Edskottyt to rzadki, naturalnie występujący węglik żelaza o wzorze chemicznym Fe₅C₂. Jest znany przede wszystkim z meteorytów, szczególnie z żelaznego meteoritu Wedderburn znalezionego w Australii. W przeciwieństwie do powszechnych minerałów tworzących skały takich jak kwarc, poliklina i kalcyt, edskottyt zwykle występuje jako mikroskopijne ziarna wewnątrz kosmicznego metalu, a nie jako duże kryształy w zwykłych terestralnych skałach.
Mineral należy do rodziny węglików żelaza. Jego struktura zawiera żelazo jako dominujący element, podczas gdy węgiel zajmuje określone pozycje w uporządkowanym ramie krystalicznym. Edskottyt nie jest więc po prostu węglem rozpuszczonym przypadkowo w żelazie metalicznym. Jego skład chemiczny i ułożenie atomowe są wystarczająco różne, aby być uznawanym za niezależną gatunek minerału.
Edskottyt został oficjalnie zaakceptowany jako gatunek minerału przez Międzynarodową Unią Krystalograficzną w 2019 roku. Minerał został nazwany na czele Edward R. D. Scott, badacz znany z prac nad meteoritami i materiałami planetarnymi.
Edscottit jest związany z silnie redukującymi, bogatymi w żelazo i zawierającymi węgiel środowiskami. Te warunki są niezwykle rzadkie na powierzchni Ziemi, ale mogą występować w metalicznych częściach zróżnicowanych asteroid i innych ciał planetarnych.
Szybkie fakty o minerałach Edscottite
Nazwa minerału to edscottyt. Jego idealny wzór chemiczny to Fe₅C₂, a należy do grupy węglików żelaza. Edscottyt jest związany z układem ortorombicznym i występuje głównie w meteoritach bogatych w żelazo oraz innych materiałach metalicznych pochodzenia kosmicznego. Typowe występowanie minerału to meteorit Wedderburn w Australii. Minerał został uznany przez IMA w 2019 roku i nazwany na czele Edwarda R. D. Scotta. Znane ziarna są mikroskopowe do bardzo drobnoziarnistych, a nie istnieje ustanowiony rynek komercyjny lub szlachetny dla tego minerału.
Odkrycie, Typ wystąpienia i Nazewnictwo
Edscottit został zidentyfikowany podczas szczegółowych badań meteoritu Wedderburn, niezwykłego meteoritu żelaznego odkrytego w Australii. Próbka zawiera wysoki procent materiału metalicznego i niezwykłą asocjację minerałów. Gdy badacze analizowali jego fazy mikroskopowe za pomocą nowoczesnych metod analitycznych, zidentyfikowali charakterystyczny węglik żelaza o składzie Fe₅C₂ i charakterystycznej strukturze krystalicznej.
Zjawisko to dowodzi, że meteority mogą zachowywać fazy minerałów powstające w warunkach chemicznych różnych od tych w ziemskiej twardożelaznej skorupie. Faza, która jest niezwykła lub trudna do zachowania w skałach terestralnych, może pozostać obecna w materiale meteoritowym.
Po zakończeniu jego składu i charakterystyki krystalograficznej, faza została zaakceptowana jako nowy gatunek minerału i nazwana edscottitem w czci Edwarda R. D. Scotta. Meteorit Wedderburn pełni funkcję typowej lokalizacji do porównania z potencjalnymi przyszłymi odkryciami w innych meteoritach lub próbkach planetarnych.
Skład chemiczny i wzór
Wzór chemiczny edscottitu to Fe₅C₂, co oznacza, że jego idealny skład zawiera pięć atomów żelaza na dwa atomy węgla. Oznacza to, że należy do węglików żelaza, związków, w których węgiel jest wprowadzany do struktury krystalicznej dominowanej przez żelazo.
Skład jest spójny z środowiskiem zawierającym dużą ilość żelaza metalicznego i wystarczająco dużo węgla, aby wejść w rosnącą strukturę węglika. Aktywność tlenu musi być wystarczająco niska, aby żelazo metaliczne i węgielki żelaza pozostały stabilne. Materiał musi również przejść przez odpowiedni zakres temperatur podczas chłodzenia, aby węglik mógł kryształizować się lub zostać zachowany.
Edskotyt może występować razem z żelazem metalicznym, fazami niklu i żelaza, siarczkami, fosfidami, silikatami i innymi minerałami węglikowymi. Pełna asocjacja minerałów jest często bardziej informacyjna niż izolowany wzór, ponieważ rejestruje aspekty stanu utlenienia, temperatury, ciśnienia i ewolucji chemicznej ciała macierzystego.
Struktura kryształu i klasyfikacja minerałów
Edscottit jest związany z układ krystaliczny ortorombicznyW strukturze ortorombicznej, sieć krystaliczna ma trzy wzajemnie prostopadłe osie o różnej długości.
W skali atomowej żelazo tworzy dominującą strukturę, a węgiel zajmuje uporządkowane pozycje w sieci krystalicznej. Takie ułożenie różni edskottyt od innych faz węglików żelaza o podobnym składzie.
W środowiskach porównywalnych meteoritów może wystąpić kilka węglików żelaza, więc analiza chemiczna sama w sobie może nie być wystarczająca do jednoznacznej identyfikacji. Badacze zwykle łączą skład chemiczny z danymi dyfrakcyjnymi, parametrami kryształowymi i obserwacjami mikroskopowymi.
Pozycja strukturalna węgla jest również ważna. Węgiel jest częścią określonej sieci krystalicznej minerału, a nie nieregularnym domieszkiem w czystym żelazie. Ta uporządkowana struktura to jeden z powodów, dla których edskottyt został sklasyfikowany jako osobny gatunek minerału.
Jak Powstaje Edskottyt?
Edscottit tworzy się w warunkach silnie redukujących, bogatych w żelazo i węglowodory. W takich środowiskach tlen jest rzadki w porównaniu do żelaza, umożliwiając stabilność żelaza metalicznego. Gdy metal ochładza się, węgiel może reagować z żelazem i krystalizować jako węglik żelaza.
Najbardziej prawdopodobnym środowiskiem jest metaliczny wnętrze lub metaliczna część ciała macierzystego pochodzącego z kosmosu. Podczas topnienia i różnicowania żelazno-metaliczny materiał oddziela się od materiału silikatowego. Węgiel może rozpuszczać się w ciekłym metalu lub skupiać się w stałym metale. Gdy temperatura spada, związki żelaza i węgla stają się stabilne i tworzą fazy karbidów. Dalsze chłodzenie może zachować mikroskopijne ziarna edscottitu w matrycy metalowej meteoritu.
Ścieżka tworzenia się może się różnić w zależności od ciśnienia, temperatury, składu masowego, szybkości chłodzenia oraz dostępności siarki, niklu, fosforu i innych pierwiastków. Dlatego edskottyt powinien być interpretowany jako część asocjacji minerałów, a nie jako dowód jednej temperatury lub zdarzenia.
Gdzie można znaleźć edskottyt?
Najbardziej znane i typowe wystąpienie edscottitu to Pocisk meteoritu Wedderburn w AustraliiWystępuje tam jako bardzo mała faza związana z żelaznym materiałem meteorytycznym. Ponieważ minerał trudno rozpoznać bez analizy laboratoryjnej, liczba potwierdzonych lokalizacji pozostaje ograniczona.
Edskotyt nie jest znany jako powszechny minerał w zwykłych złożach terestralnych. Dokumentowane występowanie dotyczy głównie poza Ziemią, mimo że meteoryt zawierający go obecnie znajduje się na Ziemi.
Informacja o lokalizacji dla edscottitu może odnosić się do meteorytu, polerowanego przekroju meteorytycznego, próbek planetarnych, próbek asteroidy lub montażu minerału przygotowanego w laboratorium, a nie do tradycyjnej kopalni lub wyłożyska geologicznego.
Potencjalne wystąpienia w innych meteoritach żelaznych, zwróconych próbkach asteroid lub materiałach planetarnych wymagałyby formalnej potwierdzenia chemicznego i krystalograficznego.
Edscottit w meteoritach
Kamienie meteorowe zachowują fazy minerałów, które powstały w wczesnym Układzie Słonecznym lub wewnątrz zróżnicowanych ciał macierzystych. Kamienie meteorowe żelazne są szczególnie istotne, ponieważ mogą reprezentować fragmenty rdzeni metalicznych lub głębokich obszarów bogatych w metal w asteroidach, które później zostały roztrzaskane przez uderzenia.
W meteorycie żelaznym edskottyt może występować jako mikroskopijne ziarna wewnątrz lub obok metalicznego żelaza. Może być zintegrowany z innymi fazami karbidowymi, minerałami niklu-żelaza, siarczkami, fosfodami lub inkluzjami silikatowymi. Te relacje można zbadać przy interpretacji stanu utlenienia i redukcji ciała rodzicielskiego, rozkładu węgla w materiałach metalicznych, tempie chłodzenia stopów bogatych w żelazo oraz kolejności krystalizacji faz karbidowych i metalicznych.
Występowanie minerału może również być brane pod uwagę przy porównywaniu różnych grup meteorytów i badaniu rozdzielania metalu od silikatów w czasie różnicowania planetarnego.
Właściwości fizyczne edskottitu
Ponieważ edskottyt jest wyjątkowo rzadki i zwykle występuje w postaci mikroskopijnych ziaren, wiele standardowych właściwości próbek ręcznych jest słabo zdefiniowanych. Zwykle nie jest dostępny jako duży, izolowany kryształ, który można byłoby zbadać lupy lub przetestować za pomocą prostych metod polowych.
Właściwości najważniejsze do identyfikacji to chemia, struktura krystaliczna i występowanie. Poszczególne ziarna są zazwyczaj zbyt małe, aby można było wiernie opisać kolor makroskopowy. Wygląd metaliczny lub półmetaliczny może sugerować otaczający macierzysty materiał bogaty w żelazo, ale lśniącość sama w sobie nie może zidentyfikować minerału.
Edskotyt nie jest zwykle spotykany jako przezroczysty lub półprzezroczysty kryształ o szlachetnej jakości. Niezawodny ślad na palcu jest zazwyczaj niedostępny, ponieważ ziarna są bardzo małe i często wzajemnie przewiązane z innymi fazami. Pęknięcie i ułamanie są również trudne do obserwacji.
Jego bogaty skład żelazem wskazuje na stosunkowo wysoką gęstość w porównaniu z wieloma typowymi nie-metalicznymi minerałami, choć pomiar całkowity meteorytu uwzględnia inne składniki. Dokładna wartość twardości w polu nie jest często używana, ponieważ izolowane ziarna są zbyt małe, aby przeprowadzić znaczący test skroplenia.
Jak identyfikować edskottyt?
Wizualna inspekcja nie wystarcza do zidentyfikowania edscottitu. Meteorit zawierający go może po prostu wyglądać na metaliczny, szary lub bogaty w żelazo dla niewidzącego oka. Potwierdzenie minerału wymaga dowodów na jego skład Fe₅C₂ oraz charakterystyczną strukturę krystaliczną.
Badacze mogą łączyć mikroskopię skaningową elektronową do badania morfologii ziarna i wzajemnych zrastów, spektroskopię rentgenowską z rozpraszaniem energii do szybkiej analizy chemicznej, mikroanalizę kierunkową elektronową do ilościowego składu, dyfrakcję elektronów do porządku krystalograficznego oraz dyfrakcję promieni X lub mikrodyspersję, gdy jest wystarczająco dużo materiału.
Mikroskopia odbiciowa i analiza petrograficzna mogą pokazać, jak edskottyt jest związany z żelazem metalicznym i sąsiadującymi fazami minerałowymi. W przypadku, gdy ziarna są zbyt małe lub dobrze ze sobą powiązane, może być konieczne stosowanie metod o wysokiej rozdzielczości.
Prawidłowa identyfikacja powinna uwzględniać pełny kontekst minerałowy. Skład, zachowanie dyfrakcyjne, tekstura i współistnienie z innymi fazami powinny się zgadzać przed wystawieniem ziarna jako edscottitu.
Typy i odmiany edskottytu
Edscottit to jedna zidentyfikowana gatunek minerału, nie jest szeroką grupą komercyjnych minerałów z wieloma ugruntowanymi odmianami. Nie ma oficjalnie uznanych stopni kamieni szlachetnych, nazwanych odmian kolorystycznych ani form dekoracyjnych.
Typy materiałów często omawiane w opisach mineralogicznych obejmują:
- Typ występowania materiału: Edscottit z meteoritu Wedderburn, który stanowi odniesienie.
- Mikroskopowe ziarna meteorytyczne: Małe pojedyncze ziarna rozproszone w macierzy meteorytu bogatym w żelazo.
- Intergrowowany edskottyt: Zmiany występujące w bezpośrednim kontakcie z żelazem metalicznym lub innymi fazami węglikowymi.
- Formy tekstur: Różnice w wielkości ziarna, kształcie, orientacji i rozkładzie spowodowane lokalnymi warunkami krzystalizacji.
- Zmienność kompozycyjna: Małe różnice chemiczne związane z sąsiadującymi fazami lub niepewnością analizy.
- Próbki badawcze: Zakończone sekcje, montaży z ziarnem i fragmenty meteoritu przygotowane do analizy laboratoryjnej.
Te opisy odnoszą się do występowania i tekstury, a nie do oficjalnie nazwanych odmian. Nowa odmiana lub związany minerał wymaga osobistej charakterystyki chemicznej i krystalograficznej.
Edskotyt porównany z innymi węglikami żelaza
Edscottit jest jednym z członków szerszej rodziny związków żelazo-węgiel. Inne fazy karbidi żelaza mogą tworzyć się w podobnych warunkach redukujących i mogą występować w porównywalnych materiałach meteorytowych.
Różnica między edskottitem a innym węglikiem opiera się na zmierzonej relacji żelaza do węgla, symetrii krystalicznej, parametrach komórki jednostkowej, odbiciach dyfrakcyjnych, porządku strukturalnym, teksturze mikroskopijnej oraz związku z żelazem metalicznym i innymi fazami.
Wzór chemiczny sam w sobie nie powinien być używany do identyfikacji nieznanej ziarna. Dwa fazy mogą mieć podobne skład, ale różne struktury krystaliczne. Klasyfikacja minerałów zależy więc od danych chemicznych i krystalograficznych.
Kontekst geologiczny i meteoriticalny
Edskottyt jest związany z materiałem bogatym w żelazo, zawierającym węgiel, który powstaje przy niskiej aktywności tlenowej. W sekcji meteoritu jego skład i relacje teksturalne ze żelazem metalicznym, siarczkami, fosfidami, silikatami i innymi karbidami mogą być brane pod uwagę przy interpretacji chłodzenia i krystalizacji ciała macierzystego.
Minerał nie powinien być używany jako samodzielny termometr ani wskaźnik fugacjity tlenowej. Temperatura, ciśnienie, warunki redoks i tempo chłodzenia muszą być oceniane za pomocą pełnego asocjatu minerałów oraz niezależnych dowodów analitycznych.
Zastosowania i status komercyjny
Edscottit nie ma ustanowionego zastosowania komercyjnego, przemysłowego ani jako surowiec do produkcji biżuterii. Nie jest wydobytany jako ruda, wycięty jako kamień szlachetny ani handlowany jako wspólny surowiec mineralny. Potwierdzony materiał jest ograniczony i zwykle przechowywany w próbkach meteorytów, przekrojach polerowanych, zbiorach badawczych lub instytucjonalnych repozytoriach.
Jego dokumentowane zastosowania ograniczają się do identyfikacji i opisu minerałów, klasyfikacji meteorytów, studiów relacji faz żelazo-węgiel oraz zbiorów referencyjnych lub dydaktycznych.
Zgłoszenia, że zwykłe ziemskie skały bogate w żelazo lub metale zawierają edscottyt powinny być traktowane ostrożnie. Analiza laboratoryjna jest wymagana, ponieważ podobieństwo wizualne nie umożliwia odróżnienia edscottytu od żelaza naturalnego, innych węglików lub materiałów stalowych przemysłowych.
Podsumowanie minerału Edscottit
Edskotyt to rzadki minerał węglikowy żelaza o wzorze Fe₅C₂ oraz strukturę krystaliczną ortorombiczną. Uznawany za odrębny gatunek minerału w 2019 roku, został nazwany na czele badacza meteorytów Edwarda R. D. Scootta i jest znany głównie z meteoritu Wedderburn w Australii.
Mineral tworzy się w bardzo redukujących warunkach, gdzie żelazo metaliczne i węgiel mogą współistnieć. Ponieważ zwykle występuje w postaci mikroskopijnych ziaren, edscottyt nie może być wiarygodnie identyfikowany przez kolor, połysk, twardość lub inne proste testy polowe. Definitywna identyfikacja wymaga analizy chemicznej i krystalograficznej.
Mimo że edskottyt nie ma ustanowionego zastosowania przemysłowego ani szlachetnego, jego skład, struktura i relacja do sąsiednich faz dokumentują chemię żelazo-węgla w materiałach pochodzenia kosmicznego. Te cechy są brane pod uwagę przy opisywaniu meteorytów i ich historii ciała macierzystego.