Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Геокриология (мерзлотоведение) | Тезисы
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Ломоносовские чтения - 2010. Секция "Геология"


ПРИРОДНЫЕ АНАЛОГИ ПОЛИМОРФНЫХ МОДИФИКАЦИЙ ДВУХКАЛЬЦИЕВОГО ОРТОСИЛИКАТА: ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И МЕХАНИЗМЫ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ

Н.А. Ямнова, Н.В. Зубкова, Н.Н. Еремин

Впервые проведенно рентгеноструктурное исследование природных Са-ортосиликатов ларнита β-Ca2SiO4 [1] и кальциооливина γ-Ca2SiO4 [2], обнаруженных В.М.Газеевым и А.Е.Задовым в скарнированных карбонатных ксенолитах (г. Лакарги, Кабардино-Балкария, РФ). Подтверждена принадлежность ларнита и кальциооливина к полиморфному ряду Ca2SiO4 и изоструктурность с изученными ранее синтетическими образцами β- и γ- модификаций Ca2SiO4 (табл.1); α-модификация Ca2SiO4 кристаллизуется в структурном типе глазерита K3Na[SO4]2, α'H -, α'L -, β-фазы - арканита β-K2SO4, γ-фаза - оливина. Особенности строения и механизмы фазовых переходов полиморфов Ca2SiO4 аналогичны таковым для модификаций глазерита, основу структур которых составляет смешанный каркас из Са-полиэдров и изолированных Si-тетраэдров (рис.1). Главная особенность структур глазерит-арканит подобных модификаций - образованные совместно атомами О и К(Са). гетерогенные плотноупакованные (ПУ) слои. В структуре γ-Ca2SiO4 ПУ-слои сформированы из атомов О, а атомы Са центрируют октаэдрические пустоты. Переход от α- γ- модификации Ca2SiO4 сопровождается увеличением степени деформации ПУ-слоев и разворота Si-тетраэдров с одновременным уменьшением размеров координационной сферы вокруг Са в М(1)- и М(2)-позициях и числа обобществленных ребер полиэдров. Ларнит β-Ca2SiO4 (рис.2) - искаженный аналог ромбического арканита, в структуре которого наблюдается максимальная степень деформации гетерогенных ПУ-слоев, является переходной формой к структурному типу оливина (рис.3), построенному на основе гомогенных ПУ-слоев. Метастабильность β-Ca2SiO4 , подтверждается отсутствием несдвойникованных образцов кристаллов для природного ларнита, а также результатами структурного моделирования возможных гипотетических фаз Ca2SiO4, проведенных методом атомистических потенциалов [3]. Полученные гипотетические модели α'H- и γ-Ca2SiO4 отличаются от заданных незначительно, а моноклинная β-модификация трансформируется в ромбическую фазу, основу структуры которой составляют ленты из М(1)-октаэдров (рис. 4, а), связанные с Si-тетраэдрами и стенками из М(2)-октаэдров (рис. 4, б). Чисто кальциевые природные аналоги высокотемпературных (α-, α'H- и α'H-) модификаций Ca2SiO4 неизвестны, что связано с особенностями их строения [4]. Для ларнита и кальцио-оливина возможна ассоциация с бредигитом Ca7Mg[SiO4]4, а для бредигита - с мервинитом Ca3Mg[SiO4]2, в структурах которых часть атомов Са замещена на Mg, который выполняет роль стабилизатора при образовании соединений, близких к высокотемпературным α- и α'H- модификациям соответственно.
Рис.1. Фрагменты структур глазерита (а, б) и арканита (в).Рис.2. Структура ларнита β-Ca2SiO4.
Рис.3. Фрагменты структуры кальцио-оливина γ-Ca2SiO4 Рис.4. Структура ромбической гипотетической модификации Сa2SiO4.
Таблица 1. Кристаллографические характеристики природных полиморфов Ca2SiO4
Соединение, формулаПр.гр.ZПараметры элементарной ячейки
(a, b, c, Å) (α, β, γ, o)
V(Å3)ρвыч (г/см3)Источник
Ларнит β-Ca2SiO4P21/n11 46.755 5.505 9.311 94.51345.23.32[1]
Кальцио-оливин γ-Са2SiO4Pcmn 45.074 6.754 11.211 384.22.94[2]

Литература
1. Ямнова Н.А., Зубкова Н.В., Еремин Н.Н., Задов А.Е., Газеев В.М. Кристаллическая структура ларнита ?-Са2SiO4 и особенности полиморфных переходов двухкальциевого ортосиликата // Кристаллография. 2010. Т.55 (в печати).
2. Гобечия Е.Р., Ямнова Н.А., Задов А.Е., Газеев В.М. Кальциооливин (?-Ca2SiO4). Уточнение кристаллической структуры методом Ритвельда // Кристаллография. 2008. Т. 53. Вып. 3. С. 437-441.
3. Еремин Н.Н., Урусов В.С. Разработка и усовершенствование методов атомистического компьютерного моделирования твердых растворов замещения. В сб. Проблемы кристал-лологии. Москва:2009.ГЕОС. Вып. 6. С. 31-85.
4. Ямнова Н.А., Егоров-Тисменко Ю.К., Гобечия Е.Р., Задов А.Е., Газеев В.М. Новые данные о полиморфных модификациях безводного двухкальциевого ортосиликата // Новые данные о минералах. М. 2008.Вып.43. С. 54-71.


Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100