Khatyrkite

Khatyrkite ( / ˈ k æ t i ər k aɪ t / KAT -ee-ər-kyte ) ^{[ 5 ]} es un mineral raro que se compone principalmente de cobre y aluminio , pero puede contener hasta aproximadamente un 15% de zinc o hierro . ^{[ 4 ] [ 6 ]} Su estructura química se describe mediante una fórmula aproximada (Cu,Zn)Al ₂ o (Cu,Fe)Al2 . Fue descubierto en 1985 en un placer en asociación con otro mineral raro , cupalita ( (Cu,Zn,Fe)Al ). Estos dos minerales solo se han encontrado en 62°39′11″N 174°30′02″E / 62.65306°N 174.50056°E / 62.65306; 174.50056 en el área de Iomrautvaam , un afluente del río Khatyrka , en las montañas Koryak , en el distrito de Anadyrsky (antiguo distrito de Beringovsky ), Chukotka , Rusia . El análisis de una de las muestras que contenían khatyrkita mostró que la pequeña roca era de un meteorito. ^{[ 7 ]} Una expedición geológica ha identificado el lugar exacto del descubrimiento original y ha encontrado más especímenes del meteorito Khatyrka . ^{[ 8 ] [ 9 ]} El nombre del mineral deriva de la zona de Khatyrka ( en ruso : Хатырка ) donde fue descubierto. ^{[ 10 ]} Su espécimen tipo (muestra definitoria) se conserva en el Museo de Minería de San Petersburgo , y partes de él se pueden encontrar en otros museos, como el Museo di Storia Naturale di Firenze . ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 6 ]}

En los estudios iniciales de la khatyrkita, se observó una correlación negativa entre el cobre y el zinc, es decir, cuanto mayor es el cobre, menor es el contenido de zinc y viceversa, razón por la cual se especificó la fórmula como (Cu,Zn)Al ₂ . ^{[ 11 ]} Posteriormente se descubrió que el hierro puede sustituir al zinc. ^{[ 6 ]} El mineral es opaco y tiene un tinte amarillo grisáceo en luz reflejada, similar al platino nativo . Las secciones isotrópicas son de color azul claro, mientras que las anisotrópicas son de color azul a rosa cremoso. Se observa una fuerte anisotropía óptica cuando los cristales se observan en luz polarizada. La khatyrkita forma granos dendríticos, redondeados o irregulares, típicamente de menos de 0,5 milímetros de tamaño, que están intercrecidos con cupalita. Tienen una simetría tetragonal con grupo puntual 4/m 2/m 2/m, grupo espacial I4/mcm y constantes de red a = 0,607(1) nm, c = 0,489(1) nm y cuatro unidades de fórmula por celda unitaria . Los parámetros de la estructura cristalina son los mismos para la khatyrkita y la aleación sintética CuAl _2. La densidad, calculada a partir de los parámetros de red de XRD, es de 4,42 g/cm ³ . Los cristales son maleables , es decir, se deforman en lugar de romperse al recibir un impacto; tienen una dureza Mohs entre 5 y 6 y una dureza Vickers en el rango de 511–568 kg/mm ^​​2 para una carga de 20–50 gramos y 433–474 kg/mm ^​​2 para una carga de 100 gramos. ^{[ 11 ]}    

La khatyrkita y la cupalita están acompañadas de espinela , corindón , estishovita , augita , olivino forsterítico , clinopiroxeno diopsido y varios minerales de aleación metálica de Al-Cu-Fe. La presencia de aluminio no oxidado en la khatyrkita y su asociación con la estishovita —una forma de cuarzo que se forma exclusivamente a altas presiones de varias decenas de gigapascales— sugieren que el mineral se formó en un impacto de alta energía que involucró al objeto que se convirtió en el meteorito Khatyrka. ^{[ 3 ] [ 6 ] [ 12 ]}

• Phillip Broadwith (4 de junio de 2009). "Descubiertos cuasicristales naturales" . Chemistry World .

La khatyrkita es notable porque contiene granos de icosahedrita de tamaño micrométrico, el primer cuasicristal natural conocido ^{[ 13 ]} , aperiódico y, sin embargo, de estructura ordenada. El cuasicristal tiene una composición de Al₆₃Cu₂₄Fe₁₃ _{que es cercana} a la de un material sintético Al-Cu-Fe bien caracterizado. ^{[ 6 ] [ 14 ]} Se cree que la icosahedrita, al igual que la khatyrkita, se formó en el espacio en una colisión que involucró al cuerpo progenitor del meteorito. ^{[ 7 ]}

Un segundo cuasicristal natural, llamado decagonita , Al ₇₁ Ni ₂₄ Fe ₅ con una estructura decagonal , fue identificado por Luca Bindi en las muestras y anunciado en 2015. ^{[ 15 ] [ 16 ]} Otra variante fue anunciada al año siguiente. ^{[ 17 ]}

Los cuasicristales fueron descritos por primera vez en 1984 ^{[ 18 ]} y nombrados así por Dov Levine y Paul Steinhardt . ^{[ 19 ]} Para 2009, se habían descubierto más de 100 composiciones de cuasicristales, todas sintetizadas en el laboratorio. Steinhardt inició una búsqueda a gran escala de cuasicristales naturales alrededor del año 2000 utilizando la base de datos del Centro Internacional de Datos de Difracción . Se seleccionaron unos 50 candidatos de entre 9000 minerales basándose en un conjunto de parámetros definidos por la estructura de los cuasicristales conocidos. Las muestras correspondientes se examinaron con difracción de rayos X y microscopía electrónica de transmisión , pero no se encontraron cuasicristales. La ampliación de la búsqueda incluyó finalmente la khatyrkita. Luca Bindi, del Museo de Florencia, proporcionó una muestra del mineral, que posteriormente se demostró que formaba parte del espécimen holotipo ruso. El mapeo de su composición química y estructura cristalina reveló un aglomerado de granos de hasta 0,1 milímetros de tamaño de varias fases, principalmente khatyrkita, cupalita (que contiene zinc o hierro), algunos minerales de Al-Cu-Fe aún no identificados y la fase cuasicristalina Al ₆₃ Cu ₂₄ Fe _13. Los granos cuasicristalinos presentaban una alta calidad cristalina, comparable a la de las mejores muestras de laboratorio, como lo demuestran los estrechos picos de difracción. El mecanismo de su formación aún es incierto. La composición específica de los minerales acompañantes y el lugar donde se recolectó la muestra —lejos de cualquier actividad industrial— confirman que el cuasicristal descubierto es de origen natural. ^{[ 6 ] [ 12 ]}

• Imagen de khatyrkita e imagen TEM del cuasicristal.