Устойчивость и синтез турмалина в гидротермальных растворах

Заключение.

Турмалин, являющийся одним из распространенных минералов в природе и одним из наиболее популярных драгоценных камней, до сих пор не производится в искусственных условиях. В рамках данного исследования была предпринята попытка разработки методики выращивания монокристаллов турмалина на затравку. Предварительное ознакомление с опубликованными данными позволило наметить пути решения этой проблемы и выбрать условия, необходимые для выращивания турмалина. Прежде всего, были установлены поля устойчивости турмалина и альбита для температур 500 и 600^oС и давления 100 МПа в зависимости от состава воздействующего флюида, проведены эксперименты по изучению устойчивости и особенностей кристаллизации турмалина в водных растворах борной кислоты и ее смесей с фтористо-водородной и соляной кислотами, а также фторидами и хлоридами щелочных и тяжелых металлов в интервале температур 400-750^oС и давлений 100-150 МПа. Полученные экспериментальные данные и термодинамические расчеты показали достаточно низкую растворимость турмалина в борных и бор-хлоридных растворах. В бор-щелочных, фторидных, бор-фторидных и бор-хлор-фторидных растворах интенсивность растворения турмалина заметно возрастает и сопровождается образованием алюмосиликатных и фторидных фаз. Отмечен затрудненный рост турмалина в указанных гидротермальных растворах на затравку при его перекристаллизации, с одной стороны, и, с другой стороны, - интенсивное выпадение при тех же Т-Р параметрах и составах растворов многочисленных кристаллов спонтанного зарождения при использовании в качестве шихты кварца и корунда как отдельных турмалинобразующих компонентов. Спонтанная кристаллизация турмалина и рост его на затравку характерны для широкого диапазона кислотности-щелочности (pH 1-12). Плотность кристаллизации возрастает с увеличением содержания борной кислоты в растворе.

Теоретические и экспериментальные данные по устойчивости, растворимости и условиям синтеза турмалина могут быть использованы при изучении условий образования месторождений, являющихся источником добычи промышленно-ценных металлов (Au, Ag, Cu, Pb, Zn, U, Mo, Zn, Sn, W и др.).

И наконец, в результате проведенных исследований показана возможность выращивания монокристаллов Со-, Ni-, Fe-, (Ni, Fe)-, (Ni, Cr)- и (Co, Ni, Cr)-содержащих турмалинов при относительно невысоких термобарических параметрах (от 400^oС и 100 МПа). Пьезоэлектрические и пироэлектрические константы выращенных кристаллов пока не изучены, однако полученные в работе результаты позволяют осуществить работы по выращиванию более крупных кристаллов, которые могут быть использованы в пьезотехнике и в ювелирной промышленности.