Тодорокит

Тодорокит
Тодорокит со манџиоит и калцит од рудникот Смарт, округ Куруман, Јужна Африка
Општо
Категорија	Манган минерали
Формула	(Na,Ca,K,Ba,Sr)1-x(Mn,Mg,Al)6O12·3-4H2O
Штрунцова класификација	4.DK.10 (10 ed) 4/D.09-10 (8 ed)
Данина класификација	7.8.1.1
Просторна група	P2/m (no. 11)
Распознавање
Моларна маса	583.05 g/mol
Боја	Темно кафеава или кафеаво црна, кафеава на пропуштена светлина
Хабитус	Агрегати од ситни кристали во облик на летва
Кристален систем	моноклински кристален систем
Сраснување	Контактните се чести
Цепливост	Совршено на {100} и {010}
Цврстина на Мосовата скала	1+1⁄2
Сјај	Металик до матен, свиленкаст во агрегати
Огреб	Црна или темно кафеава
Проѕирност	Непроѕирен, проѕирен во многу тенки парчиња
Специфична тежина	3.5 to 3.8
Оптички својства	Биаксијален
Показател на прекршување	Поголемо од 1,74
Двојно прекршување	околу 0.02
Плеохроизам	X = dark brown, Z = yellowish brown
Споивост	нема
Растворливост	Растворлив во киселини
Наводи

Полиедрална претстава на структурата на тодорокит.

Тодорокит — комплексен хидриран манганов оксид минерал со општа хемиска формула (Na,Ca,K,Ba,Sr)_1-x(Mn,Mg,Al)₆O₁₂·3-4H₂O. Именуван е во 1934 година според типското наоѓалиште, рудникот Тодороки, Хокаидо, Јапонија. Припаѓа на призматичната класа 2/m од моноклински кристален систем, но аголот β меѓу оските a и c е близу 90°, што му дава привид на орторомпски минерал. Тој е кафеав до црн минерал кој се јавува во масивни или туберозни форми. Доста е мек на Мосовата скала на тврдост 1,5 и има специфична тежина од 3,49 – 3,82. Претставува составен дел од длабокоморските океански басени манганови нодули.

Структура

Манган се јавува во различни оксидациски состојби, вклучувајќи Mn²⁺, Mn³⁺ и Mn⁴⁺. Тодорокитот е изграден од (Mn⁴⁺O
6) октаедари кои споделуваат рабови за да формираат тројни ланци. Овие ланци споделуваат агли за да создадат приближно квадратни тунели паралелни со кристалната оска b. Тунелите содржат молекули на вода и големи катјони како калиум K+
, бариум Ba²⁺, сребро Ag+
, олово Pb²⁺, калциум Ca²⁺ и натриум Na+
. Октаедрите на рабовите од тројните синџири се поголеми од оние во средината и затоа веројатно ги прифаќаат поголемите катјони (магнезиум Mg²⁺, манган Mn³⁺, бакар Cu²⁺, кобалт Co²⁺, никел Ni²⁺ итн.), додека средишните октаедри се зафатени од помалите Mn⁴⁺ катјони. Оваа структура е слична на онаа на холандит (Ba,Mn²⁺)Mn⁴⁺
7O
16 и романешит (Ba,H
2O)
2(Mn⁴⁺,Mn³⁺)
5O
10, но со поголеми тунели. Иако тунелите формирани од тројни синџири на октаедри се најчести кај тодорокитот, повремено се забележани тунели во кристали и од копнени и од манганови нодулни наоѓалишта, каде еден пар страни е формиран од тројни синџири, а другиот пар од синџири широки 4, 5, 6, 8 или повеќе октаедри.

Елементарна ќелија

Елементарната ќелија има шест манганови Mn⁴⁺ позиции и дванаесет кислородни O²⁻ позиции што ја сочинуваат октаедарската рамка. Mg и Al можат да го заменат Mn, а тунелите содржат големи катјони и молекули вода.

Постои една формулна единица по елементарна ќелија (Z = 1). Страничните должини се a = 9,8 Å, b = 2,8 Å и c = 9,6 Å, со агол β = 94,1°. Подеталните вредности наведени во литературата се:

a = 9,764 Å, b = 2,842 Å, c = 9,551 Å, β = 94,14°

a = 9,7570(15) Å, b = 2,8419(5) Å, c = 9,5684(14) Å, β = 94,074(14)°

a = 9,75 Å, b = 2,849 Å, c = 9,59 Å β = 90°

Се јавуваат и вариетети со a = 14,6 Å и a = 24,38 Å, со исти b и c вредности како погоре.
Епитаксијални сраснувања на издолжени кристалити кои наликуваат на варијанта на иглест рутил се забележани со електронска микроскопија кај тодорокити од железо-манганова конкреција од Тихи Океан (a = 14,6 Å) и од наоѓалиштето Бакал (a = 14,6 Å и 24,4 Å). Тодорокити со околу 25 Å се пронајдени во примероци од Стерлинг Хил и наоѓалиштето Тахте-Карача.

Изглед

Тодорокитот се јавува како сунѓерести лентовидни и ренформни (бубрежести) агрегати составени од ситни летвичести кристали. Кристалите се сплескани паралелно со рамнината што ги содржи кристалните оски a и c, и издолжени паралелно со оската c. Минералите од групите холандит-криптомелан и романешит исто така имаат влакнест или иглест облик и две совршени расцепи паралелни со влакнестата оска. Тодорокитот е темнокафеав до кафеаво-црн по боја и кафеав во пропуштена светлина. Има црна до темнокафеава огреб и сјајот е метален до мат, но свиленкаст во агрегати. Непроѕирен е освен кај најтенките парчиња, кои се проѕирни.

Оптички својства

Тодорокитот е дволомен, како и сите моноклински (и орторомпски) минерали. Во поларископ, и во поларизациски микроскоп, примероците може да се осветлат одоздола со светлина што е поларизирана од поларизаторот, и да се набљудуваат одозгора преку анализатор што пропушта светлина со само една насока на поларизација. Кога насоките на поларизација на поларизаторот и анализаторот се под прав агол, примерокот се вели дека се гледа меѓу вкрстени полари. Кога тодорокитот се ротира меѓу вкрстени полари, тој наизменично се појавува темен и светол, темен кога кристалната или цепливата површина е паралелна со една насока на поларизација. Ова се нарекува паралелно гаснење. Сите едноосни минерали покажуваат паралелно гаснење, но истото важи и за орторомпските двуосни минерали како оливин и ортопироксени.

Рефрактивниот показател на тодорокитот не е точно одреден, освен што е многу висок; првичниот извештај го наведува како поголем од 1,74, а подоцнежно истражување го поставува уште повисоко, над 2,00. За споредба, дијамант има рефрактивен показател 2,42, а кварц 1,54. Двојниот кристал има три меѓусебно нормални оптички насоки, X, Y и Z, со различни рефрактивни показатели α, β и γ за светлина што вибрира во рамнини нормални на овие насоки. Двојното прекршување е нумеричката разлика меѓу најголемиот и најмалиот од овие показатели; кај тодорокитот таа е околу 0,02. Тодорокитот е изразено плеохроичен, изгледајќи темнокафеав кога се гледа по насоката X и жолтеникаво-кафеав кога се гледа по насоката Z [3], но јачината на ефектот варира од слаба до силна кај материјал од различни наоѓалишта. Ориентацијата на оптичките насоки во однос на решеточните параметри е Y паралелно со b и Z близу или паралелно со c.

Физички својства

Тодорокитот има совршена цепливост паралелно со рамнината што ги содржи оски b и c, и паралелно со рамнината што ги содржи оски a и c. двојништво се јавува често. Минералот е многу мек, со тврдост од само 1+1⁄2. Обично е влакнест, што го отежнува точното мерење на специфичната тежина. Бермановата вага ја мери релативната тежина на примерокот во воздух и во вода; кога тодорокитот бил испитан на овој начин, добиена е вредност 3,49. Пикнометарот ја мери масата и волуменот на примерокот директно; овој метод дал вредности од 3,66 до 3,82 за тодорокит. Пикнометарот е поверојатно да даде точна вредност за влакнест материјал.

Растворливост

Тодорокитот е растворлив во хлороводородна киселина (HCl) со ослободување на хлор (Cl
2), и во концентрирана сулфурна киселина (H
2SO
4) при што се формира пурпурно-црвен раствор. Исто така е растворлив во азотна киселина (HNO
3) при што останува остаток од манган диоксид (MnO
2).

Други карактеристики

Кога тодорокитот бил првпат откриен, во 1934 година, современи методи за анализа на минерали не биле достапни, а една од стандардните техники била употреба на дувалка за загревање мал примерок од минералот и набљудување на неговото однесување. Тодорокитот бил испитан на овој начин и било забележано дека под дувалка станува кафеав и го губи металниот сјај, но не се топи. Рендгенско-дифракциските линии на 9,5 до 9,8 Å и 4,8 до 4,9 Å се карактеристични. Ова важи и за бузерит Na
4Mn
14O
27 · 21H₂O.

Типско наоѓалиште

Типското наоѓалиште е рудникот Тодороки, село Акаигава (25 км ЈЗ од Гинзан), Сирибеши, Хокаидо, Јапонија. Типскиот материјал се чува во Минералошки музеј на Харвард во Кембриџ (Масачусетс), САД, под референтен број 106214.

Појава и асоцијации

Иако тодорокитот е чест производ на оксидација и лужење на примарни манганов карбонат и Силикатни минерали, неговата главна појава е во длабокоморски феромангански нодули. Тодорокит е синтетизиран од бирнесит во лабораторија, а директен доказ за преобразба од бирнесит во тодорокит е забележан во железо-манганова конкреција закопана во хемипелагични седименти од Тихиот Океан со употреба на високорезолуциска трансмисиона електронска микроскопија. На типското наоѓалиште во Акаигава (Хокаидо), Јапонија, тодорокитот се јавува како алтернациски производ на инезит (Ca
2Mn²⁺
7Si
10O
28(OH)
2 · 5H₂O) и родохрозит MnCO
3. Се наоѓа како многу фини влакнести лушпи со должина околу 0,05 мм, лабаво агрегирани во сунѓерести маси во друзи во златоносни кварцни вени. Првичниот примерок бил прилично нечист бидејќи содржел вкупно 2,43% нерастворливи фосфорни соли (P
2O
5SO
3) и силициум диоксид (SiO
2).

Други наоѓалишта

Австрија

Во Хутенберг, Корушка, Австрија, тодорокитот се јавува како нодуларни маси со пречник околу 5 см, со влакнеста структура и грубо концентрично слоење. Кршав е, мек и порозен, и толку лесен што може да плови на вода. Кафеав е, но посветол од примероците од Чарко Редондо во Куба. Сјајот на површините на прелом е мат, но мазната надворешна површина на нодулите има слаб бронзен изглед. Има релативно висока содржина на бариум, како и Mn⁴⁺, можеби поради мала примеса на пиролузит (Mn⁴⁺O
2).

Бразил

Тодорокитот е редок составен дел на наоѓалиштата на манганов оксид во Сауде и Уранди, во Баија, Бразил, како резултат на супергено збогатување на метаморфната околна карпа што содржи спесартин (Mn²⁺
3Al
2(SiO
4)
3) и други манганови минерали.

Куба

Во Чарко Редондо во Ориенте, Куба, влакнест тодорокит бил пронајден со влакна долги до 10 см. Темнокафеаво-црн е со слаб свиленкаст отсјај на површините на прелом, инаку сјајот е мат. Тешко е да се измери специфичната тежина поради влакнестата структура; измерените вредности меѓу 3,1 и 3,4 веројатно се прениски. Тврдоста е ниска, но не може прецизно да се измери. Често асоцирани минерали се пиролузит, криптомелан, манганит, псиломелан, кварц, фелдспат и калцит. Мангановите руди се наизменично слоевити со вулкански туф, јаспилит и варовник. Тодорокитот е изменет близу површината и долж раседи или пукнатини во пиролузит, а можеби и во манганит. Изворот на манганот веројатно биле топли извори.

Португалија

Во Фарагудо во Алгарве, Португалија, била пронајдена сталактитна маса од тодорокит во мала колекција на секундарни манганови минерали, претежно криптомелан (K(Mn⁴⁺,Mn²⁺)
8O
16). Мек е и порозен, со влакнест начин на агрегирање и темнокафеава до кафеаво-црна боја.

Јужна Африка

Големи кристали биле пронајдени во рудникот Смарт, Хотазел, и на други места во областа Куруман, Кејпска Покраина, Јужна Африка.

Соединети Американски Држави

Во Стерлинг Хил, Њу Џерси, тодорокитот е идентификуван во мала збирка на секундарни манганови оксиди од старите површински ископи. Формира меки, темнокафеаво-црни маси со нејасна влакнеста структура. Асоциран е со халкофанит (ZnMn⁴⁺
3O
7 · 3H₂O) и секундарни кристали на калцит (CaCO
3) во руда од франклинит (ZnFe³⁺
2O
4) – вилемит (Zn
2SiO
4).

Во Сајпан во Маријански Острови, во Тихиот Океан, тодорокитот е пронајден со ист начин на агрегирање и боја како оној од Чарко Редондо во Куба. Релативно е кршлив и тврд затоа што е тесно измешан со фино раздробена силика, која во некои случаи сочинува до 50% од примерокот. Содржината на магнезиум е поголема од онаа на бариум или калциум.