Кристаллическая структура и кр-спектроскопия синтетического калиевого Рихтерита

Обложка

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