Kernowite는 이온화된 구리-철 아르세네이트 광물로, 이상적인 화학식은 Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. 이는 아르센산 광물이며, 리로코나이트의 페리클 철 우세형 동족물이다, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. 리로코나이트-케르노이트 계열에서 Fe³⁺는 구조적 위치에 Al³⁺를 대체하지만 전체 프레임워크를 본질적으로 변경하지 않습니다. 페리클 철이 해당 위치의 주요 구성 성분인 경우 케르노이트로 정의되며, 알루미늄이 우세한 물질은 색이 매우 녹색일지라도 리로코나이트로 남습니다.
광물은 영국 코른월의 스테이 디에 가까운 와일 고랜드 광산에서 수집된 오래된 샘플에서 알려져 있습니다. 이는 구리 함유 광물 집합체의 산화된 부위에서 2차 광물로 존재합니다. 킨노라이트는 일반적으로 녹색이며, 알루미늄이 우세한 리로코나이트는 일반적으로 파란색에서 청록색입니다. 색상은 철 함량이 증가했음을 시사할 수 있지만, 많은 녹색 샘플이 역사적으로 리로코나이트로 표기되었지만 분석 시 알루미늄이 우세한 경우가 많기 때문에 광물 정체를 확정할 수 없습니다.
케르노이트의 역사 및 발견
Kernowite는 2020년에 제안 번호 IMA 2020-053로 국제 광물학 협회에 의해 새로운 광물 종으로 승인되었습니다. 공식적인 광물 설명은 2021년에 발표되었습니다. 유형 물질은 최근 수집된 샘플이 아니라, Wheal Gorland에서 약 1800년에 채굴된 역사적 샘플입니다. 재검토되기 전에는 liroconite로 표명되었으며, Cornish 수집가 Philip Rashleigh 및 Arthur Russell 경의 역사적 광물 컬렉션을 거쳤습니다.
광물은 ...에 의해 이름이 붙여졌다 케르노우, 코르니시어어로 코언월을 의미한다. 선택은 특정 인물이 아닌 유형 지역을 반영한다. 페리틱 철이 알루미늄보다 관련 옥타헤드럴로 배치된 사이트를 지배하는 것으로 광물학적 검사에서 밝혀졌기 때문에, 이전에 리로코나이트와 분류되었던 물질에서 케르노웨이트가 식별되었다.
이 인식은 알려진 광물 시리즈 내에서 구성적 차이를 보여줍니다. 이전의 관찰은 녹색의 리로코나이트 샘플이 파란 샘플보다 일반적으로 더 많은 철을 포함하고 있음을 밝혀냈습니다. 그러나 철의 풍부함만으로는 별도의 종을 정당화할 수 없습니다. 케르노웨이트는 해당 구조적 위치에서 Fe³⁺이 Al³⁺을 초과하는 물질에 한하여 제한됩니다. 이 종 정의는 현대 광물 명명법에서 사용되는 주성분 규칙을 따릅니다.
케르노이트의 형성 및 지질적 발생
Kernowite는 석영이 풍부한 gossan 내의 공극에서 2차 광물로 발생합니다. Gossan은 황화광을 포함하는 광석 위나 주변에 형성된 산화 및 풍화된 물질입니다. 유형 물질에서는 공극에 잘 구분되지 않은 미세 결정성 회색 황화물과 잘 결정되지 않은 아연을 함유한 단계가 포함되어 있으며, 이에는 pharmacosiderite와 olivenite 계열의 광물이 포함됩니다. 이 연관성은 주요 구리-아연 황화물 집합체의 산화 및 변질 동안 광물 형성과 일치합니다.
Kernowite 형성에는 구리, 산화철, 아연, 산소, 수산기 함유 유체 및 물의 존재가 필요하다. 침식 과정에서 1차 황화물의 산화는 산성 또는 지역적으로 중화된 용액에 Cu²⁺ 및 Fe³⁺를 방출할 수 있다. 아연은 아연을 함유한 황화물이나 아연화물에서 방출될 수 있으며, 산화 조건 하에서 아연산염 종으로 이동한다. 이러한 성분들이 개방된 공간, 예를 들어 gossan의 균열 및 공극에서 상호작용하면 수화된 구리-철-아연산염이 침전될 수 있다.
광물의 수화 상태는 고온 용융 조건이 아닌 표면 가까운 또는 저온의 수용성 환경에서 형성되었음을 나타냅니다. 약물 헤마타이트 및 올리빈 계열 광물과 함께 존재하는 것은 지역적인 pH, 산화-환원 조건, 용해된 금속 농도 및 물 활동성의 변화를 반영합니다. 이러한 조건은 동일한 산화된 광상 구역 내에서 작은 거리에 걸쳐 변할 수 있으며, 이로 인해 여러 종류의 구리 및 철 아세나트 광물이 함께 발달할 수 있습니다.
케르노나이트의 결정 구조
Kernowite는 단일 결정 X-선 회절을 통해 공간군에서 결정 구조가 결정되었습니다. I2/a, 표준적이지 않은 일반 공간군 설정 C2/c구조는 리로콘사이트와 밀접하게 관련되어 있으며, 이는 알루미늄 삼가 이온(Al³⁺) 대신 철 삼가 이온(Fe³⁺)이 치환된 것이지, 광물 프레임워크의 완전한 재구성은 아니다.
구조는 연결된 아세네이트 사면체, 수산기 함유 금속 협응 다면체 및 물 분자로 구성되어 있다. 구리가 Cu²⁺ 화합물의 특징적인 제인-테일러 왜곡에 영향을 받은 위치를 점유하여 확장된 구리-산소 협응 환경을 생성한다. 삼가철 이온은 리로코나이트에서 주로 알루미늄으로 점유되는 육면체 협응 위치를 점유한다. Al³⁺ 대신 더 큰 Fe³⁺ 양이온이 치환되면 구조적 차이가 측정 가능하게 발생하지만 동일한 기본 구조 유형을 유지한다.
수분 분자는 케르노이트에서 구조적으로 중요한 역할을 합니다. 이상적인 공식은 공식 단위당 4개의 수분 분자와 함께 4개의 하이드록실 기를 포함합니다. 수분 분자, 하이드록실 기 및 아르세네이트 테트라헤드론의 산소 원자 간의 수소 결합은 수화 구조의 안정성을 제공합니다. 구조적 수분의 손실 또는 수정은 가열, 탈수 또는 장기간의 변질 동안 광물에 영향을 줄 수 있습니다.
케르노이트의 물리적 및 화학적 성질
케르노라이트는 일반적으로 녹색에서 에메랄드 녹색으로 설명됩니다. 그 색상은 Cu²⁺ 및 Fe³⁺의 존재와 관련이 있지만, 정확한 색조는 입자 두께, 결정 방향, 포함물, 표면 상태 및 철과 알루미늄의 상대 비율에 따라 달라집니다. 이는 퀀츠-고산 재료의 공극을 덮는 작은 결정 또는 결정 군집 형태로 나타날 수 있습니다. 확증된 물질은 오래된 시료에서 나왔으며 다른 2차 상들과 밀접하게 혼합되어 있기 때문에 많은 전통적인 물리적 측정은 제한됩니다.
최적의 공식, Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O, 구리, 산화철, 아르센산, 하이드록실 기 및 분자 수분을 포함합니다. 유형 물질의 전자 마이크로프로브 분석은 라만 분광법에 의해 보완되었으며, 이는 약간의 경험적 성분과 가까웠습니다. Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂O이 분석은 유형 재료가 화학적으로 완벽하지 않음을 보여준다: 미량의 알루미늄을 포함하고 있으며, 구리, 철, 아연 및 수분 함량에서 작은 이탈이 있다. 이러한 이탈은 2차 수화 광물에서 흔하며, Fe³⁺이 Al³⁺보다 우세한 한 종의 할당을 변경하지 않는다.
Kernowite는 변화에 민감할 수 있는 수화된 광물로 간주되어야 합니다. 표면의 탈수, 부식, 미세 균열 및 인접한 아연산염 단계와의 혼합은 분석 결과를 복잡하게 만들 수 있습니다. 광학적 외관과 대략적인 화학 성분은 유용한 초기 지표이지만, 확정적인 식별을 위해서는 정량 분석과 구조적 확인이 필요합니다.
Kernowite의 종류와 변종
커노웨이트에는 공식적으로 인정된 변종이 없습니다. 다음 용어들은 별도의 변종이 아니라 구성적 또는 지질학적 관계를 설명합니다:
- 철 주성분 케르노이트: 리로코니트-케르노이트 계열의 재료 중 해당 구조적 위치에서 Fe³⁺이 Al³⁺보다 우세한 경우.
- 알루미늄을 함유한 퍼노라이트: Kernowite는 유형 재료 분석에 의해 보여지는 바와 같이 약간의 Al³⁺을 포함할 수 있습니다. Fe³⁺가 우세한 한 Kernowite로 남아 있습니다.
- 리로코나이트-케노와이트 중간 물질: 변동되는 Fe³⁺ 및 Al³⁺ 함량을 가진 샘플은 고체 용액 계열 내에 존재한다. 그들의 광물 이름은 색상이 아닌 주요 양이온에 따라 결정된다.
- 녹색 리로코나이트: 단순히 녹색이라고 해서 Kernowite를 증명하지는 않는다. 많은 녹색 샘플은 Al³⁺ 우세하고 있으며, 화학 분석 후에야 liroconite로 식별될 수 있다.
Kernowite는 어디에서 발견됩니까?
확정된 유형 지역은 잉글랜드 코르누올의 St Day 근처에 있는 Wheal Gorland입니다. Wheal Gorland은 St Day 주변의 역사적으로 중요한 구리 광산 지구의 일부였으며, 주로 구리 광석을 채굴하기 위해 운영되었습니다. 유형 표본은 오래된 광산 자재와 관련이 있으며, 아마도 1800년 전후에 수집되었고, 이후 박물관 컬렉션에 보존되었습니다.
광물은 신선한 변하지 않은 황화물 광석이 아닌 석영-고산(Quartz-gossan)의 공극에서 보고된다. 그 직접적인 연관성에는 약간 결정된 아연화물 단계, 파코시더라이트, 올리벤사이트군 광물, 그리고 구분되지 않은 회색 황화물 물질이 포함된다. 이 환경은 산화된 구리-아연 광물 집합체의 특징이다.
Kernowite는 현재까지 널리 퍼진 광물로 간주되어서는 안 되며, 많은 확정된 지점에서 발견된 광물도 아닙니다. 그 공식적인 정의는 최근에 이루어졌으며, 코르누올이나 다른 산화구리 광상에서 역사적으로 수집된 녹색 샘플들 중 많은 수가 현대적인 정량적 및 결정학적 방법을 사용하여 분석되지 않았을 수 있습니다. 이전에 철이 풍부한 리로코나이트로 기술된 물질은 Kernowite로 분류되기 전에 재분석되어야 합니다.
Kernowite를 식별하는 방법
시각적 검사는 케르노라이트가 일반적으로 녹색이며 산화된 구리-아연 합금에 존재하기 때문에 초기 징후를 제공할 수 있습니다. 그러나 시각적 식별은 신뢰할 수 없습니다. 구리 아르센산염, 구리 인산염, 수산화 철 아르센산염 및 녹색 리로코나이트는 동일한 환경에서 발생할 수 있으며, 손 샘플이나 현미경에서 서로 유사할 수 있습니다.
전자 미세 분석기는 관련 위치에서 Fe³⁺ 또는 Al³⁺가 우세한지 결정하는 주요 방법입니다. 분석은 구리, 철, 알루미늄, 아연, 기타 가능한 대체 요소를 측정해야 하며, 수분과 수산화물 함량은 스테이크오메트리로부터 추론되어야 하며, 가능할 경우 스펙트로스코픽 방법으로 보완되어야 합니다. 라만 분광법은 결정이 전통적인 대량 방법에 너무 작을 때 아르센산 그룹, 수산화물 그룹 및 구조적 물질의 존재를 확인하는 데 유용합니다.
단결정 X선 회절은 적절한 결정을 분리할 수 있는 경우 구조에 대한 가장 직접적인 확인을 제공합니다. 분말 X선 회절, 전자 회절 및 전자 역산 회절도 식별에 도움이 될 수 있지만, 입자가 작거나 불완전하게 결정화되거나 수분을 포함하거나 다른 이차 상과 함께 성장한 경우 해석이 어려울 수 있습니다. 따라서 Kernowite의 신뢰성 있는 식별은 발생 위치, 화학 구성, 라만 데이터 및 결정학적 증거를 결합해야 합니다.
주요 구분이 필요한 광물은 리로코나이트입니다, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. 코르노바이트와 리로코나이트는 동일한 전체 구조 유형, 유사한 수화물, 그리고 밀접하게 관련된 화학식을 가지고 있습니다. 결정적인 기준은 코르노바이트에서 Fe³⁺의 우세와 리로코나이트에서 Al³⁺의 우세입니다. 다른 연관된 아르세네이트인 파코스라이디트 및 올리벤사이트 군 소재는 결정 구조, 양이온 비율, 수화물 및 광학적 특성에서 다릅니다.
Kernowite의 응용 및 사용 사항
Kernowite는 산업용, 보석용, 장식용 또는 광석 가공에 사용된 적이 없습니다. 이는 제2광물로 제한된 양으로 존재하며 별도로 채굴되지 않습니다. 또한 높은 아연 함량으로 인해 적절한 광물 표본 예방 조치 없이는 일반적인 처리에 부적합합니다.
이 용도는 주로 광물학적 및 분석적이다. 케르노바이트는 리로코나이트-케르노바이트 계열에 정의된 산화철 이온 끝 성분을 제공하며, 역사적인 코르니시 구리-아세네이트 시료를 더 정확하게 분류할 수 있게 한다. 이 광물은 특히 철-알루미늄 치환 작용이 광물 안정성과 색상에 영향을 미치는 경우, 산화된 구리 광상에서 2차 아세네이트 형성에 대한 연구에 사용될 수도 있다.