Kernowite adalah mineral tembaga–besi arsenat yang mengandung air dengan rumus kimia ideal Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. Itu adalah mineral arsenat dan analog besi tersikat yang mendominasi liroconite, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. Dalam deret liroconite-kernowite, Fe³⁺ menggantikan Al³⁺ di suatu situs struktural tanpa secara mendasar mengubah kerangka keseluruhan. Kernowite didefinisikan sebagai material di mana besi ferik adalah penghuni utama dari situs tersebut; material dengan dominasi aluminium tetap disebut liroconite, bahkan jika warnanya sangat hijau.
Mineral ini diketahui dari spesimen lama yang kemungkinan dikumpulkan dari tambang Wheal Gorland dekat St Day, Cornwall, Inggris. Ia muncul sebagai mineral sekunder dalam bagian oksidasi dari asosiasi bijih yang mengandung tembaga. Kernowite umumnya berwarna hijau, sedangkan liroconite yang mendominasi aluminium biasanya biru hingga biru-hijau. Warna dapat menunjukkan peningkatan kandungan besi, tetapi tidak dapat menentukan identitas mineral karena banyak spesimen hijau yang secara historis diberi label sebagai liroconite tetap mendominasi aluminium saat dianalisis.
Sejarah dan Penemuan Kernowite
Kernowite disetujui sebagai spesies mineral baru oleh Asosiasi Mineralogi Internasional pada tahun 2020 dengan nomor proposal IMA 2020-053. Deskripsi mineral formalnya diterbitkan pada tahun 2021. Materi tipe bukanlah sampel yang dikumpulkan secara baru; melainkan sampel historis yang kemungkinan besar ditambang sekitar tahun 1800 di Wheal Gorland. Sebelum pemeriksaan kembali, material tersebut telah diberi label sebagai liroconite dan telah melewati beberapa koleksi mineral historis, termasuk milik kolektor Cornish Philip Rashleigh dan Sir Arthur Russell.
Mineral itu dinamai sesuai dengan Kernow, nama bahasa Cornish untuk Cornwall. Pemilihan ini mencerminkan lokasi tipe daripada seseorang tertentu. Kernowite telah diidentifikasi setelah pemeriksaan mineralogis menunjukkan bahwa besi ferrik, bukan aluminium, mendominasi situs yang koordinasi oktahedral dalam bahan yang sebelumnya dikelompokkan dengan liroconite.
Pengenalan ini menunjukkan perbedaan komposisi dalam sebuah seri mineral yang dikenal. Pengamatan sebelumnya telah menetapkan bahwa contoh liroconite yang lebih hijau umumnya mengandung lebih banyak besi daripada contoh biru. Namun, peningkatan kandungan besi saja tidak cukup untuk membenarkan spesies terpisah. Kernowite dibatasi pada material di mana Fe³⁺ melebihi Al³⁺ di situs struktural yang relevan. Definisi spesies ini mengikuti aturan komponen dominan yang digunakan dalam nomenklatur mineral modern.
Pembentukan dan Kehadiran Geologis Kernowit
Kernowite terbentuk sebagai mineral sekunder dalam rongga di dalam gossan yang kaya kuarsa. Gossan adalah material yang mengalami oksidasi dan pelapukan yang berkembang di atas atau di sekitar bijih yang mengandung sulfida. Dalam materi tipe, rongga mengandung sulfida abu-abu mikrokristalin yang tidak terbedakan dengan baik dan fase-fase yang mengandung arsenik yang tidak kristalin, termasuk pharmacosiderite dan mineral dari kelompok olivenit. Asosiasi ini konsisten dengan pembentukan mineral selama oksidasi dan alterasi asosiasi sulfida tembaga-arsenik primer.
Pembentukan Kernowite memerlukan ketersediaan tembaga, besi ferik, arsenik, oksigen, fluida hidroksil, dan air. Selama pelapukan, oksidasi sulfida primer dapat melepaskan Cu²⁺ dan Fe³⁺ ke dalam larutan asam hingga secara lokal dinetralkan. Arsenik mungkin dilepaskan dari sulfida atau arsenida yang mengandung arsenik dan dibawa sebagai spesies arsenat di bawah kondisi oksidasi. Di tempat komponen-komponen ini berinteraksi di ruang terbuka, seperti retakan dan rongga di gossan, dapat mengendap arsenat tembaga-feri yang terhidrasi.
Kondisi hidrasi mineral menunjukkan pembentukan di lingkungan air permukaan atau suhu rendah, bukan di bawah kondisi magmatik suhu tinggi. Keberadaannya bersama dengan pharmacosiderite dan mineral kelompok olivenite juga mencerminkan perubahan lokal dalam pH, kondisi redoks, konsentrasi logam terlarut, dan aktivitas air. Kondisi seperti ini mungkin berubah dalam jarak kecil dalam zona bijih yang sama, memungkinkan beberapa mineral arsenat tembaga dan besi berkembang bersama.
Struktur Kristal Kernowit
Kernowite mengkristal dalam sistem kristal monoklin. Strukturnya ditentukan oleh difraksi sinar-X kristal tunggal dalam kelompok ruang I2/a, pengaturan yang tidak standar dari kelompok ruang konvensional C2/cStruktur ini sangat berkaitan dengan yang dari liroconite, konsisten dengan substitusi Fe³⁺ untuk Al³⁺ daripada reconstruct lengkap kerangka mineral.
Struktur terdiri dari tetrahedra arsenat yang terhubung, polihedra koordinasi logam yang mengandung hidroksil, dan molekul air. Tembaga menempati situs yang terpengaruh oleh distorsi Jahn–Teller yang merupakan ciri khas senyawa Cu²⁺, menghasilkan lingkungan koordinasi tembaga–oksigen yang memanjang. Besi berharga tiga menempati situs yang dikoordinasi secara oktahedral yang secara utama ditempati oleh aluminium dalam liroconite. Penggantian Al³⁺ dengan kation Fe³⁺ yang lebih besar menghasilkan perbedaan struktural yang dapat diukur sambil mempertahankan jenis struktur dasar yang sama.
Molekul air sangat penting secara struktural dalam Kernowit. Rumus ideal mengandung empat molekul air per satuan rumus, selain empat kelompok hidroksil. Ikatan hidrogen antara molekul air, kelompok hidroksil, dan atom oksigen dari tetrahedra arsenat berkontribusi pada stabilitas struktur yang terhidrasi. Kehilangan atau modifikasi air struktural dapat memengaruhi mineral selama pemanasan, dehidrasi, atau alterasi yang berlangsung lama.
Sifat Fisika dan Kimia Kernowite
Kernowite biasanya digambarkan sebagai hijau hingga hijau zamrud. Warna ini terkait dengan keberadaan Cu²⁺ dan Fe³⁺, meskipun nuansa pasti tergantung pada ketebalan butir, orientasi kristal, inklusi, kondisi permukaan, dan proporsi relatif besi dan aluminium. Ia dapat muncul sebagai kristal kecil atau agregat kristal yang mengelilingi rongga dalam material kuarsa-gossan. Karena bahan yang dikonfirmasi berasal dari spesimen lama dan sangat bersifat intergrow dengan fase sekunder lainnya, banyak pengukuran fisika konvensional terbatas.
Rumus ideal, Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O, mengandung tembaga, besi ferik, arsenat, kelompok hidroksil, dan air molekuler. Analisis mikroproba elektron, yang didukung oleh spektroskopi Raman, memberikan komposisi empiris yang mendekati Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂OAnalisis ini menunjukkan bahwa bahan tipe tidak ideal secara kimia: mengandung aluminium minor dan memiliki deviasi kecil dalam kandungan tembaga, besi, arsenik, dan air. Deviasi seperti itu biasanya terjadi pada mineral sekunder yang mengandung air dan tidak mengubah penentuan spesies ketika Fe³⁺ tetap mendominasi dibandingkan Al³⁺.
Kernowite sebaiknya dianggap sebagai mineral yang terhidrasi dan mungkin sensitif terhadap perubahan. Dehidrasi permukaan, pelapukan, mikrofrakturisasi, dan campuran dengan fase arsenat tetangga dapat memperumit hasil analisis. Penampilan optiknya dan kimia kira-kiranya merupakan indikator awal yang berguna, tetapi identifikasi yang pasti memerlukan analisis kuantitatif dan konfirmasi struktural.
Jenis dan Variasi Kernowite
Kernowite tidak memiliki variasi yang secara resmi diakui. Istilah berikut menggambarkan hubungan komposisi atau geologis, bukan variasi terpisah:
- Batu kernowit yang dominan besi: Bahan dalam deret liroconite–kernowite di mana Fe³⁺ mendominasi dibandingkan Al³⁺ pada situs struktural yang relevan.
- Batu kernowit yang mengandung aluminium: Kernowite mungkin mengandung Al³⁺ yang kecil, seperti yang ditunjukkan oleh analisis bahan tipe. Itu tetap menjadi Kernowite selama Fe³⁺ tetap mendominasi.
- Bahan antara Liroconite-Kernowite: Contoh dengan kandungan Fe³⁺ dan Al³⁺ yang berbeda-beda berada dalam deret solid-solution. Nama mineralnya tergantung pada kation yang dominan, bukan pada warna.
- Lirokonit hijau: Warna hijau sendiri tidak membuktikan Kernowite. Banyak sampel hijau tetap mendominasi Al³⁺ dan harus diidentifikasi sebagai liroconite setelah analisis kimia.
Di Manakah Kernowite Ditemukan?
Lokasi tipe yang dikonfirmasi adalah Wheal Gorland, dekat St Day di Cornwall, Inggris. Wheal Gorland merupakan bagian dari daerah pertambangan tembaga yang penting secara sejarah di sekitar St Day dan secara utama dimanfaatkan untuk bijih tembaga. Contoh tipe terkait dengan bahan tambang lama, mungkin dikumpulkan sekitar tahun 1800, dan kemudian disimpan dalam koleksi museum.
Mineral ini dilaporkan dari rongga dalam kuarsa-gossan daripada dari bijih sulfida segar yang tidak terubah. Asosiasi langsungnya mencakup fase arsenik yang tidak kristalin, pharmacosiderite, mineral kelompok olivenite, dan material sulfida abu-abu yang belum terbedakan. Kondisi ini merupakan ciri dari asosiasi mineral tembaga–arsenik yang teroksidasi.
Kernowite saat ini tidak boleh dianggap sebagai mineral yang umum dengan banyak lokasi yang dikonfirmasi. Definisi formalnya baru, dan banyak spesimen hijau historis dari Cornwall atau deposit tembaga oksidasi lainnya mungkin belum diperiksa menggunakan metode kuantitatif dan kristalografi modern. Material yang secara historis dideskripsikan sebagai liroconite kaya besi memerlukan penganalisisan ulang sebelum dapat dikaitkan dengan Kernowite.
Cara Mengidentifikasi Kernowite
Pemeriksaan visual dapat memberikan indikasi awal karena Kernowite umumnya berwarna hijau dan terdapat dalam assemblasi tembaga-arsenik yang teroksidasi. Namun, identifikasi visual tidak dapat diandalkan. Tembaga arsenat, tembaga fosfat, besi hidrat arsenat, dan liroconite hijau dapat terdapat dalam lingkungan yang sama dan mungkin menyerupai satu sama lain dalam sampel tangan atau di bawah mikroskop.
Analisis mikroproba elektron adalah metode utama untuk menentukan apakah Fe³⁺ atau Al³⁺ mendominasi situs yang relevan. Analisis ini harus mengukur tembaga, besi, aluminium, arsenik, dan unsur-unsur substitusi lainnya, sementara kandungan air dan hidroksil harus ditentukan dari stoikiometri dan dilengkapi di mana mungkin dengan metode spektroskopi. Spektroskopi Raman berguna untuk memverifikasi keberadaan kelompok arsenat, kelompok hidroksil, dan air struktural, terutama ketika kristal terlalu kecil untuk metode bulk konvensional.
Difraksi sinar-X kristal tunggal memberikan konfirmasi paling langsung mengenai struktur di mana kristal yang sesuai dapat dipisahkan. Difraksi sinar-X serbuk, difraksi elektron, dan difraksi backscatter elektron juga dapat membantu dalam identifikasi, meskipun interpretasinya bisa sulit ketika butiran kecil, tidak kristalin dengan baik, terhidrasi, atau bersifat intergrow dengan fase sekunder lainnya. Oleh karena itu, identifikasi yang andal dari Kernowite harus menggabungkan penyebaran, komposisi kimia, data Raman, dan bukti kristalografi.
Mineral utama yang memerlukan perbedaan adalah lirokonit, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. Kernowite dan liroconite memiliki tipe struktur yang sama secara keseluruhan, hidrasi yang mirip, dan rumus kimia yang berkaitan erat. Kriteria yang menentukan adalah dominasi Fe³⁺ pada kernowite dibandingkan dengan dominasi Al³⁺ pada liroconite. Arsenat lainnya, termasuk pharmacosiderite dan mineral kelompok olivenite, berbeda dalam struktur kristal, rasio kation, hidrasi, dan sifat optik.
Aplikasi dan Penggunaan Kernowite
Kernowite tidak memiliki aplikasi industri, batu permata, hiasan, atau pemrosesan bijih yang telah ditetapkan. Ia terjadi dalam jumlah terbatas sebagai mineral sekunder dan tidak ditambang secara terpisah. Kandungan arseniknya yang tinggi juga membuatnya tidak cocok untuk penanganan biasa tanpa langkah-langkah perlindungan spesimen mineral yang sesuai.
Penggunaannya terutama bersifat mineralogis dan analitis. Kernowite menyediakan anggota akhir besi ferik untuk deretan liroconite-kernowite dan memungkinkan spesimen tembaga-arsenat kuno Cornish diklasifikasikan secara lebih tepat. Mineral ini juga dapat digunakan dalam studi pembentukan arsenat sekunder di deposit tembaga yang teroksidasi, khususnya di mana substitusi besi-aluminium mempengaruhi stabilitas dan warna mineral.