Armalcolita - Armalcolite
| Armalcolita | |
|---|---|
 Armalcolite de Myanmar (tamaño de grano 5 mm)
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| General | |
| Categoría | Mineral de titanio |
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Fórmula (unidad repetitiva) |
(Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 |
| Clasificación de Strunz | 4.CB.15 |
| Sistema de cristal | Ortorrómbico |
| Clase de cristal | Dipiramidal (mmm) Símbolo HM : (2 / m 2 / m 2 / m) |
| Grupo espacial | Bbmm |
| Celda unitaria | a = 9,743 (30) b = 10,023 (20) c = 3,738 (30) [Å], Z = 5 |
| Identificación | |
| Color | Gris a bronceado en reflejo, opaco |
| Escala de Mohs de dureza | <5 |
| Lustre | Metálico |
| Gravedad específica | 4,64 g / cm 3 (medido) |
| Propiedades ópticas | Biaxial |
| Referencias | |
Armalcolita ( / ˌ ɑr m ɑː l k ə l aɪ t / ) es una rica en titanio mineral con la fórmula química (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Se encontró por primera vez en la Base Tranquility en la Luna en 1969 durante la misión Apollo 11 , y lleva el nombre de Arm strong , Al drin y Col lins , los tres astronautas del Apollo 11. Junto con tranquillityite y piroxferroita , es uno de los tres nuevos minerales que se descubrieron en la Luna. Posteriormente, la armalcolita se identificó en varios lugares de la Tierra y se sintetizó en el laboratorio. (Tranquillityite y pyroxferroite también se encontraron más tarde en varios lugares de la Tierra). La síntesis requiere bajas presiones, altas temperaturas y enfriamiento rápido desde aproximadamente 1000 ° C a la temperatura ambiente. La armalcolita se descompone en una mezcla de ilmenita rica en magnesio y rutilo a temperaturas inferiores a 1.000 ° C, pero la conversión se ralentiza con el enfriamiento. Debido a este requisito de extinción, la armalcolita es relativamente rara y generalmente se encuentra asociada con ilmenita y rutilo, entre otros minerales.
Ocurrencia
La armalcolita se encontró originalmente en la Luna, en el Mar de la Tranquilidad en la Base de Tranquilidad , y también en el valle de Tauro-Littrow y las Tierras Altas de Descartes . Las mayores cantidades fueron proporcionadas por las misiones Apollo 11 y 17. Más tarde se identificó en la Tierra a partir de muestras de diques y tapones de lamproita tomadas en Smoky Butte, condado de Garfield, Montana , EE . UU . En la Tierra, también ocurre en Alemania ( cráter de impacto Nördlinger Ries en Baviera ), Groenlandia ( isla Disko ), México (cono de ceniza El Toro, San Luis Potosí ), Sudáfrica ( minas de kimberlita Jagersfontein , Bultfontein y Dutoitspan ), España ( Provincia de Albacete y Jumilla , Murcia ), Ucrania ( Pripyat Swell ), Estados Unidos (cantera de Knippa, condado de Uvalde, Texas y Smoky Butte, Jordania, Montana ) y Zimbabwe ( distrito de Mwenezi ). La armalcolita también se detectó en meteoritos lunares, como Dhofar 925 y 960 encontrados en Omán.
La armalcolita es un mineral menor que se encuentra en rocas de basalto ricas en titanio , lava volcánica y, a veces , pegmatita de granito , rocas ultramáficas , lamproitas y kimberlitas . Está asociado con varios óxidos mixtos de hierro-titanio, grafito, analcima , diópsido , ilmenita , flogopita y rutilo . Forma cristales alargados de hasta aproximadamente 0,1-0,3 mm de longitud incrustados en una matriz de basalto. El análisis petrográfico sugiere que la armalcolita se forma típicamente a bajas presiones y altas temperaturas.
Síntesis
Los cristales de armalcolita de hasta varios milímetros de longitud se pueden cultivar mezclando polvos de óxidos de hierro, titanio y magnesio en la proporción correcta, fundiéndolos en un horno a aproximadamente 1400 ° C, dejando que la masa fundida cristalice durante unos días a aproximadamente 1200 ° C. y luego enfriar los cristales a temperatura ambiente. El paso de enfriamiento es necesario tanto para el laboratorio como para la síntesis natural a fin de evitar la conversión de armalcolita en una mezcla de ilmenita rica en magnesio (Mg- FeTiO
3 ) y rutilo (TiO 2 ) a temperaturas inferiores a 1.000 ° C. Esta temperatura umbral de conversión aumenta con la presión y finalmente cruza el punto de fusión, lo que significa que el mineral no se puede formar a presiones suficientemente altas. Debido a esta conversión a ilmenita, la armalcolita tiene una abundancia relativamente baja y está asociada con ilmenita y rutilo. En consecuencia, la cantidad relativa de ilmenita y armalcolita se puede utilizar como indicador de la velocidad de enfriamiento de un mineral durante su formación.
Propiedades
Armalcolite tiene una fórmula química general (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Forma masas opacas que aparecen de gris (orto-armalcolita) a tostado (para-armalcolita) en reflexión, siendo las variedades grises las más comunes, especialmente en muestras sintéticas. La estructura cristalina es la misma para la orto- y para-armalcolita. Su composición química no difiere significativamente, pero existe una diferencia en el contenido de MgO y Cr 2 O 3 que se atribuyó a una coloración diferente. La armalcolita es parte del grupo pseudobrookita que consiste en minerales de fórmula general X 2 YO 5 . X e Y son normalmente Fe (2+ y 3+), Mg, Al y Ti. Los miembros finales son armalcolita ((Mg, Fe) Ti 2 O 5 ), pseudobrookita (Fe 2 TiO 5 ), ferropseudobrookita (FeTi 2 O 5 ) y " karrooita " (MgTi 2 O 5 ). Son isoestructurales y todos tienen estructura cristalina ortorrómbica y se encuentran en rocas lunares y terrestres.
La composición química de la mayoría de las muestras de armalcolita se puede descomponer en una suma de óxidos metálicos de la siguiente manera: TiO 2 (concentración 71-76%), FeO (10-17%), MgO (5.5-9.4%), Al 2 O 3 (1.48 -2%), Cr 2 O 3 (0,3-2%) y MnO (0-0,83%). Mientras que el contenido de titanio es relativamente constante, la proporción de magnesio a hierro varía y suele ser inferior a 1. Se distingue una variedad de armacolita llamada Cr-Zr-Ca que tiene un contenido elevado de Cr 2 O 3 (4,3-11,5 %), ZrO 2 (3,8-6,2%) y CaO (3-3,5%). Estas variedades no son distintas y también se encuentran composiciones intermedias. La modificación pobre en hierro (rica en magnesio) de la armacolita tiene la misma estructura cristalina y se encuentra en la corteza terrestre que el mineral llamado extraoficialmente "karrooita".
La mayor parte del titanio está presente en la armalcolita en el estado 4+, debido al entorno de síntesis reductor, pero hay una fracción significativa de Ti 3+ en las muestras lunares. La relación Ti 3+ / Ti 4+ en la armalcolita puede servir como indicador de la fugacidad (presión parcial efectiva) del oxígeno durante la formación del mineral. También permite distinguir la armalcolita lunar y terrestre, ya que Ti 3+ / Ti 4+ = 0 para esta última.
Dado que la fórmula de la armalcolita es (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 , sigue la fórmula general de XY 2 O 5 donde X = (Mg y Fe 2+ ), Y = Ti y O es oxígeno. Ambos sitios X e Y están coordinados octaédricamente y la relación de radio entre los cationes y los aniones en la armalcolita está en una relación de tres a cinco igual a 0,6, lo que hace que la estructura sea octaédrica. La armalcolita es un mineral rico en titanio que pertenece al grupo de minerales magnesianferropseudobrookite con Fe 2+ Ti 2 O 5 y MgTi 2 O 5 como miembros finales. Debido a que tiene simetría octaédrica, la armalcolita tiene una solución sólida (sustitución de cationes) entre múltiples elementos Fe 2+ , Fe 3+ , Mg, Al y Ti; esto se debe a sus similitudes en los radios atómicos y la carga. La estructura cristalográfica que exhibe la armalcolita es una ortómbica-bipirámide, por lo que cae en la categoría ortorrómbica y tiene un grupo de puntos de 2 / m 2 / m 2 / my un grupo espacial de Bbmm. Dentro de los sitios M1 para armalcolita es ideal que el hierro resida allí debido al tamaño más grande del hierro y para M2, el magnesio y el titanio tienen una distribución entre los dos sitios. En los sitios de metal, el titanio tiene ocho veces; magnesio y hierro con una coordinación de cuatro. La proporción de magnesio y hierro en la armalcolita disminuye al disminuir la temperatura de 0,81 a 1200 ° C a 0,59 a 1150 ° C. Una vez que la armalcolita alcanza los 1.125 ° C, se reemplaza con ilmenita, FeTiO 3 , que carece de magnesio y hierro.
La estructura cristalina de la armalcolita es cercana a la de la brookita distorsionada . Se basa en octaedros deformados, con un átomo de titanio en el centro y seis átomos de oxígeno en las esquinas. Los iones de magnesio o hierro se encuentran en los sitios intersticiales; no contribuyen significativamente al entramado de celosía, que está sostenido por enlaces Ti-O a través de las esquinas de los octaedros. Sin embargo, estos iones afectan las propiedades ópticas, haciendo que el mineral sea opaco en contraste con el dióxido de titanio transparente TiO 2 .