Kernowit, ideal kimyasal formülü ile hidratlı bir bakır-çelik arsenat mineralidir Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O. Arsenat mineralidir ve lirokonitin demir (Fe³+) dominanlı analoğu, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂OLirokonit-kernowit serisinde, Fe³⁺, yapısal bir konumda Al³⁺'e substitüe olur ve genel çerçeveyi temel olarak değiştirmez. Kernowit, bu konumdaki dominant maddeden demir (ferrik demir) olduğu zaman tanımlanır; alüminyum baskın olan malzeme, rengi güçlü yeşil olsa bile lirokonittir.
Mineral, eski örneklerden bilinir ve St Day, Cornval, İngiltere yakınlarındaki Wheal Gorland madeninden muhtemelen toplanmıştır. Bu madde, bakır içeren bir cevher topluluğunun oksitlenmiş kısmında ikincil bir madde olarak bulunur. Kernowit genellikle yeşildir, whereas alüminyum baskın olan lirokonit tipik olarak mavi ila maviye dönük turuncu olur. Renk, artan demir içeriğini işaret edebilir, ancak birçok yeşil örnek tarihsel olarak lirokonit olarak etiketlendiğinde analiz edildiğinde hâlâ alüminyum baskın olduğundan mineral kimliğini belirleyemez.
Tarih ve Kernowit'in Keşfi
Kernowit, 2020 yılında IMA 2020-053 numaralı öneriyi onaylayan Uluslararası Mineraloji Birliği tarafından yeni bir mineral türü olarak kabul edildi. Formal mineral tanımı 2021 yılında yayınlandı. Tip materyal, yakın zamanda toplanmış bir örnek değil; Wheal Gorland'da muhtemelen 1800 yılında maden çıkartılmış olan tarihi bir örnektir. Yeniden incelenmeden önce, malzeme lirokonit olarak etiketlendi ve Cornwall kolektörü Philip Rashleigh ve Sir Arthur Russell'in tarihi mineroloji koleksiyonları dahil olmak üzere birkaç tarihi mineroloji koleksiyonu geçti.
Mineral, ...'e ithafen edildi Kernow, Cornwall'un Cornişce adı. Seçim, belli bir kişi yerine tür lokalitesini yansıtmaktadır. Kernowit, önceki olarak lirokonit ile sınıflandırılmış malzemenin içinde koyu demir, alüminyumdan ziyade önemli olan oktahedral koordineli siteyi dominasyonu gösteren mineralojik incelemelerle tanımlandı.
Tanınması, bilinen bir mineral serisi içindeki bir bileşimsel ayrımı gösterir. Daha önceki gözlemler, daha yeşil lirokonit örneklerinin genellikle mavi örneklerden daha fazla demir içerdiğini belirtmiştir. Ancak yalnızca demir zenginleşmesi, ayrı bir tür olmaya yeterli değildir. Kernowit, ilgili yapısal konumda Fe³⁺'ün Al³⁺'dan fazla olduğu malzemeye sınırlıdır. Bu tür tanımı, modern mineral isimlendirme sisteminde kullanılan baskın bileşen kuralına dayanmaktadır.
Kernowit'in Oluşumu ve Jeolojik Bulunma Yeri
Kernowit, kuvars zengin gossan içindeki boşluklarda ikincil bir minera olarak oluşur. Gossan, sülfür içeren cevherin üzerinde veya etrafında gelişen oksitlenmiş, hava şartlarına maruz kalmış bir malzemedir. Tip materyalde, boşluklar kötü ayrılmış mikrokristalin gri sülfürler ve kötü kristalleşmiş arsenik içeren fazlar içerir, bu da farmakosiderit ve olivenit grubu mineralleri dahil olmak üzere, ilk bakır-arsenik sülfür topluluğunun oksidasyonu ve değişiminde minera oluşumuna uyumludur.
Kernowit oluşumu, bakır, demir (III), arsenik, oksijen, hidroksil taşımalı sıvılar ve suyun mevcudiyetine ihtiyaç duyar. Havaşma sırasında, ilk sülfürlerin oksidasyonu, asidik veya yer yer nötralize edilmiş çözeltilere Cu²⁺ ve Fe³⁺'ü salabilir. Arsenik, arsenik içeren sülfürlerden veya arsenitlerden salınabilir ve oksidatif koşullar altında arsenat türleri olarak taşınabilir. Bu bileşenlerin açık alanlarda, örneğin gossanlardaki çatlaklar ve boşluklarda etkileşimi durumunda, hidratlı bakır-çelik arsenatları çökelebilir.
Mineralinın hidrasyon durumu, yüksek sıcaklık magmatik koşullarının aksine, yüzey yakınında ya da düşük sıcaklıkta su ortamında oluştuğunu gösterir. Farmakosiderit ve olivenit grubu minerallerle birlikte bulunması, yerel pH, redoks koşulları, çözünmüş metal konsantrasyonları ve su aktivitesindeki değişiklikleri yansıtmaktadır. Bu tür koşullar, aynı oksitlenmiş cevher bölgesi içinde küçük mesafelerde değişebilir ve birkaç bakır ve demir arsenat mineralinin birlikte gelişmesine olanak tanır.
Kernowit'in Kristal Yapısı
Kernowit tek kristal sistemine sahip kristalleşir. Yapısı, uzay grubunda tek kristal X-ışını kırınımı ile belirlenmiştir. I2/a, geleneksel uzay grubunun standart olmayan bir ayarlanması C2/cYapısı, Fe³⁺'ün Al³⁺ yerine geçmesiyle tutarlı olmakla birlikte, mineral çerçevesinin tamamen yeniden yapılandırılması değil, yakından ilrokonit yapısına benzer.
Yapı, bağlı arsenat tetrahedrleri, hidroksil içeren metal koordinasyon polihedrleri ve su molekülleri içerir. Bakır, Cu²⁺ bileşiklerinin karakteristik olan Jahn-Teller distorsiyonuna maruz kalan konumlara yerleşir ve uzatılmış bakır-oksijen koordinasyon ortamları oluşturur. Demir (Fe³⁺), lirokonitte çoğunlukla alüminyum tarafından işgal edilen oktahedral koordinasyonlu bir konuma sahiptir. Al³⁺'ın daha büyük Fe³⁺ kationu ile yer değiştirmesi, aynı temel yapı türünü korurken ölçülebilir yapısal farklılıklar yaratır.
Su molekülleri, Kernowit'te yapısal olarak önemlidir. Ideal formül, formül birimine ek olarak dört hidroksil grubu ile birlikte dört su molekülü içerir. Su molekülleri, hidroksil grupları ve arsenat tetrahedralarının oksijen atomları arasında hidrojen bağları, hidratlı yapının kararlılığını sağlar. Yapısal suyun kaybı veya modifikasyonu, ısıtma, dehidrasyon veya uzun süreli değişim sırasında minerale etki edebilir.
Kernowit'in Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri
Kernowit genellikle yeşil ila elmas yeşili olarak tanımlanır. Renk, Cu²⁺ ve Fe³⁺ varlığı ile ilişkilidir, ancak kesin ton tanelerin kalınlığı, kristal yönü, dahili yapılar, yüzey durumu ve demir ile alüminyumun göreli oranlarına bağlıdır. Kernowit, kuvars-gossan malzemesindeki boşlukların kenarında küçük kristaller veya kristal toplulukları halinde bulunabilir. Onaylı malzeme eski örneklerden gelmekte ve diğer ikincil fazlarla sıkı şekilde birleştiğinden, birçok geleneksel fiziksel ölçüm sınırlıdır.
Ideal formül, Cu₂Fe(AsO₄)(OH)₄·4H₂O, bakır, demir üçlü (ferrik) demir, arsenat, hidroksil grupları ve moleküler su içerir. Tip malzemenin elektron mikroprobesi analizi, Raman spektroskopisi ile desteklenerek, yaklaşık olarak empirik bir bileşim verdi Cu₁.₈₈(Fe₀.₇₉Al₀.₀₉)Σ₀.₈₈(As₁.₁₂O₄)(OH)₄·3.65H₂OBu analiz, tür malzemenin kimyasal olarak ideal olmadığını göstermektedir: küçük miktarda alüminyum içerir ve bakır, demir, arsenik ve su içeriklerinde küçük sapmalar vardır. Bu sapmalar, ikincil hidratlı minerallerin tipik özellikleridir ve Fe³⁺ Al³⁺'den baskın kaldığı sürece tür atamasını değiştirmez.
Kernowit, değişime karşı duyarlı olabilecek hidratlı bir mineraller olarak ele alınmalıdır. Yüzeydeki su kaybı, aşınma, mikro çatlaklar ve komşu arsenat fazlarıyla karışım analitik sonuçları karmaşık hale getirebilir. Optik görünümü ve yaklaşık kimyasal bileşimi yararlı ön gösterge olmakla kalmaz, kesin tanı nicel analiz ve yapısal doğrulama gerektirir.
Kernowit'in Türleri ve Çeşitleri
Kernowit, tanınmış varyasyonlara sahip değildir. Aşağıdaki terimler, ayrı varyasyonlar değil, bileşimsel veya jeolojik ilişkileri tanımlar:
- Demir dominanta Kernowite: İlgili yapısal konumda Fe³⁺'ün Al³⁺'dan dominant olduğu lirokonit-kernowit serisindeki malzeme.
- Alüminyum taşınan Kernowit: Kernowit, tür malzeme analiziyle gösterildiği gibi küçük miktarda Al³⁺ içerebilir. Fe³⁺ baskın kaldığı sürece Kernowit kalır.
- Lirokonit-Kernowit ara malzeme: Değişken Fe³⁺ ve Al³⁺ içeriğine sahip örnekler, katı çözelti serisinde yer alır. Mineral adları, renge değil, baskın katiyona bağlıdır.
- Yeşil lirokonit: Yalnız yeşil renk Kernowit olduğunu kanıtlamaz. Çoğu yeşil örnek hâlâ Al³⁺-dominant olup kimyasal analizden sonra lirokonit olarak tanımlanmalıdır.
Kernowite Nerede Bulunur?
Onaylı tür lokalitesi, İngiltere Cornwal'daki St Day yakınlarındaki Wheal Gorland'dır. Wheal Gorland, St Day etrafındaki tarihsel olarak önemli bakır maden bölgesinin bir parçasıydı ve özellikle bakır cevherleri için işletiliyordu. Tür örneği, muhtemelen 1800 yılında toplanan eski maden malzemesiyle ilişkilidir ve daha sonra müze koleksiyonlarında korunmuştur.
Mineral, tazalı kvarsit-gossan içindeki boşluklardan ziyade taze bozunmamış sülfür cevherinden rapor edilir. Yakın ilişkisi, kötü kristalleşmiş arsenik fazları, farmakosiderit, olivenit grubu mineralleri ve tanımlanmamış gri sülfür malzemesini içerir. Bu ortam, oksitlenmiş bakır-arsenik mineral topluluğunun karakteristik bir özelliğidir.
Kernowit, şu anda yaygın bir mineral olarak kabul edilmemeli ve birçok doğrulanmış yerleşme yeri olmamalıdır. Formal tanımı son zamandır ve Cornval ya da diğer oksitlenmiş bakır yataklarından tarihsel yeşil örneklerin çoğu modern nicel ve kristalografi yöntemleri kullanılarak incelenmemiştir. Tarihsel olarak demir açısından zengin lirokonit olarak tanımlanan malzeme, Kernowite'ye atanmadan önce yeniden analiz edilmelidir.
Kernowite Nasıl Tanınır
Görsel inceleme, Kernowit genellikle yeşil olup oksitlenmiş bakır-arsen birleşiminde bulunması nedeniyle başlangıçta bir ipucu sağlayabilir. Ancak görsel tanıma güvenilir değildir. Bakır arsenatlar, bakır fosfatlar, hidratlı demir arsenatlar ve yeşil lirokonit aynı ortamda bulunabilir ve el örneği veya mikroskop altında birbirine benzer olabilir.
Elektron mikro-probe analizi, ilgili sititte Fe³⁺ veya Al³⁺'ün dominant olup olmadığını belirlemek için temel yöntemdir. Analiz, bakır, demir, alüminyum, arsenik ve diğer muhtemel yer değiştiren elementleri ölçmelidir, su ve hidroksit içerikleri ise stoikyometriden çıkarılmalı ve mümkün olduğunda spektroskopik yöntemlerle desteklenmelidir. Raman spektroskopisi, özellikle kristallerin geleneksel toplam yöntemler için çok küçük olduğu durumlarda arsenat grupları, hidroksit grupları ve yapısal suyun varlığını doğrulamada yararlıdır.
Tek kristal X-ışını kırınımı, uygun bir kristal izole edilebiliyorsa yapıyı doğrudan onaylayan en güvenilir yöntemdir. Toz X-ışını kırınımı, elektron kırınımı ve elektron geri saçılma kırınımı tanımlamada yardımcı olabilir, ancak taneler küçük, yetersiz kristalleşmiş, hidratlanmış veya diğer ikincil fazlarla intergriyediyse yorumlamak zor olabilir. Bu nedenle, Kernowit'in güvenilir bir tanımlaması oluşum, kimyasal bileşim, Raman verileri ve kristalografik kanıtların bir araya getirilmesini gerektirmektedir.
Ana mineral ayrımı gereken lirokonittir, Cu₂Al(AsO₄)(OH)₄·4H₂OKernowit ve lirokonit aynı genel yapısal türde, benzer hidrasyonda ve yakın kimyasal formüllere sahiptir. Karar verici kriter, Kernowit'te Fe³⁺ baskınlığına karşı lirokonit'te Al³⁺ baskınlığıdır. Diğer ilişkili arsenatlar, farmakosiderit ve olivenit grubu mineraller dahil olmak üzere, kristal yapısı, katyon oranları, hidrasyon ve optik özellikleri açısından farklılık gösterir.
Kernowit'in Uygulamaları ve Kullanımları
Kernowit, endüstriyel, taş kökenli, süs eşyası veya cevher işleme uygulaması olmayan bir madendir. Sınırlı miktarda ikincil bir mineraller olarak bulunur ve ayrı olarak çıkarılmaz. Yüksek arsenik içeriği nedeniyle, uygun mineral örneği önlemleri olmadan normal şekilde işlenmesi uygun değildir.
Kullanımı temel olarak mineralojik ve analitiktir. Kernowit, lirokonit-kernowit serisi için tanımlanmış demir (Fe³+) son üyesini sağlar ve tarihsel Cornish bakır-arsenat örneklerinin daha kesin sınıflandırılmasına olanak tanır. Mineral, özellikle demir-alüminyum yerine geçmesinin mineral stabilitesi ve rengi etkilediği, oksitlenmiş bakır yataklarında ikincil arsenat oluşumları üzerindeki çalışmalar için de kullanılabilir.