อาร์มาลโคไลต์
อาร์มาลโคไลต์จากเมียนมาร์ (ขนาดเม็ด 5 มม.)
ทั่วไป
หมวดหมู่	แร่ไทเทเนียม
สูตร	(Mg,Fe 2+ )Ti 2 O 5
สัญลักษณ์ IMA	แขน[ 1 ]
การจำแนกประเภทของสตรุนซ์	4.CB.15
ระบบผลึก	ออร์โธรอมบิก
คลาสคริสตัล	ไดพิรามิดัล (มมม) สัญลักษณ์ HM : (2/ม 2/ม 2/ม)
กลุ่มอวกาศ	บีบีเอ็มเอ็ม
หน่วยเซลล์	a = 9.743(30) b = 10.023(20) c = 3.738(30) [Å], Z = 5
การระบุตัวตน
สี	เมื่อสะท้อนแสงจะมีสีเทาอมน้ำตาล ทึบแสง
ความแข็งตามมาตราโมห์ส	<5
ความแวววาว	โลหะ
ความถ่วงจำเพาะ	4.64 กรัม/ซม³ (วัดได้)
คุณสมบัติทางแสง	สองแกน
เอกสารอ้างอิง	[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

อาร์มัลโคไลต์ ( / ˌ ɑːr ˈ m ɑː l k ə l aɪ t / ) เป็น แร่ที่มีไทเทเนียมเป็นองค์ประกอบหลักมีสูตรทางเคมีคือ (Mg,Fe ²⁺ )Ti ₂ O ₅ถูกค้นพบครั้งแรกที่ฐานทรานควิลิตี้บนดวงจันทร์ในปี 1969 ระหว่าง ภารกิจ อะพอลโล 11และตั้งชื่อตามอาร์ม สต รองอัลดรินและคอลลินส์นักบินอวกาศอะพอลโล 11 ทั้งสามคน ร่วมกับทรานควิลิตี้ไอต์และไพรอ็อกซ์เฟอร์รอยต์ อาร์มัลโคไลต์ เป็นหนึ่งในสามแร่ใหม่ที่ถูกค้นพบบนดวงจันทร์^{[ 5 ]}ต่อมาอาร์มัลโคไลต์ถูกระบุพบในหลายตำแหน่งบนโลกและถูกสังเคราะห์ขึ้นในห้องปฏิบัติการ (ทรานควิลิตี้ไอต์และไพรอ็อกซ์เฟอร์รอยต์ก็ถูกค้นพบในหลายตำแหน่งบนโลกในภายหลังเช่นกัน) ^{[ 6 ]}การสังเคราะห์ต้องใช้ความดันต่ำ อุณหภูมิสูง และการทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วจากประมาณ 1,000 °C ลงสู่อุณหภูมิแวดล้อม อาร์มาลโคไลต์จะสลายตัวเป็นส่วนผสมของอิลเมไนต์ ที่อุดมด้วยแมกนีเซียม และรูไทล์ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1,000 องศาเซลเซียส แต่กระบวนการเปลี่ยนแปลงจะช้าลงเมื่ออุณหภูมิลดลง เนื่องจากความจำเป็นในการทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วนี้ อาร์มาลโคไลต์จึงค่อนข้างหายากและมักพบร่วมกับอิลเมไนต์และรูไทล์ รวมถึงแร่ธาตุอื่นๆ ด้วย

แร่ Armalcolite ถูกค้นพบครั้งแรกบนดวงจันทร์ ในทะเลแห่งความสงบ (Sea of ​​Tranquility)ที่ฐาน Tranquility Baseรวมถึงในหุบเขา Taurus–Littrowและ ที่ราบสูง Descartes Highlandsโดยได้มาจากภารกิจ Apollo 11 และ 17 ต่อมาได้มีการระบุพบแร่ชนิดนี้บนโลกจากตัวอย่างหินแทรก และหินอุด Lamproite ที่เก็บได้จาก Smoky Butte ในเขต Garfield County รัฐ Montanaสหรัฐอเมริกา^{[ 7 ]}บนโลก ยังพบได้ในเยอรมนี ( หลุมอุกกาบาต Nördlinger Riesในบาวาเรีย ), กรีนแลนด์ ( เกาะดิสโก ), ​​เม็กซิโก (กรวยภูเขาไฟ El Toro, ซานลุยส์โปโตซี ), แอฟริกาใต้ ( เหมือง คิมเบอร์ไล ต์ Jagersfontein , Bultfonteinและ Dutoitspan ), สเปน ( จังหวัด AlbaceteและJumilla , Murcia ), ยูเครน ( Pripyat Swell ), สหรัฐอเมริกา (เหมือง Knippa, Uvalde County, เท็กซัสและ Smoky Butte, Jordan, มอนแทนา ) และซิมบับเว ( เขต Mwenezi ) ^{[ 2 ] [ 8 ]}นอกจากนี้ยังตรวจพบอาร์มัลโคไลต์ในอุกกาบาตจากดวงจันทร์ เช่น Dhofar 925 และ 960 ที่พบในโอมาน^{[ 9 ]}

อาร์มัลโคไลต์เป็นแร่รองที่พบใน หิน บะซอลต์ที่ อุดมด้วยไทเทเนียม ลาวาภูเขาไฟ และบางครั้ง ในหิน แกรนิต เพกมาไท ต์หินอัลตรามาฟิก แลมโปรไอต์ และคิมเบอร์ไลต์ มันเกี่ยวข้องกับออกไซด์เหล็ก-ไทเทเนียมผสมต่างๆ กราไฟต์อนาลไซม์ไดออปไซด์ อิลเมไนต์ฟ ลอโก ไพต์และรูไทล์ มันก่อตัวเป็นผลึกยาวได้ถึงประมาณ 0.1–0.3 มม. ฝังอยู่ในเมทริกซ์บะซอ ลต์^{[ 10 ]}การวิเคราะห์ทางปิโตรกราฟิกชี้ให้เห็นว่าอาร์มัลโคไลต์มักเกิดขึ้นที่ความดันต่ำและอุณหภูมิสูง^{[ 2 ]}

ผลึกอาร์มัลโคไลต์ที่มีความยาวได้ถึงหลายมิลลิเมตรสามารถปลูกได้โดยการผสมผงออกไซด์ของเหล็ก ไทเทเนียม และแมกนีเซียมในอัตราส่วนที่ถูกต้อง หลอมในเตาเผาที่อุณหภูมิประมาณ 1,400 °C ปล่อยให้สารหลอมเหลวตกผลึกเป็นเวลาสองสามวัน ที่อุณหภูมิประมาณ 1,200 °C แล้วจึงทำให้ผลึกเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วจนถึงอุณหภูมิห้อง^{[ 11 ] [ 12 ]}ขั้นตอนการทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็วนี้จำเป็นทั้งสำหรับการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการและการสังเคราะห์ตามธรรมชาติ เพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนอาร์มัลโคไลต์เป็นส่วนผสมของอิลเมไนต์ที่อุดมด้วยแมกนีเซียม (Mg- FeTiO )₃) และรูไทล์ (TiO2 ₎ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1,000 °C ^{[ 13 ]}อุณหภูมิเกณฑ์การแปลงนี้จะเพิ่มขึ้นตามความดันและในที่สุดก็จะเกินจุดหลอมเหลว ซึ่งหมายความว่าแร่จะไม่สามารถก่อตัวได้ที่ความดันสูงเพียงพอ เนื่องจากการแปลงเป็นอิลเมไนต์ อาร์มัลโคไลต์จึงมีปริมาณค่อนข้างน้อยและเกี่ยวข้องกับอิลเมไนต์และรูไทล์^{[ 14 ]}ดังนั้น ปริมาณสัมพัทธ์ของอิลเมไนต์และอาร์มัลโคไลต์จึงสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้อัตราการเย็นตัวของแร่ในระหว่างการก่อตัวได้^{[ 15 ]}

อาร์มัลโคไลต์มีสูตรเคมีทั่วไปคือ (Mg,Fe ²⁺ )Ti ₂ O ₅มันก่อตัวเป็นมวลทึบแสงซึ่งปรากฏเป็นสีเทา (ออร์โธ-อาร์มัลโคไลต์) ถึงสีน้ำตาลอ่อน (พารา-อาร์มัลโคไลต์) เมื่อสะท้อนแสง โดยชนิดสีเทาพบได้บ่อยที่สุด โดยเฉพาะในตัวอย่างสังเคราะห์ โครงสร้างผลึกของออร์โธ-และพารา-อาร์มัลโคไลต์เหมือนกัน องค์ประกอบทางเคมีของพวกมันไม่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ แต่มีความแตกต่างในปริมาณ MgO และ Cr ₂ O ₃ซึ่งเป็นสาเหตุของสีที่แตกต่างกัน^{[ 13 ] [ 16 ]}อาร์มัลโคไลต์เป็นส่วนหนึ่งของ กลุ่ม ซูโดบรูไคต์ซึ่งประกอบด้วยแร่ธาตุที่มีสูตรทั่วไป X ₂ YO ₅ X และ Y มักจะเป็น Fe (2+ และ 3+), Mg, Al และ Ti ตามลำดับสมาชิกปลายทางคือ อาร์มัลโคไลต์ ((Mg,Fe)Ti ₂ O ₅ ), ซูโดบรูไคต์ (Fe ₂ TiO ₅ ), เฟอร์โรซูโดบรูไคต์ (FeTi ₂ O ₅ ) และ " คาร์รูไอต์ " (MgTi ₂ O ₅ ) พวกมันมีโครงสร้างเหมือนกันและมีโครงสร้างผลึกแบบออร์โธรอมบิก และพบได้ในหินบนดวงจันทร์และบนโลก^{[ 8 ] [ 10 ] [ 17 ]}

_{องค์ประกอบทางเคมีของตัวอย่างอาร์มัลโค ไล}ต์ส่วนใหญ่สามารถแยกออกเป็นผลรวมของออกไซด์โลหะได้ดังนี้: TiO2 ₍ความเข้มข้น 71–76%), FeO (10–17%), MgO (5.5–9.4%), Al2O3 ( _1.48–2 % ), Cr2O3 _{( 0.3-2} %) และ MnO (0–0.83%) ในขณะที่ปริมาณไทเทเนียมค่อนข้างคงที่ อัตราส่วนของแมกนีเซียมต่อเหล็กจะแตกต่างกันและมักจะต่ำกว่า 1 ^{[ 2 ] [ 10 ]}อาร์มัลโคไลต์ชนิดที่เรียกว่า Cr-Zr-Ca มีความโดดเด่นซึ่งมีปริมาณ Cr2O3 (4.3–11.5%), ZrO2 (3.8–6.2%) และ CaO (3–3.5%) สูงขึ้น_{ชนิดเหล่า}นี้_ไม่ แตกต่างกันอย่างชัดเจน และยัง พบองค์ประกอบระดับกลางอีกด้วย^{[ 13 ]}อาร์มัลโคไลต์ชนิดที่มีธาตุเหล็กน้อย (มีแมกนีเซียมมาก) มีโครงสร้างผลึกแบบเดียวกันและพบในเปลือกโลกเช่นเดียวกับแร่ที่เรียกกันอย่างไม่เป็นทางการว่า "คาร์รูไอต์" ^{[ 15 ] [ 18 ]}

ไทเทเนียมส่วนใหญ่ในอาร์มัลโคไลต์อยู่ในสถานะ 4+ เนื่องจากสภาพแวดล้อมการสังเคราะห์แบบรีดิวซ์ แต่มีสัดส่วน Ti ³⁺ ที่สำคัญ ในตัวอย่างจากดวงจันทร์ อัตราส่วน Ti ³⁺ /Ti ⁴⁺ในอาร์มัลโคไลต์สามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ฟิวจาซิตี้ (ความดันย่อยที่มีประสิทธิภาพ) ของออกซิเจนในระหว่างการก่อตัวของแร่ นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถแยกแยะอาร์มัลโคไลต์จากดวงจันทร์และโลกได้ เนื่องจาก Ti ³⁺ /Ti ⁴⁺ = 0 สำหรับอาร์มัลโคไลต์จากโลก^{[ 13 ]}

เนื่องจากสูตรของอาร์มาลโคไลต์คือ (Mg,Fe ²⁺ )Ti ₂ O ₅จึงมีสูตรทั่วไปเป็น XY ₂ O ₅โดยที่ X=(Mg และ Fe ²⁺ ), Y=Ti และ O คือออกซิเจน ตำแหน่ง X และ Y ทั้งสองตำแหน่งมีการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยม และอัตราส่วนรัศมีระหว่างแคตไอออนและแอนไอออนในอาร์มาลโคไลต์อยู่ที่อัตราส่วนสามต่อห้าเท่ากับ 0.6 ทำให้โครงสร้างเป็นทรงแปดเหลี่ยม อาร์มาลโคไลต์เป็นแร่ที่อุดมด้วยไทเทเนียมซึ่งอยู่ในกลุ่มแร่แมกนีเซียมเฟอร์โรพซูโดบรูไคต์ โดยมี Fe ²⁺ Ti ₂ O ₅และ MgTi ₂ O ₅เป็นสมาชิกปลาย^{[ 8 ]}เนื่องจากมีสมมาตรทรงแปดเหลี่ยม อาร์มาลโคไลต์จึงมีสารละลายของแข็ง (การแทนที่แคตไอออน) ระหว่างธาตุหลายชนิด ได้แก่ Fe ²⁺ , Fe ³⁺ , Mg, Al และ Ti เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกันในรัศมีอะตอมและประจุ โครงสร้างผลึกของอาร์มาลโคไลต์เป็นรูปทรงพีระมิดคู่แบบออร์โธรอมบิก ดังนั้นจึงจัดอยู่ในประเภทออร์โธรอมบิกและมีกลุ่มจุด 2/m 2/m 2/m และกลุ่มพื้นที่ Bbmm ภายในไซต์ M1 ของอาร์มาลโคไลต์นั้น เหล็กเหมาะที่จะอยู่เนื่องจากเหล็กมีขนาดใหญ่กว่า และสำหรับ M2 แมกนีเซียมและไทเทเนียมมีการกระจายตัวระหว่างสองไซต์ ในไซต์โลหะ ไทเทเนียมมีการประสานงานแปดเท่า แมกนีเซียมและเหล็กมีการประสานงานสี่เท่า^{[ 13 ] [ 16 ]}อัตราส่วนของแมกนีเซียมและเหล็กในอาร์มาลโคไลต์ลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลงจาก 0.81 ที่ 1,200 °C เป็น 0.59 ที่ 1,150 °C เมื่ออาร์มาลโคไลต์ถึง 1,125 °C มันจะถูกแทนที่ด้วยอิลเมไนต์ FeTiO ₃ซึ่งขาดทั้งแมกนีเซียมและเหล็ก^{[ 7 ]}

โครงสร้างผลึกของอาร์มัลโคไลต์นั้นใกล้เคียงกับโครงสร้างของบรูไคต์ ที่บิดเบี้ยว โดยมีพื้นฐานมาจากออกตาเฮดราที่ผิดรูป โดยมีอะตอมของไทเทเนียมอยู่ตรงกลางและอะตอมของออกซิเจน 6 อะตอมอยู่ที่มุม ไอออนของแมกนีเซียมหรือเหล็กจะอยู่ในตำแหน่งระหว่างอะตอม ไอออนเหล่านี้ไม่ได้มีส่วนสำคัญต่อโครงสร้างแลตติส ซึ่งยึดไว้ด้วยพันธะ Ti-O ผ่านทางมุมของออกตาเฮดรา อย่างไรก็ตาม ไอออนเหล่านี้ส่งผลต่อคุณสมบัติทางแสง ทำให้แร่มีความทึบแสง ตรงกันข้ามกับ^{ไทเทเนียม}ไดออกไซด์ TiO2 ที่ โปร่งใส ^[ ₁₃ ^]

• รายชื่อแร่ธาตุ
• รายชื่อแร่ธาตุที่ตั้งชื่อตามบุคคล

• ภาพอาร์มัลโคไลต์ 1
• ภาพอาร์มัลโคไลต์ 2
• ภาพที่ 3 ของอาร์มัลโคไลต์