Моченова Наталья Николаевна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
1. 1. Геохимия бора, генезис и кристаллохимические особенности боратных минералов
В классе боратов насчитывается более 160 минералов, формирующихся как в эндогенных, так и в экзогенных процессах. По условиям образования природные бораты можно разделить на три типа: низкотемпературные, среднетемпературные и высокотемпературные. Для низкотемпературной области (0 - 50oС) характерны водные бораты, содержащие наибольшее количество связанной воды и имеющие в кристаллической решетке островные формы борнокислых анионов. В среднетемпературном интервале образования боратов (50 - 250oС) осаждаются минералы с низким содержанием воды, образующие димерные, кольцевые, цепочечные и более сложно полимеризованные борнокислые полианионы. В высокотемпературном интервале (>250oС) преобладают безводные боратные минералы, представленные орто-, пиро- и моноборатами. Структуры боратов характеризуются, как отдельной треугольной или четырехугольной координациями бора, так и одновременным присутствием борных треугольников и тетраэдров, что обусловлено особенностями комплексообразования бора в растворе. В кислой области, начиная с невысокой относительной концентрации основания в растворе, образование боратов происходит путем перевода части атомов бора в борокислородном полианионе в координационно-насыщенное состояние. По мере повышения относительной концентрации основания, в растворе возрастает относительное число атомов бора в четверной координации в новых борокислородных полианионах вплоть до перевода всех атомов бора в координационно-насыщенное состояние [Горбов, 1976]. М.Г. Валяшко [Валяшко, 1966] предложил следующую последовательность смены борокислородных полианионов в растворе с ростом рН среды: В(OH)3 (pH 1-4); B5O6(ОН)4- (pH 5-6); B3O3(ОН)4- (pH 7-8); B4O5(ОН)42- (pH 8-9); B3O3(OH)52- (pH 9,5-11); B(OH)4- (pH 11-13), в которой образованию пента- и гексаборатов соответствует интервал значений рН от 5 до 8.
1. 2. Геохимия боратного минералообразования
Вмещающие породы играют важную роль в процессе минералообразования, так как они определяют состав равновесного водного флюида, его кислотно-основную и окислительно-восстановительную характеристику, что оказывает влияние как на состав, так и на количество образовавшихся минералов. Для боратов таковыми являются магнезиальные скарны и соляные отложения, поэтому образование природных соединений этого класса сопряжено с присутствием в минералообразующих растворах щелочных, щелочноземельных катионов, а также галоген- и карбонат-ионов [Годовиков, 1983; Прокофьев, 2003]. В главе кратко описана химия и геохимия ионов, находящихся в составе минерализаторов - галогенидов и карбонатов щелочных металлов, и Са, Sr, Ba, Pb, Cu, Mn, TR-элементов, участвующих в фазообразовании исследуемых боратных систем.
1. 3. Методы синтеза боратных соединений
Такие методы получения боратов как раствор-расплавный, гидротермальный, из водных растворов имеют достаточно широкое распространение в промышленности и лабораторной практике и используются для синтеза новых соединений и аналогов минералов. Гидротермальный метод позволяет создавать условия, близкие к условиям минералообразования среднетемпературных боратов по температуре, давлению и составу минерализаторов. Синтез кристаллов данным методом можно осуществлять, исследуя отдельные участки фазовых диаграмм или опираясь на экспериментально установленные закономерности кристаллизации, связывающие структуру, свойства и условия образования соединений.
|
