アラクラニテ
アラクラナイト
チェコ共和国、トルトノフ地区、ラドヴァニツェの旧カテジナ鉱山産アラクラナイト（1999年）
一般的な
カテゴリ硫化鉱物
式8 S 9として
IMAシンボルアク[ 1 ]
ストランツ分類2.FA.20
結晶系単斜晶系
クリスタルクラスプリズマティック（2/m）（同じHM記号）
空間群P2/c
単位セルa = 9.942、b = 9.601 c = 9.178 [Å]; β = 101.94°; Z = 2
識別
色オレンジから淡い灰色、バラ色の内面反射
クリスタル習慣等量粒子
胸の谷間{100} で不完全
粘り強さ脆い
モース硬度1.5
光沢ガラス質、樹脂質、油性
連勝黄橙色
透けて見える透明から半透明
比重3.4 - 3.46
光学特性二軸（+）
屈折率n α = 2.390(1) n γ = 2.520(2)
複屈折0.1300
参考文献[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

アラクラナイト(As 8 S 9 ) はロシアのカムチャッカ半島のウゾンカルデラで初めて発見されたヒ素硫化鉱物です。アラクランの銀、ヒ素、アンチモン鉱山で産出されることより命名されました。チリのパンパラルガ。一般に鶏冠石やオーピメントよりも希少です。起源は熱水です。亜面体から自面体の板状のオレンジ色から淡い灰色の結晶として産出し、透明から半透明です。黄橙色の条痕があり、硬度は 1.5 です。単斜晶系で結晶化します。鶏冠石やウゾン石とともに、最大 0.5 mm の 扁平および柱状の粒子として産出します。

構成

1970年にクラークが初めてアラクラナイトを発見したとき、それはアラクラン銀鉱山の重晶石と方解石の鉱脈に関連していた。 [ 5 ]彼らはまた、そのX線回折粉末パターン の類似性から、この鉱物はアラクランのAg-As-Sb鉱脈鉱床で産出する種と同一であると仮定した。[ 6 ]彼らは、アラクラナイトがAs 4 S 4の 高温α多形にX線特性で似ていることを発見した。さらに、アラクラナイトは鶏冠石に似た鉱物であると考えられていた。その後、彼らはウゾンカルデラで、砂質砂利中のセメントとして鶏冠石とウゾナイトに関連するアラクラナイトの別の産出に気づき、アラクラナイトの組成をAs 8 S 9と報告した。彼らは、電子マイクロプローブ分析に関してアラクラナイトの組成がAs 8 S 9であると報告した。 [ 5 ]海底サンプル採取中に赤とオレンジ色の硫化ヒ素を含む鉱物をX線回折で分析したところ、鶏冠石とアラクラナイトの混合物が得られ、その鉱物は合成β-As 4 S 4と同一であることがわかり、アラクラナイトの元の化学式（As 8 S 9）が間違っていたと推測されました。[ 6 ]彼らは、物理的特性と単位格子寸法が類似しているためアラクラナイトと同一であると主張しましたが、さらなる研究では化学式と単位格子体積に関して異なると主張しています。[ 6 ] ロシアのウゾンカルデラでアラクラナイトに相当する4つの分析の平均化学組成は、ヒ素が67.35％、硫黄が32.61％で合計99.96％となり、化学式As 7.98 S 9.02、理想的にはAs 8 S 9となります。[ 2 ]

構造

X線結晶構造解析

アラクラナイトの構造は、アラクラナイトの結晶を含む標本が収集されるさらなる研究が行われるまで未解明のままでした。パプアニューギニアの海底熱水活動、海底火山活動、広域地殻変動を研究しているグループが、粘土鉱物、黄鉄鉱、閃亜鉛鉱、方鉛鉱、黄銅鉱、硫酸塩、鶏冠石やアラクラナイトのようなヒ素含有硫化物からなるサンプルを収集しました。おおよその寸法が0.14 × 0.10 × 0.06 mmのアラクラナイトの結晶を、2θが最大56.7°の1K電荷結合素子を備えたプラットフォーム3円ゴニオメータに配置し、単色X線を使用してさまざまな時間にデータを収集しました。データには反射統計と系統的欠落が見られ、これはアラクラナイトの単斜晶系対称性を示す空間群C2/cを示しています。実験の最終結果は、アラクラナイトが化合物 α-As 4 S 4と同構造であり、化学式 As 4 S 4を持つ3番目の鉱物多形であり、他の2つは鶏冠石と準鶏冠石であることを示した。3つの鉱物は、共有結合した As 4 S 4分子からなる。アラクラナイトでは、各ヒ素原子は1つのヒ素原子と2つの硫黄原子に結合しているのに対し、硫黄原子は2つのヒ素原子にのみ結合している。アラクラナイトの分子構造は、化学的には鶏冠石と同じで、ファンデルワールス力で結合しているが、両構造における As 4 S 4の配置が異なっている。アラクラナイトと鶏冠石の違いは、両鉱物の単位格子サイズと充填構造に表れている。アラクラナイトは、鶏冠石の原始格子よりも小さいC中心単位格子を持ち、また、アラクラナイトの構造は鶏冠石よりも密に整然と充填された構造となっている。[ 6 ]

フーリエ解析

寸法 30 × 60 × 120 mm のアラクラナイトの単結晶のさらなる研究が、直接法、フーリエ合成、および構造の改良を使用して調査され、 C 格子タイプに違反する強度と、 l = 2n + 1 での h0l 反射などの対称性は存在しませんでした。これらの結果により、アラクラナイトの P2/c 空間群が、密接にパッキングされ、β 相で見られる 2 種類の異なるケージ状分子の構造になることが確認されています。[ 7 ]最初の分子は鶏冠石である As 4 S 4と同一であり、すべての As 原子が 1 つの As 原子と 2 つの S 原子を結合しており、これは β 相と鶏冠石の構造で決定されています。アラクラナイトの構造の 2 番目の分子は、化学的にも構造的にも As 4 S 5と同一であることが判明しており、ウゾナイトです。光にさらされると、 As 4 S 4分子はその単位格子体積を膨張させ、したがって As 4 S 5に転移します。この変化は分子間距離の変化で説明できる。[ 7 ]両方の分子の [110] に沿ったこれらの一貫した秩序は、C (β-相) からアラクラナイトである P への並進対称性の変化に起因する。[ 7 ]両方の分子において、As-S 結合の距離は約 2.205 ～ 2.238 オングストロームである。しかし、As 4 S 4内の As-As 結合距離は、アラクラナイト構造内の As 4 S 5分子に含まれる As-As 結合よりも長い。[ 8 ]また、鉱物の S 含有量が増加すると、As 4 S 4からAs 8 S 9までの組成範囲で単位格子体積が比例して増加することが示されており、この範囲ではアラクラナイトが最大の単位格子を持つ。[ 7 ]アラクラナイトはP2/c空間群を持つことが証拠によって裏付けられているが、高温でS形態の含有量が少ないものは、以前に記述されたアラクランの種に対応する新しい鉱物であると考えられており、空間群C2/cで結晶化し、より小さな体積を持つAs 4 S 4である。[ 7 ]

物理的特性

アラクラナイトは、砂利中や熱水性As-S鉱脈中にセメント質として産出されます。最大粒径 0.5 mm の扁平および柱状結晶として産出されます。一部の形態は、弱く、鈍く、または変色しています。黄橙色の縞模様のあるバラ色の内面反射を持つ、オレンジ色から淡い灰色の結晶です。金剛石状、ガラス状、樹脂状、油状の光沢があり、透明です。その構造中の弱い化学結合により、鉱物のモース硬度は約 1.5 と低く、弱い形態となっています。不完全なへき開があり、破壊は貝殻状で非常に脆いです。その比重は約 3.43 と測定されています。アラクラナイトは、5モルの水酸化カリウムと反応すると、色が茶色に変わります。加熱すると茶灰色の薄片に変わり、沸騰すると茶色に戻ります。しかし、塩酸や硝酸と混合すると活性を示さない。[ 9 ]

地質学的発生

アラクラナイトは、ロシアのウゾンカルデラで初めて発見されました。ウゾンカルデラは、カムチャッカ半島の東部火山帯付近に位置しています。この地域は玄武岩質の盾状火山であり、湖成堆積物、断層運動と伸張、ドーム形成、そしてカルデラ内の温泉からの熱水活動が見られます。[ 10 ]活温泉付近の堆積物には 、鶏冠石、輝安鉱、辰砂、黄鉄鉱が多量に含まれています。

アラクラナイトは、ウゾンカルデラの熱水性Hg-Sb-As系の凝縮帯に産出します。また、熱水性As-S鉱脈にもアラクラナイトが産出されます。

チリのアラクラン鉱山で産出されたことからアラクラン石と命名されました。ウゾンカルデラのサンプルのX線回折パターンがアラカン鉱山のものと類似していたためです。 [ 2 ]

参考文献

  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. ^ a b cアンソニー、J. W;ビ・ドー、R. Bladh, K. & Nichols, M. (2003)。「アラクラナイト AsS. 鉱物学ハンドブック。鉱物日付発行」(PDF)。
  3. ^ "Mindat.org" .
  4. ^ 「Webミネラルデータ」。
  5. ^ a b [1] Burns, P. and Pervival, J. (2001) Alacranite, As4S4: 新産地、新式および結晶構造の決定 Canadian Mineralogist, 39, 809-818.
  6. ^ a b c d Bonazzi P., Bindi L., Popova V., Pratesi G. and Menchetti S. 2003: Alacranite, As8S9: ホロタイプの構造研究と元の化学式の再帰属. American Mineralogist, 88(11-12), pp. 1796-1800/>
  7. ^ a b c d e [2] Bonnazzi, P. (2006) 分子状ヒ素硫化物における光誘起変化：最新技術と単結晶X線回折による新たな証拠 American Mineralogist, 91,1323.
  8. ^ [3] Bonnazzi, P. and Bindi, L. (2008) 硫化ヒ素の結晶学的レビュー：化学的変異と光曝露による変化の影響. 鉱物結晶学. 223, 132-147.
  9. ^ [4]ホーソーン、F.、バーク、E.、エルシット、T.、グルー、E.、グライス、J.、ジャンバー、J.、プジエヴィッチ、J.、ロバーツ、A.、ヴァンコ、D.（1988）新しい鉱物名。アメリカ鉱物学者。73、189。
  10. ^ 「ロシア極東カムチャッカ半島ウゾンカルデラの地質学的状況」。2008年6月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年12月2日閲覧。
  • 鉱物学ハンドブックとその中の参考文献（原著はポポバ他、1986年）
  • ミンダット
  • Bonazzi P., Bindi L., Popova V., Pratesi G. and Menchetti S. 2003: Alacranite, As8S9: ホロタイプの構造研究と元の化学式の再帰. American Mineralogist, 88(11-12), pp. 1796–1800; [5]
  • アテネ、G.、ゲンナディA.ロシア極東カムチャッカ半島ウゾンカルデラの地質学的背景。 [6] 2008年6月3日、 Wayback Machineにアーカイブ。
  • Jambor, J. および Roberts, A (2004)「新しい鉱物名」アメリカ鉱物学者 89, 249-253.
  • Sorrel, C.、Sandstrom, G. (1973)「岩石と鉱物：フィールド同定ガイド」ゴールデンフィールドガイド、82-111。
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