কার্নোয়াইট হল একটি জলযুক্ত কপার-আয়রন আর্সেনেট খনিজ যার আদর্শ রাসায়নিক সূত্র হল Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. এটি একটি আর্সেনেট খনিজ এবং লিরোকনাইটের ফেরিক আয়রন-প্রাবল্য সমতুল্য, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. লিরোকনাইট-কার্নোয়াইট শ্রেণিতে, Fe³⁺ কোনও স্থানে অ্যালুমিনিয়ামের পরিবর্তে বসে কিন্তু সমগ্র ফ্রেমওয়ার্ক পরিবর্তন করে না। কার্নোয়াইট হল যেখানে ফেরিক আয়রন ঐ স্থানে প্রাধান্য বিশিষ্ট; যেখানে এর রং দৃঢ়ভাবে সবুজ হয় তাও অ্যালুমিনিয়ামের প্রাধান্য থাকলে এটি লিরোকনাইট হয়।
খনিজটি পুরানো নমুনা থেকে জানা যায় যে এটি সম্ভবত ইংল্যান্ডের কর্নওয়ালে, স্ট ডে এর কাছাকাছি ওয়েল গরল্যান্ড খনি থেকে সংগৃহীত হয়েছিল। এটি কপার-ধারণকারী খনিজ সমাবেশের জারক অংশে দ্বিতীয় খনিজ হিসাবে পাওয়া যায়। কার্নোয়াইট সাধারণত সবুজ, যেখানে এলুমিনিয়াম-প্রভাবিত লিরোকনাইট সাধারণত নীল থেকে নীল-সবুজ। রং আয়রনের বৃদ্ধি প্রসঙ্গে সূচিত করতে পারে, কিন্তু এটি খনিজের পরিচয় নির্ধারণ করতে পারে না কারণ বিশ্লেষণ করা হলে অনেক সবুজ নমুনা যেগুলো ঐতিহাসিকভাবে লিরোকনাইট হিসাবে চিহ্নিত করা হয়েছিল তাদের মধ্যে এলুমিনিয়াম-প্রভাবিত থাকে।
ইতিহাস এবং কার্নোয়াইটের আবিষ্কার
2020 সালে IMA 2020-053 প্রস্তাব নম্বরের আওতায় আন্তর্জাতিক খনিজ জাদুঘর দ্বারা একটি নতুন খনিজ প্রজাতি হিসাবে কার্নোয়াইট অনুমোদিত হয়েছিল। এর আধিকারিক খনিজ বর্ণনা 2021 সালে প্রকাশিত হয়েছিল। টাইপ উপাদানটি একটি সম্প্রতি সংগৃহীত নমুনা নয়; বরং এটি একটি ঐতিহাসিক নমুনা যেটি সম্ভবত 1800 এর দশকে ওয়েল গরল্যান্ড থেকে খনন করা হয়েছিল। এর পুনরায় পরীক্ষার আগে, উপাদানটি লিরোকনাইট হিসাবে চিহ্নিত ছিল এবং কর্নিশ সংগ্রহকারী ফিলিপ রাশলি এবং সার আর্থার রাসেলের ঐতিহাসিক খনিজ সংগ্রহগুলির মধ্য দিয়ে পাঠানো হয়েছিল।
খনিজটির নামকরণ করা হয়েছিল এর পরে કર્નોવ, কর্নওয়্যাল-ভাষার নাম। বিকল্পটি একজন বিশেষ ব্যক্তির চেয়ে স্থানীয় স্থানকে প্রতিফলিত করে। কার্নোয়াইট আবিষ্কৃত হয়েছিল কারণ খনিজ বিজ্ঞানী পরীক্ষার পর দেখা গেছিল যে অ্যালুমিনিয়ামের বদলে ফেরিক আয়রন উপযুক্ত অক্টাহেড্রাল সমন্বিত সাইটে প্রধান ভূমিকা পালন করে যে উপাদানটি আগে লিরোকনাইটের সাথে গ্রুপ করা হয়েছিল।
এর স্বীকৃতি একটি পরিচিত খনিজ ধারায় একটি গঠনগত পার্থক্য প্রদর্শন করে। আগের পর্যবেক্ষণগুলো দেখিয়েছিল যে সবুজ লিরোকোনাইট নমুনা সাধারণত নীল উদাহরণগুলোর তুলনায় বেশি লৌহ ধারণ করে। তবে লৌহ সমৃদ্ধতা একটি আলাদা প্রজাতির যথেষ্ট যুক্তি নয়। কার্নোয়াইট কেবলমাত্র ঐ স্থানে Fe³⁺ আলুমিনিয়ামের চেয়ে বেশি থাকা উপাদানে সীমাবদ্ধ। এই প্রজাতির সংজ্ঞা আধুনিক খনিজ নামকরণে ব্যবহৃত প্রাবল্য-উপাদান নিয়মের অনুসারে হয়।
কার্নোয়াইটের গঠন এবং ভূতাত্ত্বিক উপস্থিতি
কার্নোয়াইট কোয়ার্টজ-বৃহত্তর গসানের ভিতরে ফাঁকা স্থানগুলিতে দ্বিতীয় খনিজ হিসাবে পাওয়া যায়। গসান হল একটি জারিত, অক্ষয় উপাদান যা সালফাইড-ধারী খনিজের উপরে বা চারপাশে গঠিত হয়। টাইপ উপাদানে, ফাঁকা স্থানগুলিতে কম বিকশিত মাইক্রোক্রিস্টালাইন ধূসর সালফাইড এবং কম ক্রিস্টালাইন আর্সেনিক-ধারী ফেজগুলি রয়েছে, যার মধ্যে ফার্মাকোসিডেরাইট এবং ওলিভেনাইট গ্রুপের খনিজ রয়েছে। এই সম্প্রদায় একটি প্রাথমিক কপার-আর্সেনিক সালফাইড সমাবেশের জারণ এবং পরিবর্তনের সময় খনিজ গঠনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।
কার্নোয়াইট গঠনের জন্য কপার, ফেরিক আয়রন, আর্সেনিক, অক্সিজেন, হাইড্রোক্সাইল-বহনকারী তরল এবং জলের উপলব্ধতা প্রয়োজন। ক্ষয়ের সময়, প্রাথমিক সালফাইডগুলি অক্সিডেশন করে অম্লীয় থেকে স্থানীয়ভাবে উদাসীন হওয়া দ্রবণে Cu²⁺ এবং Fe³⁺ ছাড়া হয়। আর্সেনিক আর্সেনিক-বহনকারী সালফাইড বা আর্সেনাইড থেকে ছাড়া হতে পারে এবং জারণ অবস্থায় আর্সেনেট প্রজাতি হিসাবে পরিবহন করা হয়। যেখানে এই উপাদানগুলি খোলা স্থানে, যেমন গোসানে ফ্র্যাকচার এবং গুহায় মিলিত হয়, জালাযুক্ত কপার-আয়রন আর্সেনেট অধঃক্ষিপ্ত হতে পারে।
খনিজের জলীয় অবস্থা নির্দেশ করে যে এটি উপরের স্তরের বা কম তাপমাত্রার জলীয় পরিবেশে গঠিত হয়েছে বা উচ্চ তাপমাত্রার আগ্নেয় অবস্থার বদলে। এটি ফার্মাকোসিডেরাইট এবং ওলিভেনাইট-গ্রুপ খনিজগুলির সাথে ঘটে এটি স্থানীয় পিএইচ, বিজারণ অবস্থা, দ্রবীভূত-ধাতু ঘনত্ব এবং জল ক্রিয়াশীলতার পরিবর্তনগুলি প্রতিফলিত করে। এই ধরনের অবস্থা একই জায়গায় কয়েকটি দূরে পরিবর্তন হতে পারে, যার ফলে কয়েকটি কপার এবং আয়রন আর্সেনেট খনিজ একসাথে বিকাশ করতে পারে।
কার्नোয়াইটের ক্রিস্টাল গঠন
কার্নোয়াইট মনোক্লিনিক ক্রিস্টাল পদ্ধতিতে ক্রাইস্টালাইজড হয়। এর গঠন স্পেস গ্রুপে একক-ক্রিস্টাল এক্স-রে ডিফ্রাকশন দ্বারা নির্ধারিত হয়েছে I2/a, প্রচলিত স্পেস গ্রুপের অপ্রমাণিত সেটিং C2/c. স্ট্রাকচারটি লিরোকনাইটের মতো ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যা আলুমিনিয়ামের জায়গায় ফেরিক আয়নের প্রতিস্থাপনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, অর্থাৎ খনিজের ফ্রেমওয়ার্কের একেবারে পুনর্গঠন নয়।
স্ট্রাকচারটি সংযুক্ত অ্যার্সেনেট টেট্রাহেড্রা, হাইড্রোক্সিল-ধারণকারী ধাতব সমন্বয় পলিহেড্রা এবং জল অণু দ্বারা গঠিত। কপার জেন-টেলার বিকৃতির কারণে প্রভাবিত সাইটগুলিতে অবস্থিত, যা Cu²⁺ যৌগের বৈশিষ্ট্য। ফেরিক আয়রন লিরোকোনাইটে মূখ্যত অ্যালুমিনিয়াম দ্বারা অধিকৃত অক্টাহেড্রাল সমন্বয় সাইটে অবস্থিত। Al³⁺ এর পরিবর্তে বড় Fe³⁺ ক্যাটায়ন বিস্থাপন করে পরিলক্ষিত গঠনগত পার্থক্য তৈরি করে যদিও একই মৌলিক গঠন ধরে রাখে।
জল অণুগুলি কার্নোয়াইটে গঠনগতভাবে গুরুত্বপূর্ণ। আদর্শ সূত্রে ফরমুলা এককে চারটি জল অণু এবং চারটি হাইড্রোক্সিল গ্রুপ সহ থাকে। জল অণু, হাইড্রোক্সিল গ্রুপ এবং আর্সেনেট টেট্রাহেড্রার অক্সিজেন পরমাণুগুলির মধ্যে হাইড্রোজেন বন্ধন জলযুক্ত গঠনের স্থিতিশীলতার জন্য দায়ী। গঠনগত জলের হারা হয়ে যাওয়া বা পরিবর্তন উত্তাপন, ডিহাইড্রেশন বা দীর্ঘস্থায়ী পরিবর্তনের সময় খনিজটিকে প্রভাবিত করতে পারে।
কার্নোয়াইটের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি
কার্নোয়াইট সাধারণত সবুজ থেকে এমারাল্ড গ্রীন হয়। এর রং কিউ²⁺ এবং ফে³⁺ উপস্থিতির সাথে যুক্ত, যদিও আসল ছায়া কণা বেধ, ক্রিস্টাল অভিমুখ, অসম্পূর্ণতা, পৃষ্ঠ অবস্থা এবং লৌহ এবং এলুমিনিয়ামের আপেক্ষিক অনুপাতের উপর নির্ভর করে। এটি কোয়ার্টজ-গোসান উপাদানের ক্ষুদ্র ক্রিস্টাল বা ক্রিস্টাল জমায় খালি স্থানগুলিতে ঘটতে পারে। নিশ্চিত উপাদানটি পুরানো নমুনা থেকে আসে এবং অন্যান্য দ্বিতীয় ফেজের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিশ্রিত হয়, তাই বেশিরভাগ পারমাণবিক পরিমাপ সীমিত।
আদর্শ সূত্র, Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O, কপার, ফেরিক আয়রন, আর্সেনেট, হাইড্রোক্সিল গ্রুপ এবং অণু জল বহন করে। টাইপ উপাদানের ইলেকট্রন-মাইক্রোপ্রোব বিশ্লেষণ, রামান স্পেক্ট্রোস্কোপি দ্বারা সম্পূর্ণ করে, একটি আনুমানিক সংযোজন পাওয়া গেছে যা কাছাকাছি হয় Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂O. এই বিশ্লেষণ দেখায় যে ধরণের উপাদানটি রাসায়নিকভাবে আদর্শ নয়: এতে সামান্য অ্যালুমিনিয়াম রয়েছে এবং তামা, লৌহ, আর্সেনিক এবং জলের পরিমাণে ছোট বিচ্যুতি রয়েছে। এই বিচ্যুতি দ্বিতীয় জাতীয় জলযুক্ত খনিজগুলির জন্য সাধারণ এবং Fe³⁺ Al³⁺ এর ওপর প্রাধান্য থাকলে প্রজাতি নির্ধারণ পরিবর্তন করে না।
Kernowite একটি জলযুক্ত খনিজ হিসাবে বিবেচিত হওয়া উচিত যা পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল হতে পারে। পৃষ্ঠ ডেহাইড্রেশন, ক্ষয়প্রাপ্তি, মাইক্রোফ্র্যাকচারিং এবং সন্নিহিত আর্সেনেট ফেজগুলির সাথে মিশ্রণ বিশ্লেষণের ফলাফল জটিল করে তুলতে পারে। এর আপটিকাল দৃশ্য এবং আসন্ন রাসায়নিক গঠন উপস্থিতি পরীক্ষা হিসাবে উপযুক্ত, কিন্তু নির্ণয় পরিমাণগত বিশ্লেষণ এবং গাঠনিক নিশ্চয়তা প্রয়োজন।
কার্নোয়িটের ধরন এবং প্রজাতি
কার্নওয়াইটের কোনো সরকারি স্বীকৃত উপজাত নেই। নিম্নলিখিত শব্দগুলি সংযোজন বা ভূতাত্ত্বিক সম্পর্কগুলি বর্ণনা করে কিন্তু আলাদা উপজাত হিসাবে নয়:
- লৌহ-প্রাবল্য কার্নোয়াইট: যে সিরিজের লিরোকনাইট-কার্নোয়াইটে সংশ্লিষ্ট গঠনগত সাইটে ফে³⁺ অ্যালুমিনিয়াম আইয়নের চেয়ে প্রাবল্য রয়েছে।
- অ্যালুমিনিয়াম-বহনকারী কার্নোয়াইট: কার্নোয়াইটে কিছু কিছু Al³⁺ থাকতে পারে, যা টাইপ-ম্যাটেরিয়াল বিশ্লেষণ দ্বারা দেখানো হয়েছে। Fe³⁺ প্রাধান্য রাখলে এটি কার্নোয়াইট থাকবে।
- লিরোকোনাইট-কার্নোয়াইট মধ্যবর্তী উপাদান: চলমান সমাধান শ্রেণিতে পরিবর্তনশীল Fe³⁺ এবং Al³⁺ সামগ্রীসহ নমুনা ঘটে। তাদের খনিজ নামটি প্রাধান্য ক্যাটায়নের উপর ভিত্তি করে হয়, রংয়ের উপর নয়।
- সবুজ লিরোকনাইট: সবুজ রং একা কের্নোয়িট প্রমাণ করে না। বহু সবুজ নমুনা অবশিষ্ট আলুমিনিয়াম আয়ন (Al³⁺) প্রাধান্য হয় এবং রাসায়নিক বিশ্লেষণের পর লিরোকোনাইট হিসাবে চিহ্নিত করা উচিত।
Kernowite কোথায় পাওয়া যায়?
নিশ্চিত প্রকারের স্থান হল ওয়েল গরল্যান্ড, কর্নওয়াল, ইংল্যান্ডের স্ট ডে এর কাছাকাছি। ওয়েল গরল্যান্ড স্ট ডে এর আশেপাশে ইতিহাসের গুরুত্বপূর্ণ তামার খনি এলাকার অংশ ছিল এবং প্রধানত তামার খনিজ উপাদানের জন্য কাজ করা হত। টাইপ নমুনা পুরানো খনি উপাদানের সাথে সম্পর্কিত, যেটি সম্ভবত 1800 এর দশকে সংগৃহীত হয়েছিল এবং পরে সংগ্রহালয় সংগ্রহে রক্ষিত হয়েছিল।
এই খনিজটি অপরিবর্তিত অক্সাইড অ্যাসিড আয়রন অক্সাইড থেকে নয়, কোয়ার্টজ-গসানে ক্যাভিটিতে প্রতিবেদিত হয়। এর সরাসরি সম্পর্ক কম ক্রিস্টালাইন আর্সেনিক ফেজ, ফার্মাকোসিডেরাইট, ওলিভেনাইট-গ্রুপ খনিজ এবং অস্পষ্ট গ্রে সালফাইড উপাদান সহ। এই বাস্তবিক অক্সিডাইজড কপার-আর্সেনিক খনিজ সমাবেশের বৈশিষ্ট্য।
Kernowite বর্তমানে বিস্তৃত একটি খনিজ হিসাবে বিবেচিত হওয়া উচিত নয় যার অনেক নিশ্চিত স্থান রয়েছে। এর আধুনিক সংজ্ঞা সাম্প্রতিক, এবং কর্নওয়াল বা অন্যান্য জারক কপার আকরিকের ইতিহাসগত সবুজ নমুনা আধুনিক পরিমাণ এবং ক্রিস্টালোগ্রাফিক পদ্ধতির সাথে পরীক্ষা করা হয়নি। ইস্পাত-সমৃদ্ধ লিরোকনাইট হিসাবে ইতিহাসে বর্ণিত উপাদান কের্নোয়াইটে বরাদ্দ করার আগে পুনরায় বিশ্লেষণ করা দরকার।
কুয়েনোয়িট কিভাবে চিহ্নিত করবেন
দৃষ্টিগত পরীক্ষা একটি প্রাথমিক নির্দেশ প্রদান করতে পারে কারণ কার্নোয়াইট সাধারণত সবুজ এবং জারিত কপার-আর্সেনিক সমাবেশে ঘটে। তবে, দৃষ্টিগত চিহ্নিতকরণ অনিশ্চিত। কপার আর্সেনেট, কপার ফসফেট, জাইড্রেটেড আয়রন আর্সেনেট এবং সবুজ লিরোকোনাইট একই পরিবেশে ঘটতে পারে এবং হাতের নমুনা বা সূক্ষ্মদর্শী নিচে একে অপরের মতো দেখাতে পারে।
ইলেকট্রন-মাইক্রোপ্রোব বিশ্লেষণ হল সেই সাইটে কি Fe³⁺ বা Al³⁺ প্রভাবশালী তা নির্ধারণের প্রাথমিক পদ্ধতি। বিশ্লেষণটি তামা, লৌহ, এলুমিনিয়াম, আর্সেনিক এবং অন্যান্য সম্ভাব্য প্রতিস্থাপনকারী উপাদানগুলি মাপতে হবে, যেখানে জল এবং হাইড্রোক্সিল বিষয়গুলি স্টোইকিওমেট্রি থেকে অনুমান করা হবে এবং সম্ভব হলে স্পেকট্রোস্কোপিক পদ্ধতিতে সম্পূর্ণ করা হবে। রামান স্পেকট্রোস্কোপি আর্সেনেট গ্রুপ, হাইড্রোক্সিল গ্রুপ এবং গঠনগত জলের উপস্থিতি নিশ্চিত করতে উপযুক্ত, বিশেষ করে যখন ক্রিস্টালগুলি সাধারণ বাহ্যিক পদ্ধতিতে পরীক্ষা করার জন্য খুব ছোট হয়।
একক-ক্রিস্টাল এক্স-রে বিচ্ছুরণ স্থানীয়করণ করা যাওয়া যথেষ্ট ক্রিস্টাল থাকলে গঠনের সবচেয়ে সরাসরি প্রমাণ প্রদান করে। পাউডার এক্স-রে বিচ্ছুরণ, ইলেকট্রন বিচ্ছুরণ এবং ইলেকট্রন ব্যাকস্ক্যাটার ডিফ্রাকশন চিহ্নিতকরণে সাহায্য করতে পারে, যদিও কণা ছোট, কম ক্রিস্টালীয়, জলযুক্ত বা অন্যান্য দ্বিতীয় ফেজের সাথে মিশ্রিত হয় তবে ব্যাখ্যা করা কঠিন হতে পারে। সুতরাং, কার্নোয়াইটের নির্ভরযোগ্য চিহ্নিতকরণ ঘটনা, রাসায়নিক গঠন, রামান ডেটা এবং ক্রিস্টালোগ্রাফিক প্রমাণের সমন্বয় করা উচিত।
প্রধান খনিজ যা পৃথক করা প্রয়োজন হয় তা হল লিরোকনাইট, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. কার্নোয়াইট এবং লিরোকনাইট একই সামগ্রিক গঠন ধরণ আছে, ঘটনাপরক জলযুক্ততা এবং ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত রাসায়নিক সূত্র। সিদ্ধান্তমূলক প্রামাণ হল কার্নোয়াইটে Fe³⁺ প্রাধান্য এবং লিরোকনাইটে Al³⁺ প্রাধান্য। অন্যান্য সংশ্লিষ্ট অ্যার্সেনেট, যেমন ফার্মাকোসিডেরাইট এবং ওলিভেনাইট-গ্রুপ খনিজগুলি, ক্রিস্টাল গঠন, ক্যাটায়ন অনুপাত, জলযুক্ততা এবং আপতন বৈশিষ্ট্যে ভিন্ন।
কার্নোয়াইটের আবেদন এবং ব্যবহার
কার্নোয়াইট কোনও বিশেষ শিল্প, জেমস্টোন, সজাদা বা আয়রন-প্রসেসিং অ্যাপ্লিকেশন নেই। এটি সীমিত পরিমাণে দ্বিতীয় খনিজ হিসাবে ঘটে এবং আলাদাভাবে খনন করা হয় না। এর উচ্চ আর্সেনিক সামগ্রী কারণে এটি সাধারণ ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত নয় যদি উপযুক্ত খনিজ নমুনা সতর্কতা না থাকে।
এর ব্যবহার প্রধানত খনিজ বিশ্লেষণ এবং খনিজ বিজ্ঞানে হয়। কার্নোয়াইট লিরোকনাইট-কার্নোয়াইট সিরিজে একটি সংজ্ঞায়িত ফেরিক আয়রন শেষ-সদস্য প্রদান করে এবং ঐতিহাসিক কর্নিশ কপার-অ্যার্সেনেট নমুনা আরও নির্ভরযোগ্যভাবে শ্রেণীবদ্ধ করতে সাহায্য করে। খনিজটি অক্সিডাইজড কপার আকরিকে দ্বিতীয় অ্যার্সেনেট গঠনের অধ্যয়নেও ব্যবহৃত হতে পারে, বিশেষত যেখানে আয়রন-আলুমিনিয়াম প্রতিস্থাপন খনিজ স্থিতিশীলতা এবং রং প্রভাবিত করে।