紅鉈礦

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
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

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]

分布

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（圖中未顯示鏈接互連），這些鏈接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(ν_e,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]

方解石基質上的紅鉈礦晶體，來自Mercur礦，美國猶他州Mercur。尺寸 1.8×1.8×0.4 cm。

參見

硫砷鉈鉛礦

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，存於網際網路檔案館）. Webmineral
^ ^4.0 ^4.1 ^4.2 Lorandite （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. 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.

外部連結

Spectroscopic data for lorandite （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

[1] 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）.

[Handbook-2] 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）.

[3] Lorandite （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Webmineral

[mindat-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 Lorandite （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Mindat.org

[j1-5] 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.

[j2-6] 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.

[7] 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.

[c-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.

[9] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]