Бикчулит - Bicchulite

Бикчулит
Бикчулит-геленит-242596.jpg
Острые, серые, прямоугольные кристаллы до 4 мм псевдоморфоз бикчулита после того, как кристаллы геленита обильно покрывают богатую кварцем матрицу
Общий
КатегорияСиликатный минерал
Формула
(повторяющийся блок)		Ca2(Al2SiO6)(ОЙ)2
Классификация Струнца9.FB.10
Кристаллическая системаКубический
Кристалл классГекстетраэдрический (43м)
Символ HM: (4 3м)
Космическая группая43м
Идентификация
ЦветБелый или серый, в шлифах бесцветный
РасщеплениеНечеткое
Шкала Мооса твердость2.5
БлескЗемлистый, пудровый
Полосабелый
ПрозрачностьПолупрозрачный
Удельный вес2,813 (синтетика)
Рекомендации[1][2][3][4]

Бикчулит имеет идеальную химическую формулу 2CaO • Al2О3 • SiO2 •ЧАС2O, который был получен в результате гидротермального синтеза синтетических геленит (2CaO • Al2О3 • SiO2). Также бикчулит был обнаружен на рудниках Японии вместе с соответствующими минералами. Этот содалит -типа структурированного бикчулита имеет необычное соотношение алюминий к кремний, вызывая трудности с расшифровкой структуры. Из-за структуры бикчулита он имеет порошкообразную структуру, что затрудняет получение информации о физических свойствах минерала. Несмотря на эту проблему, цвет, удельный вес, и размер кристаллов бикчулита известны. Хотя бикчулит был открыт только около 40 лет назад, технологии быстро развиваются, позволяя получать более точные результаты экспериментов, проводимых сегодня.

Сочинение

Учитывая, что бикчулит был найден в скарны,[5] минерал содержит различные примеси, препятствующие образованию абсолютного химическая формула. Даже с использованием рентгена порошковая дифракция техники, точный состав бикчулита определить не удалось.[6] Однако после проведения некоторых экспериментов по гидратации геленита был не только создан бикчулит, но и идеальная химическая формула для редкого минерала была представлена ​​как 2CaO • Al2О3 • SiO2 •ЧАС2О.[7] Поскольку бикчулит содержит алюминий, кремний и кислород это считается алюмосиликат.[8] При комнатной температуре алюмосиликаты обычно имеют отношение алюминия к кремнию, близкое к 1, в результате чередования связей Al и Si. ионы с правилом O или Левенштейна. Хотя бикчулит является алюмосиликатом, он единственный, у которого соотношение Al к Si составляет 2: 1, и он имеет каркасную структуру.[9] Бикчулит также является минералом содалитового типа не только из-за того, что в его состав входят компоненты Na6(Na, Ca)2(Al6Si6О24)ИКС1−2н•ЧАС2O, но также из-за его аналогичной структуры.

Структура

Семейство минералов содалита имеет тетраэдрическую каркасную структуру с сильно заряженными катионы такие как Al3+ или Si4+ подключение через общий O2−. Поэтому бикчулит считается структурой типа содалита, поскольку он имеет тетраэдры, состоящие из Al, Si и O. Атомы Al и Si распределены в тетраэдрических узлах, в то время как кальций ионы и пустой (ОН)4-тетраэдры занимают полости. Кроме того, из-за каркаса бикчулитового типа содалита он содержит бета-клетки, которые, как известно, обладают высокой степенью гибкости, и в результате структура может разрушаться с помощью различных механизмов для размещения различных катионов и анионы в бета-клетке.[10] Поскольку соотношение Al: Si в бикчулите составляет 2: 1, это вызывает беспорядок в Al и Si. Следовательно, связи Al-O-Al с тетраэдрическими звеньями возникают вместо Al-O-Si, что нарушает правило Левенштейна и создает проблемы для определения структуры бикчулита.

При попытке проверить структуру бикчулита прямым программным методом были обнаружены необоснованные кристаллохимические особенности. В конце концов, разработанные модели были созданы методом проб и ошибок и с помощью Функция Паттерсона, который отображает атомы в решетке для проверки разработанных моделей. В процессе исключения только пространственная группа I4 ̅3m удовлетворяла правильным межатомным расстояниям и сцеплениям многогранников, что позже было подтверждено с помощью нейтронная дифракция.

Структура ячеек бикчулита была определена как объемно-центрированная кубическая с помощью порошковых рентгенограмм.[11] Кроме того, кристаллы имеют кубическую форму с точечной группой 4 ̅3 м, что соответствует изометрическому классу кристаллов. Дифракция нейтронов установила, что кристаллы бикчулита имеют пространственную группу I4 ̅3m с a = 8,825 ± 0,001 Å. Было определено, что атомы Al и Si размещаются в тетраэдрических узлах, а кислород удерживает их на месте. Также есть пустой тетраэдр из атомов кислорода в центре каждой октаэдрической группы, каждый из которых связан с водород атом, который находится на диагоналях тела клетки. С помощью функции Паттерсона, определяющей кристаллография минералов, атомы кальция и группы ОН были замечены в больших пространствах каркаса бикчулита.

Геологическое проявление

Бикчулит является естественным аналогом гидрата геленита, поэтому геленит может разлагаться на бикчулит, или процессы могут быть обращены вспять с помощью гидротермальных методов, чтобы превратить бикчулит обратно в геленит. Кроме того, бикчулит может образовываться во время эпизода охлаждения контактного метаморфизма, когда текстура породы изменяется из-за воздействия давления и экстремальных температур от магма или метасоматозом, который химически изменяет породу гидротермальными флюидами.[12] Бикчулит встречается с везувианит (с гидрогроссуляром или без него), геленит и кальцит.[13] Кроме того, бикчулит из рудника Акагане в Префектура Иватэ, Япония содержит ксантофиллит и везувианит. Бикчулит встречается не только в скарнах в городе Бикчу, но и в скарнах в Карнеале, Северная Ирландия.

Цитаты

  1. ^ Минералиенатлас
  2. ^ Бикчулит на Mindat.org
  3. ^ Бикчулит в справочнике по минералогии
  4. ^ Данные по бикчулиту на Webmineral
  5. ^ Gupta, A .; Чаттерджи, Н. (1978). «Синтез, состав, термическая стабильность и термодинамические свойства бикчулита, Ca2 [AI2SiO6] (OH) 2». Американский минералог. 63: 58–65.
  6. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Кусачи, И. (1973). «Новый минерал бикчулит, природный аналог гидрата геленита, из Фуки, префектура Окаяма, Япония, и Карнеал, графство Антрим, Северная Ирландия». Американский минералог. 7: 243–251. Дои:10.2465 / minerj1953.7.243.
  7. ^ Карлсон, Э (1964). «Гидротермальная подготовка гидрата геленита» (PDF). Журнал исследований Национального бюро стандартов A. 68: 449–452.
  8. ^ Винклер, Б .; Мильман, В .; Пикард, Си-Джей (2004). «Квантово-механическое исследование беспорядка Al / Si в лейците и бикчулите». Минералогический журнал. 68: 819–824. Дои:10.1180/0026461046850222.
  9. ^ Винклер, Б .; Мильман, В .; Пикард, Си-Джей (2004). «Квантово-механическое исследование беспорядка Al / Si в лейците и бикчулите». Минералогический журнал. 68: 819–824. Дои:10.1180/0026461046850222.
  10. ^ Винклер, Б .; Мильман, В .; Пикард, Си-Джей (2004). «Квантово-механическое исследование беспорядка Al / Si в лейците и бикчулите». Минералогический журнал. 68: 819–824. Дои:10.1180/0026461046850222.
  11. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Кусачи, И. (1973). «Новый минерал бикчулит, природный аналог гидрата геленита, из Фуки, префектура Окаяма, Япония, и Карнеал, графство Антрим, Северная Ирландия». Американский минералог. 7: 243–251. Дои:10.2465 / minerj1953.7.243.
  12. ^ Gupta, A .; Чаттерджи, Н. (1978). «Синтез, состав, термическая стабильность и термодинамические свойства бикчулита, Ca2 [AI2SiO6] (OH) 2». Американский минералог. 63: 58–65.
  13. ^ Henmi, C .; Henmi, K .; Кусачи, И. (1973). «Новый минерал бикчулит, природный аналог гидрата геленита, из Фуки, префектура Окаяма, Япония, и Карнеал, графство Антрим, Северная Ирландия». Американский минералог. 7: 243–251. Дои:10.2465 / minerj1953.7.243.