มาริไซต์
มาริไซต์หรือมาริชีทคือแร่โซเดียมเหล็กฟอสเฟต (NaFe 2+ PO ) ซึ่งมีไอออนโลหะสองตัวเชื่อมต่อกับรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่าของฟอสเฟต โครงสร้างของมันคล้ายกับแร่โอลิวีน ซึ่งพบได้ทั่วไปมากกว่า มาริไซต์เปราะ มีลักษณะใสถึงเทา และมักพบเป็นก้อนใน ชั้น หินดินดานที่มีแร่ธาตุอื่นๆ ปนอยู่ด้วย
แร่แมริไซต์เป็นที่รู้จักกันดีว่าพบได้ใน บริเวณ แม่น้ำบิ๊กฟิชในดินแดนยูคอน ประเทศ แคนาดาแต่ก็พบได้ในเยอรมนีตะวันออกรวมถึงภายในอุกกาบาตต่างๆ ทั่วโลกด้วย ชื่อของแร่แมริไซต์ตั้งตามชื่อของลูกา มาริช (ค.ศ. 1899–1979) ชาวโครเอเชีย ซึ่งดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชาแร่ธาตุวิทยาและธรณีวิทยาของมหาวิทยาลัยซาเกร็บมาอย่าง ยาวนาน
มาริไซต์เป็นโซเดียมเหล็กฟอสเฟตจากกลุ่มแร่ฟอสเฟตที่มีความหลากหลายอย่างมาก ในปี 1977 มีการค้นพบมาริไซต์ในบริเวณแม่น้ำบิ๊กฟิช ดินแดนยูคอน ประเทศแคนาดา (Fleischer, Chao และ Mandarino, 1979) นี่เป็นแหล่งธรณีวิทยาที่สำคัญซึ่งนำไปสู่การค้นพบแร่ฟอสเฟตใหม่หลายชนิด มาริไซต์ได้รับการยอมรับในด้านการใช้งานที่เป็นไปได้ในการวิจัยแบตเตอรี่โซเดียมไอออน รวมถึงบทบาทของมันในฐานะผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาภายในหม้อไอน้ำของโรงไฟฟ้าพลังงานฟอสซิลซึ่งเกิดการกัดกร่อน (Bridson และคณะ , 1997; Ong และคณะ , 2011)
องค์ประกอบ
มาริไซต์เป็นแร่ในกลุ่มฟอสเฟต แร่ฟอสเฟตมีไอออนบวกของโลหะหนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นที่เชื่อมต่อกับไอออนลบของฟอสเฟต PO₄³⁻ Hawthorne, FC, 1998) ในมาริไซต์ โลหะที่เชื่อมต่อกับ PO₄³⁻ โซเดียมและเหล็ก (Sturman, et al. , 1977) สูตรเอ็มพิริคัลของมาริไซต์คือ NaFePO₄ มีมวลโมเลกุล 173.81 กรัม/โมล (Yahia, et al. , 2008; Tremaine, Xiao, 1999) สูตรทั่วไปของมาริไซต์คือ ABPO₄ Yahia, et al. , 2008) องค์ประกอบทางเคมีของแร่ถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดยกลุ่มของ ดร. คอร์เล็ตต์ จากภาควิชาวิทยาศาสตร์ธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยควีนส์ คิงส์ตัน ออนแทรีโอ โดยใช้การวิเคราะห์ด้วยไมโครโพรบอิเล็กตรอน และพบว่ามีสูตรเคมีคือ Na 0.91(Fe 0.89 Mn 0.07 Mg 0.03)P 1.02 O 4.00 (Sturman และคณะ , 1977) เมื่อปรับให้เป็นมาตรฐานที่อะตอมออกซิเจนสี่อะตอม เปอร์เซ็นต์น้ำหนักถูกกำหนดโดยใช้จุดที่แตกต่างกันหกจุดบนแผ่นบาง และหาค่าเฉลี่ยของเปอร์เซ็นต์ของออกไซด์แต่ละชนิดในตัวอย่างทั้งหมด ผลลัพธ์ในรูปเปอร์เซ็นต์น้ำหนักเฉลี่ยของออกไซด์มีดังนี้: Na O 16.5%, MgO 0.8%, CaO 0.0%, MnO 3.1%, FeO 37.4%, P O 42.5% รวมทั้งหมด 100.3% เมื่อพิจารณาผลลัพธ์เหล่านี้ จะเห็นได้ว่าองค์ประกอบน้ำหนักของออกไซด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย FeO โดยมี P₂O₅ ส่วนประกอบที่มีน้ำหนักใกล้เคียงกัน นอกจากนี้ยังมี Na₂O ออกไซด์ในปริมาณมากและในปริมาณน้อยมาก (~0) จากการดูปริมาณออกไซด์ในแร่ธาตุ จะเห็นได้ชัดว่าส่วนประกอบหลักคือโซเดียม เหล็ก ฟอสฟอรัส และออกซิเจน สามารถใช้ปัจจัยออกไซด์ในการกำหนดเปอร์เซ็นต์น้ำหนักของแต่ละธาตุได้ดังนี้ อะตอมโซเดียม 1 อะตอมคิดเป็นประมาณ 13% ขององค์ประกอบ อะตอมเหล็ก 1 อะตอมคิดเป็นประมาณ 32% ขององค์ประกอบ อะตอมฟอสฟอรัส 1 อะตอมคิดเป็นประมาณ 18% ขององค์ประกอบ และอะตอมออกซิเจน 4 อะตอมคิดเป็นประมาณ 37% ขององค์ประกอบ (Sturman และคณะ , 1977)
โครงสร้าง
มาริไซต์เป็นฟอสเฟตโลหะคู่ไอออนิกที่มีความสามารถในการเติมเต็มพื้นที่ประมาณ 70% (Le Page และ Donnay, 1977) โครงสร้างของมาริไซต์ประกอบด้วยแคตไอออนโซเดียมที่ล้อมรอบด้วยแอนไอออนออกซิเจนสิบตัวภายในระยะ 10 Å ในการประสานงานที่ไม่เป็นระเบียบ มีรูปทรงสี่เหลี่ยมด้านไม่เท่าแบบบิดเบี้ยวชนิด (2+2+2) ล้อมรอบเหล็ก (Bridson และคณะ , 1997) ระยะห่างระหว่างเหล็กและออกซิเจนในหน่วย Å อยู่ระหว่าง 2.33 ถึง 2.93 รูปทรงสี่เหลี่ยมด้านไม่เท่าของฟอสเฟตเกือบจะเป็นรูปทรงปกติ โดยมีพันธะสั้น 2 พันธะและพันธะยาว 2 พันธะ (Bridson และคณะ , 1997) อะตอมของเหล็กมีอะตอมออกซิเจนล้อมรอบสี่อะตอม ทำให้เกิดการประสานงานแบบสี่เหลี่ยมด้านไม่เท่า อะตอมออกซิเจนครึ่งหนึ่งจะประสานกับอะตอมโซเดียมสองอะตอม อะตอมเหล็กสองอะตอม และอะตอมฟอสฟอรัสหนึ่งอะตอม ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งจะประสานกับอะตอมโซเดียมสามอะตอม อะตอมเหล็กหนึ่งอะตอม และอะตอมฟอสฟอรัสหนึ่งอะตอม (Bridson และคณะ , 1997) โครงสร้างของมาริไซต์ได้รับการเปรียบเทียบกับโครงสร้างของโอลิวีน (Lee และคณะ , 2011) โครงสร้างของแร่ทั้งสองชนิดมีความคล้ายคลึงกันเนื่องจากทั้งคู่มี PO₄ อยู่ องค์ประกอบอะตอม (Moreau และคณะ , 2010) อย่างไรก็ตาม ตำแหน่ง M1 และ M2 สำหรับ LiFePO₄ NaFePO₄ การครอบครองที่กลับกัน ทำให้โครงสร้างของพวกมันแตกต่างกัน (Lee และคณะ , 2011) ในโอลิวีน ตำแหน่ง M1 จะยึดโลหะอัลคาไล ในขณะที่ตำแหน่ง M2 จะยึดโลหะทรานซิชัน ส่วนในมาริไซต์ ตำแหน่ง M1 จะยึดโลหะทรานซิชัน และตำแหน่ง M2 จะยึดโลหะอัลคาไล (Ong และคณะ , 2011)
คุณสมบัติทางกายภาพ
มาริไซต์ (NaFePO4 พบในผลึกรูปทรงยาวรี ยาวได้ถึง 15 ซม. ในทิศทาง [100] โครงสร้างของผลึกเป็นแบบรัศมีหรือเกือบขนานกัน มาริไซต์มักไม่มีสีถึงสีเทา แต่บางครั้งอาจมีสีน้ำตาลอ่อนและมีรอยขีดสีขาว มีความมันวาวคล้ายแก้วเนื่องจากค่าดัชนีหักเหต่ำ α = 1.676 β = 1.695 γ = 1.698 และความทึบแสงอยู่ในระดับโปร่งใสถึงโปร่งแสง (Fleisher และคณะ , 1979) มาริไซต์ไม่มีการแตกตัวหรือการเปลี่ยนสี และไม่เรืองแสงในแสงยูวี มาริไซต์มีความแข็ง 4–4.5 และความหนาแน่น 3.64 แร่ชนิดนี้เปราะและแตกหักเป็นชิ้นเล็กๆ ไม่สม่ำเสมอ เป็นสมาชิกของกลุ่มผลึกออร์โธรอมบิกและกลุ่มออปติคอลเชิงลบแบบไบแอ็กเซียล และมีการคำนวณ 2V เท่ากับ 43° สัญลักษณ์ สัญกรณ์เฮอร์มันน์-โมแกงคือ 2/m 2/m 2/m และอยู่ในกลุ่มพื้นที่ Pmnb อีวอน เลอ เพจ และกาเบรียล ดอนเนย์ ได้กำหนดว่ามิติของเซลล์คือ a 6.864(2), b 8.994(2) และ c 5.049(1) JA Mandarino ได้กำหนดระยะห่าง d โดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์แบบผงและกฎของ Braggซึ่งได้ค่า 2.574 ที่ความเข้ม 100, 2.729 ที่ความเข้ม 90, 2.707 ที่ความเข้ม 80, 1.853 ที่ความเข้ม 60, 3.705 ที่ความเข้ม 40, 2.525 ที่ความเข้ม 30 และ 1.881 ที่ความเข้ม 30 เช่นกัน (Fleisher และคณะ , 1979; Sturman และคณะ , 1977)
การเกิดทางธรณีวิทยา
แร่แมริไซต์ถูกค้นพบครั้งแรกในบริเวณแม่น้ำบิ๊กฟิช ใกล้ชายแดนด้านตะวันออกของดินแดนยูคอน บริเวณละติจูด 68° 30' เหนือ และลองจิจูด 136° 30' ตะวันตก บริเวณนี้เป็น แหล่งแร่ประเภท คูลาไนต์ - บาริไซต์ - เพนิกไซต์ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยหินดินดานและหินปูนไซเดอริติก แบบชั้น แร่ แมริไซต์ถูกพบในก้อนขนาดยาวถึง 15 เซนติเมตรภายในชั้นหินดินดาน ก้อนบางก้อนมีแร่เพียงชนิดเดียว ในขณะที่บางก้อนมีแร่หลายชนิดผสมกัน มีเพียงไม่กี่ก้อนเท่านั้นที่มีแมริไซต์เพียงอย่างเดียว ตัวอย่างส่วนใหญ่ที่มีแมริไซต์มักมีควอตซ์ลัดลาไมต์วิเวียไนต์ไพไรต์และ/หรือวูล์ไฟต์อยู่ด้วย เมื่อตรวจสอบตัวอย่างที่ดูเหมือนจะมีแมริไซต์เพียงอย่างเดียวอย่างละเอียดในภาคตัดขวางบางๆ จะพบว่ามีส่วนประกอบเล็กๆ ของลัดลาไมต์ ควอตซ์ และวิเวียไนต์อยู่ตามรอยแตก (Sturman และคณะ , 1977) สถานที่อื่นที่พบการก่อตัวของมาริไซต์คือแซกโซนีประเทศเยอรมนี (Thomas, R. และ Webster JD, 2000) ทั้งสถานที่แห่งนี้และสถานที่แม่น้ำบิ๊กฟิชในแคนาดาตั้งอยู่ทางเหนือของแนวแผ่นเปลือกโลกบรรจบ กัน ทั้งสองพื้นที่ประกอบด้วยภูเขาและเนินเขาที่ทำจากหินแปรและหินอัคนี (Thomas, R. และ Webster JD, 2000; Sturman และคณะ , 1977) นอกจากนี้ยังพบมาริไซต์ในอุกกาบาตที่พบในแอนตาร์กติกาตะวันออกอุตตรประเทศอินเดียและอวันนากรีนแลนด์( Johnson และคณะ , 2001; Kracher และคณะ , 1977; Partridge และคณะ , 1990)
ประวัติศาสตร์
แร่มาริไซต์ (Maricite) ได้รับการตั้งชื่อโดยดาร์โก สตูร์มัน (Darko Sturman) และโจเซฟ มันดาริโน (Joseph Mandarino) เพื่อเป็นเกียรติแก่ลูกา มาริช (Luka Maric) ซึ่งเป็นหัวหน้าภาควิชาแร่ธาตุวิทยาและธรณีวิทยาหินวิทยาประจำมหาวิทยาลัยซาเกร็บ ประเทศโครเอเชีย มาเป็นเวลานาน ชื่อมาริไซต์ได้รับการอนุมัติในปี 1977 โดยคณะกรรมการแร่ใหม่และชื่อแร่ ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเหตุใดจึงตั้งชื่อแร่เพื่อเป็นเกียรติแก่มาริช แต่เขาเป็นผู้เขียนหนังสือธรณีวิทยาหลายเล่ม รวมถึงเล่มหนึ่งชื่อ Magmatiti u Uzhem Podruchju Rudnika Bor u Istochnoj Srbiji ซึ่งเป็นภาษาโครเอเชียแปลว่า หินอัคนีในเขตแหล่งแร่แคบของเหมืองบอร์ (Sturman, et al. , 1977)