ビビアナイト

ビビアナイト（Fe ^（II）₃ (PO₄ )₂・8H_{ビビアナイト}は、多くの地質環境で見られる水和リン酸鉄(II)鉱物です。その構造では、マンガンMn²⁺、マグネシウムMg²⁺、カルシウムCa²⁺鉄Fe²⁺と置換されることがあります^{。 [ 5 ]}純粋なビビアナイトは無色ですが、この鉱物は非常に酸化しやすく、色が変化するため、通常は濃い青色から濃い青緑色の柱状から扁平な結晶として見られます。ビビアナイトの結晶は二枚貝や腹足類などの化石のや、化石の骨に付着していることがよくあります。ビビアナイトは、鉄製の棺や人間の死体にも、腐敗した遺体と鉄製の囲いとの化学反応の結果として現れることがあります。 ^{[ 6 ]}

ヴィヴィアナイトは、1817年、彼の死の年に、「ドイツ地質学の父」アブラハム・ゴットロープ・ヴェルナーによって命名された。その名前は、イングランドのコーンウォール州トゥルーロに住んでいたウェールズ系コーンウォール人の政治家、鉱山所有者、鉱物学者ジョン・ヘンリー・ヴィヴィアン（1785年 - 1855年）にちなんで付けられたか、あるいはイギリスの鉱物学者ジェフリー・G・ヴィヴィアンにちなんで付けられたかのいずれかである。^{[ 7 ]}ヴィヴィアナイトは、コーンウォール州セント・アグネスのウィール・キンドで発見された。^{[ 3 ]}

ビビアナイトグループの鉱物は一般式 A ₃ (XO ₄ ) ₂ ·8H ₂ O を持ち、ここで A は二価金属カチオン、 X はリンまたはヒ素であり、単斜晶系である。^{[ 8 ] [ 9 ]}

グループメンバーは以下の通りです。

関連している：

–ボビエライト：Mg ₃ (PO ₄ ) ₂ ·8H ₂ O

–対称サイト: Fe ²⁺ ₃ (AsO ₄ ) ₂・8H ₂ O

–メタケッティガイト: Zn ₃ (AsO ₄ ) ₂・8H ₂ O

–メタビビアナイト: (Fe ²⁺ _{3− x} ,Fe ³⁺ _x )(PO ₄ ) ₂ (OH) _x · (8- x ) H ₂ O. ^{[ 5 ]}

   注：ビビアナイトが容易に変質してできるメタビビアナイトは、三価のFe3 ⁺陽イオンを含むため、ビビアナイトグループには含まれません。

純粋な端成分ビビアナイトでは、鉄はすべて二価のFe ^{2+ですが、これらの}イオンが占めることができる構造には 2 つの異なるサイトがあります。最初のサイトでは、Fe ^{2+は 4 つの}水分子 と 2 つの酸素に囲まれ、八面体グループを形成します。2 番目のサイトでは、Fe ²⁺は 2 つの水分子と 4 つの酸素に囲まれ、再び八面体グループを形成します。酸素はリン酸基 (PO ₄ ^{3− ) の一部であり、}四面体です。ビビアナイト構造は、これらの八面体と四面体の鎖で構成され、a-結晶軸に垂直なシートを形成します。シートは弱い結合で結び付けられており、それがシート間の完全な劈開の原因となっています。 ^{[ 5 ]}

結晶は単斜晶系、クラス2/m、空間群C2/mであり、単位格子あたり2つの組成式単位（Z = 2）を含む。単位格子パラメータの近似値は以下のとおりである。

a = 10.1 Å、b = 13.4 Å、c = 4.7 Å、β = 104.3°、

異なる情報源から得られた値には若干の差異がある。

a = 10.086 Å、b = 13.441 Å、c = 4.703 Å、β = 104.27° ^{[ 3 ] [ 5 ]}

a = 10.06 Å、b = 13.41 Å、c = 4.696 Å、β = 104.3° ^{[ 4 ]}

a = 10.034～10.086 Å、b= 13.434～13.441 Å、c= 4.687～4.714 Å、β = 102.65～104.27° ^{[ 2 ]}

a = 10.024(6) Å、b = 13.436(3) Å、c = 4.693(4) Å、β = 102.30(5) ° ^{[ 10 ]}

この鉱物は結晶として、または塊状もしくは団塊として産出する。^{[ 5 ]}結晶は通常、c結晶軸に平行な柱状で、b軸に垂直に扁平である。等軸結晶はまれである。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]}また、星形（星形）の集合体、または刃状もしくは繊維状の構造を持つ被覆物として産出することもある。^{[ 5 ]} 未変質の標本は無色から非常に淡い緑色であるが、光にさらされると（おそらく原位置でも）酸化して青色、その後濃い緑色、茶色、紫色、紫がかった黒色になる。条痕は白色で、濃い青色または茶色に変化する。結晶は透明から半透明で、ガラス光沢があり、劈開面は真珠光沢、または鈍く土のような光沢がある。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

ビビアナイトは二軸性（+）で、屈折率はおおよそ以下の通りです。

nα = 1.58、_nβ = 1.6、_nγ = 1.6であるが、異なる情報源では多少異なる値が示されている_。

n _α = 1.579、n _β = 1.602、n _γ = 1.637 ^{[ 5 ]}

n _α = 1.579–1.616、n _β = 1.602–1.656、n _γ = 1.629–1.675 ^{[ 2 ] [ 3 ]}

n _α = 1.58 ～ 1.626、n _β = 1.598 ～ 1.662、n _γ = 1.627 ～ 1.699 ^{[ 4 ]}

複屈折: δ = 0.050–0.059 ^{[ 3 ]}または 0.0470–0.0730 ^{[ 4 ]}

酸化が進むにつれて屈折率は増加し、複屈折は減少し、 {010} 面の多色性は強くなる。^{[ 3 ] [ 5 ]}

光軸間の角度 2V は 63° ～ 83.5° と測定されています。屈折率から計算すると 78° ～ 88° の値が得られます。^{[ 3 ] [ 4 ]光} 軸の分散は弱く、r<vまたは存在しません。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]} ビビアナイトは多色性^で、 X = 青、濃い青、またはインディゴブルー、Y = 淡い黄緑、淡い青緑、または黄緑、Z = 淡い黄緑またはオリーブイエローです。X は b結晶軸に平行で、Z は c 結晶軸に対して 28.5° の角度で傾いています。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 5 ]}蛍光性はありません。^{[ 3 ] [ 4 ]}

ビビアナイトは軟らかい鉱物で、モース硬度はわずか1 + 1/2 ～2、比重は2.7 です。シート状の構造のため、b結晶軸に垂直な完全な劈開で容易に割れます。繊維状の破断面を持ち、劈開面に平行な薄い層は柔軟性があります。酸に溶けやすいです。^{[ 3 ] [ 5 ]}融点 は1,114 °C (2,037 °F)で、^{[ 3 ]} H ₂ O ₂で色が濃くなり、^{[ 3 ]}放射性はありません。^{[ 4 ]}  

ビビアナイトは、金属鉱床の酸化帯、リン酸塩鉱物を含む花崗岩ペグマタイト、粘土や緑泥石質の堆積物、泥炭、亜炭、沼鉄鉱、森林土壌などの有機物を置換した最近の沖積堆積物など、多くの地質環境で見られる二次鉱物です。泥炭湿地に埋まっている骨や歯は、ビビアナイトに置き換わっていることがあります。^{[ 11 ]}一部の著者は、ビビアナイトは特に鉄帽と関連していると述べていますが、ペトロフはこの見解に異議を唱えています。^{[ 11 ]}

関連する鉱物には、メタビビアナイト、ルドラマイト、黄鉄鉱、菱鉄鉱、磁硫鉄鉱などがあります。^{[ 2 ] [ 11 ]} 熱水鉱脈からは、典型的な宝石のような緑色の最高の結晶標本が得られます。^{[ 11 ]}

模式産地は、イングランド、コーンウォール州、セント・アグネス地区、セント・アグネス、ウェスト・ウィール・キティ群、ウィール・カイン（ウィール・キネ）である。 ^{[ 3 ]}

ビビアナイトの酸化は内部プロセスであり、外部から酸素や水が鉱物に出入りすることはありません。可視光の光子が水分子からプロトンをはじき出し、水酸化物イオン（OH ⁻）を残します。次に、二価鉄 Fe ²⁺が電子を失って Fe ³⁺になります。つまり、酸化されて電荷のバランスが取れます。このプロセスは、可視光がビビアナイトに当たると始まり、数分以内に起こり、鉱物の色を劇的に変化させます。最終的に、ビビアナイトは新しい種であるメタビビアナイト Fe ²⁺ ₂ Fe ³⁺ (PO ₄ ) ₂ (OH)·7H ₂ O に変化します。これは通常、ビビアナイトのパラモルフとして存在します。^{[ 12 ]}

顔料としてのビビアナイトは「青黄土」として知られ、ローマ時代から使用されてきましたが、油絵での使用はやや限られていました。^{[ 13 ]}中世ドイツとイングランドの壁画や多色画、バロックとロココのオーストリアとドイツで使用されました。^{[ 14 ]}特に注目すべきは、分光分析により、オランダ黄金時代のバロック美術、特にアールベルト・カイプの作品での使用が確認されていることです。^{[ 15 ]}フェルメールの「売春婦」の前景の絨毯の青灰色の部分に見られ、 ^{[ 16 ]}レンブラントの「スザンナ」 （1636年）の葉の部分で目立っています。これは彼の「スザンナと長老たち」の初期の先駆けです。^{[ 14 ]}ビビアナイト絵具は、作品がぼやけた外観になる漂白されやすいこと、さらに酸化が進み黄褐色のメタビビアナイトが生成され、作品の色相と温度が大きく変化する可能性があるため、美術修復家にとっていくつかの問題を引き起こします。^{[ 15 ]}

• ブラジル。ミナスジェライス州ガリレイアのシガナ鉱山産、白雲母と黄鉄鉱を含む。^{[ 17 ]}典型的な楔形のビビアナイト結晶は、 直径最大11cmで、中程度の光沢、スモークブルーの色、良好な透明度を持ち、鋭利な銀色の白雲母板の母岩上にあり、一部には黄鉄鉱の微結晶の晶洞がある。^{[ 18 ]}
• ボリビア：ポトシ県リャラグア ：シグリオXX鉱山で最大10cmの結晶。^{[ 5 ]} サンホセ/サンフィルミン鉱脈から最大10cmの透明なボトルグリーンの結晶。一般的に、ビビアナイトは黄鉄鉱と白鉄鉱の変質によって生じたブドウ状ゲータイトの母岩上に柱状結晶として産出する。2000年に発見された標本は、チルデン石、クロンステッタイト、磁硫鉄鉱、フランケ石、ピンク色の塊状閃亜鉛鉱と共生していた。^{[ 19 ]}
• カメルーン：泥の中から世界最大のビビアナイト結晶（長さ1メートル以上）が発見された。^{[ 11 ]}
• カナダ:ケベック州モンテレジー、ヴォードルイユ・スランジュのコート・セント・シャルルの湿原で。^{[ 5 ]}
• ドイツ：バイエルン州アンベルク・アウエルバッハの褐鉄鉱鉱石とハーゲンドルフのペグマタイト鉱床。^{[ 5 ]}
• 日本：茨城県岩間町長沢では、黒鉛、黄鉄鉱、磁硫鉄鉱を多く含む岩石の割れ目に沿ってビビアナイトが発見された。ビビアナイトは黄鉄鉱と密接に関連しており、長さ10cmまでの非常に薄い板状結晶として産出する 。^{[ 10 ]}
• コソボ。トレプチャ鉱山 、スタリ広場。長さ最大10cm 、 厚さ2cmの厚い柱状結晶で、比較的安定している。色は濃い緑色で透明、通常は磁硫鉄鉱または黄鉄鉱の上にあり、場合によっては石英または炭酸塩の上にもある。^{[ 20 ]}
• メキシコ：チワワ州サンタ・エウラリアのサン・ アントニオ鉱山で、最大8cmの青緑色の宝石質の結晶として産出される。^{[ 5 ]}
• ロシア：黒海のタマン半島にある堆積層状鉄鉱石鉱床。^{[ 5 ] [ 21 ]}
• スロベニア：イドリヤ鉱山では、 ランゴバルド砂岩の割れ目から2mmの青みがかったビビアナイト結晶が発見された。^{[ 22 ]}
• スペイン：ムルシア州カルタヘナのブルニタ鉱山では、ビビアナイトが最大8cmの濃い緑色の結晶として発見された [ ^{23 ] 。}
• ウクライナ：クリミア半島のケルチ鉄鉱石盆地^{[ 21 ]} 、ヴォルィーニ州^{[ 24 ]}およびザカルパッチャ州^{[ 24 ]の泥炭地。}
• 米国：カリフォルニア州シャスタ郡ビューリー近郊の第三紀湖底の珪藻土中。^{[ 5 ]}
• 米国：デラウェア州ニューキャッスル郡ミドルタウンの緑色の砂地にて。 ^{[ 5 ]}
• 米国:アイダホ州レムヒ郡ブラックバード鉱山。ピンク、緑、灰青色、紫、紫がかった黒色の結晶、および無色の結晶。ブラックバード鉱山産の標本の中には独特の濃い紫色を呈するものがあり、これは産地の特徴である。単結晶の中には紫と緑の両方のゾーンを持つものもある。ブラックバード鉱山産のビビアナイト結晶は通常、細長く刃状である。これらは暗色の変質片岩や白色の石英上に単結晶または群として産出する。共生鉱物には、ルドラマイト、石英、菱鉄鉱などがある。^{[ 25 ]}
• 米国：メイン州ニューリーのペグマタイトに豊富に存在する。^{[ 5 ]}
• ニュージーランド：コハンガピリピリ湖の堆積物中に少量のビビアナイトが存在する。^{[ 26 ]}

2025年9月10日にネイチャー誌に掲載された論文では、パーセベランス探査車が火星のジェゼロ・クレーターでビビアナイトとグレイジャイトを「おそらく」検出したと報告している。^{[ 27 ]}これは鉄酸化生物の潜在的なバイオシグネチャーと考えられている。^{[ 28 ]}

• 鉱物一覧
• 人名にちなんで名付けられた鉱物のリスト

• ColourLexにおける顔料としてのビビアナイト