การ์นิเอไรต์

การ์เนียไรต์เป็นชื่อทั่วไปของแร่นิกเกิลสีเขียวที่พบในโพรงและเส้นแร่ภายในหินอัลตรามาฟิก ที่ผุพังและเกิดเซอร์เพนไทไนเซชัน เกิดจากการผุพังแบบลาเทอไรต์ของหินอัลตรามาฟิกและพบได้ในแหล่งแร่ นิกเกิลลาเทอไร ต์หลายแห่ง ทั่วโลก เป็นแร่นิกเกิลที่สำคัญ มีปริมาณ NiO สูง[ 1 ] [ 2 ]เนื่องจากการ์เนียไรต์ไม่ใช่ชื่อแร่ที่ถูกต้องตามคณะกรรมการว่าด้วยแร่ใหม่ การตั้งชื่อและการจำแนกประเภท (CNMNC) จึงไม่มีการนำองค์ประกอบหรือสูตรที่แน่นอนมาใช้กันอย่างแพร่หลาย องค์ประกอบที่เสนอบางส่วนล้วนเป็นซิลิเกต Ni-Mg ไฮดรัส[ 1 ] [ 3 ]ซึ่งเป็นชื่อทั่วไปสำหรับไฮโดรซิลิเกต Ni-Mg ซึ่งมักเกิดขึ้นเป็นส่วนผสมที่ใกล้ชิดและโดยทั่วไปประกอบด้วยแร่ธาตุต่อไปนี้สองชนิดขึ้นไป: เซอร์เพนไทน์ทัลก์ เซพิโอไลต์ สเมก ไทต์ หรือคลอไรต์ [ 4 ] และซิลิเกต Ni-Mg ที่มีหรือไม่มีอะลูมินา ซึ่งมี รูปแบบ การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ที่เป็นแบบฉบับของเซอร์เพนไทน์ ทัลก์ เซพิโอไลต์ คลอไรต์ เวอร์มิคูไลต์หรือส่วนผสมของทั้งหมด[ 5 ]
องค์ประกอบ
มีการศึกษาวิจัยหลายชิ้นที่ตรวจสอบองค์ประกอบของแร่การ์เนียไรต์ ในปี พ.ศ. 2507 มีการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับองค์ประกอบของแร่การ์เนียไรต์ที่มีลักษณะคล้ายทัลก์ และพบว่าองค์ประกอบนั้นใกล้เคียงกับองค์ประกอบของสตีเวนไซต์และเซพิโอไลต์แต่มีการแทนที่ปริมาณ Mg บางส่วนด้วย Ni [ 6 ]ในปี พ.ศ. 2516 มีการศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งพบว่าการวิเคราะห์ทางเคมีของตัวอย่างแร่การ์เนียไรต์ให้ สูตร ที่ไม่เป็นสัดส่วนทางเคมีซึ่งสามารถลดรูปเป็นสูตรคล้ายกับของทัลก์และเซอร์เพนไทน์ได้ ผู้เขียนเสนอสูตรโมโนไฮเดรตของทัลก์คือ(Mg,Ni) Si O (OH) ·H Oสำหรับแร่การ์เนียไรต์ที่มีลักษณะคล้ายทัลก์[ 4 ]การศึกษาวิจัยชิ้นที่สามพบ Mg, Si, Fe, Ni และ Al ในตัวอย่างที่ศึกษา ผู้เขียนระบุว่าองค์ประกอบของตัวอย่างแร่การ์เนียไรต์ทั้งหมดของเขาอยู่ระหว่างอนุกรมสารละลายของแข็งของเซอร์เพนไทน์และเซพิโอไลต์[ 5 ]ในปี 2551 มีการศึกษาวิจัยอีกชิ้นหนึ่งที่ใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์เพื่อหาองค์ประกอบของตัวอย่างการ์เนียไรต์ที่เก็บรวบรวมจากเหมืองฟัลคอนโดในสาธารณรัฐโดมินิกันพบว่าตัวอย่างแต่ละชิ้นที่วิเคราะห์นั้นจัดอยู่ในหนึ่งในสามกลุ่ม ได้แก่ กลุ่ม Ni-talc ถึงwillemseite (Ni สูงสุด 25 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) กลุ่ม Ni -lizarditeถึงnepouite (Ni สูงสุด 34 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) และกลุ่ม Ni-sepiolite ถึงfalcondoite (Ni สูงสุด 24 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก) [ 7 ]ในปี 2554 การศึกษาวิจัยล่าสุดได้ใช้การวิเคราะห์ Extended X-ray Absorption Fine Structure ( EXAFS ) เพื่อกำหนดองค์ประกอบของตัวอย่างการ์เนียไรต์ พบว่าการ์เนียไรต์มีสารละลายของแข็ง เกือบสมบูรณ์ ระหว่าง Ni- sepioliteและfalcondoiteโดยตัวอย่างที่วิเคราะห์แสดงองค์ประกอบ falcondoite ระหว่าง 3 ถึง 77 เปอร์เซ็นต์[ 2 ]จากการวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์และ ความร้อน พบว่าแร่การ์เนียไรต์ใน แหล่งแร่ อูราลเป็นหินหลายเฟส ประกอบด้วยเซอร์เพนไทน์ ( เพโคไรต์ 2McI, คริโซไทล์ 2McI, คริโซไทล์ 2OrcI, ลิซาร์ไดต์ 6T, ลิซาร์ไดต์ 1T, เนปูไอต์ – นิเกิลลิซาร์ไดต์ 1T), คลอไรต์ ( คลิโนคลอไรต์ IIB, เซพิโอไลต์ , พาลีกอร์สไคต์ ), แร่ดินเหนียว ( นอนโทรไนต์)ซาโพไนต์มอนต์มอริลโลไนต์เวอร์มิคูไลต์ ) แร่ใน กลุ่ม ไมกา ( ทัลก์ไวเลมไซต์ คลินโทไนต์แอ นไน ต์ ฟ ลอโกไพต์ ) และควอตซ์แคลไซต์ ซอโคไน ต์บีเด ลไล ต์ ฮัลลอยไซต์ ทอมโซไนต์ โกเอไทต์แมกเฮไมต์โอปอลโมกาไน ต์ นิกเกิล เฮ กซา ไฮ ได รต์ แมกนี ซิโอโครไมต์และริฟไซต์ เป็นแร่ที่พบได้ประปรายในนั้น[ 8 ]
โครงสร้าง
โดยทั่วไปแล้ว การ์เนียไรต์เป็นแร่ที่มีเม็ดละเอียดและมีโครงสร้างผลึก ที่ ไม่ ดี [ 4 ]พารามิเตอร์ของเซลล์หน่วยที่พบโดยใช้การวิเคราะห์ ด้วย กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน (TEM) คือ 13.385(4), 26.955(9), 5.271(3) Åและ 13.33(1), 27.03(2), 5.250(4) Å กลุ่มพื้นที่คือ Pncn [ 7 ]
จากรัศมีไอออนและประจุเพียงอย่างเดียว Ni 2+ควรจะสามารถแทนที่ Mg 2+ในการประสานงานแบบทรงแปดเหลี่ยม ได้อย่าง ง่ายดาย[ 3 ] [ 9 ]ข้อเท็จจริงที่ว่า Ni สามารถแทนที่ Mg ในการ์เนียไรต์ได้อย่างง่ายดายนั้นอธิบายได้ว่าทำไมเมื่อปริมาณ NiO เพิ่มขึ้น ปริมาณ MgO จึงลดลง นิกเกลในการ์เนียไรต์ไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งโครงสร้าง แต่มีความเข้มข้นอยู่ในบริเวณเล็กๆ ของนิกเกลที่ล้อมรอบด้วยบริเวณของแมกนีเซียม[ 2 ]
การ์เนียไรต์เป็นซิลิเกตแบบชั้น[ 4 ] [ 6 ] [ 10 ]ความแตกต่างหลักระหว่างการ์เนียไรต์ชนิดคล้ายเซอร์เพนไทน์และชนิดคล้ายทัลก์คือระยะห่างระหว่างชั้นในโครงสร้าง ซึ่งเห็นได้จาก การศึกษา การเลี้ยวเบนของรังสีเอก ซ์แบบผง การ์เนียไรต์ชนิดคล้ายเซอร์เพนไทน์มีระยะห่างระหว่างชั้นฐาน 7 Å ในขณะที่การ์เนียไรต์ชนิดคล้ายทัลก์มีระยะห่างระหว่างชั้นฐาน 10 Å [ 4 ] [ 6 ]ที่กำลังขยาย 10 6เท่า ระยะห่างระหว่างชั้น 7 และ 10 Å (d(001)) สามารถมองเห็นได้ชัดเจนและวัดได้ โดยระยะห่าง 7 Å นั้นชัดเจนกว่าระยะห่าง 10 Å [ 10 ]แร่ที่มีระยะห่างระหว่างอะตอม 7 Å คล้ายเซอร์เพนไทน์ แสดงให้เห็นอนุภาครูปแท่งและรูปท่อ รวมถึงอนุภาครูปแผ่นและอนุภาคฟู ซึ่งน่าจะเป็นกลุ่มก้อน ในขณะที่แร่ที่มีระยะห่างระหว่างอะตอม 10 Å แสดงให้เห็นความหลากหลายของอนุภาคน้อยกว่ามาก โดยแสดงเฉพาะรูปแบบแผ่นและฟู และมีอนุภาครูปท่อหรือรูปแท่งน้อยมาก อนุภาคบางส่วนแสดงการเรียงตัวสลับชั้นของระยะห่าง 7 และ 10 Å ไม่มีความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณ NiO กับรูปร่างของอนุภาคในแร่[ 10 ]แร่การ์เนียไรต์ชนิด 7 Å มักมี โครงสร้างคล้ายกับ ไครโซไทล์หรือลิซาร์ไดต์ในขณะที่ชนิด 10 Å มักคล้ายกับพิเมไลต์[ 4 ] [ 10 ]
คุณสมบัติทางกายภาพ
การ์เนียไรต์เป็นแร่สีเขียว มีตั้งแต่สีเขียวอมเหลืองอ่อนไปจนถึงสีเขียวเข้ม[ 3 ] [ 5 ]สีเกิดจากการมีนิกเกลอยู่ในโครงสร้างแร่ของแมกนีเซียม[ 4 ]นูเมไอต์ (ซึ่งต่อมาพบว่าเป็นสมาชิกของตระกูลการ์เนียไรต์) มีความแข็ง แตกต่างกันไป ตั้งแต่แบบอ่อนและเปราะ ไปจนถึงแบบแข็งพอที่จะแกะสลักเป็นรูปปั้นและอื่นๆ ได้[ 11 ]การ์เนียไรต์บางชนิดติดลิ้นและละลายได้ง่ายในน้ำหรือแม้กระทั่งบนลิ้น[ 11 ]การ์เนียไรต์มักมีเนื้อสัมผัสแบบคอลโลฟอร์ม ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของแร่ที่เติมเต็มช่องว่างจากสารละลาย[ 7 ]โดยทั่วไป การ์เนียไรต์สีเขียวเข้มจะมีปริมาณนิกเกลสูงกว่า มีความ หนาแน่นจำเพาะ สูงกว่า และมีดัชนี หักเหเฉลี่ยสูงกว่าการ์เนียไรต์สีเขียวอ่อน ซึ่งน่าจะเกี่ยวข้องกับการมีนิก เกลในโครงสร้างผลึก มากกว่า ความหนาแน่นสัมพัทธ์ของการ์เนียไรต์อยู่ในช่วงประมาณ 2.5 ถึง 3 ดัชนีหักเหเฉลี่ยของการ์เนียไรต์อยู่ในช่วงประมาณ 1.563 ถึง 1.601 [ 1 ]
การเกิดทางธรณีวิทยา

การ์เนียไรต์สีอ่อนเป็นการเปลี่ยนแปลงของ หินที่อุดมด้วย โอลิวีนไปเป็นแร่คล้ายดินเหนียวที่มีนิกเกลน้อย การ์เนียไรต์สีเขียวอ่อนถึงเขียวสดเป็นผลมาจากการชะล้างแมงกานีสออกไซด์ แมกนีเซียม นิกเกล และเหล็กจากการ์เนียไรต์สีเขียวเข้มดั้งเดิมที่อุดมด้วยนิกเกล ซึ่งถูกสะสมโดยน้ำใต้ดิน[ 1 ]ส่งผลให้การ์เนียไรต์เกิดขึ้นบ่อยมากในรูปของการเติมเต็มรอยแตกของเส้นแร่ที่มีความหนาตั้งแต่ระดับมิลลิเมตรถึงเซนติเมตร หรือเป็นเนื้อผ้าหรือสารเคลือบที่เหมืองฟัลคอนโดในสาธารณรัฐโดมินิกัน[ 7 ] [ 12 ]การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ของตัวอย่างจากเหมืองนั้นแสดงให้เห็นว่าเส้นแร่การ์เนียไรต์ประกอบด้วยเซพิโอไลต์-ฟัลคอนโดไอต์และควอตซ์ ( ไครโซเพรสซึ่งเป็นควอตซ์สีเขียวที่มีปริมาณนิกเกลน้อยกว่า 2 % โดยน้ำหนัก) [ 7 ]หินเบรคเซียที่พบในรอยเลื่อนที่เหมืองฟัลคอนโดมีเศษหินการ์เนียไรต์ที่เชื่อมติดกันด้วยการสะสมตัวของหินการ์เนียไรต์ในลำดับที่สอง ซึ่งเป็นหลักฐานของการสะสมตัวของหินการ์เนียไรต์พร้อมกับการเกิดธรณีแปรสัณฐาน[ 7 ]ในแหล่งสะสมหินการ์เนียไรต์ใกล้เมืองริดเดิล รัฐโอเรกอนพบว่าหินการ์เนียไรต์เป็นผลผลิตจากกระบวนการผุพังของหินเพริโดไทต์ ที่อยู่ด้านล่าง โดยชั้นหินการ์เนียไรต์มีความหนา ระหว่าง 50 ถึง 200 ฟุต (15 ถึง 61 เมตร) [ 1 ]
ที่มาของชื่อ
จูลส์ การ์นิเยร์นักธรณีวิทยาชาวฝรั่งเศส ได้ตีพิมพ์ผลงานเกี่ยวกับธรณีวิทยาของนิวแคลิโดเนียในปี พ.ศ. 2410 โดยประกาศการค้นพบนิกเกลที่นั่น[ 3 ]แร่การ์นิเยอไรต์ได้รับการตั้งชื่อตามจูลส์ การ์นิเยร์ในบทความของอาร์ชิบัลด์ ลิเวอร์ซิดจ์ในปี พ.ศ. 2417 [ 1 ]เมื่อลิเวอร์ซิดจ์ส่งสำเนาบทความของเขาไปให้การ์นิเยร์ การ์นิเยร์ตอบกลับว่าแร่นูไมต์ ชนิดใหม่ ที่อธิบายไว้ในบทความนั้นฟังดูคล้ายกับแร่ที่เขาอธิบายไว้ในบทความปี พ.ศ. 2412 ลิเวอร์ซิดจ์จึงตัดสินใจตั้งชื่อแร่ชนิดใหม่นี้ว่าการ์นิเยอไรต์เพื่อเป็นเกียรติแก่การ์นิเยร์ และตั้งชื่อนูไมต์ให้กับแร่ชนิดที่สองที่พบในบริเวณเดียวกันในนิวแคลิโดเนีย[ 1 ] [ 11 ]