Chromové spinely

Chromové spinely

Vzorec	CrMgFeAlO
Systematika podle IMA ( Mills et al., 2009 )
Podtřída	Komplexní oxidy
Rodina	spinely
Skupina	Chromové spinely
Fyzikální vlastnosti
Barva	Černá

Chrom spinely nebo chrom spinely jsou skupinou minerálů z rodiny spinelů s obecným vzorcem kde je dvojmocný nebo trojmocný chemický prvek ; - s nečistotami. ${\ce {MA2O4}}$ ${\ce {M}}$ ${\ce {A}}$ ${\ce {Cr}}$

Složení chromových spinelů (chromových spinelů) není stejně jako ostatní spinely konstantní a výběr jednotlivých zástupců je podmíněn. V praxi se všechny chromové spinely běžně označují jako chromit . V přírodě jsou nejčastější:

Magnochromit (synonyma: berezovit, berezovskit, hořečnatý a železitý chromit) ${\ce {(Mg, Fe)Cr2O4))$
Chrompikotit (synonyma: chromoceylonit, pikrochromit, alumoberesovit, hořečnaté a železité aluminochromity, hořečnaté a železité chrompikotity) ${\ce {(Mg, Fe) (Cr, Al)2O4))$
Alumochromit (synonyma: hercynitechromit, ferrochromický pikotit) ${\ce {Fe(Cr, Al)2O4}}$

Všechny chromované spinely jsou si navzájem podobné a jsou prakticky nerozeznatelné bez chemické analýzy; jsou společně popsány níže.

Vlastnosti minerálů

Struktura a morfologie krystalů

Kubická syngonie . Vesmírná skupina - Fd3m; Počet jednotek vzorce = 8. U chromových vrchních nátěrů parametr cell klesá s rostoucím obsahem (s klesajícím poměrem a obsahem ). Struktura typu spinel . Při nízké teplotě byla u chromitu zjištěna tetragonální symetrie . Skupina bodů je m3m ( ). Typicky oktaedrické krystaly . Jsou zaznamenány orientované inkluze chrompikotitu v diamantu . ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3 : Al2O3}}$ ${\ce {MgO))$ $3L_{4}4L_{3}6L_{2}PC$

Parametr buňky versus složení

Parametr buňky , Å $a_{0}$	Chromové spinely	Pole
8,302 - 8,311	magnochromit	Kempirsay , Kazachstán
8,177 - 8,299	Chrompikotit	Tiszafo, Maďarsko , Kempirsai , Kazachstán
8,236 - 8,284	Alumochromit	Zimbabwe , Kempirsay , Kazachstán
8,321 - 8,332	${\ce {MgCr2O4}}$	umělý příjem
8,360	${\ce {FeCr2O4}}$	umělý příjem

Fyzikální vlastnosti a fyzikálně-chemické konstanty

Štěpení chybí. Přestávka je nerovnoměrná. Křehký. Tvrdost 5,5 - 7,5. Mikrotvrdost 1246-1519 kg/mm2 při zatížení 100 g (Yang a Milman), 1317-1366 kg/mm2 při zatížení 200 g (Lebedeva) . Měrná hmotnost magnochromitu je 4,2, chromitu 4,5 - 4,8. Barva je černá, chrompikotit je hnědočerný. Linka je hnědá. Lesk kovově až mastný. U tenkých třísek jsou průsvitné a průsvitné. Chrompikotity jsou průsvitnější než magnochromity . Nemagnetický nebo slabě magnetický, magnetismus závisí na obsahu a . Curieův bod chromového spinelu s parametrem buňky = 8,392 - 90°K. Teplo tvorby chromitu \u003d (-) 341,9 kcal / mol ; izobarické potenciály tvorby při 300 °K (-) 317,7 kcal/mol při 500 °K (-) 301,57 kcal/mol , při 900 °K (-) 269,31 kcal/mol . Infračervené spektrum umělého chromitu má dva dobře oddělené intenzivní pásy s maximy blízkými 617 a 523 cm– 1 . ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Fe2O3}}$

Mikroskopická charakterizace

V procházejícím světle jsou chromové spinely s nízkým obsahem chromu neprůhledné nebo olivově zelené a žlutozelené, vysokochromové jsou hnědooranžové, hnědočervené a hnědé. Izotrony . V odraženém světle šedobílá s lehkým hnědavým nádechem. Odrazivost neorientovaného chromitového vzorku klesá ze 14,6-15,2 % při 520 °C na 11,3-11,7 % při 700 ° C . Zvyšuje se paralelně s parametrem buňky s nárůstem obsahu a obsahupoklesem . Často mírně anomálně anizotropní s šedými až tmavě šedými barevnými efekty; při ponoření se účinky zesílí, objeví se slabý nahnědlý odstín (kvůli přítomnosti vnitřních odlesků). Vnitřní odlesky jsou žlutohnědé a červené, jasně pozorovatelné v ponoření. Leštěné profily mají velmi vysokou relativní tvrdost. $m\mu ,$ $m\mu ,$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Al2O3}}$

Chemické složení

Teoretické složení magnochromitu (při ): - 9,69 %; - 17,26 %; - 73,05 %; chrompikotit - (at a ): - 11,01 %; - 19,62 %; - 27,85 %; - 41,52 %; aluminochromit (at = ): — 36,14 %; - 25,64 %; - 38,22 %; chromit : - 32,09 %; - 67,91 %. Při vysoké teplotě tvoří chromit s ilmenitem pevný roztok . Za umělých podmínek byla získána řada pevných roztoků mezi chromitem a magnetitem , mezi chromitem a magnesioferitem . V přírodních podmínkách je mísitelnost chromitu a magnetitu neúplná. Mísitelnost s - je povolena . Jsou stanoveny široké limity izomorfních substitucí mezi dvojmocnými ( ) a trojmocnými ( ) prvky. Obsah se může velmi lišit. Obsah se obvykle rovná 3 - 4, zřídka dosahuje 5 - 10 a ještě vzácněji 10 - 22 mol. %. V transvaalských chromitech se množství pohybuje od 0,05 do 0,81 %. Obsah dosahuje 5,8 %. Nalezeno v malém množství . U chromových spinelů, jak se obsah zvyšuje , obsah závislosti se zvyšuje a snižuje . U chromitů z intruzivního komplexu Stillwater ( USA ) byla zaznamenána přímá korelace mezi obsahem a obsahem , jakož i množstvím . Mezi složením chromových spinelů a geologickými podmínkami jejich vzniku existuje vztah: chromové spinely z dunitů mají obvykle nejvyšší obsah a minimum ; chromové spinely z lherzolitů se vyznačují nejnižším obsahem a a méně a než akcesorické chromové spinely přímo hostitelských hornin. ${\ce {Fe : Mg))$ ${\displaystyle=1:1}$ ${\ce {MgO))$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Cr2O4}}$ ${\ce {Mg : Fe}}$ ${\ce {Cr : Al}}$ ${\displaystyle=1:1}$ ${\ce {MgO))$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr : Al}}$ $1:1$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ $\gamma$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Mg, Fe, Zn))$ ${\ce {Cr, Al, Fe}}$ ${\ce {Mg, Fe,Al}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {V))$ ${\ce {ZnO))$ ${\ce {Ni,Mn, Zr, Co, Ti, V))$ ${\ce {Fe^3+))$ ${\ce {Fe^2+))$ ${\ce {Mg))$ ${\ce {MnO))$ ${\ce {TiO2))$ ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Ga2O3}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Al}}$ ${\ce {Cr}}$ ${\ce {Mg))$ ${\ce {Al}}$ ${\ce {Fe^2+))$

Chování při vytápění

Taví při 1450-2180°C. Teplota tání je tím nižší, čím vyšší je obsah a . Se zvyšujícím se obsahem stoupá i bod tání. Při zahřátí poskytují exotermický účinek přibližně 450 °C a endotermický účinek přibližně 670 °C. Při zahřátí na 300 °C byl pozorován vznik hematitu , nad 500 °C vznik a při 1000 °C magnetitu . ${\ce {FeO}}$ ${\ce {Fe2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {MgO))$ ${\ce {Cr2O3}}$

Charakteristické rysy

Charakteristickými znaky chromových spinelů jsou černá barva , hnědá linka , vysoká tvrdost , nemagnetické (nebo velmi slabé magnetické). Charakteristická je asociace s olivínem , kosočtverečnými a monoklinickými pyroxeny nebo jejich sekundárními produkty - serpentinit , mastek , aktinolit . Na rozdíl od magnetitu , který je podobný pod mikroskopem v odraženém světle, chrom-spinely nejsou leptány žádným standardním činidlem , zatímco magnetit se snadno leptá koncentrovaným . V odraženém světle je magnesioferrit také velmi podobný chromovým spinelům, ale nevykazuje vnitřní odrazy. ${\ce {HCl))$

Diagnostické testy

Při fúzi s . V leštěných řezech a nejsou leptané . Struktura se odhalí, když se minerál vaří 30-60 minut. Při tepelném leptání při 600–650°C po dobu 5–8 minut v oxidačním prostředí vzniká hematit . Netaví se před foukačkou. ${\ce {KHSO4}}$ ${\ce {HNO3, HCl, KCN, FeCl3, HgCl2))$ ${\ce {KOH))$ ${\ce {KClO3 + H2SO4}}$

Být v přírodě

Chromové spinely jsou poměrně rozšířené a spojované téměř výhradně s ultramafickými vyvřelinami . Dunity , harzburgity a lherzolity obvykle obsahují akcesorické chromové spinely a jsou také hostitelskými horninami chromitových rud. Doplňkové chromové spinely jsou také známé v troktolitech . V kimberlitových horninách severovýchodní části sibiřské platformy ( Jakutská oblast ). Také nalezený v kamenných a železných meteoritech . ve formě inkluzí v troilitu , stejně jako ve srůstech s olivínem , troilitem a schreibersitem , byl chromový spinel nalezen ve vzorcích železného meteoritu Sikhote-Alin v silikátové části meteoritu Okhanek.

Tholeiitické bazalty vulkánů Mauna Loa a Kilauea na ostrově Havaj obsahují olivínové xenokrysty s inkluzemi chromovaného spinelu [1] .

Existují dva hlavní způsoby tvorby chromových spinelových usazenin.

Segregace v procesech protokrystalizace ultramafického magmatu . V tomto případě se akcesorní chromové spinely tvoří v ultrabazických horninách, schlierenových akumulacích a plošných ložiskách diseminovaných chromitových rud. Příkladem jsou ložiska komplexu Bushveld v Jižní Africe .
Uvolňování ultramafického magmatu ze sedimentárních tavenin je vytvořením hlavních průmyslových ložisek Uralu a dalších geosynklinálních oblastí, které se vyznačují jasně definovanými čočkovitými, pilířovými a žilnými rudnými tělesy. Rudy mají masivní nebo hustě rozptýlenou texturu. Ložiska tohoto typu se nacházejí v Albánii , Bulharsku , Turecku , Pákistánu a Indii . Šikmá sloupová tělesa byla instalována na ložiskách Alapaevskoye, Verblyuzhyegorskoye a Severokempirsayskoye na Uralu.

Během metamorfózy a redepozice chromových spinelů v důsledku serpentinizace nedochází k tvorbě průmyslových usazenin. Takové segregace chromitu jsou charakterizovány přítomností kemmereritu . Ve formě klastických zrn se chromové spinely nacházejí v mořských sedimentárních horninách různého stáří - zrnka písku, štěrkopísky , slepence ( Ural , Kavkaz , Balkán ). Mezi ložisky řeky Opavy v Československu jsou zaznamenány aluviální rozsypy . Pobřežně-mořské rýžoviště jsou známé. Deluviální a eluviální akumulace jsou například v masivu Klyuchevskoy ( Sverdlovská oblast ) a Kempirsai ( oblast Aktobe ).

Umělá akvizice

Vznikají při fúzi odpovídajících oxidů za přítomnosti mineralizátorů, při krystalizaci silikátových tavenin složení perioditu s určitým přebytkem a malým obsahem a ; při silném ohřevu v kelímku s kryolitem . ${\ce {MgO))$ ${\ce {Al2O3}}$ ${\ce {Cr2O3}}$ ${\ce {Cr2O3 + FeCl3}}$

Aplikace

Základní minerály pro získávání chrómu , jeho sloučenin a slitin; používají se rudy obsahující více než 40 % . ${\ce {Cr2O3}}$

K výrobě žáruvzdorných cihel se používají rudy nízké jakosti .

Poznámky

↑ Makeev A. B., Lyutoev V. P., Vtorov I. P., Bryanchaninova N. I., Makavetskas A. R. Složení a spektroskopie olivínových xenokrystů z havajských tholeiitických bazaltů // Uch. aplikace. Kazaňská univerzita. Ser. přírodní Věda. 2020. V. 162. č. 2. S. 253-273.

Literatura

Pavlov N.V. Chemické složení chrom-spinelů v souvislosti s petrografickým složením hornin ultrabazických intruziv: Diplomová práce pro stupeň kandidáta geologických a mineralogických věd. M. , 1947.
Čuchrov F. V. Bonstedt-Kupletskaja. E. M. Minerály. Adresář. Vydání 3. Komplexní oxidy, titaničitany, niobitany, tantaláty, antimoničnany, hydroxidy. - Moskva: Nauka, 1967. - S. 81-88. — 676 s.