Тодородит: Минерал оксида марганца с водным содержанием
Todorokite
Тодородит: минерал оксида марганца. Химический состав, структура (туннельная решетка), включения катионов (K+, Ba2+, Ag+ и др.) и воды. Геология и свойства.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Минерал водного оксида марганца
Hydrous manganese oxide mineral
Тодорокит – сложный минерал водного оксида марганца с общей химической формулой. Тодорокит состоит из октаэдров Mn(IV)O6, которые разделяют ребра, образуя тройные цепи. Эти цепи соединяются по углам, формируя приблизительно квадратные туннели, параллельные кристаллической оси b. Внутри туннелей располагаются молекулы воды и крупные катионы, такие как калий K+, барий Ba2+, серебро Ag+, свинец Pb2+, кальций Ca2+ и натрий Na+.
Todorokite is a complex hydrous manganese oxide mineral with generic chemical formula Todorokite is made up of |(Mn(4+)O6) octahedra that share edges to form triple chains. These chains share corners to form roughly square tunnels parallel to the b crystal axis. The tunnels accommodate water molecules and large cations such as potassium |K+, barium |Ba(2+), silver |Ag+, lead |Pb(2+), calcium |Ca(2+) and sodium |Na+.
Ячейка единицы
У элементарная ячейка содержит шесть ионов марганца Mn(4+) и двенадцать ионов кислорода O(2−), формирующих октаэдрический каркас. Mg и Al могут замещать Mn, а в каналах содержатся крупные катионы и молекулы воды. На одну элементарную ячейку приходится одна формульная единица (Z = 1). Также встречаются варианты с a = 14,6 Å и a = 24,38 Å, имеющие те же значения b и c, что указано выше. Эпитаксиальные срастания вытянутых кристаллитов, напоминающие двойниковые разновидности игольчатого рутила, были обнаружены с помощью электронной микроскопии в тодорокитах из железомарганцевой конкреции Тихого океана (a = 14,6 Å) и из Бакальского месторождения (a = 14,6 Å и 24,4 Å). Тодорокиты с параметром около 25 Å были найдены в образцах из Стерлинг-Хилл и месторождения Тахте-Карача.
The unit cell has six manganese |Mn(4+) sites and twelve oxygen |O(2−) sites constituting the octahedral framework. Mg and Al may substitute for Mn, and the tunnels contain large cations and water molecules. There is one formula unit per unit cell (Z = 1). Varieties also occur with a = 14.6 Å and a = 24.38 Å, having the same b and c values as above. Epitaxial intergrowths of elongated crystallites resembling the twinned variety of acicular rutile have been observed by electron microscopy in todorokites from an iron manganese concretion from the Pacific Ocean (a = 14.6 Å) and from the Bakal deposit (a = 14.6 Å and 24.4 Å). Todorokites with around 25 Å have been found in samples from Sterling Hill and the Takhte Karacha deposit.
Внешний вид
Тодорокит встречается в виде губчатых полосатых и рениформных (почковидных) агрегатов, состоящих из крошечных пластинчатых кристаллов. Кристаллы сплющены параллельно плоскости, содержащей кристаллические оси a и c, и вытянуты вдоль оси c. При исследовании в поляризационном микроскопе образец может быть освещен снизу поляризованным светом, а наблюдение производится сверху через анализатор, пропускающий свет только в одном направлении поляризации. Когда направления поляризации поляризатора и анализатора перпендикулярны друг другу, образец рассматривается между скрещенными поляризаторами. При вращении тодорокита между скрещенными поляризаторами он попеременно выглядит светлым и темным, темнея, когда кристаллическая или плоскость спайности параллельна одному из направлений поляризации. Это явление называется параллельным затуханием. Параллельное затухание наблюдается у всех одноосных минералов, а также у орторомбических двуосных минералов, таких как оливин и ортопироксены. Типовой материал хранится в Гарвардском минералогическом музее, Кембридж, Массачусетс, США, под номером 106214. Тодорокит был синтезирован из бирнесита в лабораторных условиях, а прямые доказательства трансформации бирнесита в тодорокит были получены при исследовании железо-марганцевой конкреции, погребенной в гемипелагических отложениях Тихого океана, с использованием высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии. В типовом местонахождении Акайгава, Хоккайдо, Япония, тодорокит встречается как продукт альтерации иннезита (|Ca2Mn(2+)7Si10O28(OH)2*5H2O|) и родохрозита (|MnCO3|). Он представлен очень мелкими волокнистыми хлопьями длиной около 0,05 мм, рыхло агрегированными в губчатые массы в друзах золотоносных кварцевых жил. Исходный образец был достаточно загрязнен, содержа 2,43% нерастворимых фосфатов (|P2O5SO3|) и кремнезема (|SiO2|) в общей массе.
Todorokite occurs as spongy banded and reniform (kidney shaped) aggregates composed of minute lathlike crystals. The crystals are flattened parallel to the plane containing the a and c crystal axes, and elongated parallel to the c axis. and in the polarizing microscope, specimens may be illuminated from below by light that is polarized by the polarizer, and viewed from above through an analyzer that transmits light of only one direction of polarization. When the directions of polarization of the polarizer and analyzer are at right angles, the specimen is said to be viewed between crossed polars. When todorokite is rotated between crossed polars it appears dark and light in turn, being dark when the crystal face or cleavage face is parallel to one direction of polarization. This is called parallel extinction. All uniaxial minerals display parallel extinction, but so do orthorhombic biaxial minerals such as olivine and orthopyroxenes. Type material is conserved at the Harvard Mineralogical Museum, Cambridge, Massachusetts, US, reference 106214. Todorokite has been synthesised from birnessite in the laboratory, and direct evidence for birnessite to todorokite transformation has been observed in iron manganese concretion buried in hemipelagic sidiments from the Pacific Ocean using high resolution transmission electron microscopy. At the type locality in Akaigawa, Hokkaido, Japan, todorokite occurs as an alteration product of inesite (|Ca2Mn(2+)7Si10O28(OH)2*5H2O) and rhodochrosite |MnCO3). It is found as very fine fibrous flakes about 0.05 mm in length, loosely aggregated in sponge like masses in druses in gold bearing quartz veins. The original sample was rather impure since it contained a total of 2.43% insoluble phosphorus salts (|P2O5SO3) and silica (|SiO2).
Австрия
В Гуттенберге, Каринтия, Австрия, тодорокит встречается в виде округлых образований диаметром около 5 см, с волокнистой структурой и выраженным концентрическим слоением. Он хрупкий, мягкий и пористый, настолько легкий, что способен плавать на воде. Цвет его коричневый, но светлее, чем у образцов из Чарко Редондо на Кубе. Блеск на поверхности скола тусклый, однако гладкая внешняя поверхность образований имеет легкий бронзовый оттенок. Он характеризуется относительно высоким содержанием бария, а также марганца(IV), возможно, из-за небольшого количества примеси пиролузита (MnO2).
At Huttenberg, Carinthia, Austria, todorokite occurs as nodular masses about 5 cm in diameter, with a fibrous structure and coarse concentric layering. It is fragile, soft and porous, and so light that it can float on water. It is brown, but lighter in color than samples from Charco Redondo in Cuba. The luster of fracture surfaces is dull, but the smooth outer surface of the nodules has a faintly bronze like appearance. It has a relatively high barium content, and also |Mn(4+), perhaps due to a small admixture of pyrolusite (|Mn(4+)O2).
Бразилия
Тодорокит — редкий компонент месторождений оксидов марганца в Сауде и Уранди (штат Баия, Бразилия), образовавшийся в результате супергенного обогащения метаморфических пород, содержащих спессартин (Mn2+3Al2(SiO4)3) и другие марганцевые минералы.
Todorokite is a rare constituent of the manganese oxide deposits at Saude and Urandi, in Bahia, Brazil, as a result of supergene enrichment of the metamorphic country rock that contains spessartine (|Mn(2+)3Al2(SiO4)3) and other manganese minerals.
Куба
В Чарко Редондо в провинции Ориенте, Куба, обнаружен волокнистый тодорокит с волокнами длиной до 10 см. Он темно-коричнево-чёрный с едва заметным шелковистым блеском на сколах, в остальном блеск матовый. Из-за волокнистой структуры определение удельного веса затруднено; измеренные значения в диапазоне от 3,1 до 3,4, вероятно, занижены. Твёрдость низкая, но точное измерение затруднено. Обычно встречается в ассоциации с пиролузитом, криптомеланом, марганцитом, псиломеланом, кварцем, полевым шпатом и кальцитом. Марганцевые руды чередуются с вулканическим туфом, яшмой и известняком. Тодорокит подвергся изменениям вблизи поверхности и вдоль разломов или трещин, превратившись в пиролузит, а возможно, и в марганцит. Вероятно, источником марганца были горячие источники.
At Charco Redondo in Oriente Province, Cuba, fibrous todorokite has been found with fibers to 10 cm in length. It is dark brownish black with a weak silky sheen on fracture surfaces, otherwise the luster is dull. It is difficult to measure the specific gravity because of the fibrous structure; measured values between 3.1 and 3.4 are probably too low. Hardness is low but cannot be measured accurately. Commonly associated minerals are pyrolusite, cryptomelane, manganite, psilomelane, quartz, feldspar and calcite. The manganese ores are interbedded with volcanic tuff, jasper and limestone. The todorokite has been altered near the surface and along faults or fissures to pyrolusite, and perhaps to manganite. The source of the manganese was probably hot springs.
Португалия
В Фаррагудо, в Алгарве, Португалия, была обнаружена сталактитовая масса тодорокита в небольшой коллекции вторичных минералов марганца, преимущественно криптомелана (K(Mn(4+),Mn(2+))8O16). Он мягкий и пористый, с волокнистой структурой агрегации и темно-коричневого до коричневато-черного цвета.
At Farragudo in the Algarve, Portugal, a stalactitic mass of todorokite was found in a small collection of secondary manganese minerals, chiefly cryptomelane |(K(Mn(4+),Mn(2+))8O16). It is soft and porous, with a fibrous mode of aggregation and dark brown to brownish black color.
Южная Африка
Крупные кристаллы были обнаружены в шахте Смартт, Хотазель и в других местах района Куруман, провинция Кейп, Южная Африка.
Large crystals have been found in the Smartt Mine, Hotazel, and elsewhere in the Kuruman district, Cape Province, South Africa.
Соединенные Штаты
В Стерлинг-Хилле, штат Нью-Джерси, тодорокит был идентифицирован в небольшой коллекции вторичных оксидов марганца из старых поверхностных разработок. Он формирует мягкие, темно-коричнево-черные массы с переплетенной волокнистой структурой. Встречается в ассоциации с халкофанитом (ZnMn(4+)3O7*3H2O) и вторичными кристаллами кальцита (CaCO3) в руде, состоящей из франклинита (ZnFe(3+)2O4) и виллемита (Zn2SiO4).
At Sterling Hill, New Jersey, todorokite has been identified in a small collection of secondary manganese oxides from the old surface workings. It forms soft, dark brownish black masses with a confused fibrous structure. Associated with chalcophanite |(ZnMn(4+)3O7*3H2O) and secondary calcite (|CaCO3) crystals in franklinite (|ZnFe(3+)2O4) – willemite (|Zn2SiO4) ore.
На Сайпане, в Марианских островах, в Тихом океане, тодорокит обнаружен с тем же типом агрегации и цветом, что и в Шарко Редондо на Кубе. Он относительно хрупкий, но твердый, поскольку плотно перемешан с мелкодисперсным кремнеземом, который в некоторых образцах достигает 50%. Содержание магния превышает содержание бария и кальция.
At Saipan in the Mariana Islands, in the Pacific Ocean, todorokite has been found with the same mode of aggregation and color as that from Charco Redondo in Cuba. It is relatively brittle and hard because it is intimately admixed with finely divided silica, amounting in some cases to as much as 50% of the sample. The content of magnesium is greater than that of barium or calcium.