Сеткова Татьяна Викторовна
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
|
содержание |
Экспериментально изучены две реакции турмалин (Tur) - альбит (Ab):
| 6Ab+3H3BO3+3FeCl2=Tur+12Qtz+5NaCl+HCl+2H2O | [1] |
| 2Ab+6H3BO3+6FeO+5Al2O3+6Qtz =2Tur+5H2O | [2] |
Экспериментальные исследования осуществлялись в автоклавах, изготовленных из хромоникелевого сплава, с использованием вкладышей из такого же сплава с золотой футеровкой и самоуплотняющимся затвором. Опыты проводились в изотермических условиях при температурах 500 и 600oС и давлении 100МПа по методике, основанной на изменении массы зерна кристалла (Шаповалов, 1988). Во вкладыши объемом 2 см3 помещались все минеральные фазы, участвующие в реакции. Использовался турмалин шерлового состава (Шри-Ланка) в виде окатанного зерна массой от 10 до 30 мг, другие компоненты реакций (альбит, кварц и др.) вводились в измельченном состоянии. Зерно турмалина и смесь твердых компонентов реакции помещались в ампулу и заливались раствором в соответствии с коэффициентом заполнения. При этом отношение навеска/раствор равнялось 1:20. Весовые изменения зерна турмалина после опытов показывали направление сдвига реакции (взвешивание проводилось с точностью 0.02 мг). В ряде опытов весовые изменения определить не представлялось возможным в связи с нарастанием альбита на поверхности зерна турмалина. В таких случаях принимали, что в реакции устойчив альбит. Продолжительность опытов составляла 14 суток.
В целом, результаты экспериментального изучения реакции [1] позволили наметить поля стабильности турмалина и альбита на физико-химических диаграммах в координатах концентраций борной кислоты и хлорида натрия (рис. 1).
 | Рис. 1. Поля стабильности турмалина и альбита на диаграммах в координатах концентраций борной кислоты и хлорида натрия для температур 500 и 600oС и давления 100 МПа, растворов 0.1 m FeCl2 и 0.1-1.0 m HCl.
|
 | Рис. 2. Продукты опытов: кристаллы альбита, образованные по реакции [1] в растворе 0.1m H3BO3 + 0.17m NaCl+ 1m HCl, Т=600oС (а); нарост турмалина на окатанном зерне, образованный в результате реакции [1] в растворе 1m H3BO3 + 0.1m NaCl+ 0.1m HCl, Т=500oС (б); сростки кристаллов турмалина шерлового состава, образованные по реакции [2] в растворе 0.7m Н3BO3 (в). Изображения под электронным микроскопом.
|
Увеличение концентрации хлорида натрия, способствует образованию альбита (рис. 2а), а при увеличении концентрации борной кислоты реакция сдвигается в сторону образования турмалина (рис. 2б). Положение линии равновесия на диаграмме находится в хорошем соответствии с высоким содержанием борной кислоты во флюидных включениях в турмалине из миароловых пегматитов (до 4.3 моль/кг раствора) (Перетяжко и др.,2000; Прокофьев и др., 2003).
Во второй реакции также основную роль играет борная кислота. Экспериментально показано, что в ее растворах при концентрации 0.7 m и выше наблюдается спонтанная кристаллизация турмалина шерлового состава (рис. 2в). Размеры новообразованных кристаллов достигают 30 мкм, а количество их возрастает с увеличением концентрации борной кислоты.
Таким образом, на основе экспериментального изучения реакции турмалин-альбит в борсодержащей системе при температурах 500 и 600oС, давлении 100 МПа определено положение поля устойчивости турмалина на физико-химической диаграмме в зависимости от состава воздействующего раствора.
|
