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| ジャロサイト | |
|---|---|
 ネバダ州パーシング郡アラビア地区産の石英上のジャロサイト | |
| 一般的な | |
| カテゴリ | 硫酸塩鉱物 |
| 式 （繰り返し単位） | KFe3 （SO4 ） 2 （OH）6 |
| IMAシンボル | ジュニア[1] |
| シュトランツ分類 | 7.BC.10 |
| ダナ分類 | 30.2.5.1 |
| 結晶系 | 三角 |
| クリスタルクラス | 菱面体（3m） HM記号：（3m） |
| 空間群 | R3メートル |
| 単位セル | a = 7.304 Å、c = 17.268 Å; Z = 3 |
| 識別 | |
| 式量 | 500.8グラム/モル |
| 色 | 琥珀色または濃い茶色 |
| クリスタル習慣 | 結晶は通常、擬立方体または板状ですが、粒状の外皮、結節、繊維状の塊、または結石状の場合もあります。 |
| 胸の谷間 | {0001} で区別 |
| 骨折 | 不均一から貝殻状 |
| 粘り強さ | 脆い |
| モース 硬度 | 2.5～3.5 |
| 光沢 | 骨折部では亜アダマンチン質からガラス質、樹脂質 |
| 連勝 | 淡黄色 |
| 透けて見える | 透明から半透明 |
| 比重 | 2.9から3.3 |
| 光学特性 | 一軸性（−）、通常は異常に二軸性で2Vが非常に小さい |
| 屈折率 | nω = 1.815～ 1.820; nε = 1.713 ～ 1.715 |
| 複屈折 | 0.102から0.105 |
| 多色性 | E 無色、非常に淡い黄色、または淡い緑がかった黄色、O 濃い金色がかった黄色または赤褐色 |
| 溶解度 | 水に不溶。HClに可溶。 |
| その他の特徴 | 強い焦電性。非蛍光性。放射能はほとんど検出されない。 |
| 参考文献 | [2] [3] [4] |
ジャロサイトは、カリウムと鉄( Fe-III)の塩基性含水硫酸 塩で、化学式は KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6です。この硫酸塩鉱物は、鉱床で鉄硫化物の酸化によって形成されます。ジャロサイトは、亜鉛の精製および精製中に副産物として生成されることが多く、酸性鉱山排水や酸性硫酸塩土壌環境と関連していることもよくあります。
物理的特性
ジャロサイトは三方晶系の結晶構造を持ち、脆く、底面劈開があり、硬度は 2.5～3.5、比重は 3.15～3.26 です。半透明から不透明で、ガラス質から鈍い光沢があり、色は濃い黄色から黄褐色です。ゴッサン(鉱石の表面に酸化したキャップ)によく見られる褐鉄鉱や針鉄鉱と混同されることがあります。ジャロサイトは、硫酸カリウムアルミニウム、明礬石の鉄類似物です。
固溶体シリーズ
明礬石スーパーグループには、明礬石、ジャロサイト、ビューダンタイト、クランダライト、フロレンサイトサブグループが含まれます。明礬石スーパーグループの鉱物は互いに同構造で、それらの間で置換が起こり、いくつかの固溶体シリーズが生じます。明礬石スーパーグループの一般式は AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 6です。明礬石サブグループでは B は Al で、ジャロサイトサブグループでは B は Fe 3+です。ビューダンタイトサブグループの一般式は AB 3 (XO 4 )(SO 4 )(OH) 6、クランダライトサブグループは AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 •H 2 O、フロレンサイトサブグループは AB 3 (TO 4 ) 2 (OH) 5 または 6 です。
ジャロサイト-明礬石系列では、Al が Fe を置換し、ジャロサイトと明礬石の完全な固溶体系列 KAl 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 が存在する可能性は高いが、中間の成分はまれである。チェコ共和国のコペック産の物質はFe と Al がほぼ同量含まれているが、ジャロサイト中の Al の量は通常少ない。
堆積粘土中の黄鉄鉱の 酸化からジャロサイトが形成される場合、 K +の主な供給源は、非膨張粘土であるイライトまたはカリ長石です。他の地質学的設定では、雲母の変質もカリウムの供給源となる可能性があります。
ジャロサイト-ナトロジャロサイト系列では、NaがKを少なくともNa/K = 1:2.4で置換しますが、純粋なナトリウム末端成分NaFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6は自然界では知られていません。Na > Kの鉱物はナトロジャロサイトとして知られています。末端成分（ジャロサイトとナトロジャロサイト）の形成は、100 °C未満の低温環境で促進され、アリゾナ州アペックス鉱山とユタ州ゴールドヒルのサンプルで見つかったジャロサイトとナトロジャロサイトの振動ゾーニングによって説明されます。これは、2つの末端成分の間に大きな混和性のギャップがあることを示しており、 [5]ジャロサイトとナトロジャロサイトの間に完全な系列が存在するかどうかは疑わしいです。
ヒドロニウムジャロサイト[6]では、ヒドロニウムイオンH 3 O +がK +の代わりになることもあり、ヒドロニウムイオン含有量が増加すると格子定数cが著しく減少しますが、 aにはほとんど変化がありません。[7]ヒドロニウムジャロサイトはアルカリが不足している溶液からのみ形成され、アルカリを多く含むジャロサイトが優先的に形成されます。
二価カチオンがAサイトの一価カチオンK +を置換することもある。 [8] 電荷バランスは3つの方法で達成できる。
- まず、2 つの一価カチオンを 1 つの二価カチオンで置き換え、A サイトの空孔を残すことによって、クランダライト サブグループのメンバーであるプルンボガム鉱(Pb 2+ Al 3 (PO 4 ) 2 (OH) 5 .H 2 O) が実現します。
- 第二に、B サイトに二価イオンを組み込むことによって、オサリザワイト（Pb 2+ Cu 2+ Al 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6、明礬石サブグループ）やビーバーライト（Pb 2+ Cu 2+ (Fe 3+ ,Al) 2 (SO 4 ) 2 (OH) 6、ジャロサイトサブグループ）が実現します。
- 第三に、二価陰イオンを三価陰イオンに置き換えることによって、例えば、ビューダンタイト、PbFe 3+ 3 (AsO 4 ) 3− (SO 4 )(OH) 6、ビューダンタイトサブグループなど。
歴史
ジャロサイトは、1852 年にアウグスト ブライトハウプトによって、シエラ アルマグレラ (スペイン、アルメリア、アルマンソラのクエバス、ロス ロボス付近) のバランコ デル ジャロソで初めて記述されました。ジャロサイトという名前は、シエラに生育するシスタス属の黄色い花のスペイン語名「ハラ」に直接由来しています。鉱物と花は同じ色です。
メキシコシティから30マイル（50キロ）離れた古代の6段の階段ピラミッド「羽毛の蛇の神殿」の下で、直径1.5〜5インチ（40〜125ミリメートル）でジャロサイトで覆われた謎の粘土球が発見されました。[9]
火星探査
硫酸鉄とジャロサイトは、スピリット、オポチュニティ、キュリオシティの3台の火星探査車によって検出されている。これらの物質は、火星の表面に強い酸化状態が広がっていることを示している。2009年5月、スピリット探査車は、普通に見える土の層の下に隠れていた柔らかい硫酸鉄の塊の上を走行したときに動けなくなった。 [10] 硫酸鉄は凝集力がほとんどないため、探査車の車輪は、探査車本体を硫酸鉄の塊から引き出すのに十分な牽引力を得られなかった。探査車を脱出させるためにさまざまな技術が試みられたが、最終的に車輪は硫酸鉄に深く沈み込み、探査車本体が火星の表面に静止し、車輪がその下の物質に力を及ぼせなくなった。JPLチームがスピリットの移動力を回復できなかったため、探査車の旅は終わりを告げた。
南極深部掘削孔
地球上では、ジャロサイトは主に粘土環境における黄鉄鉱の酸化の最終段階と関連付けられており、酸性条件が優勢な鉱山尾鉱廃棄物にも見られます。予想に反して、ジャロサイトは南極の深い掘削孔から採取された氷床コア内の小さな塵粒子の形で偶然にも微量発見されました。この驚くべき発見は、長さ1620メートルの氷床コアの層内で氷河期サイクルを示すことができる特定の鉱物を探していた地質学者によってなされました。[11]地質学者は、ジャロサイトの塵は火星の氷河の氷の中にも蓄積された可能性があると推測しています。[12]しかし、この仮説は議論の余地があります。なぜなら、火星ではジャロサイトの堆積物が非常に厚くなることがあるからです（最大10メートル）。しかし、火星は非常に塵の多い惑星でもあり、火星にはプレートテクトニクスがないため、氷河の塵の堆積物は長い期間にわたって蓄積された可能性があります。
材料科学における使用
ジャロサイトは、AM 3 (OH) 6 (SO 4 ) 2 の形の化合物の広範なファミリーを表すより一般的な用語でもあります。ここで、A + = Na、K、Rb、NH 4、H 3 O、Ag、Tl、M 3+ = Fe、Cr、Vです。凝縮物質物理学と材料科学では、幾何学的にフラストレーションのある磁石に関連するカゴメ格子構造の層を含むことで知られています。[13] [14]
参照
参考文献
- ^ Warr, LN (2021). 「IMA–CNMNC承認鉱物記号」. Mineralogical Magazine . 85 (3): 291–320. Bibcode :2021MinM...85..291W. doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616.
- ^ ゲインズ他 (1997) ダナの新鉱物学第8版、ワイリー
- ^ 「ジャロサイト」.
- ^ Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (2005). 「Jarosite」（PDF） .鉱物学ハンドブック. Mineral Data Publishing . 2022年3月14日閲覧。
- ^ アメリカ鉱物学者 (2007) 92:444–447
- ^ アメリカ鉱物学者 (2007) 92:1464–1473
- ^ アメリカ鉱物学者 (1965) 50:1595–1607
- ^ アメリカ鉱物学者 (1987) 72:178–187
- ^ 「ディスカバリーニュース (2013) 「ロボットが古代寺院で謎の球体を発見」」。2015年3月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年4月30日閲覧。
- ^ Chang, Kenneth (2009-05-19). 「火星探査機の5つの作動車輪は隠れた軟弱地で動かなくなった」 ニューヨークタイムズ。ISSN 0362-4331 。2009年5月19日閲覧。
- ^ Joosse, Tess (2021). 「南極の氷で見つかった物質が火星の謎を解くかもしれない」. Science . doi :10.1126/science.abg7690. ISSN 0036-8075. S2CID 234047108.
- ^ Baccolo, Giovanni; Delmonte, Barbara; Niles, PB; Cibin, Giannantonio; Di Stefano, Elena; Hampai, Dariush; Keller, Lindsay; Maggi, Valter; Marcelli, Augusto; Michalski, Joseph; Snead, Christopher; Frezzotti, Massimo (2021). 「南極深部の氷におけるジャロサイト形成は、火星の酸性、水制限風化の解明に寄与する」. Nature Communications . 12 (1): 436. Bibcode :2021NatCo..12..436B. doi : 10.1038/s41467-020-20705-z . ISSN 2041-1723. PMC 7815727. PMID 33469027 .
- ^ Harrison, A. (2004). 「まずはウサギを捕まえろ: フラストレート磁石の設計と合成」J. Phys.: Condens. Matter . 16 (9–12): S553–S572. Bibcode :2004JPCM...16S.553H. doi :10.1088/0953-8984/16/11/001. S2CID 250736993.
- ^ Wills, AS; Harrison, A.; Ritter, C.; Smith, R.; et al. (2000). 「純粋および反磁性ドープされたジャロサイトの磁気特性: 磁気格子の可変被覆率を持つモデルカゴメ反強磁性体」. Phys. Rev. B. 61 ( 9): 6156–6169. Bibcode :2000PhRvB..61.6156W. doi :10.1103/PhysRevB.61.6156.
- Palache C.、Berman H.、およびFrondel C. (1951) Danaの鉱物学体系（第7版）、v. II、560-562。
- ウェブミネラルデータ
- コーネル大学 (2004) 知られざる鉱物がいかにして火星の水に関する重要な手がかりを提供したか。
- ディスカバリーニュース (2013) 「ロボットが古代寺院で謎の球体を発見」 2015-03-19 にWayback Machineでアーカイブ
外部リンク
- ヤロス水熱システムに関する詳細情報