Бенстонит

Бенстонит — минерал со формула Ba<sub>6</sub>Ca<sub>6</sub>Mg(CO<sub>3</sub>)<sub>13</sub>. Откриен во 1954 година, минералот е опишан во 1961 година и именуван по Орландо Џ. Бенстон (1901–1966).
1 Опис и појава
Бенстонитот е проѕирен и бел, бледо жолт или бледо жолто-кафеав по боја. Минералот се јавува како расцепливи маси; фрагментите од расцепување се речиси совршено ромбоедарски по форма. Расцепните површини се до 1 сантиметар пречник и малку закривени. На големи примероци, површините покажуваат мозаична структура слична на онаа кај некои примероци од доломит и сидерит. Бенстонитот флуоресцентира црвено или жолто под рендгенски зраци и долгобранова и краткобранова ултравиолетова светлина. Минералот, исто така, покажува силна црвена фосфоресценција.
Познато е дека бенстонитот се јавува во Канада, Кина, Индија, Италија, Намибија, Русија, Шведска и САД. Се јавува во комбинација со алстонит, барит, баритокалцит, калцит, дакингшанит, флуорит, хунтит, моназит, флогопит, пирит, сфалерит, стронцијанит и кварц.
2 Етимологија и историја
На почетокот на 1950-тите, металургот за преработка на руда Орландо Џ. Бенстон од Бароидната дивизија, Национална водечка компанија, Малверн, Арканзас, испитал карбонатен минерал од „Бароидниот рудник“ и, врз основа на квалитативни хемиски тестови и густина од приближно 3,60 g/cm³, се сомневал дека станува збор за алстонит или баритокалцит. За време на посетата на „Бароидниот рудник“ од страна на германскиот минералог Фридрих Липман на Нова Година 1954 година, Бенстон му дал примерок од предметниот минерал. Минеролошките истражувања за да се утврдат неговите физички и оптички својства, како и рендгенските дифрактометриски и хемиски анализи, потврдиле дека станува збор за нов минерал.
Во 1961 година, Фридрих Липман го објавил првиот научен опис на овој минерал во германското научно списание „''Naturwissenschaften''“ како бенстонит. Тој го именувал минералот по неговиот откривач, Орландо Џ. Бенстон (1901–1966), кој исто така ги спровел првите истражувања на овој минерал. Липман објавил уште една обемна студија за минералошките, кристално-оптичките, рендгенските дифрактометриски и хемиските својства на бенстонитот во американското научно списание „''The American Mineralogist''“.
Минералот бил признат од Комисијата за нови минерали и имиња на минерали на Меѓународното минералошко здружение (ИМА) во извештај од 1967 година во кој се сумирани 129-те првични описи објавени помеѓу 1961 и 1964 година. Следствено, бенстонитот нема IMA број, туку е наведен под колективното признание „1967 s.p.“ (специјална постапка). Типскиот материјал за бенстонит се чува под каталошки броеви 120234 (донација О. Ј. Бенстон преку Ф. Липман, 1967) и 120236 (донација Ф. Липман, собрана на 31 декември 1954 година) во колекцијата на Националниот музеј за природна историја, дел од институцијата Смитсонијан, во Вашингтон, САД. Се вели дека холотипскиот примерок се наоѓа под каталошки број S.21.3.5.1 во минералошките збирки на минералошко-петрографскиот институт на Универзитетот Георг-Август во Гетинген, Гетинген, Германија; сепак, нема информации во врска со ова во „Каталогот на типски минерали на Германија“.
И покрај многу сличното име, бенстонитот не е поврзан со бентонитот, карпа составена од разни глинени минерали, и не треба да се меша со него.
3 Класификација
Во 8-то издание на класификацијата на минерали на Штрунц, бенстонитот припаѓал на заедничката минерална класа „карбонати, нитрати и борати“ (подкласа „карбонати“), а во рамките на таа класа на поделбата „Безводни карбонати без странски анјони“, каде што, заедно со хунтит, е наведен во додатокот на „серијата норсетит“ со системски број Vb/A.03b и норсетит како негов главен член.
Во класификацијата Лапис од Стефан Вајс, последен пат ревидирана во 2018 година и формално базирана на старата класификација од Карл Хуго Штрунц во 8-то издание, минералот го добил системскиот и минералниот број V/B.03-080. Ова исто така одговара на поделбата „Безводни карбонати [CO3]2−, без странски анјони“, каде што бенстонитот, заедно со анкерит, доломит, хунтит, кутнохорит, минрекордит и норсетит, ја формира „Доломитската група“ со системски број V/B.03.
Во класификацијата Лапис од Стефан Вајс, последен пат ревидирана во 2018 година и формално базирана на старата класификација од Карл Хуго Штрунц во 8-то издание, на минералот му е даден системски и минерален број V/B.03-080. 9-то издание на класификацијата на минерали на Штрунц, последен пат ажурирана од IMA во 2009 година, го сместува бенстонитот во класата „карбонати и нитрати“ (намалени со отсуство на борати), поточно во поделбата „карбонати без дополнителни анјони; без H₂O“. Оваа поделба е понатаму поделена според групната припадност на вклучените катјони. Врз основа на неговиот состав, минералот се наоѓа во подгрупата „алкални земјени (и други M₂⁺) карбонати“, каде што формира неименувана група со системски број 5.AB.55.
Во Дана класификацијата на минерали, која претежно се користи во земјите што зборуваат англиски јазик, бенстонитот има системски и минерален број 14.02.03.01. Ова одговара, како и во постарата Strunz класификација, на комбинираната класа на „карбонати, нитрати и борати“ и, во рамките на тоа, на поделбата на „безводни карбонати“. Тука може да се најде како единствен член во неименувана група со системски број 14.02.03 во рамките на подгрупата „Безводни карбонати со формула A+B2+(CO3)2“.
4 Хемија
Влажната хемиска анализа од страна на Фридрих Липман на 10 g одбрани, хомогени фрагменти од бенстонит од типската локација даде 43,05% BaO; 4,02% SrO; 19,52% CaO; 1,69% MgO; 0,35% MnO; и 31,35% CO₂ (вкупно 99,98%). Врз основа на тринаесет катјони, ова резултира со емпириската формула (Ba<sub>5,27</sub>Sr<sub>0,73</sub>)<sub>Σ=6,00</sub>Ca<sub>6,00</sub>(Mg<sub>0,79</sub>Ca<sub>0,12</sub>Mn<sub>0,09</sub>)<sub>Σ=1,00</sub>(CO<sub>3</sub>)<sub>13</sub>, што може да се поедностави на Ba<sub>6</sub>Ca<sub>6</sub>Mg(CO<sub>3</sub>)<sub>13</sub>.
Бенстонитот од стронциум дефицитарен со магнезиум првпат е идентификуван од „Уст'-Бираја“ (исто така познат како „Бирајнское“, Иркутска област, Русија), каде што минералот се јавува како помошна руда во фенитите на карпите домаќини, но сочинува до 35% од составот на некои хидротермални вени. Хемискиот состав на бенстонитот од Бирајнское е многу варијабилен. Може да се разликуваат пет различни варијанти. Два од нив се наоѓаат првенствено во вените како главни минерали:
* (Ва<sub>3,25</sub>Sr<sub>2,75</sub>)<sub>Σ=6,00</sub>(Са<sub>5,42</sub>Sr<sub>0,36</sub>(La<sub>0,13</sub>Се<sub>0,07</sub>Pr<sub>0,01</sub>Nd<sub>0,01</sub>)<sub>0,22</sub>)<sub>Σ=6,00</sub>(Са<sub>0,50</sub>Mg<sub>0,33</sub>Fe<sub>0,05</sub>Mn<sub>0,02</sub>)<sub>Σ=0,90</sub>[СО<sub>3</sub>]<sub>13</sub>* (Ва<sub>4,20</sub>Sr<sub>4,80</sub>)<sub>Σ=6,00</sub>(Са<sub>5,74</sub>Sr<sub>0,24</sub>La<sub>0,02</sub>)<sub>Σ=6,00</sub>(Mg<sub>0,51</sub>Са<sub>0,29</sub>Fe<sub>0,09</sub>Mn<sub>0,04</sub>)<sub>Σ=0,93</sub>[СО<sub>3</sub>]<sub>13</sub>* Стандардниот и безмаглезиум бенстонит и неговите варијанти што содржат SrBa се присутни овде само во мали и дополнителни количини.
Официјалната IMA формула за бенстонит е дадена како Ba<sub>6</sub>Ca<sub>6</sub>Mg(CO<sub>3</sub>)<sub>13</sub>. Формулата според Штрунц, Ba<sub>6</sub>Ca<sub>6</sub>Mg(CO<sub>3</sub>)<sub>13</sub>, ја следи формулата што е во согласност со IMA, но, како што е вообичаено, анјонската група е затворена во квадратни загради.
Комбинацијата од еден елемент Ba–Ca–Mg–C–O, како што се наоѓа во официјалната IMA формула за бенстонит, се наоѓа меѓу моментално познатите минерали (од 2019 година) само во неименуваната фаза UM1974-03-CO:BaCaMg, (Ba,Ca,Mg)CO₃, покрај бенстонитот.
5 Синтеза
Минералот првпат е синтетизиран во 1973 година за време на студијата за системот Ba-Mg-Ca-CO<sub>3</sub> во воден раствор. На собна температура, бил подготвен раствор што содржи пропорционални количини на магнезиум хлорид, бариум хлорид и калциум хлорид, на кој бил додаден натриум карбонат. Растворот веднаш се таложил, а по две недели стоење, талогот бил идентификуван како речиси чист бенстонит.
6 Историја
Орландо Џ. Бенстон од Малверн, Арканзас, посетил рудник за барит во близина на магматскиот комплекс Магнет Коув на новогодишната ноќ во 1954 година. Тој собрал примероци од минерал за кој претпоставил дека можеби е алстонит или баритокалцит врз основа на квалитативни тестови. Фридрих Липман го идентификувал како нов минерал и го опишал во списанието ''Naturwissenschaften'' во 1961 година. Тој го нарекол бенстонит во чест на Бенстон.
Примероци од типот се чуваат на Универзитетот „Виктор Голдшмит“ во Германија и во Националниот музеј за природна историја во Соединетите Американски Држави.
7 Кристална структура
Бенстонитот кристализира во тригоналниот кристален систем во просторната група R3 (просторна група бр. 148) со параметри на решетката a = 18,280 Å и c = 8,652 Å и три формулни единици по единична ќелија.
7.1 Физички и хемиски својства
Кристалите на бенстонитот се снежно-бели, со боја на слонова коска, бледо жолти или бледо жолтеникаво-кафеави. Сепак, нивната линија е секогаш бела. Површините на проѕирните кристали на бенстонитот покажуваат карактеристичен стаклест сјај. Соодветно на овој стаклест сјај, бенстонитот има среден до висок индекс на прекршување (nε = 1,527; nω = 1,690) и - како и многу карбонатни минерали - многу висока двојно прекршување (δ = 0,163). Во пропуштена светлина, едноосно негативниот бенстонит е безбоен и не покажува плеохроизам.
Бенстонитот покажува добро расцепување по должината на {3142}, иако не е толку совршен како оној на калцитот. Недостасуваат информации за цврстината и кршливоста на минералот. Бенстонитот има Мосова тврдост од 3 до 4, што го става меѓу средно тврдите минерали. Во зависност од големината на кристалот, лесно може да се изгребе со бакарна паричка, слична на референтниот минерал калцит (тврдост 3) или флуорит (тврдост 4), и со џебен нож. Измерената густина на бенстонитот варира помеѓу 3,596 и 3,66 g/cm³, во зависност од изворот, додека пресметаната густина е 3,695 g/cm³.
Бенстонитот покажува портокалова флуоресценција под долгобранова УВ светлина (365 nm) и црвена, или ретко виолетово-розова, флуоресценција под краткобранова УВ светлина (254 nm). Фосфоресценцијата е видлива на 20 киловолти. На 50 киловолти, послесјајот трае неколку минути. Црвена флуоресценција се јавува и при зрачење со Х-зраци. Најчестиот активатор е Mn²⁺.
Бенстонитот покажува портокалова флуоресценција под долгобранова УВ светлина (365 nm) и црвена, или ретко виолетово-розова, флуоресценција под краткобранова УВ светлина (254 nm). Минералот се раствора во разредена хлороводородна киселина, HCl.
8 Формирање и локалитети
Типската локација на бенстонитот се наоѓа во баритно наоѓалиште (Магнет Коув, Арканзас/САД); втората локација (рудник Минерва бр. 1 во близина на Кејв-ин-Рок, Илиноис/САД) е поранешен рудник за цинк и флуорспат. Во гигантското наоѓалиште SEE-Fe-Nb Бајан Обо, Кина, бенстонитот се наоѓа во вени од алпски тип формирани од карбонатит.
Уште во 1973 година, Вилијам Ц. Худ и Питер Ф. Штајдл успеале да синтетизираат кристали на бенстонитот на собна температура.
Поврзаните минерали на бенстонитот, во зависност од локацијата, вклучуваат алстонит, барит, баритокалцит, калцит, флуорит, хунтит, млечен кварц, разни моназити, флогопит, пирит, сфалерит, стронцијанит и дакингшанит-(Ce) (порано дакингшанит). Во второто наоѓалиште, карбонатни минерали што содржат бариум и стронциум, како што се бенстонит, норсетит, баритокалцит, стронцијанит и стронцијанит-калцит, се јавуваат како формации во доцна фаза, заменувајќи ги карбонатни карпи-домаќини по границите на зрната. Карбонатни минерали што содржат бариум не можат да се добијат од барит, еден од најчестите жилни минерали.
Како ретка минерална формација, бенстонитот е познат само од неколку локации и во мал број примероци. Од 2020 година, минералот е опишан од приближно 20 локации покрај неговата типска локација. Типската локација на бенстонитот се состои од минерализирани вени во баритна руда во рудникот со отворен коп што припаѓа на „Рудникот Бароид“ (Рудници за барити Чемберлен Крик) на „Дивизијата за продажба на Бароид“ во долината Чемберлен Крик во близина на Магнет Коув, округ Хот Спринг, Арканзас, САД. Овој рудник со отворен коп го управувале „Бароид Сејлс Дивижн на Националната оловна компанија и Магнет Коув Бариум Компани“, подружница на Дресер Индустрис во тоа време. Рудникот го експлоатирал поплиткиот источен дел од баритното лежиште. Производството на лежиштето започнало во 1939 година и престанало во 1977 година.
Други познати локации за бенстонит вклучуваат:
* Соленото езеро Северен Ингебрајт, Саскачеван, Канада
* стратиформните наоѓалишта на олово-цинк Џејсон и Том, премин Мекмилан, рударски округ на езерото Вотсон, Јукон, Канада
* Западниот рудник на огромното полигенетско наоѓалиште REE железо-ниобиум Бајан-Обо во рударскиот округ Бајан-Обо северно од општината Бајан-Обо Баотоу, автономен регион Внатрешна Монголија, Народна Република Кина
* рудниците Кирки (Кирка), Еврос, Источна Македонија и Тракија, Грција
* комплексот карбонатит Самалпати во округот Кришнагири, Тамил Наду, Индија
* карбонатити слични на вени во близина на Салем, зона на расед Салем-Атур, округ Салем, Тамил Наду, Индија
* алкалниот масив Салампати во близина на Тирупатур, округ Велоре, Тамил Наду, Индија
* „Миниера ди Монте Арсичио“ во близина на Санта Ана ди Стацема, Стацема, провинција Лука, Тоскана, Италија
* на Депозит на Pb-Zn-Ag на „Рош Пинах рудник“ во близина на Рош Пина, регионот Орањемунд, Карас, Намибија
* манганскиот појас на Бистрица, Романија
* „Уст'-Бираја“ во областа на рудата Бираја Fe-LEE на сливот на реките Бираја и Бја во басенот Чара на висорамнината Витим, област Иркутск, Русија
* Алкалниот карпест масив Мурунски (руски: Мурунский массив) на сливот на реките Чара и Токо во висорамнините Алдан, Република Саха (Јакутија), Далечниот источен федерален округ, Русија
* метаморфниот депозит Fe-Mn Лангбан, општина Филипштад, округот Вермланд (историска провинција Вермланд) во централна Шведска
* рудникот „Минерва бр. „Група“ во близина на „Кејв-ин-Рок“, недалеку од Розиклејр во „Под-округот за рударство „Кејв-ин-Рок“, округ Хардин, Илиноис, САД
* „Крокет“, „Ураганот Бају“ и реката Тринити, сите во округот Хјустон, Тексас, САД
Затоа, локациите во Германија, Австрија и Швајцарија се непознати.
9 Употреба
Бенстонитот е економски сосема незначаен и е од интерес само за собирачите на минерали.