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Brookite

斜方晶系二酸化チタン多形、希少で光触媒活性を持つ。

ブルッカイトは二酸化チタン(TiO₂)の斜方晶系多形であり、同じ化学組成を持ちながら異なる結晶構造を持つ4つの天然鉱物形態のうちの1つです。他の3つはアカオジアイト(単斜晶系)、アナターゼ(正方晶系)、ルチル(正方晶系)です。アナターゼやルチルよりもはるかに希少ですが、それらと同様に光触媒活性を示します。その単位格子はアナターゼやルチルよりも大きく、アナターゼが4つ、ルチルが2つのTiO₂組成単位を含むのに対し、ブルッカイトは8つ含みます。一般的な不純物には鉄、タンタル、ニオブがあります。この鉱物は1825年にフランスの鉱物学者アルマン・レヴィによって、イギリスの結晶学者、鉱物学者、羊毛商人であるヘンリー・ジェームズ・ブルック(1771–1857)に敬意を表して命名されました。アーカンサイトとして知られる変種はアーカンソー州マグネット・コーブで産出し、またロシア東シベリアのオリョークマ・チャラ台地にあるムルン山塊でも見られます。約750 °C以上で、ブルッカイトはルチル構造に転移します。

ブルッカイトは斜方晶系両錐体晶族(2/m 2/m 2/m、mmmとも表記)に属し、空間群はPcab、単位格子パラメータはa = 5.4558 Å、b = 9.1819 Å、c = 5.1429 Åです。その構造は歪んだ八面体からなり、各八面体は中心にチタンイオン、6つの頂点に酸素イオンを持ち、各八面体は隣接するものと3つの辺を共有して斜方晶系の骨格を形成します。結晶は通常、板状、長柱状で、長さ方向に平行な条線を持ち、錐状、擬六方状、または柱状の場合もあります。ブルッカイトとルチルはエピタキシャル関係で共生することがあります。この鉱物は通常褐色で、時に黄褐色や赤褐色、さらには黒色を呈します。パイロープやアルマンディンガーネットに似た濃赤色の結晶も知られています。亜金属光沢を持ち、不透明から半透明で、透過光では黄褐色から暗褐色に見えます。ブルッカイトは複屈折性(二軸性正)で、屈折率は2.5を超え、ダイヤモンド(2.42)を上回ります。黄色、赤色、橙色、褐色の色調で非常に弱い多色性を示し、蛍光も放射性もありません。この鉱物は脆く、亜貝殻状から不規則な断口を持ち、c軸に平行な劈開は不完全で、a軸とb軸の両方に垂直な方向に痕跡があります。モース硬度は5.5から6で、アナターゼと同程度であり、ルチル(6から6.5)よりわずかに低いです。比重は4.08から4.18の範囲です。

Quick Facts

Category
Oxide minerals
Formula
TiO; 2
Molweight
79.88 g/mol
Strunz
4.DD.10 (10 ed), 4/D.15-10 (8 ed)
Dana
4.4.5.1
System
Orthorhombic
Class
Dipyramidal (mmm); H-M symbol: (2/m 2/m 2/m)
Symmetry
Pbca

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背景と経緯

ブルッカイトは二酸化チタンの希少な斜方晶系多形であり、より一般的な正方晶系のアナターゼやルチル、および単斜晶系のアカオジアイトとは異なります。1825年にフランスの鉱物学者アルマン・レヴィによって、イギリスの結晶学者で羊毛商人のヘンリー・ジェームズ・ブルックに敬意を表して命名されました。この鉱物は通常、板状、長柱状、条線のある結晶を形成しますが、錐状、擬六方状、柱状の晶癖も見られます。色は褐色から黄褐色または赤褐色、時に黒色まで及び、特にガーネットに似た濃赤色の結晶が知られています。ブルッカイトは亜金属光沢を持ち、不透明から半透明で、薄片では黄褐色から暗褐色に見えます。脆く、モース硬度は5.5から6、比重は4.08から4.18の間です。この鉱物は黄色、赤色、橙色、褐色の色調で非常に弱い多色性を示し、蛍光も放射性もありません。ブルッカイトは複屈折性で二軸性正、屈折率は2.5を超え、ダイヤモンドよりも高いです。その単位格子は斜方晶系で、単位格子あたり8つの組成単位を含み、その構造はそれぞれ3つの辺を共有する歪んだ八面体からなります。一般的な不純物には鉄、タンタル、ニオブがあります。アーカンサイトとして知られる変種はアーカンソー州マグネット・コーブで産出し、注目すべき鉱床は東シベリアのムルン山塊にも見られます。ブルッカイトは片麻岩や片岩中のアルパイン型鉱脈の副成分鉱物であり、砕屑性鉱物としても一般的です。随伴鉱物にはアナターゼ、ルチル、チタナイト、正長石、石英、赤鉄鉱、方解石、緑泥石、白雲母があります。模式産地はウェールズ、グウィネズのトゥル・マエン・グリシアールです。約750 °C以上の温度で、ブルッカイトはルチル構造に戻ります。

読者ガイド

ブルッカイトは二酸化チタンの希少な多形として重要であり、アナターゼやルチルと同様の光触媒活性を示しますが、単位格子体積がより大きい(単位格子あたり8つのTiO₂グループ)点が特徴です。その構造は3つの辺を共有する歪んだ八面体からなり、斜方晶系格子を形成します。この鉱物の高い屈折率(2.5以上)と二軸性正の光学特性は、鉱物の中でも際立っています。ブルッカイトは通常褐色で、弱い多色性を示し、脆く、硬度は5.5から6です。一般的な不純物には鉄、タンタル、ニオブがあります。アーカンサイトとして知られる変種はアーカンソー州マグネット・コーブと東シベリアのムルン山塊で産出します。随伴鉱物にはアナターゼ、ルチル、チタナイト、石英、赤鉄鉱があります。

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