Таранакит

Таранакит — хидратиран алкален-железо-алуминиум фосфатен минерал со хемиска формула . Се формира при реакција на глинести минерали или алуминиозни карпи со раствори збогатени со фосфат добиен од лилјачко или птичјо гвано или, поретко, од коски или друга органска материја. Таранакитот најчесто се наоѓа во влажни пештери населени со лилјаци, во близина на границата меѓу слоевите на гвано и површината на пештерата. Се среќава и во постојано влажни крајбрежни подрачја населени со птичји колонии. Типската локалност, по која го добил името, се Шугар Лоф Ајлендс крај Таранаки, Нов Зеланд, што претставува пример за крајбрежна појава.
Таранакитот формира мали бели, бледожолти или сиви кристали, кои обично се јавуваат во прашкасти нодуларни агрегати или кори. Таранакитот кристализира во шестаголен систем и е познат по тоа што ја има најдолгата кристалографска оска од кој било познат минерал: ''c''-оската на елементарната ќелија на таранакитот изнесува 9.505 нанометари.
1 Појава
Таранакитот првпат бил опишан во 1866 година од Џејмс Хектор и Вилијам Скеј. Материјалот бил пронајден од Х. Ричмонд на Шугар Лоф Ајлендс во Таранаки, Нов Зеланд (во близина на ), како тенки жолтеникаво-бели аморфни жици во пукнатини во трахитски карпи. Во рамките на таранакитот биле забележани темножолто-кафеави жици за кои се сметало дека се вавелит. Подоцнежна современа рендгенска анализа покажала дека оваа инклузија е вашегит (Al<sub>11</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>9</sub>(OH)<sub>6</sub>)·38H<sub>2</sub>O).
Таранакитот првично бил погрешно сметан за вавелит. Физичките разлики, неговата релативна мекост и леснотијата на фузибилност, го навеле Скеј, колонијалниот аналитичар на Владата на Нов Зеланд, да изврши квантитативна хемиска анализа која го идентификувала минералот како двоен хидратиран фосфат на алумина и калиум, со делумна замена на алуминиумот со ферик железо. Ова го идентификувало како нов минерален вид – првиот откриен во Нов Зеланд.
Хектор и Скеј го идентификувале птичјото гвано како најверојатен извор на фосфатот потребен за формирање на таранакит и шпекулирале за можни предности од неговата употреба при производство на суперфосфат, поради отсуството на карбонат и релативно малите количества алуминиум. Таквата индустриска употреба никогаш не била реализирана поради ограничената распространетост на таранакит.
Таранакитот бил повторно откриен во две пештерски места и добил две нови имиња. Во 1894 година Арманд Готје опишал минерал што го нарекол минервит од пештерите кај Грот де Минерв во Еро, Франција и тврдел дека се формира од распаѓање на гвано и животински остатоци кои реагираат со глини. Тој експериментално го потврдил тоа со реакција на амониум фосфат со желатинозен алуминиум оксид, железен карбонат и варовник. Овие реакции дале соединение слично на минервит, како и железни и калциумови фосфати слични на оние што ги забележал во пештерите. Во 1904 година Еугенио Касорија пронашол минерал под слој гвано кај Монте Албурно, Италија, кој го нарекол палмерит. Подоцна овие два минерали биле идентификувани преку рентгенска прашкова дифракција како таранакит и биле дискредитирани во корист на таранакит поради историски приоритет.
Понатамошни појави на таранакит вклучуваат:
Мисергин, Алжир (како минервит) (1895)
Џенолан Кејвс, Австралија (како минервит) (1898)
:Во пештерите нема наслаги на гвано; се смета дека фосфатизацијата се случува од речна вода што содржи органска материја и продира во пештерата.
Реинион, Индиски Океан (како минервит) (1910)
:Во базалтна пештера во областа Сен Пол
Ислас Леонес, Патагонија (1933)
:Поврзано со колонија пингвини
Пиг Хол Кејв, близу Блексбург (Вирџинија) (1954):Варовничка пештера. Таранакит се јавува како прав во близина помеѓу лилјачко гвано и влакна со глина, како и во пукнатини во брекчирана глина. Ова било првото откритие на таранакит во Соединетите Американски Држави.
Пештера Онино-Иваја, префектура Хирошима, Јапонија (1975):Како прав поврзан со гипс во глинести седименти, не повеќе од три сантиметри под површината во области со наслаги на лилјачко гвано.
Пештера Мецесе близу Јаунде, Камерун:Коралоидни спелеотеми со наизменични микрослоеви од таранакит и опал во гранитна пештера. Редовното слоевито таложење на таранакит се објаснува како сезонски ефект од испирање на гуано и проток на глина од повисоките делови на пештерата за време на дождовната сезона.
Кукс Хед Рок и Грин Ајленд, Отаго, Нов Зеланд (2003):Се јавува со леукофосфит како микрокристални агрегати во расцепкан и брекчиран базалт. Малиот син пингвин на Грин Ајленд и галеби на Кукс Хед Рок се сметаат за главен извор на гвано.
Крајбрежните појави во Нов Зеланд и Патагонија се наоѓаат на високи географски широчини, што ја потврдува потребата од влажни услови за формирање на таранакит. Во тропските подрачја, наместо таранакит, минералите што се формираат од фосфатизација на магматски карпи со гвано се варисцит, метаварисцит, барандиит, стренгит и фосфосидерит.
2 Присуство во почви
Таранакитот се забележува дека се формира во реакциската зона на ѓубрива. Калиум-таранакит (синоним за таранакит) или амониум-таранакит (каде алкалните катјони се заменети со амониум) може да се формира во кисели почви третирани со фосфатни ѓубрива што содржат калиум или амониум. Формирањето на таранакити, кои се релативно нерастворливи, може да ја намали биорасположливоста на фосфор, калиум и азот доколку се формираат. Ова може да го попречи растот на растенијата во почетните фази со намалување на достапните катјони, но исто така може да помогне на долг рок со продолжување на присуството на овие хранливи материи.
3 Структура
Таранакитот кристализира во шестоаголен кристален систем (шестоаголен скаленохедрален, 32/m) со просторна група R3c. Димензиите на елементарната ќелија се ''a'' = 870.25 pm и ''c'' = 9505 pm, со волумен од 6.234 nm<sup>3</sup>. ''c''-оската е најдолга од сите познати минерали.
Елементарната ќелија на таранакит содржи шест слоеви со состав , секој дебел 13.78 Å и одвоен со слоеви вода. Крутата структура на секој слој е изградена околу хидрогенфосфатни групи кои координираат три кристалографски различни алуминиумски центри, од кои секој има координациски број шест. Во близина на средината на секој слој, алуминиумски јон октаедрално координира шест . Два други кислородни атоми во секоја хидрогенфосфатна група ги координираат другите различни алуминиумски центри, кои пак се октаедрално координирани со три хидрогенфосфатни групи и три молекули вода. Оваа структура формира врска Al–P–Al–P–Al речиси паралелна со ''c''-оската, при што другиот различен алуминиумски атом е поместен и речиси вертикално под јон.
Таранакитот лесно губи вода при загревање. Термогравиметриска анализа покажува два ендотермни настани на губење вода во опсезите 80–140 °C и 140–300 °C, што одговара на последователна загуба на пет и тринаесет молекули вода со формирање на франкоанелит и некристален материјал. Загревање до 500 °C резултира со целосна дехидратација и формирање на K<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>P<sub>8</sub>O<sub>29</sub>. Во опсегот 562–595 °C се формираат кристален AlPO<sub>4</sub> и KAlP<sub>2</sub>O<sub>7</sub>.