Алакранит

Алакранит (As<sub>8</sub>S<sub>9</sub>) — минерал од арсен сулфид, првпат откриен во калдерата Узон, Камчатка, Русија. Именуван е по неговото појавување во рудникот за сребро/арсен/ антимон Алакран. Пампа Ларга, Чиле. Генерално е поредок од реалгар и орпимент . Неговото потекло е хидротермално. Се јавува како субхедарни до еуедарски плочести портокалови до бледо сиви кристали кои се проѕирни до помалку проѕирни. Има жолто-портокалова лента со тврдост од 1,5. Кристализира во моноклинскиот кристален систем. Се јавува со реалгар и узонит како сплескани и призматични зрна до 0,5. мм пречник.
1 Композиција
Кога Кларк за прв пат го открил алакранитот во 1970 година, тој бил поврзан со баритни и калцитни вени во рудникот за сребро Алакран. Тие исто така претпоставиле дека минералот е идентичен со видот што се јавува во наоѓалиштето на вени Ag-As-Sb во Алакран поради сличноста на неговиот образец на прашок за дифракција на Х-зраци. Тие откриле дека алакранитот е сличен на високотемпературниот α полиморф на As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> во карактеристиките на Х-зраците. Покрај тоа, алакранитот се сметал за минерал сличен на реалгар. После тоа, тие го објавиле составот на алакранитот како As<sub>8</sub>S<sub>9</sub> кога забележале уште една појава на алакранит во калдерата Узон поврзана со реалгар и узонит како цемент во песоклив чакал. Тие објавиле дека составот на алакранитот е As<sub>8</sub>S<sub>9</sub> во однос на анализите со електронска микросонда. Кога анализирале минерал за време на земање примероци од морското дно<sub>,</sub> кој се состоел од црвени и портокалови арсенови сулфиди со дифракција на Х-зраци, била добиена мешавина од реалгар и алакранит и било забележало дека минералот е ист со синтетичкиот β- As<sub>4</sub>S<sub>4</sub><sub>,</sub> претпоставувајќи дека оригиналната хемиска формула на алакранитот (As<sub>8</sub>S<sub>9</sub>) е неточна. Тие тврделе дека е ист со алакранитот поради сличноста на физичките својства и димензиите на единичните ќелии, но понатамошните истражувања покажале дека е различен во однос на хемиската формула и волуменот на единичните ќелии. Хемијата од просекот од четири анализи во калдерата Узон, Русија, што одговара на алакранитот<sub>,</sub> резултира со 67,35% арсен и 32,61% сулфур, што резултира со вкупно 99,96%, што ја дава формулата As<sub>7.98</sub>S<sub>9.02</sub>, ideally As<sub>8</sub>S<sub>9</sub>.
2 Структура
2.1 Рентгенска кристалографија
Структурата на алакранитот останала нерешена сè додека понатамошните испитувања не собрале примероци кои содржат кристали на алакранит. Група што ги проучува хидротермалните процеси на морското дно, подморскиот вулканизам и регионалната тектоника во Папуа Нова Гвинеја собрала примероци кои се состојат од глинени минерали, пирит, сфалерит, галенит, халкопирит, сулфосали и сулфиди кои содржат арсен како реалгар и алакранит. Податоците биле собрани во различни периоди со употреба на монохроматско Х-зрачење кога кристал од алакранит со приближни димензии 0,14 × 0,10 × 0,06 mm бил поставен во платформа со 3 кружни гониометри опремена со уред за поврзување на полнеж од 1K за 2θ до 56,7°. Податоците покажуваат статистика на рефлексија и систематски отсуства што укажува на просторна група C2/c што се однесува на моноклинската симетрија за алакранит. Конечните резултати од експериментот покажале дека алакранитот е изоструктурен со соединението α-As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> и е третиот минерален полиморф со формулата As<sub>4</sub>S<sub>4</sub>, а другите се реалгар и парареалгар. Трите минерали се состојат од ковалентно врзани молекули As<sub>4</sub>S<sub>4</sub>. Во алакранитот, секој атом на арсен е врзан за еден атом на арсен и два атома на сулфур, додека атомите на сулфур се врзуваат само за два атома на арсен. Структурата на молекулите во алакранитот е хемиски иста како кај реалгарот што се држат заедно со силите на ван дер Валс<sub>,</sub> но различна во распоредот на As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> во обете структури. Разликите помеѓу алакранитот и реалгарот се прикажани во големините на единичните ќелии и спакуваните структури на двата минерали. Алакранитот има единечна ќелија со центар C, која е помала од примитивната ќелија на реалгар, а исто така и структурата на алакранитот има густо и поуредна структура од реалгарот.
2.2 Фурјеова анализа
Понатамошни испитувања за монокристал од алакранит со димензии 30 × 60 × 120 mm биле испитани со употреба на директни методи, Фурјеови синтези и рафинирање на структурата што резултирало со интензитети кои го нарушиле типот на C-решетка, а симетриите како h0l рефлексии со l=2n+1 биле отсутни. Овие резултати ја потврдиле просторната група P2/c на алакранитот, што резултирало со структура од два различни вида молекули слични на кафез кои се тесно спакувани и се наоѓаат во β-фазата. Првата молекула е идентична со As<sub>4</sub>S<sub>4</sub>, што е реалгар, каде што секој атом на As поврзува еден атома на As и два атома на S, а тоа е определено во структурата на β-фазата и реалгар. Втората молекула во структурата на алакранитот е хемиски и структурно идентична со As<sub>4</sub>S5, што е узонит. При изложеност на светлина, молекулата As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> го проширува својот клеточен волумен и оттука, се претвара во As<sub>4</sub>S5. Оваа преобразба може да се опише како варијација на меѓумолекуларните растојанија. Овие кохерентни редоследи на обете молекули по должината [110] се должат на промената на транслаторната симетрија од C (β-фаза) во P, што е алакранит. Кај обете молекули, растојанијата на врската As-S се околу 2,205 до 2,238 ангстреми. Сепак, растојанието на врската As-As во As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> е подолго од врската As-As содржана во молекулата As<sub>4</sub>S5 во рамките на структурата на алакранитот. Исто така, било покажано дека волуменот на единечната ќелија се зголемува пропорционално со зголемувањето на содржината на S во минералите со состав што се движи од As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> до As<sub>8</sub>S<sub>9</sub>, каде што алакранитот има најголема единечна ќелија во овој опсег. Доказите поддржуваат дека алакранитот има P2/c просторна група, додека формата на висока температура и помала содржина на S се смета за нов минерал кој одговара на видот од алакран претходно опишан со кој е As<sub>4</sub>S<sub>4</sub> што кристализира со просторната група C2/c и има помал волумен.
3 Физички својства
Алакранитот се јавува како цемент во песоклив чакал и во хидротермални As-S вени. Се јавува со големина на зрно до 0,5 mm како сплескани и призматични кристали. Некои форми се слаби, мат или потемнети. Изгледат како портокалово-бледо сиви кристали со розово-жолти внатрешни рефлексии со жолто-портокалова лента. Има адамантински, стаклен, смолест и мрсен сјај и е проѕирен. Слабото хемиско поврзување во неговата структура му дава на минералот ниска Мосова тврдост од околу 1,5 и слаби форми. Има несовршен расцеп, а неговата фрактура е конхоидна и многу кршлив. Неговата специфична тежина е измерена на околу 3,43. Кога реагира со 5 моларни калиум хидроксид, алакранитот ја менува бојата во кафеава. Се менува во кафеаво-сиви снегулки кога се загрева, а вриењето треба да ја врати својата боја во кафеава. Меѓутоа, доколку се измеша со хлороводородна киселина или азотна киселина, не покажува никаква активност.
4 Геолошка појава
Алакранитот првпат бил пронајден во калдерата Узон, Русија. Калдерата Узон се наоѓа во близина на источниот вулкански појас на полуостровот Камчатка. Областа е базалтен штитест вулкан со езерски седименти, раседувања и проширувања, формирање на куполи и хидротермални течности од топли извори во калдерата. Количини на реалгар, стибнит, цинабар и пирит се содржани во седиментите во близина на активни топли извори.
Алакранитот се јавува во зоната на кондензација на хидротермалниот систем Hg-Sb-As во калдерата Узон. Алакранитот може да се најде и во хидротермалните вени As-S.
Именуван е алакранит според неговото појавување во рудникот Алакран во Чиле, поради сличностите во шемите на дифракција на Х-зраци на примероците од калдерата Узон со оние во рудникот Алакан.