کرنوایت

کرنویت یک معدن ارسنات کوبالت-آهن هیدرات شده با فرمول شیمیایی ایده‌آل Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂Oاین یک کانی ارسناتی است و نمونه‌ای از لیروکونیت با فریت آهن غالب، Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂Oدر سری لیروکونیت-کرنویت، Fe³⁺ به جای Al³⁺ در یک موقعیت ساختاری جایگزین می‌شود بدون اینکه به طور بنیادی چارچوب کلی را تغییر دهد. کرنویت زمانی تعیین می‌شود که آهن فریک در آن موقعیت غالب باشد؛ موادی که آلومینیم غالب هستند لیروکونیت می‌شوند، حتی اگر رنگ آنها بسیار سبز باشد.

این معدن به نام نمونه‌های قدیمی شناخته می‌شود که احتمالاً از معادن Wheal Gorland در نزدیکی St Day، کورنوال، انگلستان جمع‌آوری شده‌اند. این معدن به عنوان یک معدن ثانوی در بخش اکسید شده یک ترکیب معدنی حاوی مس یافت می‌شود. کرنویت عموماً سبز است، در حالی که لیروکونیت با فراوانی آلومینیوم معمولاً آبی تا آبی سبز است. رنگ می‌تواند نشان دهنده افزایش محتوای آهن باشد، اما نمی‌تواند هویت معدن را تعیین کند، زیرا بسیاری از نمونه‌های سبز که به طور تاریخی به عنوان لیروکونیت مشخص شده‌اند، هنوز هم وقتی تحلیل می‌شوند، آلومینیوم-پر dominante هستند.

تاریخ و کشف کرنویت

کرنوایت در سال 2020 توسط انجمن بین المللی کانی شناسی به عنوان یک گونه کانی جدید تأیید شد با شماره پیشنهاد IMA 2020-053. توصیف رسمی کانی کرنوایت در سال 2021 منتشر شد. نمونه نوع آن یک نمونه اخیراً جمع آوری شده نیست؛ بلکه یک نمونه تاریخی است که احتمالاً در حدود سال 1800 در وهال گورلاند معدن کرده شده است. قبل از بازبینی مجدد، مواد دارای برچسب لیروکونیت بودند و از جمله چندین مجموعه کانی تاریخی گذر کرده اند، از جمله مجموعه های کولکتور کورنوی فلیپ راشلی و سر ارتور راسل.

سنگ به دلیل کورنوئو، نام زبان کورنیش برای کورنوال. انتخاب این نام به محل تیپیک مربوط می شود، نه یک شخص خاص. کرنویت پس از بررسی های گروه کانی شناسی شناسایی شد که نشان داد آهن فریک، نه آلومینیم، در سایت هشت وجهی مربوطه در مصالحی که قبلاً با لیروکونیت گروه بندی شده بود، حاکم است.

شناخت آن تفکیکی ترکیبی در یک سری معین از کانی‌ها را نشان می‌دهد. مشاهدات قبلی ثابت کرده بودند که نمونه‌های سبز لیروکونیت معمولاً حاوی مقدار بیشتری آهن نسبت به نمونه‌های آبی هستند. با این حال، غنی‌سازی آهن به تنهایی دلیلی برای جدا کردن یک گونه جدید نیست. کرنویت فقط به موادی محدود می‌شود که در آن Fe³⁺ بیشتر از Al³⁺ در محل ساختاری مربوط است. تعریف این گونه، قاعده مؤلف اصلی است که در نام‌گذاری کانی‌های معاصر استفاده می‌شود.

bild و گسترش ژئولوژیک کرنویت

کرنویت به عنوان یک معدن ثانویه در حفره‌های موجود در گوسان با غنی‌شدن از کوارتز تشکیل می‌شود. گوسان یک ماده اکسید شده و فرسوده است که بالای یا اطراف توده‌های معدنی دارای سولفید ایجاد شده است. در مواد نوع، حفره‌ها شامل سولفیدهای ریز بلوری خاکستری با تمایز ناکافی و فازهای بدون بلور آرسنیک دار هستند، از جمله فارماکوسیدریت و مواد گروه اولیونیت. این ارتباط با تشکیل مواد معدنی در طی اکسیداسیون و تغییرات یک تجمع اولیه سولفید مس-آرسنیک سازگار است.

تشکیل کرنوایت نیاز به دسترسی به مس، آهن سه‌آتمی، آرسنیک، اکسیژن، فلودهای حاوی هیدروکسیل و آب دارد. در طول گرمابندی، اکسیداسیون سولفیدهای اولیه می‌تواند Cu²⁺ و Fe³⁺ را به محلول‌های اسیدی تا خنثی شده محلی رها کند. آرسنیک ممکن است از سولفیدهای یا آرسنیدهای حاوی آرسنیک رها شود و تحت شرایط اکسید کننده به عنوان گونه‌های آرسنات حمل شود. جایی که این اجزا در فضاهای باز مانند ترک‌ها و حفره‌های گوسان باهم تعامل دارند، کمپلکس‌های مس-آهن آرسنات هیدراته ممکن است رسوب کنند.

حالت هیدراتاسیون مواد معدنی نشان دهنده تشکیل در محیط آبی نزدیک سطح یا دمای پایین است، نه تحت شرایط گرمایی ماگمایی. حضور آن با کانی‌های فارماکوسیدریت و گروه اولیوینیت نیز تغییرات محلی در pH، شرایط اکسیداسیون-کاهش، غلظت‌های فلز حل شده و فعالیت آب را نشان می‌دهد. این شرایط ممکن است در فواصل کوچک درون ناحیه معدن اکسید شده تغییر کنند، به طوری که چندین کانی مس و آهن آرسناتی بتوانند با هم توسعه یابند.

ساختار بلوری کرنویت

کرنویت در سیستم بلوری مونوکلینیک تبلور می‌شود. ساختار آن با استفاده از دیفراکسیون پرتو ایکس یک تک بلوری در گروه فضایی I2/a، تنظیم غیر استاندارد گروه فضایی سنتی C2/cساختار به طور نزدیک با ساختار لیروکونیت مرتبط است، که با جایگزینی Fe³⁺ به جای Al³⁺ سازگار است، نه با بازسازی کامل چارچوب منی‌رال.

ساختار از تتراکسیدهای آرسناتی متصل شده، پلیhedراهای هماهنگی فلزی حاوی گروه‌های هیدروکسیل و مولکول‌های آب تشکیل شده است. مس در موقعیت‌هایی قرار دارد که تحت تأثیر کرنش جان-تالر ویژه ترکیبات Cu²⁺ قرار دارند، باعث محیط‌های هماهنگی مس-اکسیژن انبساط یافته می‌شود. آهن سه‌درجه‌ای در یک موقعیت هماهنگی شش‌وجهی قرار دارد که به طور اصلی توسط آلومینیم در لیروکونیت اشغال شده است. جایگزینی کاتیون بزرگ‌تر Fe³⁺ به جای Al³⁺ باعث تغییرات ساختاری قابل اندازه‌گیری می‌شود در حالی که نوع ساختار اصلی حفظ می‌شود.

مولکول‌های آب به طور ساختاری مهم در کرنوایت هستند. فرمول ایده‌آل شامل چهار مولکول آب در هر واحد فرمول است، علاوه بر چهار گروه هیدروکسیل. پیوند هیدروژنی بین مولکول‌های آب، گروه‌های هیدروکسیل و اتم‌های اکسیژن تتراکسید آرسنیک به پایداری ساختار هیدرات شده کمک می‌کند. از دست دادن یا تغییر آب ساختاری می‌تواند بر منبع معدنی در حین گرم کردن، خشک کردن یا تغییرات طولانی مدت تأثیر بگذارد.

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی کرنویت

کرنویت معمولاً به عنوان سبز تا سبز امروزی توصیف می شود. رنگ آن با حضور Cu²⁺ و Fe³⁺ مرتبط است، اگرچه طولانی ترین نسخه به ضخامت دانه، جهت بلور، شامل کریستال ها، حالت سطح و نسبت های نسبی آهن و آلومینیوم بستگی دارد. ممکن است به عنوان بلورهای کوچک یا جمعیت بلورهایی که در فضاهای خالی مواد کوارتز-گوسان قرار دارند، ظاهر شود. به دلیل اینکه مواد تأیید شده از نمونه های قدیمی به دست آمده و به طور نزدیک با فازهای ثانویه دیگر تلفیق شده اند، بسیاری از اندازه گیری های فیزیکی سنتی محدود می باشند.

فرمول ایده‌آل، Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O، حاوی مس، آهن فریک، ارسنات، گروه‌های هیدروکسیل و آب مولکولی است. تحلیل میکروپروب الکترونی مواد نوع، که با طیف‌سنجی رامان تکمیل شده است، ترکیبی تجربی نزدیک به Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂Oاین تحلیل نشان می‌دهد که مواد نوعی به طور شیمیایی ایده‌آل نیست: حاوی آلومینیم کمی است و انحراف‌های کوچکی در محتوای مس، آهن، آرسنیک و آب دارد. چنین انحرافاتی برای مواد معدنی هیدراته ثانویه معمول است و تعیین گونه را تغییر نمی‌دهند زمانی که Fe³⁺ بر Al³⁺ غلبه کند.

کرنوایت باید به عنوان یک مواد معدنی هیدراته در نظر گرفته شود که ممکن است حساس به تغییر باشد. خشک شدن سطح، آب و هوای گرم، ترک خوردگی میکرویی و ترکیب با فازهای ارسنات مجاور می تواند نتایج تحلیلی را پیچیده کند. ظاهر نوری آن و شیمی تقریبی به عنوان نشانه های اولیه مفید هستند، اما شناسایی قطعی نیاز به تحلیل کمی و تأیید ساختاری دارد.

انواع و گونه های کرنویت

کرنوایت دارای هیچ گونه گونه ای که به طور رسمی شناخته شده باشد نمی باشد. اصطلاحات زیر روابط ترکیبی یا ژئولوژیکی را توصیف می کنند و نه گونه های مجزا:

• کرناویت دومین کروم: ماده‌ای در سری لیروکونیت-کرنوویت که در آن Fe³⁺ بر Al³⁺ در موقعیت ساختاری مربوط حاکم است.
• کرنویت حاوی آلومینیم: کرنویت ممکن است حاوی Al³⁺ کوچک باشد، مانند تحلیل نمونه نوع. تا زمانی که Fe³⁺ غالب باشد، به عنوان کرنویت باقی می ماند.
• ماده میانی لیروکونیت-کرنوایت: نمونه‌هایی با محتوای متغیر Fe³⁺ و Al³⁺ در دامنه سری حل‌شده جامد قرار دارند. نام کانی آنها به کاتیون اصلی بستگی دارد، نه به رنگ.
• گرین لیروکونیت: رنگ سبز به تنهایی نشانه‌ای از کرنوایت نیست. بسیاری از نمونه‌های سبز همچنان دارای Al³⁺ ابررسان است و پس از تحلیل شیمیایی باید به عنوان لیروکونیت شناسایی شوند.

کرنوایت در کجا یافت می شود؟

محل تأیید نوع، ویل گورلاند، نزدیک است دی در کورنوال، انگلستان است. ویل گورلاند بخشی از منطقه مهم تاریخی معدن مس حول است دی بوده و به طور اصلی برای سنگ معدن مس معروف بود. نمونه نوع با مواد قدیمی معدن مرتبط است، احتمالاً جمع آوری شده در حدود سال 1800، و بعداً در جمع آوری های موزه نگهداری شده است.

این معدن از کانال‌هایی در گوسان کوارتز گزارش شده است، نه از کانسنگ سولفید تازه غیرتغییرکرده. همراهی نزدیک آن شامل فازهای آرسنیکی با کریستال‌بندی ضعیف، فارماکوسیدریت، مواد معدنی گروه اولیوینیت و مصالح سولفیدی خاکستری نامشخص است. این محیط ویژگی یک جمعیت معدنی مس-آرسنیک اکسید شده است.

کرنوایت باید به طور کلی به عنوان یک منبع معدنی گسترده با بسیاری از محل های تأیید شده مورد توجه قرار نگیرد. تعریف رسمی آن اخیر است، و بسیاری از نمونه های سبز تاریخی از کورنوال یا دیگر ذخیره های معدنی مس اکسید شده ممکن است با روش های کمی و کریستالوگرافی جدید مورد بررسی قرار نگرفته باشند. موادی که به طور تاریخی به عنوان لیروکونیت غنی از آهن توصیف شده اند، قبل از اختصاص دادن به کرنوایت باید مجدداً تحلیل شوند.

چگونه کرنوایت را شناسایی کنیم

بررسی بصری می تواند نشانه ای اولیه ارائه دهد، زیرا کرنوایت به طور معمول سبز است و در یک جمعیت مس-آرسنیک اکسید شده رخ می دهد. با این حال، شناسایی بصری قابل اعتماد نیست. مس آرسنات ها، مس فسفات ها، آرسنات های فلزی هیدراته شده و لیروکونیت سبز می توانند در محیطی مشابه رخ دهند و ممکن است در نمونه دستی یا تحت میکروسکوپ به یکدیگر شباهت داشته باشند.

تحلیل میکروپروب الکترونی روش اصلی برای تعیین این است که آیا Fe³⁺ یا Al³⁺ سایت مربوطه را تسخیر می‌کند یا نه. این تحلیل باید مقدار مس، آهن، آلومینیم، آرسنیک و عناصر دیگری که ممکن است جایگزین شوند را اندازه‌گیری کند، در حالی که محتوای آب و هیدروکسیل باید از طریق استویکیومتری استنتاج شود و در صورت امکان با روش‌های طیف‌سنجی تکمیل گردد. طیف‌سنجی رامان برای تأیید حضور گروه‌های آرسنات، گروه‌های هیدروکسیل و آب ساختاری، به ویژه زمانی که بلورها خیلی کوچک هستند و برای روش‌های سنتی حجمی مناسب نیستند، مفید است.

تک‌بلوره تابش ایکس به طور مستقیم ترین تأییدیه ساختار است که در جایی که بلور مناسبی قابل اندازه‌گیری باشد. تابش پودر ایکس، تابش الکترون و تابش بازتاب الکترون نیز می‌توانند در شناسایی کمک کنند، اگرچه تفسیر آنها وقتی دانه‌ها کوچک، ناپخته، مرطوب یا با فازهای ثانویه دیگری ترکیب شده باشند دشوار است. بنابراین شناسایی قابل اعتماد کرنویت باید شامل وقوع، ترکیب شیمیایی، داده‌های رامان و شناخت ساختاری باشد.

اصلی ترین منبع معدنی که نیاز به تمایز دارد لیروکونیت است، Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. کرنویت و لیروکونیت نوع ساختاری کلی یکسانی دارند، هیدراتاسیون مشابهی دارند و فرمول‌های شیمیایی نزدیک به همی دارند. معیار تعیین کننده این است که در کرنویت اکسید آهن (Fe³⁺) غالب است در حالی که در لیروکونیت اکسید آلومینیوم (Al³⁺) غالب است. سایر ارسنات‌های مرتبط، از جمله فارماکوسیدریت و مواد گروه اولیوینیت، در ساختار بلوری، نسبت کاتیون‌ها، هیدراتاسیون و خواص نوری با یکدیگر متفاوتند.

کاربردهای و کاربردهای کرنویت

کرنویت کاربرد صنعتی، گم‌سنگی، تزیینی یا پردازش معدنی ای ندارد. این ماده به عنوان یک مواد ثانویه در مقادیر محدود یافت می‌شود و به طور جداگانه استخراج نمی‌شود. محتوای بالای آن از آرسنیک نیز باعث می‌شود بدون اقدامات لازم برای نمونه‌های معدنی مناسب، مناسب برای دستکاری عادی نباشد.

استفاده آن به طور اصلی در زمینه گوگرد و تحلیلی است. کرنوایت یک عضو پایانی آهن سه‌گانه برای سری لیروکونیت-کرنوایت ارائه می‌دهد و به طبقه‌بندی دقیق‌تر نمونه‌های قدیمی مس-آرسنات کورنوال کمک می‌کند. این معدن ممکن است در مطالعات تشکیل دومی آرسنات در ذخیره‌های مس اکسید شده نیز استفاده شود، به خصوص جایی که جایگزینی آهن-آلومینیم بر پایداری و رنگ مواد معدنی تأثیر می‌گذارد.