbrydningsprodukter i fast opløsning indikerer den begrænsede blandbarhed af spineller af den tilsvarende sammensætning. Isomorfe substitutioner påvirker mærkbart enhedscellens dimensioner . Formlen foreslået af Mikheev afspejler afhængigheden af et 0 af størrelserne af divalente og trivalente kationer: for mellemliggende medlemmer af isomorfe serier tages den gennemsnitlige værdi af radius af kationer, der erstatter hinanden.
Indflydelsen af indholdet af forskellige kationer på størrelsen afspejles i regressionsafhængigheden: hvor x 1 er atommængden af Al , x 2 - Fe 2+ og Zn , x 3 - Mg ; x 4 - Mn2 + . [5]
Noter
- ↑ 1 2 Betekhtin, 2007 , s. 314.
- ↑ Chukhrov, 1967 , s. atten.
- ↑ 1 2 Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero, 2018 , s. 185.
- ↑ Chukhrov, 1967 , s. 19, 21.
- ↑ Chukhrov, 1967 , s. 19, 22.
Litteratur
- Chukhrov F.V., Bonstedt-Kupletskaya. E. M. Mineraler. Vejviser. Udgave 3. Komplekse oxider, titanater, niobater, tantalater, antimonater, hydroxider .. - Moskva: Nauka, 1967. - 676 s.
- Betekhtin A. G. Kursus i mineralogi. - Moskva: KDU, 2007. - 271 s.
- Ferdinando Bosi, Cristian Biagioni, Marco Pasero. Nomenklatur og klassifikation af spinelsupergruppen (engelsk) // European Journal of Mineralogy. - 2018. - 12. september ( bind 31 , nr. 1 ). - S. 183-192 .
Links
- Spinel- familien på Mindat.org