Bichulite
| Bichulite | |
|---|---|
 Skarpa, gråa, rektangulära kristaller till 4 mm bicculit-pseudomorfer efter att gehlenitkristaller rikligt täcker den kvartsrika matrisen
| |
| . | |
| Kategori | Silikatmineral |
|
Formel (upprepad enhet) |
Ca 2 (Al 2 SiO 6 ) (OH) 2 |
| IMA-symbol | Bch |
| Strunz klassificering | 9.FB.10 |
| Kristallsystem | Kubisk |
| Kristallklass |
Hextetraedrisk ( 4 3m) HM-symbol : ( 4 3m) |
| Rymdgrupp | I 4 3m |
| Identifiering | |
| Färg | Vit eller grå, färglös i tunna partier |
| Klyvning | Otydlig |
| Mohs skala hårdhet | 2.5 |
| Lyster | Jordnära, pudrig |
| Strimma | Vit |
| Genomskinlighet | Semitransparent |
| Specifik gravitation | 2,813 (syntetiskt) |
| Referenser | |
Bichulite har en idealisk kemisk formel av 2CaO•Al 2 O 2 • SiO 2 • H 2 O , som formulerades från den hydrotermiska syntesen av syntetisk gehlenit ( 2CaO•Al 2 O 3 •SiO 2 ). Bichulite sågs också i gruvorna i Japan med relaterade mineraler. Denna strukturerade bicculit av sodalittyp har ett ovanligt förhållande mellan aluminium och kisel , vilket orsakar svårigheter att dechiffrera strukturen. På grund av bicculites struktur har den en pulverformig textur, vilket leder till komplikationer när det gäller att få information om mineralets fysikaliska egenskaper. Trots detta problem är färgen, den specifika vikten och kristallstorleken hos bicculit kända. Även om bicculite bara upptäcktes för cirka 40 år sedan, har teknologin gått snabbt framåt, vilket gör att mer exakta resultat kan göras från experiment som görs idag.
Sammansättning
Med tanke på att bicculit hittades i skarns innehåller mineralet olika föroreningar, vilket förhindrar bildandet av en absolut kemisk formel . Även med användningen av röntgenpulverdiffraktionstekniker kunde en exakt sammansättning av bicculit inte fastställas. Men efter att ha utfört några experiment med att hydratisera gehlenit, skapades inte bara bikhulite utan också en idealisk kemisk formel för det sällsynta mineralet arrangerades som 2CaO•Al 2 O 3 • SiO 3 • H 3 O . Eftersom bicculite innehåller aluminium, kisel och syre anses det vara ett aluminiumsilikat . Vid rumstemperatur har aluminiumsilikater vanligtvis ett förhållande mellan aluminium och kisel som är nära 1 som ett resultat av alternerande kopplingar av Al- och Si- joner med O, eller Loewensteins regel. Även om bicculit är ett aluminiumsilikat, är det den enda som har ett Al till Si-förhållande på 2:1 och har en ramstruktur. Bichulite är också ett mineral av sodalittyp, inte bara på grund av dess liknande sammansättning komponenter av Na 6 (Na,Ca) 2 (Al 6 Si 6 O 24 ) X 1-2n • H 2 O , utan också på grund av dess analoga struktur.
Strukturera
Sodalitfamiljen av mineraler har en tetraedrisk ramstruktur, med högt laddade katjoner som Al 3+ eller Si 4+ som ansluter genom en gemensam O 2− . Därför anses bicculit vara en struktur av sodalittyp eftersom den har tetraedrar som består av Al, Si och O. Al- och Si-atomerna är fördelade på de tetraedriska platserna medan kalciumjoner och tomma (OH) 4 -tetraedrar upptar hålrummen. På grund av bicculites ramverk av sodalittyp innehåller den dessutom beta-burar, som är kända för att ha en hög grad av flexibilitet, och som ett resultat kan strukturen kollapsa av olika mekanismer för att rymma olika katjoner och anjoner i beta- buren . Eftersom Al:Si-förhållandet i bicculite är 2:1, orsakar detta störning av Al och Si. Följaktligen uppstår Al-O-Al-kopplingar med de tetraedriska enheterna istället för Al-O-Si, vilket bryter mot Loewensteins regel och orsakar problem för att bestämma strukturen hos bicculit.
Medan man försökte verifiera strukturen av bicculit med en direkt programmetod fann man orimliga kristallkemiska egenskaper. Till slut etablerades utvecklade modeller med hjälp av trial and error och hjälp av Patterson-funktionen , som kartlägger atomerna i gittret för att kontrollera de utvecklade modellerna. Med elimineringsprocessen uppfyllde endast rymdgruppen I4 ̅3m de korrekta interatomära avstånden och kopplingarna till polyedrar, och bekräftades senare genom att använda neutrondiffraktion .
Strukturen av cellerna av bikhulite identifierades vara kroppscentrerad kubisk med hjälp av röntgenpulvermönster. Dessutom är kristallerna kubisk form med en punktgrupp på 4 ̅3m, och har således en isometrisk kristallklass. Neutrondiffraktion bestämde att bicculitkristallerna har en rymdgrupp på I4 ̅3m med a=8,825 ± 0,001 Å. Det bestämdes att Al- och Si-atomerna placerades på de tetraedriska platserna med syre som höll dem på plats. Det finns också en tom tetraeder av syreatomer i mitten av varje oktaedrisk grupp och var och en är bunden till en väteatom som finns på cellens kroppsdiagonaler. Med hjälp av Patterson-funktionen, som bestämmer kristallografin av mineraler, sågs kalciumatomer och OH-grupper i de stora utrymmena av bicculites ramverk.
Geologisk förekomst
Bichulite är den naturliga analogen av gehlenithydrat, därför kan gehlenit sönderdelas till bikhulit, eller processerna kan vändas genom att använda hydrotermiska metoder för att omvandla bikhulit tillbaka till gehlenit. Dessutom kan bicculite bildas under avkylningsepisoden av kontaktmetamorfism, där stenens textur förändras på grund av exponering för tryck och extrema temperaturer från magma , eller av metasomatism, som förändrar bergarten kemiskt genom hydrotermiska vätskor. Bichulite förekommer med vesuvianit (med eller utan hydrogrossulär), gehlenit och kalcit . Dessutom innehåller bicculiten från Akagane-gruvan i Iwate-prefekturen , Japan, xantofyllit och vesuvianit. Bicchulite förekommer inte bara i skarns i staden Bicchu, utan även skarns i Carneal, Nordirland .