クッキー

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	石英上のクック石、メイン州パリス、トポタイプ鉱床
一般的な
カテゴリ	9 章
式; （繰り返し単位）	リア; 4（シ; 3アル)O; 10（おお）; 8
シュトランツ分類	09.EC.55
ダナ分類	71.04.01.02
結晶系	単斜晶系
クリスタルクラス	角柱型; ; C 2 またはCc
識別
色	白、緑、茶色、金色、ピンク
姉妹都市	[310]付近
胸の谷間	完璧以上 {001}
骨折	フレキシブル
粘り強さ	2,5
光沢	真珠のような; 絹のような
密度	2.58から2.69へ
屈折率	α = 1,572 ～ 1,576、β = 1,579 ～ 1,584、γ = 1,589 ～ 1,6
複屈折	二軸（+）、0.0170～0.0240 ; 2V = 35～60°
多色性	x = y: 淡い緑からピンク、z: 無色から淡い黄色
紫外線蛍光	クリームイエロー（SW）

クックアイトは、緑泥石ファミリーの一部であるケイ酸塩グループおよびフィロケイ酸塩サブグループの鉱物種であり、化学式はLiAl ₄ (Si ₃ Al)O ₁₀ (OH) _8です。^[1]この柔らかく、低密度の鉱物はさまざまな色をしており、いくつかのポリタイプを持つLiAl ₂ (OH) ₆とAl ₂ O ₄ (OH) ₂ Si ₈ O ₁₂の交互層からなる結晶構造を持っています。クックアイトは、ペグマタイト中のケイ酸塩の水熱変質の生成物としてよく見られます。比較的低温（200 ℃未満）およびさまざまな圧力で形成されます。

歴史

発明者と語源

クック石は1866年に鉱物学者ジョージ・ジャービス・ブラッシュ^[2]によって記述され、マサチューセッツ州ケンブリッジのハーバード大学のアメリカ人鉱物学者で化学者のジョサイア・パーソンズ・クック（1827-1894）に捧げられました。^[3]

トポタイプ

トポタイプ鉱床は、米国メイン州オックスフォード郡パリスのマウント・マイカ採石場にあります。

タイプ標本は米国コネチカット州ニューヘイブンのイェール大学に寄託されている（No. 2.3728）。^[4]

物理化学的性質

判定基準

クックアイトは、緑、茶色、金色、またはピンクがかった色合いのさまざまな強度を持つ白色鉱物です。擬六方晶、球状、放射状または繊維状の集合体として産出します。真珠のような光沢または絹のような光沢があり、透明から半透明です。柔軟性はありますが非弾性で、{001}面で完全に劈開し、雲母状の破砕片^[5]を形成します(薄いシートまたはフレークの形成)。

クックアイトは柔らかい鉱物で、モース硬度は2.5から3.5の範囲に過ぎません。また、密度はそれほど高くなく、測定された密度は2.58から2.69です。^{[6]クックアイトは、}X軸とY軸に沿って淡い緑からピンク色の多色性を持ち、Z軸に沿って無色から淡黄色です。白い線があり、かなり規則的にクリーム色の蛍光を発します。 ^[5]

化学組成

クックアイトは、化学式 LiAl ₄ (Si ₃ Al)O ₁₀ (OH) ₈で表され、分子量は 522.16 u、つまり 8.67 × 10 ^-25 kg です。したがって、次の元素で構成されています。

クックアイトによく含まれる不純物には、鉄、マンガン、マグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウムなどがあります。^[6]

ケイ酸塩層中のシリコンは、アルミニウム、ホウ素、ベリリウムによって部分的に置換される可能性があり、(Al,B,Be)/Si比はほぼ一定である。^[1]

結晶化学

クックアイトは緑泥石のポリタイプです。

ストランツの分類によれば、ケイ酸塩（IX）のクラスに属し、より正確には四面体と八面体の格子（9.EC）からなる雲母質フィロケイ酸塩（9.E）に属する。

ダナ分類システムによると、クックアイトはフィロケイ酸塩クラス（クラス 71）に属し、そのケイ酸塩層は 2:1 層（O 八面体層の周囲に T 四面体 2 層）と 1:1 層（八面体の孤立層）が交互に重なる 6 員環で形成され（71.04）、より正確には緑泥石グループ（71.04.01）に属します。

結晶学

概要

クックアイトは一般に単斜晶系で結晶化する。その空間群はC2、^[7]、 Cc ^[8]（単斜晶系）、またはC1 ^[9] （三斜晶系）である。

その構造は、金属元素を含む層とアルミノケイ酸塩層の積み重ねから成ります。金属元素の配位多面体は八面体で、その頂点はO ^2- アニオンまたはヒドロキシル(OH) ^{-基です。アルミノケイ酸塩層には、八面体に配位したアルミニウム層と、(Si,Al)O}₄四面体の6員環(Si ,Al) ₆ O ₁₈で形成された2つのアルミノケイ酸塩層が含まれています。これらの層は水素結合でつながっています。^[10]

八面体層には O と O' の 2 種類があり、充填度が異なります。クックアイトは「二三八面体」緑泥石に属し、次の特徴があります。

すべてのサイトが金属元素で占められた O 八面体の層 (三八面体層)。
O' 八面体の密度の低い層で、そのサイトの 3 分の 2 のみが占有されています (二八面体層)。占有されていない八面体サイトは「空きサイト」と呼ばれます。この層は、T と呼ばれるアルミノケイ酸塩四面体の 6 員環の 2 つの層に囲まれ、TO'-T 層を形成します。

三八面体層O、化学組成LiAl
₂（おお）
₆。
二八面体層O'、化学組成Al
₂お
₄（おお）
₂。
アルミノケイ酸塩層TO'-T。黒い円は6員環を示す。

O 層には金属陽イオン Al ³⁺と Li ^{+ が}含まれています。これらの陽イオンの分布は構造内で順序付けられていません。八面体サイトは Al ³⁺または Li ^{+ の}いずれかをホストできますが、これらの陽イオンによるサイトの占有は、非周期的にセルごとに異なります。このため、八面体サイトは「混合占有」サイトと呼ばれます。異なる化学種によるサイトの占有は、その占有率、つまり特定の化学種がそこに見つかる確率によって説明されます。たとえば、上に示した r-クックアイトの三八面体 O 層には 3 つの異なるサイトがあり、^{[注 1]}そのうち 2 つは主にアルミニウム (オレンジ色の八面体) で占められ、3 つ目はリチウム (緑色の八面体) で占められています。同様に、6員環(Si,Al) ₆ O ₁₈の四面体サイトは、シリコンとアルミニウムの混合占有率です（図の黄色）。

クックアイトの構造は、ブルーサイト型層とタルク型層が交互に積み重なったものと考えられる。 ^[10]実際、ブルーサイトMg(OH) ₂はMg ₃ OH ₆^{^[11]}層で構成され、タルクMg ₃ (Si ₄ O ₁₀ )(OH) ₂はMg ₂ O ₄ (OH) ₂ Si ₈ O ₁₂層で構成される。^[12]クックアイトでは、Li ⁺およびAl ³⁺カチオンがブルーサイト型層（O層）およびタルク（O'層）のMg ²⁺カチオンの代わりになっている。

層の積み重ねはすべてのクッケイトで同一ではありません。積み重ね周期の長さ (単斜晶系クッケイトの場合は格子定数 c ) によって区別されるいくつかのポリタイプがあります。

クッキーr

クッケイト「r」は、化学式Al ₂ (Al ₂ Li)(Si _3,04 Al _0,96 )O ₁₀ (OH) ₈で表される、リチウムを多く含む希少なクッケイトです。空間群Ccで結晶化し、通常のセルあたりZ=4のフォームユニットを形成します。^[8]セルパラメータは、 ɑ = 5,158 Å、b = 8,940 Å、c = 28,498 Å、β = 96,6°（セル体積V = 1 305,41 Å ³）で、体積密度は2,66 g/cm ³です。

その構造は、平面 ( ɑ、b ) に平行な O および TO'-T と呼ばれる 2 種類の層が交互に積み重ねられた構造です。

_{O 層は LiAl 2} (OH) ₆⁺という組成を持ち、八面体 (Al,Li)(OH) ₆が辺でつながって構成されています。すべての八面体はアルミニウムとリチウムが混在しています。O 層の陽イオンは対称性によって 3 つの非等価なサイトに分布しています。サイトの 3 分の 2 は Al ³⁺が 91 % を占めており (反対図のオレンジ色の八面体)、サイトの 3 分の 1 は Li ⁺が 82 % を占めています(緑色の八面体)。平均 (Al,Li)-OH結合長は、主にアルミニウムを含む八面体では 1.95 Å、その他の八面体では 2.11 Å です。^[8]

TO'-T 層は、組成が Al ₂ O ₄ (OH) ₂ Si ₈ O ₁₂で、アルミニウムのみを含む八面体 AlO ₄ (OH) ₂の O' 層と、その周囲を囲む四面体 (Si,Al) ₄ O ₁₀の 2 つの T 層で構成され、六員環 (Si,Al) ₆ O ₁₈の形で構造化されており、四面体 (Si,Al)O ₄層にはシリコンとアルミニウムが混在しています。O' 層の Al ³⁺カチオンは、2 つの非等価サイトに対称的に分布しており、平均 Al-O 結合長は 1.92 Å です。カチオン (Si ⁴⁺、Al ³⁺ ) 層は、4 つの非等価サイトに分布しており、平均 (Si,Al)-O 結合長は 1.66 Å です。 r-cookeiteには2つのTO'-T層があります。1つ目はセルの端、(x, y, z=0)座標面の周囲に位置し、2つ目はセルの中心、(x, y, z=1/2) ^{[nb 2]}座標面の周囲に位置しています。これら2つの層は、座標(x, y, z=1/4)の並進ミラーcを介して同一かつ同等です。^[13]^{[nb 3]} O'層はセル内に空きサイトが1つしかないため、層を積み重ねると、2つの層の空きサイトは( a、b )でシフトします。

その他のクッキー

中央アジアのジャレアボーキサイト鉱床産の式 (Al _1,85 Fe _0,13 )(Li _0,65 Al _1,96 )(Si _3,4 Al _0,6 )O _10,35 (OH) _{7,65のクックアイトは、三斜晶系空間群}C1 (セルあたり Z = 2 フォーム単位) に属し、セルパラメータは = 5.14 Å、 = 8.90 Å、 = 14.15 Å、α = 90.55°、β = 96.2°、γ = 90° (セル体積 V = 643.49 Å 3 ⁾である。体積密度は 2,69 g/cm ³である。その構造は緑泥石ポリタイプの命名法では IIa として記載されている。^[9]

クックアイト IIa のセルパラメータは r-クックアイトの半分です。この 2 つの構造の違いは、O 層と TO'-T 層の積み重ねによるものです。層自体には、このクックアイトと r-クックアイトの間には顕著な構造上の違いはありません。ただし、クックアイト IIa の二八面体 O' 層はすべて同一であり、層の積み重ね方向に空いているサイトが上下になるように配列されていますが、r-クックアイトでは、並進ミラー c のため、O' 層の空いているサイトは重なり合いません。

注: 三斜晶系には 2 つの空間群があります: P1。このクッケイトの対称性はP1です。非従来型空間群 C1での記述により、基本的な従来型セルに対して ( ɑ , b ) 平面で人工的に 2 倍になったセルが生成され、単斜晶系クッケイトの構造と比較しやすくなります。

鉱床

Photo montrant une Fine couche de Cookéite crème、translucide、encerclant une elbaïte verte et mauve — クックアイトの薄い層が、基部では緑色のエルバイト、上部では藤色のエルバイトを取り囲んでいます。

ギトロジーと関連鉱物

クックアイトは、ペグマタイト中のレピドライトや特定のトルマリンなどのリチウム含有鉱物の熱水変質によって生成されることが多く、^[5]^[14]また、初期状態では熱水鉱脈中に発生することもあります。

多くの場合、アルバイト、リピドライト、マイクロクリン、ペタライト、石英、スポジュメン、トルマリンなどの鉱物と関連しています。

Photo montrant un spécimen de Cookéite verdâtre — フランス、オートガロンヌ県、クールドゥー産の標本。

注目すべき標本の豊富な産出地

ドイツ

クルンケルバッハ渓谷、メンツェンシュヴァント、黒い森、バーデンヴュルテンベルク州のウラン鉱山。^[15]

ボリビア

シグロ・ヴェインテ (XX) 鉱山、ララグア、ラファエル・バスティージョ県、ポトシ県。^[16]

カナダ

マニトバ州、ラック・デュ・ボネ(バーニック湖) のタンコ鉱山。^[17]

中国

Yaogangxian 鉱山、西安德一張、郴州、湖南。^[18]

アメリカ合衆国

メイン州オックスフォード郡パリのマウント・マイカ採石場（トポタイプ）^[19]

フランス

グータソン、クールドゥ、オートガロンヌ、オクシタニア。^[20]

マダガスカル

ツァラファラ南、サハタニー渓谷、サハタニーペグマタイトフィールド、ヴァキナンカラトラ、アンタナナリボ州。^[21]

チェコ共和国

フーバーストック、クラスノ、ホルニー・スラフコフ、ソコロフ地区、カルロヴィ・ヴァリ地域、ボヘミア。^[22]

鉱物の成長

クック石は珪酸塩変質の産物です。低度変成帯ではパイロフィライトと関連しています。高度変成帯では主にカイヤナイトの変質によって形成されます。

オーストラリアのアードルサンスズ鉱床で採取されたサンプルの研究では、クックアイトは石英、硫化物（黄鉄鉱など）、錫石、電気石、蛍石を含む花崗岩質角礫岩の多孔質の隙間に形成されることが示されました。 ^[23]クックアイトは、角礫岩内で他の鉱物が形成された後に、比較的低温（150°Cから200°Cの間）の熱水条件下で発生します。クックアイト中のリチウムは、マグマ流体の熱水輸送の結果です。

圧力は、クックアイトの結晶化度と組成に最も大きな影響を与えるようです。低圧では、層の積み重ねはあまり規則的ではなく、クックアイトには多くの置換不純物が含まれる可能性があります。高圧（10 k bar以上）では、構造はより整然としており、結晶化度が高く、クックアイトの純度が高くなります。^[24]しかし、圧力と構造のこの直接的な関係は、低圧ゾーンからの同じサンプルで異なる結晶度のサンプルがいくつか発見されたことで疑問視されています。^[25]高圧からのクックアイトは常に高い結晶化度を示しますが、秩序だったクックアイトは低圧でも見つかります。低圧の特徴であると考えられている低結晶度の結晶は、媒体の変形や化学的環境などの他の要因により、単に秩序だった結晶の熱力学的平衡にまだ達していないだけです。

注記

^ 完全な結晶は、原子が整然と無限に積み重なったものと考えられるため、層には無限の数のサイトが含まれます。ただし、これらのサイトは「対称等価サイト」にグループ化できます。つまり、従来の格子の非対称単位の特定のサイトに結晶空間群の対称操作を適用すると、結晶内の他のすべての等価サイトを見つけることができます。
^ セルは 0 ≤ x < 1、0 ≤ y < 1、0 ≤ z < 1 の座標で定義されるため、( x、y、z =1) 座標平面の周囲の TO'-T 層は結晶内の隣接セルの一部です。
^この鏡を座標 ( x , y , z )の点に適用すると、座標 ( x +1/2, y +1/2, 1/2- z )との対称性によってその像が作成されます。

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付録

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[11] 完全な結晶は、原子が整然と無限に積み重なったものと考えられるため、層には無限の数のサイトが含まれます。ただし、これらのサイトは「対称等価サイト」にグループ化できます。つまり、従来の格子の非対称単位の特定のサイトに結晶空間群の対称操作を適用すると、結晶内の他のすべての等価サイトを見つけることができます。

[14] セルは 0 ≤ x < 1、0 ≤ y < 1、0 ≤ z < 1 の座標で定義されるため、( x、y、z =1) 座標平面の周囲の TO'-T 層は結晶内の隣接セルの一部です。

[16] ^この鏡を座標 ( x , y , z )の点に適用すると、座標 ( x +1/2, y +1/2, 1/2- z )との対称性によってその像が作成されます。

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