Taranakite es un hidratado alcalino de hierro - aluminio mineral de fosfato con la fórmula química ( K , Na ) 3 ( Al , Fe 3+ ) 5 ( PO 4 ) 2 ( HPO 4 ) 6 · 18 H 2 O . [2] [3] [4] Se forma a partir de la reacción de minerales arcillosos o rocas aluminosas con soluciones enriquecidas en fosfato derivado del guano de murciélago o ave.o, con menos frecuencia, de huesos u otra materia orgánica. [6] La taranakita se encuentra más comúnmente en cuevas húmedas habitadas por murciélagos cerca del límite de las capas de guano con la superficie de la cueva. También se encuentra en lugares costeros perennemente húmedos que han sido ocupados por colonias de aves. La ubicación del tipo , y su homónimo, las Islas Pan de Azúcar frente a Taranaki, Nueva Zelanda , es un ejemplo de ocurrencia costera.
Taranakita | |
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General | |
Categoría | Minerales de fosfato |
Fórmula (unidad de repetición) | ( K , Na ) 3 ( Al , Fe 3+ ) 5 (PO 4 ) 2 (HPO 4 ) 6 · 18H 2 O |
Clasificación de Strunz | 8.CH.25 |
Sistema de cristal | Trigonal |
Clase de cristal | Escalenoédrico hexagonal ( 3 m) Símbolo HM : ( 3 2 / m) |
Grupo espacial | R 3 c (núm. 167) |
Celda unitaria | a = 8,7025, c = 95,05 [Å]; Z = 6 |
Identificación | |
Masa de fórmula | 1.342,30 g / mol |
Color | Blanco, amarillo pálido o gris |
Hábito de cristal | Platy, masivo, nodular |
Tenacidad | Maleable, untuoso |
Escala de Mohs de dureza | 1-2 |
Racha | blanco |
Diafanidad | Transparente |
Gravedad específica | alrededor de 2,13 |
Propiedades ópticas | Uniaxial (-) |
Índice de refracción | n ω = 1,506–1,510 n ε = 1,500–1,503 |
Solubilidad | Insoluble en agua Ligeramente soluble en ácidos [1] |
Referencias | [2] [3] [4] [5] |
La taranakita forma pequeños cristales de color blanco, amarillo pálido o gris, que se encuentran típicamente en agregados nodulares pulverulentos o costras. La taranakita cristaliza en el sistema hexagonal y se observa que tiene el eje cristalográfico más largo de cualquier mineral conocido: el eje c de la celda unitaria de taranakita tiene 9,505 nanómetros de largo. [3]
Ocurrencia
La taranakita fue descrita por primera vez en 1866 por James Hector y William Skey . [7] [8] El material había sido encontrado por H. Richmond en las Islas Pan de Azúcar de Taranaki, Nueva Zelanda (en las cercanías de39 ° 02′57 ″ S 174 ° 01′40 ″ E / 39.049086 ° S 174.027708 ° E), como finas costuras amorfas de color blanco amarillento en fisuras dentro de rocas traquíticas . Dentro de la taranakita, se observaron costuras de color marrón amarillento oscuro y se pensó que eran wavellita . El análisis de rayos X moderno mostró más tarde que esta inclusión era vashegyita (Al 11 (PO 4 ) 9 (OH) 6 ) · 38H 2 O). [9]
La propia taranakita se confundió inicialmente con wavellite. Diferencias-su física relativa suavidad y facilidad de fusibilidad -LED tecla S, el analista Gobierno de Nueva Zelanda colonial, para llevar a cabo el análisis químico cuantitativo que identifica el mineral como un fosfato doble hidratado de alúmina y potasa, con algo de sustitución de aluminio con férrico hierro. [7] Esto lo identificó como una nueva especie mineral, la primera en ser descubierta en Nueva Zelanda. [10]
Héctor y Skey identificaron el guano de aves como la fuente más probable de fosfato requerido para formar taranakita, y especularon sobre las posibles ventajas de su uso en la producción de superfosfato , debido a la ausencia de carbonato y cantidades relativamente pequeñas de aluminio. Este uso industrial nunca se realizó debido a la distribución limitada de taranakita.
La taranakita fue redescubierta en dos ubicaciones de cuevas y recibió dos nuevos nombres. En 1894, Armand Gautier describió un mineral al que llamó minervita de las cuevas de Grotte de Minerve en Hérault, Francia, y argumentó que se formó a partir de guano en descomposición y restos de animales que reaccionaban con arcillas. Lo justificó experimentalmente haciendo reaccionar fosfato de amonio con óxido de aluminio gelatinoso , carbonato de hierro y piedra caliza. Estas reacciones produjeron un compuesto de tipo minervatie y fosfatos de hierro y calcio similares a los que observó en las cuevas. [11] En 1904 Eugenio Casoria encontró un mineral bajo una capa de guano en Monte Alburno, Italia, al que llamó palmerita . [12] Estos dos minerales fueron posteriormente identificados mediante difracción de rayos X en polvo como taranakita [9] y desacreditados a favor de la taranakita por prioridad histórica. [13]
Otras ocurrencias de taranakita incluyen: [14]
- Misserghin , Argelia (como minervite) (1895)
- Cuevas de Jenolan , Australia (como minervite) (1898)
- No hay depósitos de guano en las cuevas; Se cree que la fosfatación ocurre a partir del agua de río que contiene materia orgánica que penetra en la cueva.
- Reunión , Océano Índico (como minervite) (1910)
- Dentro de una cueva de basalto en el distrito de Saint-Paul
- Islas Leones , Patagonia (1933)
- Asociado con una colonia de pingüinos
- Cueva Pig Hole, cerca de Blacksburg, Virginia (1954) [15]
- Una cueva de piedra caliza. La taranakita se presenta como un polvo cerca del contacto del guano de murciélago y el pelo con la arcilla, y dentro de las fracturas en la arcilla brecha . Este fue el primer descubrimiento de taranakita en los Estados Unidos.
- Cueva de Onino-Iwaya, prefectura de Hiroshima, Japón (1975) [16]
- Como polvo asociado con yeso dentro de sedimentos arcillosos, no más de tres centímetros por debajo de la superficie en áreas de depósitos de guano de murciélago.
- Cueva de Mezesse cerca de Yaundé, Camerún [17]
- Espeleotemas coralloides de microcapas de taranakita y ópalo que se alternan regularmente en una cueva granítica . La estratificación regular de taranakita se explicó como el efecto estacional de la lixiviación de guano y el flujo de arcilla de las partes superiores de la cueva durante la temporada de lluvias.
- Cook's Head Rock and Green Island , Otago, Nueva Zelanda (2003) [18]
- Ocurre con leucofosfito como agregados microcristalinos en basalto articulado y brechado. Se cree que los pequeños pingüinos azules de Green Island y las gaviotas de Cooks Head Rock son la principal fuente de guano.
Las ocurrencias costeras, en Nueva Zelanda y Patagonia, ocurren en latitudes altas, lo que respalda la necesidad de condiciones húmedas para la formación de taranakita. En los trópicos, en lugar de taranakita, los minerales que se forman a partir de la fosfatización derivada del guano de rocas ígneas son variscita (AlPO 4 · 2H 2 O), metavariscita (AlPO 4 · H 2 O), barrandita ((Al, Fe 3+ ) PO 4 · 2H 2 O), fortalecita y fosfosiderita (Fe 3+ PO 4 · 2H 2 O). [9]
Presencia en suelos
Se observa que se forma tarankaita en la zona de reacción de los fertilizantes . [1] Taranakita de potasio (sinónimo de taranakita) o taranakita de amonio (donde los cationes alcalinos son reemplazados por amonio ) pueden formarse en suelos ácidos tratados con fertilizantes fosfatados de potasio o amonio. La formación de taranakitas, que son relativamente insolubles, puede actuar para reducir la biodisponibilidad de fósforo, potasio y nitrógeno si se forman. Esto puede dificultar el crecimiento de las plantas en las etapas iniciales al reducir los cationes disponibles y también ayudar a largo plazo al extender la presencia de estos nutrientes. [19]
Estructura
La taranakita cristaliza en el sistema cristalino hexagonal (escalenoédrico hexagonal, 3 2 / m) con el grupo espacial R 3 c. Las dimensiones de la celda unitaria son a = 870.25 pm yc = 9505 pm, que encierran un volumen de 6.234 nm 3 . El eje c es el más largo de todos los minerales conocidos. [3]
La celda unitaria de taranakita contiene seis capas de composición K 3 Al 5 ( H P O 4 ) 6 ( P O 4 ) 2 ( H 2 O ) 12 , cada una de 13,78 Å de espesor y separadas por capas de agua. La estructura rígida de cada capa se construye alrededor de grupos de H P O 4 2− que coordinan tres centros de aluminio cristalográficamente distintos, cada uno de los cuales tiene el número de coordinación seis. Cerca de la mitad de cada capa, un ion de aluminio coordina octaédricamente seis HPO 4 2− . Otros dos oxígenos en cada grupo de fosfato de hidrógeno coordinan los otros centros de aluminio distintos, que a su vez son octaédricos coordinados a tres grupos de fosfato de hidrógeno y tres moléculas de agua. Esta estructura forma un enlace Al' – P – Al '' - P – Al 'casi paralelo al eje c , con el otro átomo de aluminio distinto desplazado, y casi verticalmente por debajo de un ion PO 4 3− .
La taranakita pierde agua fácilmente cuando se calienta. El análisis gravimétrico térmico muestra dos eventos de pérdida de agua endotérmica que ocurren en los rangos de 80–140 ° C y 140–300 ° C correspondientes a la pérdida secuencial de cinco y trece moléculas de agua para formar francoanellita y un material no cristalino. Calentar a 500 ° C da como resultado una deshidratación completa para formar K 3 Al 5 P 8 O 29 . En el rango de 562–595 ° C se forman AlPO 4 cristalinas y KAlP 2 O 7 . [20]
Referencias
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