|
апрель 2007 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИИ
содержание
Н.А.Ямнова*, Ю.К. Егоров-Тисменко*, Е.Р.Гобечия*, А.Е.Задов**
*Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия
е-mail: natalia_yamnova@mail.ru
**НПО Регенератор, Москва, Россия
Изученный авторами природный аналог γ-Ca2SiO4 [1-3] относится к ряду полиморфных модификаций Ca2SiO4 (α, αL', αH', β, γ), построенному в порядке уменьшения температур, при которых данные фазы стабильны [4]:
Рис.1. Фрагмент структуры глазерита K3Na[SO4]2 и его аналога - синтетической γ-модификации Ca2SiO4.
Основу структур полиморфов Ca2SiO4 - родственных глазериту природных и синтетических соединений (таблица) составляет гетерополиэдрический каркас из полиэдров вокруг крупных катионов, в пустотах которого расположены изолированные тетраэдры. Строительный модуль представленных в таблице структур - глазеритовый блок [12]M(1)[6]M(1')[10]M(2)2[TO4]2 с параметрами a ~ 5.7, b ~ 5.7, c ~ 7.3 A, α ~ 90°, β ~ 90°, γ ~ 120°(рис.1).
Различие в размерах и симметрии элементарных ячеек конкретных структур связано со способом сочленения соседних блоков (рис.2).
Рис.2. Взаимосвязь элементарных ячеекα-Ca2SiO4(а), α'H-Ca2SiO4(б), β-Ca2SiO4 (в) и γ-Ca2SiO4 (г).
Фазовые переходы от высокотемпературных к низкотемпературным полиморфным модификациям Ca2SiO4 сопровождаются уменьшением координационной сферы вокруг М-катионов и плотности гетерополиэдрического каркаса, отмечается также и изменение ориентации SiO4-тетраэдров. С позиций модулярной и теории плотнейших упаковок рассмотрены структурный механизм перехода от глазеритоподобных высокотемпературных модификаций Ca2SiO4 к оливиноподоной g-модификации Ca2SiO4, а также особенности строения минералов мервинита Ca3Mg[SiO4]2 и бредигита Ca7Mg[SiO4]4 - природных аналогов синтетических α- и α'H-полиморфов.
Таблица. Кристаллографические характеристики природных и синтетических полиморфов Ca2SiO4
| Соединение, формула |
Пр.гр. |
Z |
Параметры элементарной ячейки (a, b, c, α, β, γ)
(A, град) |
?-Ca2SiO4 |
P63/mmc
P3m1 |
2
2 |
5.532 7.327 |
?'H-Ca2SiO4 |
Pnma |
4 |
6.871 5.601 9.556 |
?'L-Ca2SiO4 |
Pn21a |
12 |
20.527 5.590 9.496 |
Ларнит
?-Ca2SiO4 |
P21/n11 |
4 |
6.745 5.502 9.297
94.59 |
Кальцио-оливин
g-Ca2SiO4 |
Pcmn |
4 |
5.074 6.754 11.211 |
Мервинит
Ca3Mg[SiO4]2 |
P121/a1 |
4 |
13.254 5.293 9.328
91.90 |
Бредигит
Ca7Mg[SiO4]4 |
Pn2n |
4 |
6.739 10.909 18.34 |
Литература
1. Гобечия Е.Р., Ямнова Н.А., Задов А.Е., Газеев В.М. Природный аналог кальцио-оливина (γ-Ca2SiO4). Ч.I.Уточнение кристаллической структуры методом Ритвельда // Кристаллография. 2007, (в печати).
2.Задов А.Е., Газеев В.М, Перцев Н.Н., Гурбанов А.Г., Ямнова Н.А., Гобечия Е.Р., Чуканов Н.В. Природный аналог кальцио-оливина (γ-Ca2SiO4): находка и исследование // Доклады РАН. 2007, (в печати).
3. Ямнова Н.А., Егоров-Тисменко Ю.К., Гобечия Е.Р., Задов А.Е., (2007) Природный аналог кальцио-оливина (γ-Ca2SiO4). Ч.II. Новые данные о полиморфных модификациях безводного двухкальциевого ортосиликата // Кристаллография (в печати).
4. Тейлор Х.Ф.В. (1996) Химия цемента. М.: Мир. 560 с.
|
