СТРУКТУРНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ СИЛИКАТОВ

Нитридосиликаты

Представления о способах конденсации SiO₄ тетраэдров в последние годы были значительно расширены благодаря работам немецких кристаллографов под руководством В. Шнике, синтезировавших большую группу нитридосиликатов, в основе строения которых лежат тетраэдры [SiN₄]. В отличие от тетраэдров [SiO₄], где каждая мостиковая вершина может быть связана не более чем с двумя Si-атомами, N-вершины в тетраэдрах [SiN₄] оказываются связаны с тремя, а иногда и с четырьмя атомами Si (рис. 6). Таким образом нитридосиликаты характеризуются гораздо более широким спектром отношений 0,25 < Si : N < 0,75 по сравнению с "нормальными" оксосиликатами (0,25 < Si : O < 0,5), что способствует формированию исключительно плотных каркасов, в которых тетраэдры [SiN₄] оказываются связаны не только по вершинам, но и по ребрам. Эти структурные особенности нитридосиликатов определяют их химическую, термическую и механическую стойкость, что будет способствовать их использованию во многих современных технологиях.

Сравнительная кристаллохимия силикатов

Предсказание кристаллических структур и физических свойств минералов при высоких давлениях и температурах - одна из важнейших проблем современной структурной минералогии, решение которой существенно расширяет научные представления о составе, строении и эволюции земных оболочек [3]. Недоступность для изучения глубинных частей Земли определяет отсутствие прямых данных об их составе. Вместе с тем в ходе геодинамических процессов (горообразование, извержение вулканов) к поверхности Земли поступают образцы минералов и горных пород, по которым судят о состоянии вещества вплоть до глубин ~150 км. Многие исследователи допускают, что основу верхней мантии составляет пиролит - гипотетическое вещество, главными составными частями которого являются оливин, пироксены и гранат в отношении 4 : 2 : 1. Структурные исследования этих минералов непосредственно в рентгеновских камерах высокого давления установили, что пиролит мало изменяется вплоть до глубины 350 км, ниже которой доказана возможность фазовых переходов пироксен-гранат и оливин b-(Mg,Fe)₂SiO₄, характеризующихся уменьшением искажения как Si-тетраэдров, так и катионных полиэдров. Тенденция к уменьшению искажения  координационных полиэдров прослеживается и при последующей перестройке на больших глубинах (550 км) b-(Mg,Fe)₂SiO₄ в шпинелеподобную g-форму (рингвудит), содержащую правильные Si-тетраэдры и почти неискаженные катионные октаэдры.

Следующая страница| Назад