Kernowite es un mineral de arseniato de cobre-hierro hidratado con la fórmula química ideal Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂OEs un mineral arseniato y el análogo dominado por hierro férrico de liroconita, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂OEn la serie liroconita-kernowita, Fe³⁺ sustituye a Al³⁺ en un sitio estructural sin cambiar fundamentalmente el marco general. La kernowita se define cuando el hierro férrico es el ocupante dominante de ese sitio; los materiales con dominancia de aluminio permanecen como liroconita, incluso donde su color es fuertemente verde.
El mineral es conocido a partir de especímenes antiguos probablemente recogidos en la mina Wheal Gorland cerca de St Day, Cornualles, Inglaterra. Ocurre como mineral secundario en la porción oxidada de un conjunto de minerales de cobre. Kernowita es generalmente verde, mientras que la liroconita dominada por aluminio es típicamente azul a azul-verde. El color puede sugerir un aumento en el contenido de hierro, pero no puede establecer la identidad del mineral porque muchos especímenes verdes históricamente etiquetados como liroconita siguen siendo dominados por aluminio cuando se analizan.
Historia y Descubrimiento de Kernowita
Kernowite fue aprobado como una nueva especie mineral por la Asociación Internacional de Mineralogía en 2020 bajo el número de propuesta IMA 2020-053. Su descripción formal de mineral se publicó en 2021. El material tipo no es un ejemplar recientemente recolectado; en cambio, es un ejemplar histórico probablemente minado alrededor de 1800 en Wheal Gorland. Antes de su reexaminación, el material había sido etiquetado como liroconita y había pasado por varias colecciones históricas de minerales, incluidas las del coleccionista cornuviense Philip Rashleigh y del Sr. Arthur Russell.
El mineral fue nombrado en honor a Cornualles, el nombre en idioma cornón para Cornualles. La elección refleja la localidad tipo en lugar de una persona específica. Kernowite fue identificado tras un examen mineralógico mostró que hierro férrico, en lugar de aluminio, domina el sitio octaédrico relevante en un material que anteriormente había sido agrupado con liroconita.
Su reconocimiento ilustra una distinción compositiva dentro de una serie mineral conocida. Las observaciones anteriores habían establecido que las muestras de liroconita más verdes suelen contener más hierro que los ejemplos azules. Sin embargo, la enriquecimiento en hierro en sí mismo no justifica una especie separada. Kernowite está restringido a materiales en los que Fe³⁺ supera a Al³⁺ en el sitio estructural relevante. Esta definición de especie sigue la regla del componente principal utilizada en la nomenclatura mineral moderna.
Formación y ocurrencia geológica de la kernowita
Kernowite aparece como un mineral secundario en cavidades dentro de gossan rico en cuarzo. El gossan es un material oxidado y alterado desarrollado sobre o alrededor de minerales sulfurados. En el material tipo, las cavidades contienen sulfuros microcristalinos poco diferenciados grises y fases poco cristalinas que contienen arsénico, incluyendo pharmacosiderita y minerales del grupo de olivenita. Esta asociación es coherente con la formación de minerales durante la oxidación y alteración de un conjunto primario de sulfuros de cobre-arsénico.
La formación de Kernowita requiere la disponibilidad de cobre, hierro férrico, arsénico, oxígeno, fluidos con hidróxido y agua. Durante la meteorización, la oxidación de sulfuros primarios puede liberar Cu²⁺ y Fe³⁺ en soluciones ácidas a localmente neutralizadas. El arsénico puede liberarse de sulfuros o arseniuros con arsénico y transportarse como especies de ortoarseniato bajo condiciones oxidantes. Donde estos componentes interactúan en espacios abiertos, como grietas y cavidades en gossan, pueden precipitar arsenatos hidratados de cobre-hierro.
El estado de hidratación del mineral indica la formación en un entorno acuoso superficial o de baja temperatura en lugar de bajo condiciones magmáticas de alta temperatura. Su presencia junto con la farmacosiderita y minerales del grupo olivenita también refleja cambios locales en el pH, las condiciones de oxidación-reducción, las concentraciones de metales disueltos y la actividad del agua. Tales condiciones pueden variar a pequeñas distancias dentro de la misma zona de mena oxidada, permitiendo que se desarrollen conjuntamente varios minerales de arsénato de cobre y hierro.
Estructura cristalina de Kernowita
El kernowita cristaliza en el sistema cristalino monocíclico. Su estructura fue determinada por difracción de rayos X de cristal único en el grupo espacial I2/a, un ajuste no estándar del grupo espacial convencional C2/cLa estructura está estrechamente relacionada con la de liroconita, coherente con la sustitución de Fe³⁺ por Al³⁺ en lugar de una reconstrucción completa del marco mineral.
La estructura consiste en tetraedros de arseniato vinculados, poliedros de coordinación de metal con hidroxilos y moléculas de agua. El cobre ocupa sitios afectados por la distorsión de Jahn-Teller característica de los compuestos de Cu²⁺, produciendo entornos de coordinación cobre-oxígeno alargados. Hierro férrico ocupa un sitio coordinado octaédricamente que normalmente está ocupado por aluminio en la liroconita. La sustitución de Al³⁺ por el catión más grande Fe³⁺ produce diferencias estructurales medibles, manteniendo el mismo tipo estructural básico.
Les moléculas de agua son importantes estructuralmente en el Kernowita. La fórmula ideal contiene cuatro moléculas de agua por unidad de fórmula, además de cuatro grupos hidroxilo. Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua, los grupos hidroxilo y los átomos de oxígeno de las tetraedros de arsenato contribuyen a la estabilidad de la estructura hidratada. La pérdida o modificación del agua estructural puede afectar al mineral durante el calentamiento, la deshidratación o un alteración prolongada.
Propiedades Físicas y Químicas de Kernowita
Kernowite se describe normalmente como verde a verde esmeralda. Su color está asociado con la presencia de Cu²⁺ y Fe³⁺, aunque el tono exacto depende del espesor de los granos, la orientación cristalina, inclusiones, condición de la superficie y las proporciones relativas de hierro y aluminio. Puede ocurrir como pequeños cristales o agregados cristalinos que recubren cavidades en material cuarzo-gossan. Debido a que el material confirmado proviene de especímenes antiguos e está estrechamente intergriado con otras fases secundarias, muchas mediciones físicas convencionales están limitadas.
La fórmula ideal, Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O, contiene cobre, hierro férrico, arseniato, grupos hidroxilo y agua molecular. El análisis por microscopio electrónico de la materia tipo, complementado con espectroscopía Raman, dio una composición empírica cercana a Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂OEste análisis muestra que el material tipo no es químicamente ideal: contiene aluminio menor y pequeñas desviaciones en los contenidos de cobre, hierro, arsénico y agua. Tales desviaciones son típicas de minerales hidratados secundarios y no alteran la asignación de la especie cuando Fe³⁺ permanece dominante sobre Al³⁺.
Kernowite debe tratarse como un mineral hidratado que puede ser sensible a la alteración. La deshidratación superficial, la meteorización, la microfracturación y las mezclas con fases arseniato adyacentes pueden complicar los resultados analíticos. Su apariencia óptica y su química aproximada son indicadores preliminares útiles, pero la identificación definitiva requiere análisis cuantitativo y confirmación estructural.
Tipos y variedades de Kernowite
Kernowite no tiene variedades oficialmente reconocidas. Los siguientes términos describen relaciones composicionales o geológicas en lugar de variedades separadas:
- Kernowita dominante en hierro: Material en la serie liroconita–kernowita en el que Fe³⁺ es dominante sobre Al³⁺ en el sitio estructural relevante.
- Aluminio portador de Kernowita: Kernowite puede contener Al³⁺ menor, según el análisis del material tipo. Permanece como Kernowite mientras el Fe³⁺ sigue siendo dominante.
- Material intermedio Liroconite-Kernowite: Las muestras con contenidos variables de Fe³⁺ y Al³⁺ se encuentran dentro de la serie de solución sólida. Su nombre mineral depende del catión dominante, no del color.
- Liroconita verde: La coloración verde en solitario no demuestra que sea Kernowita. Muchas muestras verdes siguen siendo dominantes en Al³⁺ y deben identificarse como liroconita tras un análisis químico.
¿Dónde se encuentra Kernowite?
La localidad tipo confirmada es Wheal Gorland, cerca de St Day en Cornualles, Inglaterra. Wheal Gorland era parte de la históricamente importante zona minera de cobre alrededor de St Day y se trabajó principalmente para obtener minerales de cobre. La muestra tipo está asociada con material minero antiguo, probablemente recogido alrededor de 1800, y fue preservado posteriormente en colecciones de museos.
El mineral se reporta en cavidades en cuarzo-gossan en lugar de provenir de mineral de sulfuro no alterado. Su asociación inmediata incluye fases de arsénico poco cristalizadas, pharmacosiderita, minerales del grupo olivenita y material de sulfuro gris no diferenciado. Este entorno es característico de un conjunto de minerales de cobre-arsénico oxidados.
Kernowite no debe considerarse actualmente como un mineral común con muchas localidades confirmadas. Su definición formal es reciente, y muchos ejemplos históricos verdes de Cornualles u otros depósitos de cobre oxidado probablemente no hayan sido examinados utilizando métodos cuantitativos y cristalográficos modernos. Los materiales descritos históricamente como liroconita rica en hierro requieren un nuevo análisis antes de poder asignarlos a Kernowite.
Cómo identificar el kernowite
La inspección visual puede proporcionar una indicación inicial porque la kernowita es comúnmente verde y ocurre en un conjunto de cobre oxidado-arsénico. Sin embargo, la identificación visual es poco fiable. Los arsenaatos de cobre, los fosfatos de cobre, los arsenaatos hidratados de hierro y el liroconita verde pueden ocurrir en el mismo entorno y pueden parecerse entre sí en muestra a simple vista o bajo un microscopio.
El análisis con microscopio electrónico es el método principal para determinar si Fe³⁺ o Al³⁺ domina en el sitio relevante. El análisis debe medir cobre, hierro, aluminio, arsénico y otros elementos posiblemente sustituyentes, mientras que los contenidos de agua y grupos hidroxilo deben inferirse a partir de la estequiometría y completarse donde sea posible mediante métodos espectroscópicos. La espectroscopía Raman es útil para confirmar la presencia de grupos arsenato, grupos hidroxilo y agua estructural, especialmente cuando los cristales son demasiado pequeños para métodos convencionales en masa.
La difracción de rayos X en cristal único proporciona la confirmación más directa de la estructura donde se puede aislar un cristal adecuado. La difracción de rayos X en polvo, la difracción electrónica y la difracción de retrodispersión electrónica también pueden ayudar con la identificación, aunque la interpretación puede ser difícil cuando los granos son pequeños, poco cristalinos, hidratados o intergriertos con otras fases secundarias. Por lo tanto, una identificación confiable de Kernowita debe combinar la ocurrencia, la composición química, los datos de Raman y la evidencia cristalográfica.
El mineral principal que requiere distinción es liroconita, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. Kernowite y liroconite tienen el mismo tipo estructural general, hidratación similar y fórmulas químicas relacionadas estrechamente. El criterio decisivo es la dominancia de Fe³⁺ en el kernowita frente a la dominancia de Al³⁺ en la liroconita. Otros arsenatos asociados, incluidas la farmacosiderita y los minerales del grupo olivenita, difieren en estructura cristalina, relaciones de cationes, hidratación y propiedades ópticas.
Aplicaciones y usos del Kernowite
Kernowite no tiene ninguna aplicación industrial, de piedras preciosas, ornamental o de procesamiento de minerales. Aparece en cantidades limitadas como un mineral secundario y no se extrae por separado. Su alto contenido de arsénico también lo hace inadecuado para el manejo ordinario sin las precauciones adecuadas para muestras minerales.
Su uso es principalmente mineralógico y analítico. Kernowita proporciona un miembro definido de hierro férrico para la serie liroconita-kernowita y permite clasificar con mayor precisión las muestras históricas de arsenuro de cobre cornuallés. El mineral también puede utilizarse en estudios sobre la formación de arsenatos secundarios en depósitos de cobre oxidados, especialmente donde la sustitución hierro-aluminio afecta a la estabilidad y el color del mineral.