Brookite
斜方晶系二氧化钛多晶型物，稀有且具有光催化活性。
板钛矿是二氧化钛（TiO₂）的斜方晶系多晶型物，是四种具有相同化学成分但晶体结构不同的天然矿物形态之一。其他三种是单斜晶系的阿考吉矿、四方晶系的锐钛矿和金红石。它比锐钛矿和金红石稀有得多，尽管与它们一样，它也表现出光催化活性。其晶胞比锐钛矿或金红石的晶胞大，包含八个TiO₂分子式单元，而锐钛矿有四个，金红石有两个。常见杂质包括铁、钽和铌。该矿物于1825年由法国矿物学家阿尔芒·莱维命名，以纪念英国晶体学家、矿物学家和羊毛商人亨利·詹姆斯·布鲁克（1771–1857）。一种被称为阿肯色石的变种产于美国阿肯色州的磁湾，也发现于俄罗斯东西伯利亚奥廖克马-恰拉高原的穆伦地块。在大约750 °C以上时，板钛矿会转变为金红石结构。
板钛矿属于斜方双锥晶类（2/m 2/m 2/m，也记为mmm），空间群为Pcab，晶胞参数为a = 5.4558 Å，b = 9.1819 Å，c = 5.1429 Å。其结构由扭曲的八面体组成，每个八面体中心有一个钛离子，六个顶点为氧离子；每个八面体与相邻八面体共享三条边，形成斜方晶系骨架。晶体通常呈板状、伸长状，并沿长度方向有条纹，也可能呈锥状、假六方状或柱状。板钛矿和金红石可以外延共生。该矿物通常为棕色，有时为淡黄色或红棕色，甚至黑色；也有类似镁铝榴石和铁铝榴石的深红色晶体。它具有半金属光泽，不透明至半透明，在透射光下呈黄棕色至深棕色。板钛矿具有双折射（双轴正光性），折射率非常高，超过2.5，高于钻石（2.42）。它在黄色、红色、橙色和棕色色调中表现出非常弱的多色性，且无荧光或放射性。该矿物性脆，具有次贝壳状至不规则断口，沿c轴方向解理差，沿a轴和b轴方向有痕迹解理。其莫氏硬度为5.5至6，与锐钛矿相似，略低于金红石（6至6.5）。比重范围为4.08至4.18。
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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背景与渊源
板钛矿是一种稀有的斜方晶系二氧化钛多晶型物，不同于更常见的四方晶系形态锐钛矿和金红石，以及单斜晶系的阿考吉矿。它于1825年由法国矿物学家阿尔芒·莱维命名，以纪念英国晶体学家和羊毛商人亨利·詹姆斯·布鲁克。该矿物通常形成板状、伸长状和有条纹的晶体，但也出现锥状、假六方状和柱状习性。其颜色范围从棕色到淡黄色或红棕色，有时为黑色，特别值得注意的是有类似石榴石的深红色晶体。板钛矿具有半金属光泽，不透明至半透明，在薄片中呈黄棕色至深棕色。它性脆，莫氏硬度为5.5至6，比重在4.08至4.18之间。该矿物在黄色、红色、橙色和棕色色调中表现出非常弱的多色性，且无荧光或放射性。板钛矿具有双折射，为双轴正光性，折射率超过2.5——高于钻石。其晶胞为斜方晶系，每个晶胞包含八个分子式单元，其结构由共享三条边的扭曲八面体组成。常见杂质包括铁、钽和铌。一种被称为阿肯色石的变种产于美国阿肯色州的磁湾，在东西伯利亚的穆伦地块也有著名矿床。板钛矿是片麻岩和片岩中阿尔卑斯脉的副矿物，也常见为碎屑矿物。伴生矿物包括锐钛矿、金红石、榍石、正长石、石英、赤铁矿、方解石、绿泥石和白云母。模式产地是英国圭内斯的特威尔·马恩·格里西亚尔。在大约750 °C以上的温度下，板钛矿会转变为金红石结构。
阅读指南
板钛矿作为一种稀有的二氧化钛多晶型物具有重要意义，表现出与锐钛矿和金红石相似的光催化活性，但具有更大的晶胞体积（每个晶胞含8个TiO₂基团）。其结构由共享三条边的扭曲八面体组成，形成斜方晶系晶格。该矿物高折射率（超过2.5）和双轴正光性特征使其在矿物中独树一帜。板钛矿通常为棕色，具有弱多色性，性脆，硬度为5½至6。常见杂质包括铁、钽和铌。一种被称为阿肯色石的变种产于美国阿肯色州的磁湾和东西伯利亚的穆伦地块。伴生矿物包括锐钛矿、金红石、榍石、石英和赤铁矿。