כבשת

קרטיט הוא מינרל אוקסיד קלציום-אלומיניום טבעי עם הנוסחה הכימית האידיאלית CaAl₂O₄. הוא מוגדר כמינרל אוקסיד וידוע בעיקר מהתבניות של חומרים עשירים בקלציום-אלומיניום בקרונדיטים פאטרניים מטאוריטיים. בניגוד לרוב המינרלים הטרנריים הנפוצים, קרטיט הוא בדרך כלל נוכן כגרעינים מיקרוסקופיים משובצים במטאוריטים ולא כKristals גדולים נפרדים.

הנוסחה האידיאלית מכילה אטום קלציום, שני אטומים של אלומיניום, וארבעה אטומים של חמצן. המרכיב התיאורטי שלה הוא כ-25.4% משקל קלציום, 34.1% משקל אלומיניום, ו-40.5% משקל חמצן. כאשר מוצגת כออกסידים, המבנה מתאים ל-35.5% משקל CaO ו-64.5% משקל Al₂O₃. גרגיורים טבעיים יכולים להכיל סטיות כימיות קטנות, אך המינרל נקבע על ידי המבנה שלו של CaAl₂O₄ והמבנה הגבישי(characteristic) שלו.

קרטיט הוא המינרל הנייח של CaAl₂O₄. המינרל השני, שמכיל לחץ גבוה, נקרא דמיטרייבנוביט. שני מינרלים אלה יש להם את הנוסחה הכימית האידיאלית sama אך מבנים אטומי שונים, ולכן הם חייבים להבדיד על ידי שיטות קריסטלוגרפיות ולא רק על פי הרכב הכימי. קרטיט קשור גם למבנים סינטטיים של חומרים אלומינטיים של קלציום המשמשים בקרמיקה עמידה וחומרי קפלת אלומינטיים, למרות שהחומר האלומינטי התעשייתי אינו מוגדר אוטומטית כמינרל קרטיט.

تاريخ וגילוי של קרטיט'

קרוטיט הוגדר כמינרל חדש ב-2011. החומר הטיפוסי הגיע מהמטריאט NWA 1934, חונדרית פחמנית CV3 שנמצאה באפריקה הצפונית-מערבית. המינרל מופיע בתוך סניף עשיר בקאלציום-אלומיניום, שצוברת לרוב בקיצור כ-CAI. סניפים אלה הם חלקים רעפים ביותר שמוחזקים במטריאטים חונדריים פרימיטיביים.

המינרל נקרא על שם אלכסנדר אן. קרט, כוסโมכימאי שמחקרו התרכז במטאוריטים צונדיטיים, ביצועי ריכוזים מתחממים, תהליך הקצדה וההתקדמות הכימית המוקדמת של מערכת השמש. המינרל הושמע על ידי האגודה הבינלאומית למכניקה תחת הסיווג IMA 2010-038.

התיאור המקורי התבסס על ניתוח כימי, מיקרוסקופיה אלקטרונית, קריסטלוגרפיה וצפיות פטרוגרפיות. קבינציה זו הייתה הכרחית מכיוון שגרעינים של קרטיט הם קטנים ומצויים במערך מורכב של אוקסידים של קלציום-אלומיניום, סיליקטים ופאזות ריאקטיביות אחרות. ניתוח כيميائي קרוב לCaAl₂O₄ לא היה מספיק לבדו, מכיוון שמספר מינרלים קשורים יש להם פרופורציות אלמנטריות דומות או עשויים להופיע באותו חלקי מטאוריט.

היווצרות ומציאת קרטיט בזואולוגיה

צורת קרטיט מתחילה תחת תנאי טמפרטורה גבוהה ולחץ נמוך בסביבה כימית רופטילית חזקה. הכניסה המحتילה קרטיט ב-NWA 1934 מוסברת כنتיב של התקרחות או קристליזציה מגז חם במנזר השמש המוקדם. חשיבה על שיווי משקל פאזות מצביעת על היווצרות בטמפרטורות של כ-1,500 מעלות צלזיוס או יותר תחת תנאי לחץ נמוך. תנאים אלה עקביים עם היווצרות של חומרים רופטיליים לפני התקרבות של הרבה אלמנטים וסנידים אחרים.

칼슘 ואלומיניום הם בין המרכיבים הטריות הנמוכים ביותר בקרינה הסולארית. כאשר הגז הנבולה חם התקרר, אטומים אלו יכלו להתחבר לאוקסיגן כדי ליצור אוקסיידים רופאים וסיליקטים של קלציום-אלומיניום. לכן, קרטיט מسجل את שלב האינטנסיביות החמה של היווצרות מינרלים שקרה לפני שהאסטרויד הורכב. תהליך היווצרותה לא צריך להתבלבל עם תהליכים טריאליים רגילים, הידרואלמיים או מטמורפיים.

ב-NWA 1934, קרטיט מתקופף בחלקים המרכזיות והשכבות הפנימיות של חלון עשיר באלומיניום וקלציום לאטום. הוא מופיע יחד עם פרובסקיט, גלןיט, הרציניט, מייאניט, גרוסיט, Hibonite, ספינל ודיפוזיד. נמצאה גם כמות קטנה של הקסאמוליבדן. הקבוצה המינרלית מצביעה על כך שהחלון עבר מספר מ tahalot של התקררות, קристליזציה, תגובה, וכנראה טמפרטורה חלקית, ולא התפתחה דרך reaktion פשוטה אחת.

החלק החיצוני של ההכלה מתואר כבעל מראה של קליפה שבורת או "بيض שבור". חלק מהשברים ממוקמים בไฮדרוקסידים של ברזל ואלומיניום. המינרלים המוכרים הללו מושגים כמוצרים של עיבוד טריטוריי שהתרחש לאחר שהמיטווריט הגיע לכדור הארץ. הם אינם נחשבים למוצרים ראשוניים סביבת הסולאר-נבולה. ההבחנה הזו חשובה מכיוון שהעיבוד יכול להשתנות את הגבולות והמשטחים של גרגרי הקרטיט הoriiginal.

מבנה קристלי של קרטיט'ה

קרטיט מתחבר במערכת Kristal monoclinic. הгруппה המרחבית שהנעה היא P2₁/n, מספר קבוצת המרחב 14. פרמטרי תא היחידה שהוגדרו עבור החומר הטיפוסי הם בערך a = 8.6996(3) Å, b = 8.0994(3) Å, c = 15.217(1) Å, ו- β = 90.188(6)°. תא الخلיה מכיל עשרה ושתים עשר יחידות נוסחא, שנכתבות כ- Z = 12, ומכיל נפח חישובי של כ-1,071 ų.

המבנה יכול להיספר ברובו כמסגרת שמכוסה על ידי פולידרים של אלומיניום–חמצן, במיוחד טטראדרי AlO₄, עם קלציום המשתרבש בנקודות מבניות גדולות בתוך המסגרת. הסידור אינו זהה למבנה הספינל, גם אם הנוסחה הכימית יש לה את הקשר הסטוכיאומטרי הכללי של קationToken דו-ערכי אחד לשני קationTokenים תלת-ערכי וארבע אטומים של חמצן.

ההבדל בין קרטיט ודמיטרייבנוביט הוא מבני ולא רכיבי. לשתי הפאזות יש את הנוסחה CaAl₂O₄, אך הן יציבות תחת תנאי לחץ שונים ויש להן סידורים שונים של האטומים. קרטיט מייצג את הצורה בעומק נמוך, בעוד שדמיטרייבנוביט קשור לظروف לחץ גבוה.

בגלל שהקריסטל הטבעי של קרטואיט מופיע כחטיפים קטנים אופקיים במטאלאים אחרים, פני קורע קריסטלי חיצוני מפותחים היטב נדירים. מידע מבני משמש לכן בדרך כלל על ידי הכתם רנטגן, הכתם אלקטרוני או הכתם פליטת אלקטרון. שיטות אלה הן במיוחד שימושיות כאשר החטיפים קטנים מדי לניתוח קריסטל חד-חלקי רגיל.

מאפיינים פיזיקליים וכימיים של קרטיט

קרטיט מוסדר לרוב נצפית כגרעינונים מיקרוסקופיים בחתכים מוצללים או חתכים דקים. תיאורים של צבעו וסגולתו פחות מציינים משל כימיתו ומבנה המינרל, מכיוון שההופעה הظاهرة תלויה thickness של הגראין, זווית, מינרלי окולוסיונס, ותהליך שינוי. חומרים naturelesi עשויים להיראות חסרי צבע עד אדמדם בהירים תחת אור עובר או מוחזר, בעוד שגבולות של גרעינים בודדים עשויים להיות קשים להבחנה בחומרים מורכבים.

הקושי של מוהס המדווח הוא כ-6.5, והצפיפות המחושבת היא כ-2.94 גרם/סמ"ק. מדידת צפיפות ישירה קשה מכיוון שהחוטים קטנים מאוד וغالבًا מתחברים עם פאזות אחרות. קליעות ושבר גם קשות להערכה בדقة על חוטים נפרדים מאותה סיבה.

ה تركיב כימי מושלם הוא CaAl₂O₄. ניתוחי מיקרו-מגנט הלקטרון נצפים לרוב להציג יחס של calcium ל-aluminium קרוב ל-1:2, לאחר חישוב של חמצן וספוג אנליטי. כמויות קטנות של מגנזיום, סיליקון, טיטניום, ברזל, נתרן או אלמנטים אחרים עלולות להופיע בمستويים רדואים או להיכנס על ידי זיהום ממקורות מינרליים סמוכים. רכיבים קטנים אלה לא מגדירים אוטומטית סוג נפרד של Krotite.

קרטיט הוא יציב רק בתוך שדה ápות-טמפרטורה-הרכב מסוים. בלחצים גבוהים יותר, CaAl₂O₄ עלול ל=date את המבנה של דמיטרייווונוביט. בתנאים כימיים אחרים, calcium ו-aluminium עלולים להצטבר כגרוסיט, היבוניט, גלןיט, מאייניט, פרובסקיט, או אוקסידים וסיליקטים אחרים של קלציום-אלומיניום.

סוגים וצורות של קרטיטי

קרוטיט לא מכיל סוגים של אגוזי חפץ מוכרים רשמית או צבעים מסחריים. הקטגוריות הבאות הן תיאוריות ולא חלוקות רשמיות של מינרלים:

• קרטיט מטאוריטי: קרטיט טבעי המופיע בזיהורים עשירי קלציום-אלומיניום של צמחים פחמיים, לרבות החומר הטיפי מ-NWA 1934.
• נמוך לחץ CaAl₂O₄: Krotite הוא הצורה המבנית בעומק נמוך של CaAl₂O₄.
• חוקים קריטיים: דמיטרייבנוביט הוא המינרל הלחצוני דו-צורת של CaAl₂O₄. זהו מין מינרלי נפרד, לא סוג של קרטאיט.
• קלציום אלומינט סינטטי: לבד מכך שצורת קרטיט כימית או מבנית יכולה להיראות דומה, קרטיט יוצר במעבדה הוא חומר מלאכותי ולא הופעה טבעית של מינרל.

השוניים בגודל גרעין,เนื้ות רכיבים אינדיקטורים,Alteration וספוגי חומרים קשורים יכולים להוביל למבט שונה בعينות מטאורית ספציפיות. השוניים הללו מתארים את ההיסטוריה הגאולוגית של הגרעינים ואין הם מייצגים סוגים שהונצלו офиיציאלית.

איפה מוצאת את קרטיט?

ההתרחשות הטבעית המומשכת ביותר של קרטיט הוא הכניסה бог-אלומיניום-riche בקונדRITE CV3 NWA 1934 כרמי. המטאוריט נמצאו בדרום מערב אפריקה, אך הקרטיט עצמו התפתח הרבה לפני כן במערכת השמש, ככל הנראה באזור טמפרטורה גבוהה של הענף השمימי.

במעי המטאורית, קרטיט מופיע בעיקר בחלקים המרכזיים והשכבה הפנימית של האינקלווזיה התחממת. הוא קשור למחזורי כבדים כמו פירובסקיט, גלןיט, הרציניט, מאייניט, גרוסיט, Hibonite, ספינל ודיופسيد. מחזורי כבדים אלה מספקים יחד את ההוכחות לתהליך צמצום וחילוף טמפרטורה גבוהה שכולל كال슘, אלומיניום, טיטניום, מגנזיום, סיליקון ואוקסיגן.

קרטיט לא צריך להיבהל עם מינרל טריאלי שנוצר בمكان שבו נמצאה האסטרואיד. המיקום הטריאלי של האסטרואיד השפיע על החלקים החיצוניים של ההכלה באמצעות הידרטציה וออกסידציה, אך קרטיט גרעיני עיקרי התפתח לפני שהגוף הרודף של האסטרואיד התקיים. אין מקום גאולוגי טריאלי שגרתי קשור לקרטיט.

איך להכיר קרטיטי

קרטיט לא ניתן לזיהוי בד"כ על ידי מבחן חזותי חסר עזרה. הגבישים קטנים, נפוצים במחזור עם פאזות רגישות אחרות, ויכולים להיראות כמו מספר אוקסידים וסיליקטים של כלורין-אלומיניום. לכן משמש סקר פטרוגרפי כשלב הראשון, לאחר מכן ניתוח כימית וקריסטלוגרפי.

מיקרוסקופיה של חתיכת דק או חתיכת מושלמת יכולה לחשוף צורת גביש, מגע, זוניים, אינ클וזיות ויחסים עם מינרלים סביבתיים. התמונה של אלקטרונים מחזוריים במעבדה מיקרוסקופית אלקטרונית סורק היא שימושית מכיוון פאזות עם מספר אטומי ממוצע שונה יוצרות רמות שונות של תחושת תמונת קונטרסט. זה מאפשר להגדיר אזורים עשירים ב-Krotite לפני ניתוח כמותי.

ניתוח מיקרו-אולקטרון משמש בדרך כלל כדי לקבוע את ריכוזי הکלציום, אלומינيوم, חמצן על ידי חישוב סטוכיאומטרי, וéléments קטנים אחרים. ניתוחים חייבים להיעשות במרחק מגבולות הגביש, מכיוון שגידול מג'ילניט, היבוניט, גרוסיט, מאייניט, או מינרלים אחרים סמוכים יכול להוביל למבנה לא נכון.

אישור קריסטלוגרפי נדרש כאשר ההבדל בין פאזות קשורות הוא חשוב. ניתן להשתמש בדיפרקציה של רנטגן, דיפרקציה אלקטרונית ודיפרקציה של חבילת אלקטרונים מאחור כדי לבדוק את המבנה המונוקליני וההתאמה שלו לסדרה המרחבית P2₁/n. ספקטרום רנטגן עם אנרגיה אחת הוא בדרך כלל לא מספיק, במיוחד כאשר הגרעין הוא רק מספר מילימטרים.

מינרלים חשובים להבדלה מקרוטיט הם גרוסיט, CaAl₄O₇; היבוניט, CaAl₁₂O₁₉; וגהלניט, Ca₂Al₂SiO₇. מאייןייט עשוי גם להופיע בזיהויים ריאקטיביים זהים. דימיטרייוואנוויט נדרשת תשומת לב מיוחדת מכיוון שזו אותה נוסחה כימית אידיאלית כמו קרוטיט אך מבנה קרטני שונה.

השימושים והיישומים של קרטיטי

קרטיט טבעי איננו בעל שימוש מוכן כאבן חן, חומרים צורניים, חומרים גלדנים כריים או סלע שנחפר בנפרד. קצpcs שלו קטנים מדי ופוזרים בזניחות מדי לاستخراج מסחרי. המינרל נבחן בדרך כלל כחלק מהחלקים של מטאוריטים ותכולות עשירות בקרמיאום-אלומיניום.

המשמעות המרכזית היא אנליטית וקוסโมכימית. חומרים המحتים קרטיט מספקים מידע על התקררות טמפרטורה גבוהה, היווצרות מינרלים של אלומין-קלציום, تركיבת גז באלון, והנשא-טמפרטורה שהתקיימו בمراحل הראשונות של ההיסטוריה של מערכת השמש. הוא מספק גם ציר אופני טבעי להשוואה בין פאזות מינרליות חיצוניות עם אלומינטים סינטטיים שנוצרו בניסוי.

תרכובות סינטטיות של CaAl₂O₄ ותרכובות קלציום אלומינאטיות נגזרות משמשות בקרמיקה רפואית, חומרים קושחים בטמפרטורות גבוהות וצמנטים של קלציום אלומינאטי. השימושים התעשייתיים הללו מתייחסים ל مواد מיוצרות עם תיאורכיות וประมวลות מוגדרות. הם אינם שימושים מסחריים ישירים של קרטיטה nature.

קרטיט יכול גם להבחין בין מאפיינים נבולריים ראשוניים לשינויים מאוחרים. גרעין שמור בפנים של חלון רפלקטורי עשוי לשמור על רמזים ליצירת טמפרטורה גבוהה, בעוד שקרניהם עשויים להשתנות על ידי הידרואזיה, אוקסידציה או מטאורולוגיה של כדור הארץ. לכן, תיאורית המינרלוגיה חייב לשקול הן את מבנה הקריסטל הראשוני והן את ההיסטוריה מאוחרת של האסטרואיד.

מינרלים קשורים ושמות מינרליים

קרוטיט שייך לסדרה rộng יותר של מינרלים רגישים למחזור קלציום-אלומיניום שנמצאים במכרסמים אדומים. הם כוללים היבוניט, גרוסיט, פרובסקיט, ספינל, גלניט ומאיאניט. הם משתנים בפרופורציות הכימיות, במבנה המבנה, במכיל האניון ובמגדרי יציבות.

שם קרטיט מתייחס ספציפית לשלב הטבעי של לחץ נמוך CaAl₂O₄ עם מבנה קרטיט. הוא לא צריך לשמש כשם כללי לכל אלומינט calcium עם אותה הרכבה נומינלית. בפרט, דמיטרייבנוביט מוגדר כespécie מינרלית נפרדת בגלל שהוא מייצג צורה מבנית שונה של CaAl₂O₄.

הפניות

מא, ק', קאמפ, א. ר', קונלי, ה. סי', וו'אל. (2011). "קרוטיט, CaAl₂O₄, מינרל נייר פחתי מהמטאורית NWA 1934." מינרלוגיסט אמריקאי, 96, 709–715. https://doi.org/10.2138/am.2011.3693

האקדמיה המינרלוגית של אמריקה. "קרטיט". ספר הידרולוגיה. PDF