Armalcolite - Armalcolite

Armalcolite
Armalcolite - Mina Wat Lu, Mogok, Myanmar.jpg
Armalcolita de Mianmar (tamanho do grão 5 mm)
Geral
Categoria Mineral de titânio
Fórmula
(unidade de repetição)
(Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5
Classificação de Strunz 4.CB.15
Sistema de cristal Ortorrômbico
Classe de cristal
Símbolo HM dipiramidal (mmm) : (2 / m 2 / m 2 / m)
Grupo espacial Bbmm
Célula unitária a = 9,743 (30)
b = 10,023 (20)
c = 3,738 (30) [Å], Z = 5
Identificação
Cor Cinza ao bronzeado no reflexo, opaco
Dureza da escala de Mohs <5
Brilho Metálico
Gravidade Específica 4,64 g / cm 3 (medido)
Propriedades ópticas Biaxial
Referências

Armalcolite ( / ˌ ɑr m ɑː l k ə l t / ) é uma rico em titânio, mineral , com a fórmula química (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Ele foi encontrado pela primeira vez na Base da Tranquilidade na Lua em 1969 durante a missão Apollo 11 e recebeu o nome de Arm Strong , Al drin e Col lins , os três astronautas da Apollo 11. Junto com o tranquillityita e a piroxferroita , é um dos três novos minerais descobertos na Lua. A armalcolite foi posteriormente identificada em vários locais da Terra e foi sintetizada em laboratório. (Tranquillityite e piroxferroite também foram encontrados mais tarde em vários locais da Terra). A síntese requer baixas pressões, altas temperaturas e resfriamento rápido de cerca de 1.000 ° C à temperatura ambiente. A armalcolita se decompõe em uma mistura de ilmenita rica em magnésio e rutilo em temperaturas abaixo de 1.000 ° C, mas a conversão diminui com o resfriamento. Por causa dessa exigência de têmpera, a armalcolita é relativamente rara e geralmente encontrada em associação com ilmenita e rutilo, entre outros minerais.

Ocorrência

O retrato da tripulação da Apollo 11 . Da esquerda para a direita estão Neil Armstrong , Michael Collins e Buzz Aldrin .

Armalcolite foi originalmente encontrada na Lua, no Mar da Tranquilidade na Base da Tranquilidade e também no vale Taurus-Littrow e nas Terras Altas de Descartes . Os maiores montantes foram fornecidos pelas missões Apollo 11 e 17. Posteriormente, foi identificado na Terra a partir de amostras de diques e tampões de lamproita coletados em Smoky Butte, Condado de Garfield, Montana , EUA . Na Terra, também ocorre na Alemanha ( cratera de impacto Nördlinger Ries na Baviera ), Groenlândia ( Ilha Disko ), México (cone de cinzas El Toro, San Luis Potosí ), África do Sul ( minas de kimberlito Jagersfontein , Bultfontein e Dutoitspan ), Espanha ( Província de Albacete e Jumilla , Murcia ), Ucrânia ( Pripyat Swell ), Estados Unidos (pedreira Knippa, Condado de Uvalde, Texas e Smoky Butte, Jordânia, Montana ) e Zimbábue ( distrito de Mwenezi ). Armalcolite também foi detectada em meteoritos lunares, como Dhofar 925 e 960 encontrados em Omã.

Armalcolita é um mineral menor encontrado em rochas basálticas ricas em titânio , lava vulcânica e, às vezes , pegmatito granítico , rochas ultramáficas , lamproitos e kimberlitos . Está associada a vários óxidos mistos de ferro-titânio, grafite, analcima , diopsídio , ilmenita , flogopita e rutilo . Ele forma cristais alongados de até cerca de 0,1–0,3 mm de comprimento embutidos em uma matriz de basalto. A análise petrográfica sugere que a armalcolita é normalmente formada em baixas pressões e altas temperaturas.

Síntese

Cristais de armalcolita de até vários milímetros de comprimento podem ser cultivados pela mistura de pós de óxidos de ferro, titânio e magnésio na proporção correta, derretendo-os em um forno a cerca de 1.400 ° C, deixando o fundido cristalizar por alguns dias a cerca de 1.200 ° C e, em seguida, extinguindo os cristais à temperatura ambiente. A etapa de têmpera é necessária para a síntese natural e laboratorial, a fim de evitar a conversão de armalcolita em uma mistura de ilmenita rica em magnésio (Mg- FeTiO
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) e rutilo (TiO 2 ) em temperaturas abaixo de 1.000 ° C. Este limiar de conversão de temperatura aumenta com a pressão e eventualmente cruza o ponto de fusão, o que significa que o mineral não pode ser formado em pressões suficientemente altas. Por causa dessa conversão em ilmenita, a armalcolita tem uma abundância relativamente baixa e está associada à ilmenita e ao rutilo. Consequentemente, a quantidade relativa de ilmenita e armalcolita pode ser usada como um indicador da taxa de resfriamento de um mineral durante sua formação.

Propriedades

Estrutura de cristal. Cores: verde - Mg, azul - Ti, vermelho - oxigênio.

Armalcolite tem uma fórmula química geral (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 . Forma massas opacas que aparecem de cinza (ortho-armalcolite) a bronzeado (para-armalcolite) em reflexão, com variedades cinzentas sendo mais comuns, especialmente em amostras sintéticas. A estrutura cristalina é a mesma para o orto- e para-armalcolite. Sua composição química não difere significativamente, mas há uma diferença no teor de MgO e Cr 2 O 3 que foi atribuída à coloração diferente. A armalcolita é uma parte do grupo das pseudobroocita que consiste em minerais da fórmula geral X 2 YO 5 . X e Y são geralmente Fe (2+ e 3+), Mg, Al e Ti. Os membros finais são armalcolita ((Mg, Fe) Ti 2 O 5 ), pseudobrookita (Fe 2 TiO 5 ), ferropseudobrookita (FeTi 2 O 5 ) e " carrooita " (MgTi 2 O 5 ). São isoestruturais e todos possuem estrutura cristalina ortorrômbica e ocorrem em rochas lunares e terrestres.

A composição química da maioria das amostras de armalcolita pode ser decomposta em uma soma de óxidos de metal da seguinte forma: TiO 2 (concentração 71-76%), FeO (10-17%), MgO (5,5-9,4%), Al 2 O 3 (1,48 -2%), Cr 2 O 3 (0,3-2%) e MnO (0-0,83%). Considerando que o teor de titânio é relativamente constante, a proporção de magnésio para ferro varia e é geralmente inferior a 1. Uma variedade de armacolita chamada Cr-Zr-Ca é distinta, que tem um teor elevado de Cr 2 O 3 (4,3-11,5 %), ZrO 2 (3,8–6,2%) e CaO (3-3,5%). Essas variedades não são distintas e composições intermediárias também são encontradas. A modificação pobre em ferro (rica em magnésio) da armacolita tem a mesma estrutura cristalina e ocorre na crosta terrestre como o mineral não oficialmente denominado "karrooíta".

A maior parte do titânio está presente na armalcolita no estado 4+, devido ao ambiente de síntese redutor, mas há uma fração significativa de Ti 3+ nas amostras lunares. A razão Ti 3+ / Ti 4+ na armalcolita pode servir como um indicador de fugacidade (pressão parcial efetiva) de oxigênio durante a formação do mineral. Também permite distinguir a armalcolita lunar da terrestre, como Ti 3+ / Ti 4+ = 0 para a última.

Como a fórmula da armalcolita é (Mg, Fe 2+ ) Ti 2 O 5 , ela segue a fórmula geral de XY 2 O 5, onde X = (Mg e Fe 2+ ), Y = Ti e O é oxigênio. Ambos os sítios X e Y são coordenados de forma octaédrica e a razão do raio entre os cátions e os ânions na armalcolita está em uma razão de três para cinco igual a 0,6, tornando a estrutura octaédrica. A armalcolita é um mineral rico em titânio que se enquadra no grupo de minerais da ferropseudobrookita magnesiana com Fe 2+ Ti 2 O 5 e MgTi 2 O 5 como membros finais. Por ter simetria octaédrica, a armalcolita tem solução sólida (substituição catiônica) entre vários elementos Fe 2+ , Fe 3+ , Mg, Al e Ti; isso ocorre por causa de suas semelhanças em raios atômicos e carga. A estrutura cristalográfica exibida pela armalcolita é uma ortômbico-dipiramida, portanto se enquadra na categoria ortorrômbica e tem um grupo de pontos de 2 / m 2 / m 2 / me um grupo de espaço de Bbmm. Dentro dos locais M1 para a armalcolita é ideal para o ferro residir lá devido ao tamanho maior do ferro e para o M2, o magnésio e o titânio têm uma distribuição entre os dois locais. Nos sites de metal, o titânio tem um óctuplo; magnésio e ferro com uma coordenação quatro. A proporção de magnésio e ferro na armalcolita diminui com a diminuição da temperatura de 0,81 a 1.200 ° C para 0,59 a 1.150 ° C. Quando a armalcolita atinge 1.125 ° C, ela é substituída por ilmenita, FeTiO 3 , que carece de magnésio e ferro.

A estrutura de cristal de armalcolite é próximo do de distorcida brookite . É baseado em octaedros deformados, com um átomo de titânio no centro e seis átomos de oxigênio nos cantos. Os íons de magnésio ou ferro estão localizados nos locais intersticiais; eles não contribuem significativamente para a estrutura da rede, que é mantida por ligações Ti-O através dos cantos do octaedro. No entanto, esses íons afetam as propriedades ópticas, tornando o mineral opaco em contraste com o dióxido de titânio TiO 2 transparente .

Veja também

Referências

links externos