Введение 3
Глава 1. Минералогия и кристаллохимия алюмолитиевых слюд (обзор) 5
1.1. Геология и минералогия слюд 5
1.2. Состав и политипизм алюмолитиевых слюд 7
1.3. Практическое значение 10
Глава 2. Геология и минералогия исследованных образцов 12
2.1. Краткая геологическая характеристика 12
2.2. Минералогическая характеристика 13
Глава 3. Химический состав слюд 17
3.1. Условия эксперимента 17
3.2. Результаты химического анализа 18
Глава 4. Политипизм алюмолитиевых слюд 26
4.1. Методика рентгенографического исследования 26
4.2. Определение политипной модификации 27
4.3. Политипия и химико-морфологические особенности слюд 29
4.4. Определение параметров элементарной ячейки 30
Глава 5. Высокотемпературная кристаллохимия лепидолита 2М1 33
5.1. Терморентгеновский эксперимент 33
5.2. Фазовые превращения и термические деформации 34
Глава 6. Уточнение кристаллических структур лепидолитов 2М1 и 3Т 39
6.1. Рентгеновский эксперимент и уточнение структуры 39
6.2. Кристаллическая структура лепидолита 2М1 41
6.3. Кристаллическая структура лепидолита 3Т 46
6.4. Структурные особенности лепидолита 2М1 и лепидолита 3Т и слюд 3Т 52
6.5. Типоморфизм лепидолитов 2М1 и 3Т 55
Заключение 57
Список литературы 59
Возможность постройки безжелезистых литиевых слюд различным способом заселения литием цис- и транс-октаэдрических структурных позиций в сочетании с различным характером изменения тетраэдрических слоев структуры говорит о том, что состав таких слюд, меняясь в очень широком диапазоне, должен быть чутким индикатором PTX-параметров среды минералообразования. Между тем, данных по вариациям состава состава слюд лепидолитового ряда еще крайне недостаточно не только для решения этого вопроса, но и для достоверной оценки распространенности алюмолитиевых слюд того или иного минального состава в различных типах месторождений.
Другим недостаточно ясным вопросом конституции алюмолитиевых слюд является их принадлежность к определенным политипным модификациям и связь между политипизмом, составом и условиями образования. Достоверное установление политипной модификации слюды по порошковым дифрактограммам, особенно в случае смеси отдельных политипов, - непростая задача. Поэтому здесь специально рассматривается и этот вопрос.
Целью работы стало изучение кристаллохимических особенностей алюмолитиевых слюд, используя возможности современного высокоточного оборудования. В качестве объекта были взяты ранее не изученные алюмолитиевые слюды из редкометальных гранитных пегматитов месторождения Petsch, Арасуаи, штат Минас-Жерайс на востоке Бразилии.
В задачи исследования входило:
• изучение минеральной ассоциации;
• ознакомление с литературными данными по вариациям химического состава и политипии слюд;
• определение химического состава;
• определение политипной модификации и параметров элементарной ячейки;
• уточнение кристаллических структур алюмолитиевых слюд;
• терморентгеновское исследование;
• сопоставление полученных характеристик с кристаллохимическими особенностями.
Рентгенографические исследования проведены в Ресурсном центре СПбГУ «Рентгенодифракционные методы исследования» на порошковых дифрактометрах Miniflex II, Bruker D2 PHASER и Rigaku UtimaIV с высокотемпературной камерой, монокристальном дифрактометре Bruker «Kappa APEX DUO». Микрозондовый анализ проведен во ВСЕГЕИ на сканирующем электронном микроскопе Supra 55 VP, оснащенном приставкой для микрорентгеноспектрального анализа X-Max.
Работа состоит из шести глав, введения, заключения, списка использованной литературы, фактический материал иллюстрирован 15 таблицами и 25 рисунками.
Автор выражает благодарность генеральному директору фирмы ООО «Соколов» Павлу Борисовичу Соколову за предоставление образцов и данных рентгеновского микроспектрального анализа; сотрудникам ресурсного центра «Рентгенодифракционные методы исследования» Андрею Анатольевичу Золотареву, Наталье Владимировне Платоновой и Марии Георгиевне Кржижановской за помощь в проведении эксперимента, расшифровке и интерпретации полученных данных; научному руководителю Татьяне Федоровне Семеновой за большой вклад в выполнении данной работы.
Впервые проведено исследование алюмолитиевых слюд из редкометальных гранитных пегматитов месторождения Petsch, Арасуаи, штат Минас-Жерайс на востоке Бразилии.
Экспериментальная часть включает в себя описание минеральной ассоциации, определение химического состава и расчет формул и миналов серии алюмолитиевых слюд, которая представлена практически непрерывным рядом от мусковита до лепидолита (протолитионит - трилитионит).
По данным рентгенографического исследования определена политипная модификация, с использованием структурных данных проэталонированы их рентгенограммы и рассчитаны параметры элементарной ячейки. Установлено, что изученные алюмолитиевые слюды относятся к политипной модификации 2М1 или смеси 2М1 + 1М (с соотношением политипов 4:1 во всех изученных образцах). Выявлен характер распределения политипов в зависимости от их состава. Установлена зависимость морфологического облика индивидов от политипного состава образцов. Полученные данные свидетельствуют в пользу отсутствия разрыва смесимости в ряду изученных алюмолитиевых слюд. Установлена зависимость параметров элементарной ячейки алюмолитиевых слюд политипной модификации 2М 1 и 1М от содержания лития. Вхождение катиона Li+ в структуру приводит к увеличению параметров ячейки a, b и уменьшению параметра с и угла р.
Проведено терморентгеновское исследование лепидолита 2М1. Лепидолит 2М1 устойчив до температуры 700±20°С, при которой начинает разрушаться с образованием Р- лейцита и Р-сподумена. При охлаждении до комнатной температуры Р-лейцит переходит в а- лейцит. C учетом имеющихся литературных данных по терморентгенографии лепидолиты 1М и 2М2 разрушаются примерно при такой же температуре, то есть политипный состав не влияет на температурную устойчивость. Решающий вклад в термоустойчивость вносит химический состав слюд. Результаты проведенных исследований дают основание предсказывать возможности появления характерных минеральных ассоциаций в зависимости от состава и температурного режима изучаемой среды и способствуют развитию высокотемпературной кристаллохимии слюд.
Впервые проведена расшифровка кристаллических структур лепидолитов 2М1 и 3Т, сосуществующих в одном образце и имеющих одинаковый химический состав. По данным монокристальной съемки установлены и уточнены кристаллические структуры лепидолита 2М1 и лепидолита 3Т, проведен их детальный анализ. Установлено упорядоченное распределение катионов по октаэдрическим позициям, но с различной схемой распределения по транс- и цис-октаэдрам в лепидолитах 3Т и 2М1. В обоих структурах тетраэдрических катионы распределены неупорядоченно и тетраэдры имеют одинаковый состав. Координация межслоевого катиона также одинакова в обоих политипах.
По данным международной базы ICSD имеется одна работа по расшифровке кристаллической структуры лепидолита 3Т. Расшифрованная нами структура лепидолита 3Т будет второй, при этом определена на более высоком уровне (R = 0,0327).
Предполагается, что лепидолит 3Т и лепидолит 2М1 растут, если выполняется условие упорядоченного распределения катионов, чему способствует слабое пересыщение и связанный с ним медленный рост, умеренные температура и давление.
Содержание бакалаврской работы – Кристаллохимические исследования алюмолитиевых слюд из редкометальных гранитных пегматитов месторождения Petsch (Бразилия)
Выдержки из бакалаврской работы – Кристаллохимические исследования алюмолитиевых слюд из редкометальных гранитных пегматитов месторождения Petsch (Бразилия)
