キャロライト

キャロライト
カタンガ州カンボヴェ産のカロライト。この標本は幅 4.3 cm で、方解石結晶の間に、部分的に黄鉄鉱で覆われた 1.2 cm のカロライト結晶があります。
一般的な
カテゴリ	硫化鉱物 チオスピネルグループ（スピネル構造グループ）
式 （繰り返し単位）	銅コバルト2S4​
IMAシンボル	クリ[1]
シュトランツ分類	2.DA.05
ダナ分類	2.10.1.2
結晶系	アイソメトリック
クリスタルクラス	六八面体（m 3 m） HM記号：（4/m 3 2/m）
空間群	3m​​
識別
色	明るい灰色から暗い灰色、まれに銅色または紫灰色に変色する
クリスタル習慣	八面体および立方体の結晶、塊状、粒状、または密集した結晶
姉妹都市	{111} ポリシンセティックまたはスピネル双晶[2]
胸の谷間	{001} に不完全
骨折	貝殻状、亜貝殻状、または不均一
粘り強さ	非常に脆い
モース 硬度	4.5から5.5
光沢	メタリック
連勝	グレー ブラック
透けて見える	不透明。λ = 560 nmの場合、Rは43%から45%です[3]
比重	測定値4.5～4.8、計算値4.83
屈折率	不透明な鉱物の場合、nは決定されない
溶解度	リンナイトグループの鉱物は硝酸によって部分的にエッチングされ、わずかに発泡します。[2]
その他の特徴	放射性でも蛍光性でもない
参考文献	[4] [5] [6] [7]

カロライト（CuCo ₂ S _{4 ）は}銅とコバルトの硫化物で、金属イオンがニッケルに大きく置換されていることが多く、リンネ石グループに属します。米国メリーランド州キャロル郡サイクスビルのパタプスコ鉱山の模式産地にちなんで名付けられました。^[6]

空間群：Fd3m。単位格子パラメータ = a = 9.48  Å、Z = 8。単位格子体積：V = 851.97 Å ³（単位格子パラメータから計算）。^[8]

リンネ石グループは、一般式 AB ₂ X _4の硫化物とセレン化物のグループです。ここで、X は硫黄またはセレン、A は2 価のFe、Ni、Co、または Cu、B は3 価のCo、Ni、またはドーブレライトの場合はCr です。鉱物は等軸晶系で、空間群はFd3m であり、互いに、またスピネル グループの鉱物と等構造です。

リンネ石グループの構造は、 X の立方最密配列で構成されています (X はスピネルでは酸素、リンネ石グループでは硫黄またはセレンです)。X の配列内には 2 種類の隙間があり、1 つは四面体配位で、もう 1 つは八面体配位です。四面体サイト A の 8 分の 1 は通常 2+^陽イオンで占められ、八面体サイト B の半分は 3+^陽イオンで占められています。^[9]チャーノックらは、カロライトが四面体サイト内に完全に Cu を含むことを確認しました。^[10] したがって、スピネルのようなカロライトに期待される理想的な式は Cu ²⁺ Co ³⁺ ₂ S ²⁻ _{4ですが、一般的な}硫化銅の場合と同様に、銅原子の酸化状態は 2+ ではなく 1+ です。価数の割り当てはCu ⁺ Co ³⁺ ₂ S ^1.75− ₄の方が適切であり、これは2009年の研究で確認されました。^[11]硫黄原子4個あたり1個の不足している電子は非局在化しており、複雑な磁気挙動と相まって、非常に低温で金属伝導性、さらには超伝導性をもたらします。^[12]

固溶体は、ある陽イオンがかなりの範囲の組成で別の陽イオンと置換できるときに生じます。カロライトでは、Co ^{2+ がA サイトで Cu +}と置換でき、置換が完了すると、形成された鉱物はリンネ石、Co ²⁺ Co ³⁺ ₂ S ₄と呼ばれます。これは、カロライトとリンネ石の間に固溶体系列があることを意味します。また、Ni はカロライト構造で Co と Cu の両方を置換し、^[13]カロライトから銅シエジェナイトへの固溶体を与えます。 シエジェナイト、Co ²⁺ Ni ³⁺ ₂ S _{4は、リンネ石と}ポリジマイト、Ni ²⁺ Ni ³⁺ ₂ S ₄間の固溶体系列のメンバーです。（Wagner と Cook は、カロライトとフレッチャライト、CuNi ₂ S ₄間の固溶体の証拠を見つけませんでした）。

カロライトは、テトラヘドライト、黄銅鉱、ボルナイト、ダイジェナイト、ジュレナイト、黄銅鉱^、磁硫鉄鉱、黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、ミラーライト、ゲルスドルフ石、ウルマナイト、コバルト方解石、およびリンネ石グループのメンバーであるリンネ石、シージェナイト、ポリジマイトとともに、熱水鉱脈鉱床[14]に 産出します。

Cu-Co-S 系の相関係が研究されている。^[15] 900 °C 付近の温度では、黄銅鉱-ジゲナイト固溶体がコバルト硫化物と共存する。温度が下がると、880 °C でカロライト-リンネ石固溶体が形成され、冷却すると銅含有量が増加し、約 500 °C でカロライト組成となる。507 °C 未満ではコベライトは安定し、銅を含むカティエライトと共存する。103 °C で低濃度黄銅鉱が、93 °C でジュールライトが、70 °C 付近でジゲナイトが消失してアニライトが出現する。リンネ石-カロライト系列の中間体がジュールライトに置き換えられたことを示す証拠がある。^[15]

カロライトは世界中で発見されており、オーストラリア、オーストリア、アゼルバイジャン、ブラジル、ブルガリア、カナダ、チリ、中国、チェコ共和国、コンゴ民主共和国、^[16]フランス、ドイツ、日本、モロッコ、ナミビア、北朝鮮、ノルウェー、オマーン、ポーランド、ルーマニア、ロシア、スロバキア、スウェーデン、スイス、米国、ザンビアで報告されています。^[6]

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