タラナカイト
鉄アルミニウムリン酸鉱物
タラナカイト
一般的な
カテゴリリン酸鉱物
式(K,Na) 3 (Al,Fe 3+ ) 5 (PO 4 ) 2 (HPO 4 ) 6・18H 2 O
IMAシンボルタール[1]
ストランツ分類8.CH.25
結晶系三角
クリスタルクラス六角形不等辺面体（3m）
HM記号：（3 2/m）
空間群R 3 c（167番）
単位セルa = 8.7025、c = 95.05 [Å]; Z = 6
識別
式量1,342.30 g/モル
色白、淡黄色、または灰色
クリスタル習慣板状、塊状、結節状
粘り強さ柔軟で、滑らか
モース硬度1～2
連勝白
透けて見える透明
比重約2.13
光学特性一軸（−）
屈折率n ω = 1.506–1.510
n ε = 1.500–1.503
溶解度水に不溶
、酸にわずかに溶ける[2]
参考文献[3] [4] [5] [6]

タラナカイトは、化学式が( K , Na ) 3 ( Al , Fe 3+ ) 5 ( PO 4 ) 2 ( HPO 4 ) 6 ·18 H 2 Oである、水和アルカリ 鉄-アルミニウム リン酸鉱物です。[3] [4] [5]コウモリや鳥の糞、またはまれに骨やその他の有機物に由来するリン酸が豊富な溶液と粘土鉱物またはアルミニウム岩石の反応で形成されます。[7]タラナカイトは、コウモリが生息する湿気の多い洞窟で、グアノ層と洞窟表面の境界付近で最もよく見られます。また、鳥のコロニーが生息していた、一年中湿潤な沿岸地域でも見られます。タイプ地域とその名の由来となったニュージーランドのタラナキ沖のシュガーローフ諸島 は、沿岸で発生する例です。

タラナカイトは、白、淡黄色、または灰色の小さな結晶を形成し、典型的には粉末状の結節状集合体、または外皮中に見られます。タラナカイトは六方晶系で結晶化し、既知の鉱物の中で最も長い結晶軸を持つことで知られています。タラナカイトの単位格子のc軸の長さは9.505 ナノメートルです。[4]

発生

タラナカイトは1866年にジェームズ・ヘクターとウィリアム・スケイによって初めて記載された。[8] [9]この物質はニュージーランドのタラナキ地方シュガーローフ諸島（南緯39°02′57″ 東経174°01′40″ / 南緯39.049086° 東経174.027708° / -39.049086; 174.027708 付近）で、粗面岩の割れ目にある薄い黄白色の非晶質層としてH・リッチモンドによって発見された。タラナカイトの中には濃い黄褐色の層が見られ、ウェーベライトであると考えられた。後に現代のX線分析によって、この包有物はヴァシェギ石（Al 11 (PO 4 ) 9 (OH) 6 )·38H 2 O）であることが判明した。 [10]

シュガーローフ諸島のうちの2つ。
タラナカイトのc軸を下から見た図（4つのユニットセルが見える）

タラナカイト自体は当初、ウェーベライトと誤認されていました。その物理的差異、すなわち比較的柔らかく、融解しやすい性質から、ニュージーランド植民地政府の分析官であったスケイは定量化学分析を行い、この鉱物はアルミニウムとカリの複合含水リン酸塩であり、アルミニウムの一部が鉄（III ）に置換されていることが判明しました。[8]これにより、タラナカイトはニュージーランドで初めて発見された新種の鉱物であることが確認されました。[11]

ヘクターとスケイは、タラナカイトの形成に必要なリン酸塩の最も可能性の高い供給源として鳥の糞を特定し、炭酸塩を含まずアルミニウム含有量が比較的少ないことから、過リン酸塩の製造に利用できる可能性を推測した。しかし、タラナカイトの分布が限られていたため、このような工業利用は実現しなかった。

タラナカイトは2つの洞窟で再発見され、2つの新しい名前が付けられました。1894年、アルマン・ゴーティエはフランスのエロー県ミネルヴ洞窟の洞窟で発見された鉱物をミネルバイトと名付け、これは分解したグアノと動物の死骸が粘土と反応して形成されたものだと主張しました。彼は実験的にこの主張を裏付け、リン酸アンモニウムをゼラチン状の酸化アルミニウム、炭酸鉄、石灰岩と反応させたところ、ミネルバイトに似た化合物と、洞窟で観察されたものと同様のリン酸鉄とリン酸カルシウムが生成されました。[12] 1904年、エウジェニオ・カソリアはイタリアのモンテ・アルブルノでグアノ層の下から鉱物を発見し、パルメライトと名付けました。[13]その後、これら2つの鉱物はX線粉末回折によってタラナカイトと同定されましたが[10]、歴史的優先によってタラナカイトが支持され、その正当性が否定されました。[14]

タラナカイトのその他の産出としては以下が挙げられる：[15]

洞窟内にグアノ堆積物は存在せず、リン酸塩化は有機物を含む川水が洞窟内に浸透して起こると考えられています。
サン・ポール地区の玄武岩の洞窟内
ペンギンのコロニーと関連
石灰岩の洞窟。タラナカイトは、コウモリの糞や毛髪と粘土の接触部付近、および粘土の破砕帯に粉末状で産出されます。これはアメリカ合衆国におけるタラナカイトの初めての発見でした。
  • 鬼の岩屋洞窟、広島県（1975年）[17]
コウモリの糞が堆積する地域では、粘土堆積物内の石膏に付随する粉末として、地表から 3 センチメートル以内に存在します。
花崗岩質の洞窟に見られる、タラナカイトとオパールの微細層が規則的に交互に重なり合うサンゴ質の鍾乳石。タラナカイトの規則的な層状構造は、雨季に洞窟上部からグアノが浸出するとともに粘土が流れ出す季節的な影響によるものと説明されている。
節理と破砕を伴う玄武岩中に、微結晶の集合体として白亜リン酸塩とともに産出する。グリーン島のリトルブルーペンギンとクックスヘッドロックのカモメが、グアノの主な供給源と考えられている。

ニュージーランドとパタゴニアの沿岸部では、タラナカイトの形成には高緯度地域が不可欠であることが示唆されています。熱帯地方では、タラナカイトではなく、火成岩のグアノ由来のリン酸塩化作用によってバリスサイト（AlPO 4 ·2H 2 O）、メタバリスサイト（AlPO 4 ·H 2 O）、バランダイト（(Al,Fe 3+ )PO 4 ·2H 2 O）、ストレンジャイト、リンシデライト（Fe 3+ PO 4 ·2H 2 O）などの鉱物が生成します。[10]

土壌中の存在

タラナカイトは肥料の反応帯で生成することが観察されている。[2] カリウムまたはアンモニウムを含むリン酸肥料を施用した酸性土壌では、カリウムタラナカイト（タラナカイトと同義）またはアンモニウムタラナカイト（アルカリカチオンがアンモニウムに置換されたもの）が生成されることがある。比較的不溶性のタラナカイトの生成は、リン、カリウム、窒素の生物学的利用能を低下させる可能性がある。これは、利用可能なカチオンを減少させることで初期段階で植物の成長を阻害する一方で、これらの栄養素の存在期間を延長することで長期的に植物の成長を助ける可能性がある。[20]

構造

c軸に垂直なタラナカイト単位格子の図

タラナカイトは六方晶系（六方不等辺面体、3 2/m）で結晶化し、空間群はR 3 cです。単位胞の大きさはa =  870.25 pm、c  = 9505 pmで、体積は6.234 nm 3です。c軸は既知の鉱物の中で最も長いです。[4]

タラナカイトの単位格子の層内の原子環境。HPO 4 2−ユニットによって結合された 3 つの結晶学的に異なるアルミニウム中心を示しています (カリウムイオンは示されていません)。

タラナカイトの単位格子は、K 3 Al 5 (HPO 4 ) 6 (PO 4 ) 2 (H 2 O) 12の組成を持つ6つの層から構成され、各層は13.78Åの厚さで、水の層によって隔てられています。各層の強固な構造は、リン酸水素イオン（HPO2−4）基が3つの結晶学的に異なるアルミニウム中心を配位しており、それぞれの配位数は6である。各層の中央付近では、アルミニウムイオンが6つのHPOを八面体配位している。2−4各リン酸水素基中の他の2つの酸素は、他の異なるアルミニウム中心に配位し、これらのアルミニウム中心は、3つのリン酸水素基と3つの水分子に八面体的に配位している。この構造は、c軸にほぼ平行なAl'-P-Al''-P-Al'結合を形成し、もう1つの異なるアルミニウム原子はオフセットされ、POのほぼ垂直下に位置する。3−4イオン。

タラナカイトは加熱すると容易に水分を失います。熱重量分析によると、80～140℃と140～300℃の範囲で2回の吸熱的な水分損失が見られ、それぞれ5個と13個の水分子が順に失われてフランコアネリテと非結晶質の物質が形成されます。500℃まで加熱すると完全に脱水し、K 3 Al 5 P 8 O 29が形成されます。562～595℃の範囲では結晶質のAlPO 4とKAlP 2 O 7が形成されます。[21]

参考文献

ウィキメディア・コモンズには、タラナカイトに関連するメディアがあります。
  1. ^ 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.
  2. ^ ab Lindsay, Willard Lyman (1979).土壌の化学平衡. ニューヨーク: Wiley. pp.  166– 171. ISBN 978-0-471-02704-1。
  3. ^ ab アンソニー・ジョン・W、リチャード・A・ビドー、ケネス・W・ブラッド、モンテ・C・ニコルズ (1995). 鉱物学ハンドブック：ヒ酸塩、リン酸塩、バナジウム酸塩(PDF) . 第4巻. アリゾナ州ツーソン: ミネラル・データ・パブリッシング. ISBN  978-0-9622097-1-0。
  4. ^ abcd Dick, S.; Goßner, U.; Weiß, Armin ; Robl, C.; Großmann, G.; Ohms, G.; Zeiske, T. (1998). 「タラナカイト – 最長結晶軸を持つ鉱物」. Inorg. Chim. Acta . 269 (1): 47– 57. doi :10.1016/S0020-1693(97)05781-2.
  5. ^ ab 「タラナカイトの鉱物データ」WebMineral.com . 2009年1月30日閲覧。
  6. ^ Mindat.org
  7. ^ ヒル、キャロル・A. (1997).世界の洞窟鉱物（第2版）. アラバマ州ハンツビル：全米洞窟学会. p. 163. ISBN 978-1-879961-07-4。
  8. ^ ab Hector, J.; W. Skey (1866). 1865年ニュージーランド博覧会：審査員の報告書と賞. スタッフォード・ストリート、ダニーデン：ミルズ・ディック社. pp.  423– 425.
  9. ^ コックス、S. ハーバート (1882). 「ニュージーランドの鉱物学に関する覚書」(PDF) .ニュージーランド王立協会紀要. 15 : 385.
  10. ^ abc FA BannisterとGE Hutchinson, FA (1947). 「ミネルバイトとパルメライトとタラナカイトの同一性」. Mineralogical Magazine . 28 (196): 31– 35. Bibcode :1947MinM...28...31B. doi :10.1180/minmag.1947.028.196.07.
  11. ^ ネイサン、サイモン (2007年11月21日). 「岩石と鉱物の名前」. Te Ara – ニュージーランド百科事典. 2008年12月30日閲覧。
  12. ^ クラーク、フランク・ウィグルスワース（1911年）『地球化学のデータ』498ページ。
  13. ^ 化学論文抄録（1906年）「パルメライト：新規水和リン酸アルミニウムカリウム」化学協会誌：554。
  14. ^ 「新しい鉱物名；信用を失った鉱物」（PDF） . Am. Mineral . 32 : 702. 1947.
  15. ^ ゲインズ, リチャード・V.、H. キャサリン・W. スキナー、ユージン・E. フォード、ブライアン・メイソン、アブラハム・ローゼンツヴァイク (1997). 『ダナの新鉱物学：ジェームズ・ドワイト・ダナとエドワード・ソールズベリー・ダナの鉱物学体系』（第8版）ニューヨーク: ワイリー・インターサイエンス. pp.  744– 745. ISBN 978-0-471-19310-4。
  16. ^ ジョン・W・マレーとリチャード・V・ディートリッヒ (1956). 「バージニア州ジャイルズ郡ピッグホール洞窟産のブルシャイトとタラナカイト」(PDF) . Am. Mineral . 41 : 616– 626.
  17. ^ 栄俊郎・須藤俊夫 (1975). 「広島県鬼ノ岩屋鍾乳洞産タラナカイト：新産地」(PDF) . Am. Mineral . 60 : 331– 334.
  18. ^ ウィレムズ、L.;コンペール博士。 F.ハテルト; A. プークレ; JPビカット; C.エク; F. ブルヴァン (2002)。 「南カメルーンの花崗岩のカルスト: 洞窟の起源とシリカとタラナカイトの鍾乳石」。テラノヴァ。14 (5): 355–362。書誌コード:2002TeNov..14..355W。土井：10.1046/j.1365-3121.2002.00429.x。hdl : 2268/684。S2CID  130094094。
  19. ^ Landis, CA; D. Craw (2003). 「ニュージーランド、オタゴ州クックスヘッドロックとグリーン島における鳥糞と玄武岩の反応によって形成されたリン酸塩鉱物」 .ニュージーランド王立協会誌. 33 (1): 487– 495. doi : 10.1080/03014223.2003.9517739 .
  20. ^ Zhou, JM; C. Liu; PM Huang (2000). 「酸性条件下での第一鉄および第二鉄によるタラナカイト形成の撹乱」.米国土壌科学会誌. 64 (3): 885– 892. Bibcode :2000SSASJ..64..885Z. doi : 10.2136/sssaj2000.643885x .
  21. ^ フィオーレ、サヴェリオ、ロッコ・ラヴィアーノ (1991). 「プーリア洞窟産ブルシャイト、ヒドロキシアパタイト、タラナカイト（南イタリア）：新たな鉱物学的データ」(PDF) . Am. Mineral . 76 : 1722– 1727.
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