Кристаллическая структура и кр-спектроскопия синтетического калиевого Рихтерита

Обложка
  • Авторы: Лиманов Е.В.1, Бутвина В.Г.1, Сафонов О.Г.1,2, Спивак А.В.1, Кузьмин А.В.1,3, Аранович Л.Я.1,4
  • Учреждения:
    1. Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук
    2. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
    3. Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна Российской Академии наук
    4. Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук
  • Выпуск: Том 519, № 1 (2024)
  • Страницы: 489-499
  • Раздел: МИНЕРАЛОГИЯ
  • Статья получена: 06.03.2025
  • Статья одобрена: 06.03.2025
  • Статья опубликована: 20.12.2024
  • URL: https://ogarev-online.ru/2686-7397/article/view/282650
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739724110124
  • ID: 282650

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом монокристального рентгеноструктурного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) исследованы структуры двух кристаллов калиевого рихтерита с кристаллохимическими формулами (K0.44Na0.32□0.24)Σ=1(Ca1.18Na0.82)Σ=2Mg5Si8O22OH2 и (K0.83Na0.02□0.15)Σ=1(Ca1.11Na0.89)Σ=2Mg5Si8O22OH2, синтезированных при давлении 3 ГПа и температуре 1000ºС в системе MgSiO3+CaMgSi2O6+K2CO3+Na2CO3+CO2+H2O. Получены параметры моноклинных ячеек: a=10.0256(5) и 9.9748(11), b=17.9874(7) и 17.9879(16), c=5.2687(3) и 5.2746(6) Å, Vэ.я. = 916.17(18) и 918.52(8) Å3, β = 104.520(12)o и 104.821(5)o, пр. гр. С2/m (12), Z = 2. Установлено, что позиции М(1), М(2) и М(3) заселены Mg2+, позиция М(4) занята одновременно Сa2+ и Na+. Катионы Na+, не вошедшие в M(4), располагаются в позиции А, которая также вмещает катионы K+. КР-спектроскопия показала наличие вакансий в позиции А в обоих образцах. Cтруктура соответствует “идеальной” структуре минералов группы рихтерита. Объёмы элементарных ячеек измеренных кристаллов прямо пропорциональны содержанию K в позиции А. На основе обобщения новых и литературных данных предложено уравнение зависимости Vэ.я. для амфиболов ряда рихтерит Na(NaCa)Mg5Si8O22(OH)2 – K-рихтерит K(NaCa)Mg5Si8O22(OH)2 с низким содержанием тремолитовой составляющей от содержания K в позиции A.

Об авторах

Е. В. Лиманов

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка

В. Г. Бутвина

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка

О. Г. Сафонов

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка; Москва

А. В. Спивак

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка

А. В. Кузьмин

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук; Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна Российской Академии наук

Email: spivak@iem.ac.ru

академик РАН

Россия, Черноголовка; Черноголовка

Л. Я. Аранович

Институт экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского Российской Академии наук; Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук

Email: spivak@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка; Москва

Список литературы

  1. Hawthorne F.C., Oberti R., Harlow G.E., Maresch W.V., Martin R.F., Schumacher J.C., Welch M.D. Nomenclature of the amphibole supergroup // Am. Mineral. 2012. V. 97. P. 2031–2048.
  2. Gottschalk M., Andrut M. Structural and chemical characterization of synthetic (Na,K)-richterite solid solutions by EMP, HRTEM, XRD and OH-valence vibrational spectroscopy // Phys Chem Minerals. 1998. V. 25. P. 101–111.
  3. Huebner J.H., Papike J.J. Synthesis and crystal chemistry of sodium-potassium richterite, (Na,K)NaCaMg5,Si8O22(OH,F)2: a model for amphiboles // Am. Mineral. 1970. V. 55. P. 1973–1992.
  4. Dawson J.B., Smith J.V. The MARID (mica-amphibole-rutile-ilmenite-diopside) suite of xenoliths in kimberlite // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1977. V. 41. P. 309–323.
  5. Foley S. High-pressure stability of the fluor- and hydroxyendmembers of pargasite and K-richterite // Geochim Cosmochim Acta. 1991. V. 55. P. 2689–2694.
  6. Сафонов О.Г., Бутвина В.Г. Реакции – индикаторы активности K и Na в верхней мантии: природные и экспериментальные данные, термодинамическое моделирование // Геохимия. 2016. № 3. С. 893–908.
  7. Limanov. E.V., Butvina V.G., Safonov O. G., Spivak A. V., Van K. V., Vorobey S. S. Formation of Richterite in the Enstatite-Diopside System in the Presence of K2CO3-Na2CO3-CO2-H2O Fluid: Implications for the Processes of Mantle Metasomatism // Geochem. Int. 2024. V. 62. № 4. P. 356–365.
  8. Konzett J., Ulmer P. The stability of hydrous potassic phases in lherzolitic mantle – an experimental study to 9.5 GPa in simplified and natural bulk compositions // J. Petrol. 1999. V 40. № 4. P. 629–652.
  9. Zimmermann R., Gottschalk M., Heinrich W., Franz G. Experimental Na-K distribution between amphiboles and aqueous chloride solutions, and a mixing model along the richterite-K-richterite join // Contrib. Mineral. Petrol. 1997. V. 126. №3. P. 252–264.
  10. Aoki K. Origin of phlogopite and potassic richterite bearing peridotite xenoliths from South Africa // Contrib. to Mineral. Petrol. 1975. V. 53 №3. P. 145–156.
  11. Yang H., Konzett J., Prewitt C.T., Fei Y. Single-crystal structure refinement of synthetic M4K-substituted potassic-richterite, K(KCa)Mg5Si8O22(OH)2 // Am. Mineral. 1999. 84:681–684
  12. CrysAlisPro: 1.171.41.118a. (Rigaku Oxford Diffraction, 2019). CrysAlisPro, Agilent Technologies, Version 1.171.37.33 (release 27.03.2014 CrysAlis171. NET).
  13. Sheldrick G.M. SHELX97: Program for the solution and refinement of crysta structures. University of Göttingen, Germany, 1997.
  14. Della Ventura G., Hawthorne F.C., Mihailova B., Sodo A. Raman and FTIR Spectroscopy of Synthetic Amphiboles: I. The OH Librational Bands and the Determination of the OH-F Content of Richterites via Raman Spectroscopy // Can. Mineral. 2021. V. 59. №1. P. 31–41.
  15. Hawthorne F.C., Della Ventura G. Short-range order in amphiboles / In: Hawthorne FC, Oberti R, Della Ventura G, Mottana A (eds) Amphiboles: crystal chemistry, occurrence and health issues // Reviews in Mineralogy. 2007. V. 67. P. 173–222.
  16. Robert J.L., Della Ventura G., Thauvin J.L. The infrared OH-streching region of synthetic richterites in the system Na2O-K2O-CaO-MgO-SiO2-H2O-HF // Eur. J. Mineral. 1989. V. 1. P. 203–211.
  17. Dumanska-Słowik M., Powolny T., Natkaniec-Nowak L., Stankiewicz K. Mineralogical and geochemical implications on the origin of dianite from the alkaline Murun Complex (Eastern Siberia, Russia) // Ore Geol. Rev. 2022. V. 141. P. 1–13.
  18. Raudsepp M., Della Ventura G., Hawthorne F.C. Data for Synthetic Potassium-Richterite, Nickel-Potassium, Richterite and Cobalt-Potassium-Richterite // Powder Diffraction. 1992. V.7. № 1. P. 52–55.
  19. Hawthorne F.C., Ventura G.D., Robert J.L., Welch M.D., Raudsepp M., Jenkins D.M. A Rietveld and infrared study of synthetic amphiboles along the potassium-richterite–tremolite join // Am. Mineral. 1997. V. 82. № 7–8. P. 708–716.
  20. Pawley A.R., Graham C.M., Navrotsky A. Tremolite-richterite amphiboles: synthesis, compositional and structural characterization, and thermochemistry // Am. Mineral. 1993. V. 78. P. 20–26.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».