Schreibersite

Schreibersite
Categoria  I  : elementi nativi
Immagine illustrativa dell'articolo Schreibersite
Fetta di meteorite Gebel Kamil  (de)  : inclusioni di schreibersite in una matrice di kamacite
Generale
Nome IUPAC Fosfuro di trifer
numero CAS 12023-53-9
(EINECS : 234-682-8)
Classe di Strunz 1.BD.05

1 ELEMENTI (Metalli e leghe intermetalliche, metalloidi e non metalli, carburi, nitruri, siliciuri, di fosfuri)
 1.B Carburi metallici, siliciuri, nitruri e Fosfuri
  1.BD Fosfuri
   1.BD.05 schreibersite (Fe, Ni) 3P
Space Gruppo I 4
Point Group 4
   1.BD.05 Nickelphosphide (Ni, Fe) 3P
Space Group I 4
Point Group 4
La classe di Dana 1.1.21.2

Elementi nativi e amalgame
1. Elementi naturali e amalgame
Formula chimica Fe 3 P ( Fe , Ni ) 3 P
Identificazione
Forma massa 198,509 ± 0,006 amu
Fe 84,4%, P 15,6%,
Colore Bianco (dall'argento al peltro puro), giallo nella luce riflessa;
diventa ottone al marrone per ossidazione
Classe di cristallo e gruppo spaziale Tetragonal disphénoïdique ( 4 )
Gruppo n °  82 ( I 4 ), Z = 8

a = b = 9,013  Å , c = 4,424  Å

Sistema cristallino Tetragonale
Rete Bravais Tetragonale centrato
Scollatura {001}  : perfetto;
{010} e {110}: indistinti
Rompere Fragile
Habitus Tramogge , piastrine, lamelle, bastoncini o aghi
Scala di Mohs Da 6,5 ​​a 7
Linea Grigio scuro
Sparkle Metallico
Proprietà ottiche
Birifrangenza Monoassiale
Trasparenza Opaco
Proprietà chimiche
Densità 7 a 7,8 (media: 7,4)
Proprietà fisiche
Magnetismo Ferromagnetico
Unità di SI e STP se non diversamente specificato.

La schreibersite (Fe, Ni) 3 PChiamato in onore del naturalista austriaco Carl von Schreiber è un fosfuro di ferro in cui il ferro è parzialmente sostituito da nichel (7-65 % ) e opzionalmente un po 'di cromo e cobalto . Cristallizzandosi nel sistema tetragonale ( gruppo spaziale n °  82, I 4 ), questo minerale argenteo, duro e fragile prende il nome di rabdite (dal greco ῥάβδος  : asta, bastone) quando è a forma di aghi (sezione quadrata) .

Scoperta e altri eventi

La schreibersite fu descritta nel 1847 nel meteorite Magura, da Adolf Patera  (en) e Wilhelm Haidinger che le diedero il nome. Questo minerale era stato trovato l' anno precedente da Charles Shepard  (as) , che si era separato dalla dissoluzione acida di un pezzo del meteorite Asheville e aveva chiamato dyslytite (il greco δυσλυθεί  : indisciolto). Ma il primo ad averlo osservato (nel meteorite di Bohumilitz), e ad averne stimato la composizione chimica, fu infatti Jöns Berzelius nel 1832 .

La schreibersite è presente nella maggior parte dei meteoriti ferrosi e nel metallo di meteoriti misti ( pallasiti e mesosideriti ). Vi si trova in due forme: da una parte tavolette macroscopiche ( larghe fino a 1  cm ) incluse nella taenite ma in contatto o vicine a un'interfaccia kamacite - taenite (le schreibersites, in senso stretto); e d'altra parte cristalli prismatici automorfici più piccoli , dispersi nella kamacite (i rhabdit).

Schreibersite si trova anche in alcuni mal ossidati condriti e acondriti come chondrites Enstatite e aubrites , o in forma residua parzialmente metamorfosi trasformato . Si trova anche nelle rocce delle terre lunari .

La schreibersite è presente anche in alcune rocce terrestri ma è molto rara. Si incontra, come (e con) la cohenite , solo in contesti estremamente riducenti , specialmente dove il magma ha invaso un deposito di carbone o lignite come a Uivfaq sull'isola di Disko ( Groenlandia ) o vicino a Bühl. Di Kassel ( Land of Hesse , Germania ).

Modalità allenamento

L'esame del diagramma di fase Fe - Ni - P permette di comprendere come la schreibersite possa formarsi dal fosforo presente allo stato disciolto nella fase metallica dei meteoriti (una lega di ferro e nichel , essenzialmente): il fosfuro precipita in fase solida, dopo l'inizio della trasformazione iniziale della taenite (relativamente ricca di Ni e P ) → kamacite (povera di Ni, più ricca di P) + taenite residua (più ricca di Ni, povera di P). I grani di schreibersite nucleari nella taenite all'interfaccia kamacite-taenite (nucleazione eterogenea) tra 700 e 500  ° C (il ferro e il nichel della schreibersite provengono dalla taenite ma il fosforo dalla kamacite). I rabdit nucleari in kamacite (nucleazione omogenea) quando esso stesso diventa sovrasaturo con ( Fe , Ni ) 3 P, a una temperatura inferiore (500-400  ° C ). Il profilo di concentrazione di nichel su entrambi i lati dell'interfaccia consente di stimare la velocità di raffreddamento in questi intervalli di temperatura (oltre alla stima comunemente ottenuta dai dati Widmanstätten ).

Schreibersite e vita primitiva

Il fosforo è fondamentale per tutti gli esseri viventi, soprattutto attraverso la molecola ATP , che fornisce energia per le reazioni chimiche del metabolismo . Ma i fosfati disponibili sulla superficie della Terra sono troppo poco reattivi per aver plausibilmente fornito il fosforo necessario per le reazioni della chimica prebiotica . Per corrosione idrotermale, la schreibersite dei meteoriti fornisce diidrogenfosfiti solubili (ione H 2 PO 3- ), essi stessi facilmente disidratati in pirofosfiti (ione H 2 P 2 O 52– ). Tuttavia, questi pirofosfiti sono buoni candidati per svolgere un ruolo analogo a quello dell'ATP nell'ambiente terrestre primitivo.

Note e riferimenti

  1. La classificazione dei minerali scelta è quella di Strunz , ad eccezione dei polimorfi di silice, che sono classificati tra i silicati.
  2. I parametri della massa della forma e del reticolo indicati nel riquadro sono quelli di Fe 3 P puro.
  3. massa molecolare calcolata dal "  peso atomico degli elementi 2007  " su www.chem.qmul.ac.uk .
  4. (EN) John G. Burke, detriti cosmici: Meteoriti nella storia , University of California Press ,1991, 455  p. , p.  135-138
  5. Meteorite ferrosa trovata nel 1880 vicino a Námestovo ( regione di Žilina , attualmente in Slovacchia ma poi in Ungheria ).
  6. Shepard aveva chiamato un altro minerale meteoritico schreibersite , un solfuro ricco di cromo (presumibilmente daubreelite ).
  7. In questi meteoriti, la schreibersite è generalmente la fase più abbondante dopo il metallo.
  8. Ad esempio la pallasite di Krasnoyarsk , di cui Berzelius studiò la schreibersite (che poi chiamò phosphormetalle ) dal 1834 .
  9. (en) Alexander A. Kulpecz, Jr. e Roger H. Hewins, “  velocità di raffreddamento basato su una crescita schreibersite per il mesosiderite Emery  ” , Geochimica et Cosmochimica Acta , vol.  42, n o  10,Ottobre 1978, p.  1495-1497 e 1499-1500 ( DOI  10.1016 / 0016-7037 (78) 90020-0 ).
  10. Osservato quasi fin dall'altra forma di schreibersite, i rabdit (così chiamati da Gustav Rose ), furono inizialmente scambiati per una specie minerale diversa piuttosto che per una varietà morfologica.
  11. (in) AJ Easton, "  Studies of kamacite, perryite and schreibersite in e-chondrites and aubrites  " , Meteoritics , vol.  21, n o  1,31 marzo 1986, p.  79-93 ( ISSN  0026-1114 , DOI  10.1111 / j.1945-5100.1986.tb01227 , letto online , accesso 2 novembre 2014 ).
  12. (in) Alan E. Rubin e Jeffrey N. Grossman, "  Assemblaggi fosfato-solfuro e rapporti Al / Ca nelle condriti di tipo 3  " , Meteoritics , vol.  20, n o  3,30 settembre 1985, p.  479-489 ( ISSN  0026-1114 , DOI  10.1111 / j.1945-5100.1985.tb00044.x , letto online , accesso 2 novembre 2014 ).
  13. (in) Robert H. Hunter e Lawrence A. Taylor, "  Rust and schreibersite in Apollo 16 highland rocks: Manifestations of volatile-element mobility  " , Proceedings of the Lunar and Planetary Science Conference , Vol.  12B,1982, p.  253-259 ( letto online , consultato il 2 novembre 2014 ).
  14. (sv) Helge Lofquist e Carl Axel Fredrik Benedicks, "  Det Stora nordenskiöldska järnblocket från Ovifak: Mikrostruktur och bildningssätt  " , Kungliga Svenska Vetenskaps-Akademiens handlingar , 3 serie E , vol.  19,1941, p.  1-96 ;
    (en) Cyrena A. Goodrich e John M. Bird, "  Formazione di leghe ferro-carbonio nel magma basaltico a Uivfaq, Disko Island: The role of carbon in mafic magmas  " , The Journal of Geology , The University of Chicago Press, vol .  93, n o  4,Luglio 1985, p.  475-492.
  15. (De) Paul Ramdohr , "  Neue Beobachtungen am Bühl-Eisen  " , Sitzungsberichte der Deutsche Akademie der Wissenschaften zu Berlin ,: Klasse für Mathematik und allgemeine Naturwissenschaften, vol.  : Jahrgang 1952, n °  5,1953, p.  9-24.
  16. (it) SJB Reed, “  Electron-sonda microanalisi di schreibersite e rhabdite nei meteoriti di ferro  ” , Geochimica et Cosmochimica Acta , vol.  29, n o  5,Maggio 1965, p.  513-520, IN1-IN4 e 521-534 ( DOI  10.1016 / 0016-7037 (65) 90044-X ).
  17. È questa trasformazione che produce le figure Widmanstätten , durante il (lento) raffreddamento del meteorite.
  18. (in) David E. Bryant et al. , “  Modifica idrotermica del meteorite ferroso Sikhote-Alin in ambienti geotermici a basso pH. Una via plausibilmente prebiotica al fosforo attivato sulla Terra primordiale  ” , Geochimica et Cosmochimica Acta , vol.  109,15 maggio 2013, p.  90-112 ( ISSN  0016-7037 , DOI  10.1016 / j.gca.2012.12.043 ).