카마시테

Kamacite
카마시테
Widmanstatten patterns 2.jpg
니켈 철광물의 두 가지 형태인 카마사이트와 태나이트를 나타내는 Widmanstetten 패턴
일반
카테고리운석 광물
공식
(유닛)		α-(Fe,Ni), FeNi00.900.1
스트룬츠 분류1.AE.05
수정계등각선
크리스털 클래스육팔면체(m3m)
H-M 기호: (4/m 3 2/m)
스페이스 그룹임3m
신분증
공식 질량56.13 g/g
색.아이언 블랙, 스틸 그레이
수정 습관질량이 크고 균일하게 구별할 수 없는 결정체
갈라짐불명확하다
골절날카로운 – 표면이 들쭉날쭉하고 찢어져 있습니다(예: 금속 골절).
모스 척도 경도4
광택메탈릭
스트릭회색
비중7.9
기타 특징비방사성, 자기성, 비형광성
레퍼런스[1][2]

Kamacite는 철과 니켈의 합금으로 지구상의 운석에서만 발견된다.국제광물학협회(IMA)에 따르면 니켈이 풍부한 천연 [3][4]철의 적절한 품종으로 간주됩니다.철:니켈의 비율은 90%:10%와 95%:5% 사이이며, 코발트나 탄소 같은 다른 원소도 소량 존재할 수 있습니다.이 광물은 금속 광택을 가지고 있으며 회색이며 결정 구조가 등각정팔면체이지만 명확한 균열은 없다.밀도는 약 8g/cm이고3, 경도는 Mohs 기준으로 4입니다.그것은 때때로 발카이센이라고도 불린다.

1861년에 만들어진 이 이름은 그리스어 어근 αμα- "카막" 또는 αμα- "카막스"에서 유래되었으며, 이는 [5]포도나무를 의미한다.철운석(옥타헤드라이트 및 헥사헤드라이트 유형)의 주요 성분입니다.옥타헤드리트에서 그것은 Widmanstéten 패턴을 형성하는 태나이트와 교차하는 대역에서 발견된다.육면체에서는 노이만 선이라고 불리는 미세한 평행선이 자주 나타나는데, 이는 충격에 의한 충격에 의해 인접한 카마사이트 판의 구조적 변형의 증거이다.

때때로 카마카이트는 태나이트와 매우 밀접하게 혼합되어 있어 시각적으로 구별하기 어려워 플레사이트를 형성한다.문서화된 가장 큰 카마사이트 결정의 크기는 92×54×23cm(36.2×21.3×9.1인치)[6]였습니다.

물리 속성

Kamacite는 Thomson 구조와 매우 높은 밀도를 포함한 많은 고유한 물리적 특성을 가지고 있습니다.

신분증

Kamacite는 불투명하며, 그 표면은 일반적으로 회색 줄무늬 또는 "결백" 패턴의 다양한 음영을 나타냅니다.카마사이트는 금속 광택이 난다.Kamacite는 충격 정도에 따라 경도가 달라질 수 있지만 일반적으로 Mohs 경도 척도에서는 4등급입니다.충격은 카마사이트의 경도를 증가시키지만, 카마사이트의 경도가 [7]증가할 수 있는 다른 수많은 이유가 있기 때문에 이것은 충격 이력을 결정하는 데 100% 신뢰할 수 있는 것은 아닙니다.

Kamacite의 측정 밀도는 7.9g3/cm이다.그것은 거대한 결정 습성을 가지고 있지만 보통 개별 결정은 자연 발생 시 구별이 불가능합니다.카마사이트에는 날카로운 골절을 일으키는 절단면이 없다.Kamacite는 자성을 띠며 등각적으로 작용하기 때문에 광학적으로 등각적으로 동작합니다.

Kamacite는 [8]Taenite와 Kamacite와 Taenite가 혼합된 영역인 Plessite에서 발생합니다.

태나이트는 니켈(12~45 중량 % Ni)이 카마사이트(5~12 중량 % Ni)보다 많다.니켈 함량의 증가는 태나이트가 얼굴 중심 단위 셀을 가지도록 하는 반면, 카마사이트의 높은 철 함량은 태나이트의 단위 셀이 몸체 중심을 이루도록 합니다.이러한 차이는 니켈과 철이 크기는 비슷하지만 원자간 자기와 양자간 [9]상호작용이 다르기 때문에 발생합니다.

사각형상

X선 분말 테스트에서 그리고 나중에 현미경으로 관찰된 사각형 상의 증거가 있습니다.두 개의 운석이 테스트했을 때 "사각형 단위 셀을 기준으로 지수화할 수 있지만 입방체 또는 육각형 단위 [9]셀을 기준으로 지수화할 수 없는" d-값을 제공했다.그것은 철의 육각형 다형체인 e-iron으로 추측되어 왔다.

톰슨 구조

주요 기사:톰슨 구조

보통 Widmanstatten 패턴이라고 불리는 톰슨 구조는 카마사이트를 포함하는 운석에서 종종 볼 수 있는 텍스처이다.이들은 보통 카마사이트와 태나이트를 번갈아 가며 사용하는 밴드입니다.1804년, 윌리엄 톰슨은 질산(HNO)으로
3 표본을 세척한 후 예기치 않은 기하학적 패턴을 발견했을 때 이러한 구조물을 우연히 발견했습니다.그는 프랑스 저널에 그의 관찰 결과를 발표했지만 나폴레옹 전쟁 때문에 당시 운석 연구를 하고 있던 영국 과학자들은 그의 작품을 발견하지 못했다.4년 후인 1808년이 되어서야 철 운석을 가열하던 알로이스 폰 베크 비드만슈타텐 백작이 카마사이트와 [10]태나이트의 산화율 차이로 인한 기하학적 패턴을 발견했어요.Widmanstatten은 많은 동료들에게 서신에서 이러한 패턴에 대해 말했고, 이는 대부분의 문학에서 Widmanstatten 패턴으로 언급되었다.

톰슨 구조 또는 Widmanstetten 패턴은 운석이 식으면 만들어집니다. 고온에서는 철과 니켈 모두 면 중심 격자를 가집니다.운석이 형성되면 완전히 녹은 태나이트(1500°C 이상)로 시작하여 723°C를 넘어서 냉각되면 합금의 1차 준안정상이 태나이트로 변화하고 카마사이트가 침전되기 시작한다.이 창에서는 운석이 723°C 이하로 냉각되고 있으며, 톰슨 구조가 형성되어 [8]운석의 온도, 압력 및 조성에 큰 영향을 받을 수 있습니다.

광학적 특성

Kamacite는 불투명하며 반사광 현미경 검사에서만 관찰할 수 있습니다.이것은 등각성이기 때문에 등방적으로 동작합니다.

자기

운석이 750°C 이하로 식으면 철은 카마사이트 단계로 이동하면서 자성을 띠게 된다.이 냉각 과정에서 운석은 기존의 온도 영구 자화 작용이 없다.지구의 온도 자화는 지구의 지각에 형성된 철광물을 주는데, 이것은 상온에서 같은 장에서 형성되었을 때보다 더 높은 자성을 가집니다.이것은 타나이트가 카마사이트로 냉각되면서 유도되는 화학적 잔류 과정으로 보이기 때문에 비재래적인 열영구 자화학적 잔류 과정이 원인인 것으로 보입니다.특히 흥미로운 것은 이것이 0.4 oersted(기호 Oe)[11]만큼 강한 것으로 나타난 일반적인 콘드라이트 자기장을 모두 고려한 것으로 나타났다는 것이다.

결정학

카마사이트는 체입방체 중심의 단위세포를 가진 등축광물이다.카마사이트는 보통 큰 결정에서는 발견되지 않지만, 비정상적으로 가장 큰 카마사이트 결정의 크기는 92×54×[12]23cm입니다.큰 결정이 매우 드물더라도 결정학은 톰슨 구조의 형성에 중요한 역할을 하는 것을 이해하는 것이 매우 중요합니다.

대칭

Kamacite는 등각형의 육팔면체 결정을 형성하며, 이는 결정체가 많은 대칭 요소를 갖도록 합니다.카메카이트는 헤르만-모귄 표기법에서 4/m32/m 등급에 속하며, 이는 3개의 4중 축, 4개의 3중 축, 6개의 2중 축과 9개의 거울 평면을 가지고 있다는 것을 의미합니다.카마시테에는 FM3m의 우주 그룹이 있다.

단위 셀

카마사이트는 α-(Fe, Ni), FeNi의
0.9
0.1 반복 단위로 구성되며, 이는 a = 8.603Ω, Z = 54Ω, V = 636.72Ω의3 세포 치수를 구성합니다.서로 상호작용하는 0가 철(금속 Fe0) 원자의 원자간 자기 및 양자 상호작용은 카마사이트가 체 중심의 격자를 갖도록 합니다.

화학

공식 및 우성분

카마사이트는 α-(Fe, Ni), FeNi의
0.9
0.1 반복단위로 구성되며, 철과 니켈은 철 운석에서 흔히 볼 수 있는 금속 원소로 원자가 제로(Fe, Ni0)를0 가진다.미량 원소 외에 일반적으로 철 90%, 니켈 10%로 구성되지만 철 95%, 니켈 5%의 비율을 가질 수 있습니다.이로 인해 철분은 카마사이트의 모든 샘플에서 지배적인 성분이 됩니다.Dana 및 Nickel-Strunz 분류 시스템에서 [9]원소와 함께 분류됩니다.

형성 조건

Kamacite는 약 723°C에서 형성되기 시작합니다. 이때 니켈은 얼굴 중심을 유지하는 동안 철은 얼굴 중심을 이루는 것에서 신체 중심을 이루는 것으로 분할됩니다.이 영역을 수용하기 위해 니켈을 주변 영역으로 치환하여 니켈 엔드 멤버인 태나이트를 생성하기 시작합니다.

트레이스 요소

카마사이트의 미량 원소에 대한 많은 연구가 있었다.카마사이트에서 가장 눈에 띄는 미량 원소는 갈륨, 게르마늄, 코발트, 구리, 크롬입니다.코발트는 니켈 함량이 5.26%에서 6.81%로 변화하고 코발트 함량은 0.25%에서 0.77%[13]로 변화할 수 있는 가장 주목할 만한 것입니다.이 모든 미량 원소들은 금속이며, 카마사이트 태나이트 경계 부근의 출현은 운석이 형성된 환경에 대한 중요한 단서를 줄 수 있다.질량분석 결과 카마사이트는 백금 평균 16.31(μg/g), 이리듐 평균 5.40(μg/g), 오스뮴 평균 3.89(μg/g), 텅스텐 평균 1.97(μg/g), 금 평균 0.75(μg/g), 금을 상당히 함유하고 있는 것으로 밝혀졌다.상당한 양의 코발트와 백금이 가장 눈에 띈다.

중요한 마이너 요소, 대체 요소, 솔리드 솔루션

카마사이트 황화는 실험실에서 실험적으로 수행되었다.황화는 단황화물 고체 용액(Fe
x(Ni,Co)
1-xS), 펜틀랜다이트 상(Fe
x(Ni,Co)
9-xS
8), P가 풍부한 상 등 세 가지 상으로 구분된다.이것은 태양 성운과 동시에 조건을 만들기 위해 실험실에서 수행되었습니다.이 정보로 초기 태양계의 열역학, 운동학, 물리적 조건에 대한 정보를 추출할 수 있을 것이다.운석에 있는 황화물 중 많은 것들이 불안정하고 [15]파괴되었기 때문에 이것은 여전히 추측으로 남아 있다.Kamacite는 또한 토칠리네이트(Fe·5-6(Mg2+
,
5 Fe
6)S(
10OH))로2+
변화한다.운석이 전체적으로 얼마나 변화했는지에 대한 단서를 제공하는 데 유용합니다.암석 현미경, 주사 전자 현미경, 전자 마이크로프로브 분석에서 카마사이트에서 토칠라이트로의 변화를 볼 수 있다.이를 통해 연구자들은 표본에서 발생한 변화의 양을 쉽게 색인화할 수 있습니다.이 지수는 나중에 변화가 명확하지 [16]않은 운석의 다른 영역을 분석할 때 참조할 수 있다.

태나이트와의 관계

태나이트는 카마사이트-태나이트 고용액의 니켈 리치 엔드 부재입니다.태나이트는 지구에서 자연적으로 발생하는 반면, 카마사이트는 우주에서 왔을 때만 지구에서 발견된다.카마사이트는 니켈을 주변으로 배출하면서 태나이트를 형성하고, 이 영역은 태나이트를 형성합니다.카마사이트 격자의 면중심 특성과 니켈 격자의 체중심 특성으로 인해 두 격자는 서로 접촉할 때 복잡한 각도를 형성합니다.이러한 각도는 톰슨 구조에서 거시적으로 드러납니다.또한 이러한 관계 때문에 아탁사이트, 헥사헤드라이트, 옥타헤드라이트라는 용어를 얻게 되었습니다.아탁사이트는 육면체 또는 팔면체 구조를 나타내지 않는 운석을 말한다.니켈이 6중량%이하인 운석은 카마사이트의 결정구조가 등각성이고 입방체이기 때문에 흔히 육면체라고 한다.마찬가지로, 운석이 얼굴 중심 태나이트에 의해 지배된다면, 카마카이트가 태나이트의 8면체 결정 경계에서 용출되어 운석이 8면체처럼 보이기 때문에 그것은 팔면체라고 불립니다.헥사헤다이트와 옥타헤다이트는 모두 운석이 결정면을 따라 부서지거나 톰슨 구조를 강조할 준비가 되었을 때에만 나타나기 때문에 많은 운석이 아탁사이트 [8][17]ar로 잘못 불립니다.

열에 대한 화학적 설명

미량 원소는 다른 온도에서 카마사이트의 형성에 대해 분석되어 왔지만, 운석의 형성 온도에 대한 단서를 제공하는데는 태나이트의 미량 원소가 더 적합할 것으로 보인다.운석이 식고 태나이트와 카마사이트가 서로 분리될 때 일부 미량 원소는 태나이트 또는 카마사이트에 위치하는 것을 선호할 것입니다.태나이트 카마사이트 경계를 분석하면 미량 [citation needed]원소의 최종 위치에 의해 형성되는 동안 냉각이 얼마나 빨리 이루어졌는지를 알 수 있습니다.

안정성 범위

Kamacite는 723°C 또는 600°C 미만의 온도에서만 안정적입니다(Stacey and Banerjee, 2012).[11] 여기서 철은 체 중심의 결정 구조에서 충분히 냉각됩니다.또한 카마사이트는 [8]공간 내에서만 형성되기 때문에 추측할 수 있는 저압에서만 안정적입니다.

충격의 영향

금속과 X선 회절은 운석의 충격 이력을 결정하기 위해 카마사이트에 사용될 수 있다.충격 이력을 결정하기 위해 경도를 사용하는 것은 실험되었지만 너무 신뢰할 수 없는 것으로 판명되었습니다.다수의 카마사이트 샘플에 비커스 경도 테스트를 적용했으며 충격받은 운석은 160–170kg/mm, 비충격 운석은 최대 244kg/[7]mm의 값을 가질 수 있다.충격은 금속 및 X선 회절 기술을 사용하여 측정할 수 있는 독특한 철 변환 구조를 일으킵니다.충격 이력을 측정하기 위해 금속과 X선 회절 기술을 사용한 후, 지구에서 발견된 운석의 49%가 충격의 증거를 가지고 있다는 것이 밝혀졌다.

지질학적 현상

카마사이트 운석은 지구의 모든 대륙에서 발견되었고 화성에서도 [18]발견되었다.

운석

카마사이트는 고온, 저기압, 그리고 산소와 같은 반응성 원소가 거의 필요하기 때문에 주로 운석과 관련이 있다.콘드라이트 운석은 존재하는 콘드룰에 따라 여러 그룹으로 나눌 수 있다.엔스타타이트 콘드라이트, 탄소질 콘드라이트, 일반 콘드라이트 등 3가지 주요 유형이 있습니다.보통의 콘드라이트는 지구상에서 발견된 운석 중 가장 풍부한 종류로 기록된 [17]운석의 85%를 차지한다.일반 콘드라이트는 모두 세 가지 다른 소스로부터 유래한 것으로 생각되기 때문에 LL, L, H의 3가지 타입이 있습니다.LL은 저철, 저금속, L은 저철, H는 고철 함량을 나타냅니다.모든 일반 콘드라이트는 H콘드라이트에서 [19]LL콘드라이트로 이동함에 따라 카마사이트가 풍부하게 함유되어 있습니다.카마카이트는 또한 흔하지 않은 운석 메소시데라이트와 E콘드라이트에서도 발견된다.콘드라이트는 주로 엔스타타이트로 구성되며 지구상에 떨어지는 운석의 2%만을 차지한다.콘드라이트는 일반적인 [17]콘드라이트와는 전혀 다른 원천암을 가지고 있다.E콘드라이트의 카마사이트 분석 결과, 일반적으로 니켈 함유량이 [20]평균보다 적은 것으로 나타났습니다.

풍부

카마카이트는 우주에서만 형성되고 운석에서만 발견되기 때문에 지구에서는 매우 적은 양을 가지고 있다.우리 태양계 밖에서 그것의 풍부함을 알아내는 것은 어렵다.카마사이트의 주요 성분인 철은 우주에서 여섯 번째로 풍부한 원소이며 일반적으로 [21]금속으로 여겨지는 원소 중 가장 풍부한 원소입니다.

관련 광물

태나이트와 토칠리네이트는 카마사이트와 [citation needed]흔히 관련된 광물이다.

구체적인 예

애리조나 운석 분화구

카마사이트는 애리조나 주 운석 크레이터에서 발견되어 연구되고 있다.Meteor Crater는 이 행성에서 처음으로 확인된 운석 충돌 지점이었고, 1950년대까지 보편적으로 그렇게 인식되지 않았다.1960년대 미국 지질조사국은 유적지 주변에서 채취한 표본에서 카마카이트를 발견했다.[22]

행성

카마사이트는 주로 운석에서 형성되지만 화성 같은 외계 물체에서 발견되었다.이것은 화성 탐사 로봇(MER) 오퍼튜니티에 의해 발견되었습니다.카마사이트는 화성에서 시작된 것이 아니라 운석에 의해 그곳에 놓여졌다.운석이 덜 알려진 메소시데라이트의 부류에 속했기 때문에 이것은 특히 흥미로웠다.메소시데라이트는 지구상에서 매우 드물고 화성에서의 발생은 더 큰 암석의 [23]기원에 대한 단서를 제공한다.

사용하다

카마사이트의 주요 연구 용도는 운석의 역사를 밝히는 것이다.카마사이트-태나이트 경계 이해 카마사이트를 이용한 운석 형성 중 철구조물의 충격이력을 보느냐가 우주를 [citation needed]이해하는 열쇠다.

박물관, 대학 및 사진 표본 준비

카마사이트의 희귀성과 전체적으로 둔한 외관 때문에 개인 수집가들에게 인기가 없다.그러나 많은 박물관과 대학들은 그들의 컬렉션에 카마사이트 샘플을 가지고 있다.일반적으로 카마사이트 샘플은 톰슨 구조를 과시하기 위해 광택제와 산을 사용하여 준비됩니다.시료를 준비하려면 톰슨이 질산을 사용하여 톰슨 구조를 꺼낸 것과 같이 용매에 세척해야 합니다.그리고 그것들은 광택이 많이 나기 때문에 반짝반짝 빛난다.일반적으로 카마사이트는 타나이트보다 약간 어둡게 보이므로 타나이트와 [24]구별하기 쉽다.

미래를 내다보다

카마사이트와 태나이트는 모두 경제적으로 가치가 있을 가능성이 있다.소행성 채굴의 수익성을 높일 수 있는 방법은 미량 원소를 모으는 것이다.한 가지 어려움은 백금과 금과 같은 원소를 정제하는 것입니다.플래티넘은 약 12,000달러/kg, (카마사이트는 16.11μg/g의 플래티넘을 포함), 금은 약 12,000달러/kg의 가치를 가집니다(카마사이트는 0.52μg/g의 금을 포함). 그러나 수익성이 매우 희박합니다.[25]지구에서 물질을 운반하는 데 비용이 많이 들기 때문에 우주 사용을 위한 소행성 채굴이 더 실용적일 수 있다.국제우주정거장의 모듈을 다른 임무에 재사용하려는 현재의 계획과 유사하게, 철 운석은 우주에서 우주선을 만드는데 사용될 수 있다.NASA는 우주에 [26]우주선을 건조하기 위한 예비 계획을 내놓았다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  • Mason B., 1962년: 운석.J. Wiley & Sons(뉴욕)
중국 광시좡족자치구 난단현 난단철 운석의 8면체 구조를 보여주는 태나이트와 태나이트 이후의 태나이트.크기: 4.8×3.0×2.8cm.1516년 추락한 것으로 알려진 난탄 다리미는 92.35%의 철과 6.96%의 니켈을 함유하고 있습니다.
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