Карроллит

Карроллит
Карроллит из Камбове , Катанга . Этот образец имеет ширину 4,3 см, с кристаллом карроллита размером 1,2 см, частично покрытым пиритом , между кристаллами кальцита .
Общий
Категория	Сульфидный минерал группы тиошпинели (структурная группа шпинели)
Формула (повторяющаяся единица)	CuCo2S4​​​
символ ИМА	Кли [1]
классификация Штрунца	2.ДА.05
Классификация Даны	2.10.1.2
Кристаллическая система	Изометрический
Кристаллический класс	Гексоктаэдрический (м 3 м) Символ HM : (4/м 3 2/м)
Космическая группа	Фд 3 м
Идентификация
Цвет	От светло-серого до темно-серого, редко тускнеет до медно-красного или фиолетово-серого цвета
Кристаллическая привычка	Октаэдрические и кубические кристаллы, также массивные, зернистые или компактные.
Побратимство	{111} Полисинтетические или шпинелевые двойники [2]
Расщепление	Несовершенно на {001}
Перелом	Раковистый, субраковистый или неровный
Упорство	Очень хрупкий
Твёрдость по шкале Мооса	4,5-5,5
Блеск	Металлический
Полоса	Серый черный
Прозрачность	Непрозрачный. R составляет от 43% до 45% для лямбда = 560 нм [3]
Удельный вес	4,5-4,8 измерено, 4,83 рассчитано
Показатель преломления	n не определяется для непрозрачного минерала
Растворимость	Минералы группы линнеита частично травятся азотной кислотой, со слабым вскипанием. [2]
Другие характеристики	Не радиоактивен, не флуоресцентен.
Ссылки	[4] [5] [6] [7]

Карроллит , _CuCo2S4 , представляет собой сульфид меди и _{кобальта} , часто со значительным замещением ионов металла никелем , и входит в группу линнеита . Он назван в честь типового местонахождения в округе Кэрролл, штат Мэриленд , США, на шахте Патапско, Сайксвилл. ^[6]

Пространственная группа: Fd3m. Параметры элементарной ячейки = a = 9,48  Å , Z = 8. Объем элементарной ячейки: V = 851,97 Å3 ⁽ рассчитано из параметров элементарной ячейки). ^[8]

Группа линнеита представляет собой группу сульфидов и селенидов с общей формулой AB2X4 _{, в} которой X представляет собой серу или селен , A представляет собой двухвалентный Fe, Ni, Co или Cu, а B представляет собой трехвалентный Co , Ni или, для добреэлита , Cr. Минералы изометричны , имеют пространственную группу Fd3m и изоструктурны друг другу и минералам группы шпинели.

Структура группы линнеита состоит из кубического плотноупакованного массива X (X — кислород в шпинелях и сера или селен в группе линнеита). Внутри массива Xs есть два типа пустот, один тип тетраэдрически координированный и один тип октаэдрически координированный. Одна восьмая тетраэдрических позиций A обычно занята катионами 2+ ^, а половина октаэдрических позиций B — катионами 3+. ^{[ 9]} Чарнок и др. подтвердили, что карроллит содержит Cu полностью в тетраэдрических позициях. ^[10] Таким образом, идеальная формула, которую можно было бы ожидать для шпинелеподобного карроллита, — это Cu ²⁺ Co ³⁺ ₂ S ²⁻ ₄ , но, как и в случае сульфидов меди в целом, степень окисления атома меди равна 1+, а не 2+. Назначение валентностей как Cu ⁺ Co ³⁺ ₂ S ^1,75− ₄ является более подходящим; это было подтверждено в исследовании 2009 года. ^[11] Один недостающий электрон на четыре атома серы делокализован, что приводит к металлической проводимости и даже сверхпроводимости при очень низких температурах, в сочетании со сложным магнитным поведением. ^[12]

Твердый раствор получается, когда один катион может замещать другой в заметном диапазоне состава. В карроллите Co ²⁺ может замещать Cu ⁺ в позициях A, и когда замещение завершено, образовавшийся минерал называется линнеитом, Co ²⁺ Co ³⁺ ₂ S ₄ . Это означает, что существует ряд твердых растворов между карроллитом и линнеитом. Кроме того, Ni замещает как Co, так и Cu в структуре карроллита, ^[13] давая твердый раствор от карроллита до купроана сигенита. Сиигенит , Co ²⁺ Ni ³⁺ ₂ S ₄ , сам по себе является членом ряда твердых растворов между линнеитом и полидимитом , Ni ²⁺ Ni ³⁺ ₂ S ₄ . (Вагнер и Кук не нашли доказательств существования твердого раствора между карроллитом и флетчеритом , CuNi ₂ S ₄ ).

Карроллит встречается в гидротермальных жильных месторождениях ^[14] в ассоциации с тетраэдритом , халькопиритом , борнитом , дигенитом , джурлеитом , халькозином , пирротином , пиритом , сфалеритом , миллеритом , герсдорфитом , ульманнитом , кобальтовым кальцитом и с членами группы линнеита: линнеитом, сигенитом и полидимитом.

Были исследованы фазовые соотношения в системе Cu-Co-S. ^[15] При температурах около 900 °C твердый раствор халькоцит-дигенит сосуществует с сульфидами кобальта. С понижением температуры, при 880 °C образуется твердый раствор карроллит-линнеит, который при охлаждении становится более богатым медью, с составом карроллита около 500 °C. Ниже 507 °C ковеллин стабилен и сосуществует с медьсодержащим каттьеритом . Низкий халькоцит появляется при 103 °C, джурлеит появляется при 93 °C, а дигенит исчезает, а анилит появляется около 70 °C. Имеются некоторые свидетельства супергенной замены промежуточного члена ряда линнеит-карроллит на джурлеит. ^[15]

Карроллит встречается по всему миру; его находки зарегистрированы в Австралии, Австрии, Азербайджане, Бразилии, Болгарии, Канаде, Чили, Китае, Чешской Республике, Демократической Республике Конго, ^[16] Франции, Германии, Японии, Марокко, Намибии, Северной Корее, Норвегии, Омане, Польше, Румынии, России, Словакии, Швеции, Швейцарии, США и Замбии. ^[6]

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Кэрроллит» .