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红铊矿

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红铊矿
基本资料
类别硫代酸盐矿物
化学式TlAsS2
IMA记号Lor[1]
施特龙茨分类2.HD.05
晶体分类棱柱体 (2/m)
H-M记号相同)
晶体空间群P21/a
性质
颜色红色到胭脂红、铅灰色
晶体惯态棱柱状横纹平行于[001]
晶系单斜
解理[100]完美,[001]清晰
断口贝壳状
莫氏硬度2.0–2.5
光泽半金属光泽到金刚光泽
条痕樱桃红色
透明性半透明
比重5.53
光学性质双轴(+)
折射率nα = 2.720
多色性弱;Y = 紫红色;Z = 橙红色
参考文献[2][3][4]

红铊矿(英语:Lorándite)是一种含硫代酸盐矿物,化学式为TlAsS2。虽然稀有,但它是最常见的含铊矿物。红铊矿出现在低温热液组合以及矿床中。伴生矿物包括辉锑矿雄黄雌黄朱砂钒铅矿胶黄铁矿白铁矿黄铁矿黝铜矿、锑闪锌矿重晶石[2]

该矿物被用于通过某种涉及铊的核反应来检测太阳中微子[5][6]它有一个单斜的晶体结构,由铊原子相互连接的AsS3四面体螺旋链组成,可在实验室合成。

历史

红铊矿于1894年在卡瓦达尔奇(现北马其顿)附近的Allchar矿床首次发现,并以匈牙利著名物理学家厄特沃什·罗兰的名字命名。[2][4]

分布

除了北马其顿的Allchar矿床外,在塔吉克斯坦的Dzhizhikrut Sb-Hg矿床和俄罗斯北高加索山脉皮亚季戈尔斯克附近的Beshtau铀矿床也发现了红铊矿。它作为一种矿石,在中国贵州省滥木厂汞铊矿床,伊朗东北部Zarshuran金矿,瑞士伦根巴赫采石场中发现。[2][4]

实验室合成

红铊矿单晶可从硝酸亚铊 (TlNO3)、砷和硫在浓氨水中的混合物中生长。将混合物置于高压釜中并在高温(~250°C)下保持数天。该过程产生沿[001]晶轴伸长的深红色棱柱状晶体,在外观和晶体结构细节上与矿物相似。[7]

结构

红铊矿的晶体结构。紫色原子是砷,黄色是硫,棕色是铊。[8]

红铊矿的晶体结构为单斜晶系空间群P21/a,Z = 4,晶格常数a = 1.228 nm,b = 1.130 nm,c = 0.6101 nm,β = 104.5 °。它由面向[010]晶轴的AsS3四面体的螺旋链组成。这些链通过不规则配位的Tl原子共价连接(图中未显示链接互连),这些链接的断裂是导致晶体裂解的原因。[8]

产生

最初发现红铊矿的北马其顿Allchar矿床的构造环境是一种反斜面结构,源于上白垩纪时期的沉积物。在成矿过程中,安山岩的存在导致热液沿着白云岩安山岩的接触面移动,从而形成了红铊矿矿床。[9]

应用

1976年,使用富含铊的矿物红铊矿来探测太阳中微子的方法被提出。该方法依赖于205Tl(νe,e)205Pb反应,其阈值能量相对较低,为52keV,因此效率相对较高。该反应产生205Pb同位素,其寿命长达1540万年;它不仅由中微子引起,还由其他宇宙粒子引起。它们在地壳中都有不同的穿透深度,因此对取自不同深度的含铊矿石中的205Pb含量进行分析,可以获得过去过去几千年中微子的信息。因此,Lorandite Experiment (LOREX) 在2008年到2010年间运行,并以最大的红铊矿来源之一,北马其顿南部的Allchar矿床作为基地。[5][6]

方解石基质上的红铊矿晶体,来自Mercur矿,美国犹他州Mercur。尺寸 1.8×1.8×0.4 cm。

参见

参考资料

  1. ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-08-27]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. (原始内容存档于2021-12-13). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (编). Lorandite. Handbook of Mineralogy (PDF) 1. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. (原始内容存档 (PDF)于2012-02-08). 
  3. ^ Lorandite页面存档备份,存于互联网档案馆). Webmineral
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Lorandite页面存档备份,存于互联网档案馆). Mindat.org
  5. ^ 5.0 5.1 Pavicevic, M. AMS measurements of 26Al in quartz to assess the cosmic ray background for the geochemical solar neutrino experiment LOREX. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 2004,. 223-224: 660–667. Bibcode:2004NIMPB.223..660P. doi:10.1016/j.nimb.2004.04.122. 
  6. ^ 6.0 6.1 Safilov, Trajcče; Angelov, Nikola; Jaćimović, Radojko; Stibilj, Vekoslava. Determination of Trace Elements in Arsenic and Antimony Minerals by Atomic Absorption Spectrometry and k0-Instrumental Neutron Activation Analysis After Removal of As and Sb. Microchimica Acta. 2005, 149 (3–4): 229. S2CID 97055868. doi:10.1007/s00604-004-0295-2. 
  7. ^ Yang, Z; Pertlik, F. The thallium sulfarsenites Tl3AsS3 and TlAsS2 [thallium(I) thioarsenates(III)]: structural characterization and syntheses. Journal of Alloys and Compounds. 1994, 216 (1): 155. doi:10.1016/0925-8388(94)91058-8. 
  8. ^ 8.0 8.1 Fleet M E. The crystal structure and bonding of lorandite, Tl2As2S4 (PDF). Zeitschrift für Kristallographie. 1973, 138 (138): 147. doi:10.1524/zkri.1973.138.138.147. 
  9. ^ Pavicevic, M.K. Lorandite from Allchar – A low energy solar neutrino dosimeter. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1988, 271 (2): 287–296. Bibcode:1988NIMPA.271..287P. doi:10.1016/0168-9002(88)90171-4. 

外部链接