红铊矿

红铊矿
红铊矿
基本資料
類別	硫代酸盐矿物
化学式	TlAsS2
IMA記號	Lor
施特龙茨分类	2.HD.05
晶体分类	棱柱體 (2/m) ; （H-M记号相同）
晶体空间群	P21/a
性質
顏色	红色到胭脂红、铅灰色
晶体惯态	棱柱状横纹平行于[001]
晶系	单斜
解理	[100]完美，[001]清晰
断口	贝壳状
莫氏硬度	2.0–2.5
光澤	半金属光泽到金刚光泽
條痕	樱桃红色
透明性	半透明
比重	5.53
光學性質	双轴(+)
折射率	nα = 2.720
多色性	弱；Y = 紫红色；Z = 橙红色
參考文獻

红铊矿（英語：Lorándite）是一种含砷铊硫代酸盐矿物，化学式为TlAsS₂。虽然稀有，但它是最常见的含铊矿物。红铊矿出现在低温热液组合以及金和汞矿床中。伴生矿物包括辉锑矿、雄黄、雌黄、朱砂、钒铅矿、胶黄铁矿、白铁矿、黄铁矿、黝铜矿、锑闪锌矿、砷和重晶石。^[2]

该矿物被用于通过某种涉及铊的核反应来检测太阳中微子。^[5]^[6]它有一个单斜的晶体结构，由铊原子相互连接的AsS₃四面体螺旋链组成，可在实验室合成。

历史

红铊矿于1894年在卡瓦达尔奇（现北马其顿）附近的Allchar矿床首次发现，并以匈牙利著名物理学家厄特沃什·羅蘭的名字命名。^[2]^[4]

分布

除了北马其顿的Allchar矿床外，在塔吉克斯坦的Dzhizhikrut Sb-Hg矿床和俄罗斯北高加索山脉皮亚季戈尔斯克附近的Beshtau铀矿床也发现了红铊矿。它作为一种矿石，在中国贵州省滥木厂汞铊矿床，伊朗东北部Zarshuran金矿，瑞士伦根巴赫采石场中发现。^[2]^[4]

实验室合成

红铊矿单晶可从硝酸亚铊 (TlNO₃)、砷和硫在浓氨水中的混合物中生长。将混合物置于高压釜中并在高温（~250°C）下保持数天。该过程产生沿[001]晶轴伸长的深红色棱柱状晶体，在外观和晶体结构细节上与矿物相似。^[7]

结构

红铊矿的晶体结构为单斜晶系，空间群P2₁/a，Z = 4，晶格常数a = 1.228 nm，b = 1.130 nm，c = 0.6101 nm，β = 104.5 °。它由面向[010]晶轴的AsS3四面体的螺旋链组成。这些链通过不规则配位的Tl原子共价连接（图中未显示链接互连），这些链接的断裂是导致晶体裂解的原因。^[8]

产生

最初发现红铊矿的北马其顿Allchar矿床的构造环境是一种反斜面结构，源于上白垩纪时期的沉积物。在成矿过程中，安山岩的存在导致热液沿着白云岩和安山岩的接触面移动，从而形成了红铊矿矿床。^[9]

应用

1976年，使用富含铊的矿物红铊矿来探测太阳中微子的方法被提出。该方法依赖于²⁰⁵Tl(ν_e,e⁻)²⁰⁵Pb反应，其阈值能量相对较低，为52keV，因此效率相对较高。该反应产生²⁰⁵Pb同位素，其寿命长达1540万年；它不仅由中微子引起，还由其他宇宙粒子引起。它们在地壳中都有不同的穿透深度，因此对取自不同深度的含铊矿石中的²⁰⁵Pb含量进行分析，可以获得过去过去几千年中微子的信息。因此，Lorandite Experiment (LOREX) 在2008年到2010年间运行，并以最大的红铊矿来源之一，北马其顿南部的Allchar矿床作为基地。^[5]^[6]

方解石基质上的红铊矿晶体，来自Mercur矿，美国犹他州Mercur。尺寸 1.8×1.8×0.4 cm。

参见

硫砷铊铅矿

参考资料

^ 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. （原始内容存档于2021-12-13）.
^ ^2.0 ^2.1 ^2.2 ^2.3 Anthony, John W.; Bideaux, Richard A.; Bladh, Kenneth W.; Nichols, Monte C. (编). Lorandite. Handbook of Mineralogy (PDF) 1. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-08）.
^ Lorandite （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Webmineral
^ ^4.0 ^4.1 ^4.2 Lorandite （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 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.

外部链接

Spectroscopic data for lorandite （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[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. （原始内容存档于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. (编). Lorandite. Handbook of Mineralogy (PDF) 1. Chantilly, VA, US: Mineralogical Society of America. [December 5, 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-02-08）.

[3] Lorandite （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Webmineral

[mindat-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 Lorandite （页面存档备份，存于互联网档案馆）. 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.

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