Введение…
Глава 1. Кристаллохимия каинита по литературным данным…………………………...5
1.1 Общие сведения
1.2 Литературные экспериментальные данные……………………………...……………6
1.3 Структуры K-Mg сульфатов
Глава 2. Метод исследования
2.1 Отбор пробы…
2.2 Рентгенографическое исследование
2.3 Терморентгенографическое исследование…………………………………………...13
2.4 Обработка эксперимента
Глава 3. Анализ результатов экспериментальных данных …………………………….17
3.1 Описание результата рентгенофазового анализа
3.2 Описание результатов терморентгеновских экспериментов
Заключение
Список литературы…
Данная работа содержит результаты исследований кристаллохимии каинита по литературным и экспериментальным данным, проведенным автором на кафедре кристаллографии Института наук о Земле СПбГУ.
Актуальность работы заключается в том, что высокотемпературное исследование каинитаи его фазовые переходы могут расширить область применения данного минерала и пополнить базу литературных данных, а так же расширить понимание кристаллохимииК-Mg сульфатов, понять взаимосвязь с лангбейнитом и другими минералами эвапоритовых пород. Исследования минеральных пород Марса показали в них содержание каинита, он был определен в кратере Гусева (Riceetal., 2010), следовательно, термическое поведение, гидратация и дегидратация может показать интересные результаты для космической минералогии.
Целью данной работы является кристаллохимическое исследование каинита: установление особенностей температурной устойчивости и выявления возможных фазовых переходов методом высокотемпературной рентгенографии, а также исследования термического поведения в широком диапазоне температур (уточнение параметров элементарной ячейки, коэффициентов тензора термического расширения), сопоставление данных со структурой.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Сбор литературных данных о распространенности и формах нахождения каинита в природе.
2. Сбор и систематизация литературных данных о кристаллохимии каинита.
3. Проведение рентгенографического исследования,
4. Проведение терморентгенографического исследования,
5. Визуальное представление полученных данных.
Для изучения свойств и состава минерала использованы методы: порошковая рентгенография и высокотемпературная рентгенография. Работа выполнялась с использованием оборудования ресурсных центров СПбГУ «Рентгенодифракционные методы исследования».
Автор выражает благодарность д.г.-м.н. О.И.Сийдре за предоставление темы работы и постановку задачи, руководство ее выполнения и консультации на всех этапах. Благодарность профессору Московского Государственного Университета И.В.Пекову за предоставленный материал из Германии и Украины. Помощь в освоении вычислительных программ и интерпретацию данных высокотемпературной рентгенографии оказала аспирантка кафедры кристаллографии Е.А. Лукина. Автор выражает благодарность за помощь в проведении лабораторных исследований Н.В. Платоновой, М.Г. Кржижановской за выполнение терморентгенографической съемки, Р.С. Бубновой за возможность интерпретировать данные высокотемпературной рентгенографии в лаборатории Структурной химии оксидов Института химии силикатов РАН.
В ходе дипломной работы был произведен краткий литературный обзор кристаллохимии каинита, образцы былиидентифицированы и исследованы методом порошковой рентгеновской дифракции. Так же была проведена высокотемпературная рентгенография, в результате которой, были выявлены фазовые переходы каинита и их зависимость от температуры: при температуре 80°С происходит процесс дегидратации каинита KMg(SO4)Cl•3H2Oс 3 молекулами воды в каинит KMg(SO4)Cl•2.75H2O с 2.75 молекулами воды. При температуре 135оС перестают фиксироваться последние пики дегидратированного каинита. На интервале температур от 140 до 320 оС происходит полная аморфизация и наблюдаются только пики платины. Начиная с 320оС кристаллизуется лангбейнит до температуры 880оС, где лангбейнит расплавляется на периклаз(MgO) и сульфат калия (К2SO4).
