紅鉈礦
| 紅鉈礦 | |
|---|---|
 | |
| 基本資料 | |
| 類別 | 硫代酸鹽礦物 |
| 化學式 | TlAsS2 |
| IMA記號 | Lor[1] |
| 施特龍茨分類 | 2.HD.05 |
| 晶體分類 | 稜柱體 (2/m) （H-M記號相同） |
| 晶體空間群 | P21/a |
| 性質 | |
| 顏色 | 紅色到胭脂紅、鉛灰色 |
| 晶體慣態 | 稜柱狀橫紋平行於[001] |
| 晶系 | 單斜 |
| 解理 | [100]完美，[001]清晰 |
| 斷口 | 貝殼狀 |
| 莫氏硬度 | 2.0–2.5 |
| 光澤 | 半金屬光澤到金剛光澤 |
| 條痕 | 櫻桃紅色 |
| 透明性 | 半透明 |
| 比重 | 5.53 |
| 光學性質 | 雙軸(+) |
| 折射率 | nα = 2.720 |
| 多色性 | 弱；Y = 紫紅色；Z = 橙紅色 |
| 參考文獻 | [2][3][4] |
紅鉈礦（英語：Lorándite）是一種含砷鉈硫代酸鹽礦物，化學式為TlAsS2。雖然稀有，但它是最常見的含鉈礦物。紅鉈礦出現在低溫熱液組合以及金和汞礦床中。伴生礦物包括輝銻礦、雄黃、雌黃、硃砂、釩鉛礦、膠黃鐵礦、白鐵礦、黃鐵礦、黝銅礦、銻閃鋅礦、砷和重晶石。[2]
該礦物被用於通過某種涉及鉈的核反應來檢測太陽中微子。[5][6]它有一個單斜的晶體結構，由鉈原子相互連接的AsS3四面體螺旋鏈組成，可在實驗室合成。
歷史
紅鉈礦於1894年在卡瓦達爾奇（現北馬其頓）附近的Allchar礦床首次發現，並以匈牙利著名物理學家厄特沃什·羅蘭的名字命名。[2][4]
分佈
除了北馬其頓的Allchar礦床外，在塔吉克斯坦的Dzhizhikrut Sb-Hg礦床和俄羅斯北高加索山脈皮亞季戈爾斯克附近的Beshtau鈾礦床也發現了紅鉈礦。它作為一種礦石，在中國貴州省濫木廠汞鉈礦床，伊朗東北部Zarshuran金礦，瑞士倫根巴赫採石場中發現。[2][4]
實驗室合成
紅鉈礦單晶可從硝酸亞鉈 (TlNO3)、砷和硫在濃氨水中的混合物中生長。將混合物置於高壓釜中並在高溫（~250°C）下保持數天。該過程產生沿[001]晶軸伸長的深紅色稜柱狀晶體，在外觀和晶體結構細節上與礦物相似。[7]
結構
紅鉈礦的晶體結構為單斜晶系，空間群P21/a，Z = 4，晶格常數a = 1.228 nm，b = 1.130 nm，c = 0.6101 nm，β = 104.5 °。它由面向[010]晶軸的AsS3四面體的螺旋鏈組成。這些鏈通過不規則配位的Tl原子共價連接（圖中未顯示連結互連），這些連結的斷裂是導致晶體裂解的原因。[8]
產生
最初發現紅鉈礦的北馬其頓Allchar礦床的構造環境是一種反斜面結構，源於上白堊紀時期的沉積物。在成礦過程中，安山岩的存在導致熱液沿着白雲岩和安山岩的接觸面移動，從而形成了紅鉈礦礦床。[9]
應用
1976年，使用富含鉈的礦物紅鉈礦來探測太陽中微子的方法被提出。該方法依賴於205Tl(νe,e−)205Pb反應，其閾值能量相對較低，為52keV，因此效率相對較高。該反應產生205Pb同位素，其壽命長達1540萬年；它不僅由中微子引起，還由其他宇宙粒子引起。它們在地殼中都有不同的穿透深度，因此對取自不同深度的含鉈礦石中的205Pb含量進行分析，可以獲得過去過去幾千年中微子的信息。因此，Lorandite Experiment (LOREX) 在2008年到2010年間運行，並以最大的紅鉈礦來源之一，北馬其頓南部的Allchar礦床作為基地。[5][6]
參見
參考資料
- ^ Warr, L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols. Mineralogical Magazine. 2021, 85 (3): 291–320 [2022-08-27]. Bibcode:2021MinM...85..291W. S2CID 235729616. doi:10.1180/mgm.2021.43. （原始內容存檔於2021-12-13）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (編). Lorandite. Handbook of Mineralogy (PDF) 1. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. （原始內容存檔 (PDF)於2012-02-08）.
- ^ Lorandite （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Webmineral
- ^ 4.0 4.1 4.2 Lorandite （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）. Mindat.org
- ^ 5.0 5.1 Pavicevic, M. AMS measurements of 26Al in quartz to assess the cosmic ray background for the geochemical solar neutrino experiment LOREX. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. 2004,. 223-224: 660–667. Bibcode:2004NIMPB.223..660P. doi:10.1016/j.nimb.2004.04.122.
- ^ 6.0 6.1 Safilov, Trajcče; Angelov, Nikola; Jaćimović, Radojko; Stibilj, Vekoslava. Determination of Trace Elements in Arsenic and Antimony Minerals by Atomic Absorption Spectrometry and k0-Instrumental Neutron Activation Analysis After Removal of As and Sb. Microchimica Acta. 2005, 149 (3–4): 229. S2CID 97055868. doi:10.1007/s00604-004-0295-2.
- ^ Yang, Z; Pertlik, F. The thallium sulfarsenites Tl3AsS3 and TlAsS2 [thallium(I) thioarsenates(III)]: structural characterization and syntheses. Journal of Alloys and Compounds. 1994, 216 (1): 155. doi:10.1016/0925-8388(94)91058-8.
- ^ 8.0 8.1 Fleet M E. The crystal structure and bonding of lorandite, Tl2As2S4 (PDF). Zeitschrift für Kristallographie. 1973, 138 (138): 147. doi:10.1524/zkri.1973.138.138.147.
- ^ Pavicevic, M.K. Lorandite from Allchar – A low energy solar neutrino dosimeter. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1988, 271 (2): 287–296. Bibcode:1988NIMPA.271..287P. doi:10.1016/0168-9002(88)90171-4.
