Вульфенит минералы: құрамы, қасиеттері және кездесу орындары
Wulfenite
Вульфенит – қорғасын молибдаты, PbMoO4 формулалы минерал. Қызыл-сарыдан қоңырға дейін түсі өзгереді, кристалдық түрі кең таралған. Жақсы сапалы минерал.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Молибдат минералы. Вульфенит – формуласы PbMoO4 болатын қорғасын молибдат минералы. Ол көбінесе жарқыраған қызыл-сарыдан сары-қызыл түске дейін, кейде қоңыр түсті, жұқа, кестелі кристаллдар түрінде кездеседі, бірақ түсі әртүрлі болуы мүмкін. Сары түрінде "сары қорғасын кені" деп аталады. Ол тетрагональдық жүйеде кристаллданады және көбінесе қысқа, пирамида немесе кестелі кристаллдар түрінде кездеседі. Сонымен қатар, топырақты, дөңгелек түйіршікті массалар түрінде де табылады. Вульфенит көптеген жерлерде қорғасын кендерімен байланысты, қорғасын кен орындарының тотығу аймағында пайда болатын екіншілік минерал ретінде кездеседі. Бұл молибденнің де екіншілік кені болып табылады және коллекционерлердің қызығушылығын тудырады.
Molybdate mineral
Wulfenite is a lead molybdate mineral with the formula PbMoO4. It often occurs as thin tabular crystals with a bright orange red to yellow orange color, sometimes brown, although the color can be highly variable. In its yellow form it is sometimes called "yellow lead ore". It crystallizes in the tetragonal system, often occurring as stubby, pyramidal or tabular crystals. It also occurs as earthy, granular masses. It is found in many localities, associated with lead ores as a secondary mineral associated with the oxidized zone of lead deposits. It is also a secondary ore of molybdenum, and is sought by collectors.
Ашылуы және пайда болуы
Вулфенит алғаш рет 1845 жылы Австрияның Каринтия аймағындағы Бад-Блайберг жерінде сипатталған. Мексикадағы Лос-Ламентос кен орнында өте қалың, жапырақты қызғылт сары кристалдар табылды. Тағы бір кен орны – Словениядағы Пека тауы. Кристаллдар сары түсті, көбінесе жақсы дамыған пирамидалар мен қос пирамидалармен (бипирамидалармен) ерекшеленеді. 1997 жылы бұл кристалл Словения почтасы шығарған маркада бейнеленген. Вулфениттің сирек танымал кен орындары: Шерман туннелі, Сент-Петерс дөңгелегі, Тинкуп-Томичи-Монкарч кен аудандары, «Американың мақтанышы» және Бандора кені (Колорадо штаты). Англиядағы Булвелл және Киркби-Эшфилдте де шағын кристалдар кездеседі. Бұл кристалдар магнийлі әктасқа енген галена-вульфенит уранды асфальтит қабатында табылады. Осы аймақтағы вульфенит, қасиеттері (парагенетикалық тізбегі, галенадағы күміс пен антимонийдің төмен мөлшері және пироморфиттің жоқ болуы) бойынша Альпідегі вульфениттерге ұқсас, және олардың тегі де бірдей болуы мүмкін.
Wulfenite was first described in 1845 for an occurrence in Bad Bleiberg, Carinthia, Austria. The Los Lamentos locality in Mexico produced very thick tabular orange crystals. Another locality is Mount Peca in Slovenia. The crystals are yellow, often with well developed pyramids and bipyramids. In 1997, the crystal was depicted on a stamp by the Post of Slovenia. Lesser known localities of wulfenite include: Sherman Tunnel, St. Peter's Dome, Tincup Tomichi Moncarch mining districts, Pride of America mine and Bandora mine in Colorado. Small crystals also occur in Bulwell and Kirkby in Ashfield, England. These crystals occur in a galena wulfenite uraniferous asphaltite horizon in a magnesian limestone. The wulfenite found in this area is similar in properties (paragenetic sequence, low silver and antimony contents of the galenas and absence of pyromorphite) to the wulfenites of the Alps and may be similar in origin.
Кристаллография
Вулфенит тетрагональдық жүйеде кристалданады және дерлік тең осьтік қатынастарға ие; осының салдарынан, ол кристаллографиялық тұрғыдан шиелитке (CaWO4) ұқсас деп есептеледі. Вулфенит пирамидалық гемиэдралық (тетрагональды дипирамидалық) (C4h) кристаллдық симметрия классына жатады. Сондықтан, элементарлық жасуша төртбұрышты негіздері бар ромбоидтардың төбелері мен қырларының ортасына нүктелер қою арқылы құралады, ал кристаллографиялық осьтер ромбоидтардың қабырғалары бағытында орналасқан. Осы торлардың екеуі бір-бірімен келісіп орналасқан, бірінші тордағы нүкте екінші торға диагональ бойынша және екі тор арасындағы қашықтықтың төрттен бірін құрайды. Вулфенит пен стольцит (PbWO4) арасында кең ауқымды қатты ерітінді бар, мысалы, вольфрамды вульфениттің құрамы 90% вульфенит және 10% стольциттен бастап, хиллагитке дейін (64% вульфенит, 36% стольцит) және одан әрі өзгеруі мүмкін. Дегенмен, Халықаралық минералогиялық ассоциацияның Жаңа минералдар және минералдарды атау комиссиясы бұл қатты ерітінділерге жаңа атаулардың қажеті жоқ деп шешті. 90:10 қатты күйдегі дұрыс номенклатурасы wulfenite I41/a, ал 64:36 қатты күйдегісі wulfenite I4.
Wulfenite crystallizes in the tetragonal system and possesses nearly equal axial ratios; as a result, it is considered to be crystallographically similar to scheelite (CaWO4). Wulfenite is classed by a pyramidal hemihedral (tetragonal dipyramidal) (C4h) crystal symmetry. Therefore, the unit cell is formed by placing points at the vertices and centers of the faces of rhomboids with square bases and the crystallographic axes coincide in directions with the edges of the rhomboids. Two of these lattices interpenetrate such that a point on the first is diagonal to the second and one quarter the distance between the two seconds. An extensive solid solution exists between the two end members wulfenite and stolzite (PbWO4), such that tungstenian wulfenite compositions range from 90% wulfenite and 10% stolzite to chillagite (64% wulfenite, 36% stolzite) and so on. Nevertheless, the Commission for New Minerals and Mineral Names of the International Mineralogical Association has deemed that the solid solutions do not require new names. The correct nomenclature of the 90:10 solid state is wulfenite I41/a and the 64:36 solid state is wulfenite I4.
Термодинамика және реактивтілік
Вулфениттің жылу сыйымдылығы, энтропиясы және энтальпиясы қатты ерітінділердің болуын және қоспалардың енгізілуін ескере отырып анықталды. Есептелген мәндер келесідей: Cp°(298,15) = 119,41±0,13 Дж/моль·К, S°(298,15) = (168,33±2,06) Дж/моль·К, ΔH°= (23095±50) Дж/моль. Вулфенит түтікше арқылы жалынға жіберілгенде, дыбыс шығарып ыдырайды және оңай балқиды. Фосфор тұзымен әрекеттескенде молибден шариктері түзіледі. Көмірмен содамен бірге қорғасын тамшысын береді. Ұнтақталған минералды HCl қышқылымен буландырғанда молибден оксиді пайда болады.
The heat capacity, entropy and enthalpy of wulfenite were determined taking into consideration the existence of solid solutions and the inclusion of impurities. The reported values are as follows: Cp°(298.15) = 119.41±0.13 J/molK, S°(298.15) = (168.33±2.06)J/molK, ΔH°= (23095±50) J/mol. When forced through a tube into a flame, wulfenite disintegrates audibly and fuses readily. With the salt of phosphorus, it yields molybdenum beads. With soda on charcoal it yields a lead globule. When the powdered mineral is evaporated with HCl, molybdic oxide is formed.
Түсіру
Таза вульфенит түссіз, бірақ көбінесегі үлгілер сарыдан қызылға дейінгі түстерді көрсетеді. Кейбір үлгілерде тіпті көк, қоңыр және қара түстер де кездеседі. Вульфениттердің сары және қызыл түсіне хромның шамалы мөлшері себеп болады. Басқалары қорғасынның түс беруге аз әсер ететінін, ал молибдаттың вульфениттің сары түсіне ықпал етуі мүмкін екенін ұсынады. Жақындағы зерттеулер көрсеткендей, күшті түстің себебі сыртқы қоспалардың болуы болғанымен, катиондық және аниондық құрылымдардағы стехиометрияның бұзылуы да кристаллдардың түсіне маңызды үлес қосады. Тьяги және авторлар (2010) вульфениттегі түстің себебі сыртқы қоспалар екенін анықтады, себебі олар бастапқы материалдардың тазалығын өзгерту арқылы қызыл, жасыл және сарының әртүрлі түстерінде кристаллдарды өсіре алды. Сонымен қатар, олар Pb3+ иондарының болуы түстің себебі емес екенін болжады. Олар Ar ортасында өсірген кристаллдар ашық сары түсті болғандықтан, интерстициалдық оттегінің концентрациясы да вульфениттің түсіне себеп болуы мүмкін деп болжайды. Тьяги және авторлар, алайда, Mo Ar ортасында төменгі валенттілік күйде болатынын, яғни Mo6+ емес, Mo5+ болатынын атап өтеді. Бұл Mo5+ орындарының концентрациясы да түстің себебі болуы мүмкін екенін көрсетеді. Тала және авторлар (2013) хромының іздерінің вульфениттің түсін анықтауда рөл атқаратынын болжайды. Мұнда CrO42- анион тобы тетраэдрлік позицияда MoO42- тобын алмастырады. Олар Mo6+ иондарының бір формулалық бірлігіне 0,002 атом Cr6+ иондарымен алмасуының өзі қызыл түстің пайда болуына жеткілікті екенін анықтады. 0,01 Cr6+ мәні қызыл түс беруге қабілетті. Тала және авторлар түстердің спектрлік орналасуының өзгеруінен гөрі сіңіру қарқындылығының өзгеруінен пайда болатынын атап өтті.
Pure wulfenite is colorless, but most all samples display colors ranging from a creamy yellow to a sharp, intense red. Some samples even display blues, browns, and blacks. The yellow and red coloration of wulfenites is caused by small traces of chromium. Others have suggested that while the lead adds little colors, perhaps the molybdate contributes to wulfenite’s yellow color. More recent studies suggest that though the source of strong coloration is the presence of extrinsic impurities, the nonstoichiometry in both cationic and anionic sublattices also plays a major role in the coloration of the crystals. Tyagi et al. (2010) found that a reason for coloration in wulfenite is extrinsic impurity, as they were able to grow crystals displaying red, green, and various shades of yellow simply through changing the purity of the starting charges. They also posited that the presence of Pb3+ is not the cause of coloration. Because the crystals they grew in an Ar ambient are light yellow in color, they suggest that the interstitial oxygen concentration may be another cause in the coloration of wulfenite. Tyagi et al. note, however, the Mo is in a lower valence state when in Ar ambient, meaning it is Mo5+ rather than Mo6+. This suggests that the concentration of Mo5+ sites is also a cause of the coloration. Talla et al. (2013) posits that trace amounts of chromium do in fact play a role in determining the coloration of wulfenite. Here, the CrO42 anion group substitutes for the MoO42 group in the tetrahedral position. They found that as little as 0.002 atoms per formula unit of Cr6+ substituting for Mo6+ is adequate to result in an orange hued specimen. Cr6+ values of 0.01 were able to result in a red color. Talla et al. went on to emphasize that the colors result from a change of absorption intensity rather than a change of spectral position.