Диссимметризация в минералах группы эвдиалита. II. Роль м2-позиции в упорядоченной р3-модели структуры высокоциркониевого члена группы эвдиалита
- Авторы: Расцветаева Р.К.1, Аксенов С.М.2,3, Гридчина В.М.1, Чуканов Н.В.4
-
Учреждения:
- Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”
- Лаборатория арктической минералогии и материаловедения, ФИЦ Кольский научный центр РАН
- Геологический институт, ФИЦ Кольский научный центр РАН
- ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН
- Выпуск: Том 69, № 6 (2024)
- Страницы: 954-959
- Раздел: СТРУКТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0023-4761/article/view/272014
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0023476124060043
- EDN: https://elibrary.ru/YHXMPE
- ID: 272014
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Повторное исследование кристаллической структуры низкокальциевого и высокоциркониевого эвдиалита из Хибинского массива Кольского полуострова выявило новые особенности его строения, понижающие симметрию минерала. В рамках симметрии P3 установлено упорядочение атомов Ca, Fe, Mn и Na в октаэдрах шестичленных колец, а также Zr и Na в М2-позициях в центре квадратных пирамид с общим основанием, которое образуют ребра этих октаэдров. Параметры тригональной ячейки: a = 14.222(3), c = 30.165(5) Å, V = 5283.9 Å3. С учетом новых данных изученный низкокальциевый эвдиалит может быть отнесен к подтипу онейллита или раслакита, являясь высокоциркониевой разновидностью последнего. Исследование структуры этого минерала в рамках ромбоэдрической симметрии (пр. гр. R3m и R3) и тригональной симметрии Р3 показало, что понижение симметрии структурной модели низкокальциевых представителей группы эвдиалита позволяет выяснить характер упорядочения катионов, заселяющих ключевые позиции каркаса.
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Цирконосиликат эвдиалит – широко распространенный минерал агпаитовых нефелиновых сиенитов с упрощенной формулой Na15Ca6Fe2+3Zr3[Si2][Si24O72](O,OH,H2O)3(Cl,OH)2. Его структура содержит кремнекислородные кольца [Si3O9] и [Si9O27], объединенные Zr-центрированными октаэдрами и шестичленными кольцами из Ca-центрированных октаэдров, а также соединяющими их Fe2+-катионами, имеющими координацию плоского квадрата, в гетерополиэдрический микропористый квазикаркас {Fe2+3Ca6Zr3[Si3O9]2[Si9O27]2}24–, пустоты которого заполнены попеременно атомами Na с примесью других крупных катионов. В центры колец [Si9O27] встраиваются дополнительные тетраэдры SiO4. На первых этапах исследования минералов группы эвдиалита сложилось представление о том, что каркас эвдиалита остается неизменным по своему составу при любых флуктуациях состава минерала в целом, и эмпирические формулы рассчитывали на основе целочисленных значений коэффициентов для Zr и Са (три и шесть атомов на формулу соответственно). Однако, как оказалось, в ряде случаев образуются аналоги эвдиалита иной стехиометрии, как высоко- и низкокальциевые, так и высоко- и низкоциркониевые. Избыток Са замещает атомы Na в полостях каркаса, а при содержании Са меньше шести атомов недостающее его количество в шестичленных кольцах компенсируется рядом элементов (Fe, Mn, Na, Ce и другими) с образованием одной (М1) или двух (М1.1 и М1.2) позиций при упорядочении катионов. К настоящему времени такое упорядочение установлено в ряде минералов [1–7], и теперь их относят к членам группы онейллитового типа [8].
Аналогично позицию Zr в случае дефицита этого элемента могут дополнять Ti, Nb или Hf, а его избыток размещается в М2-позиции, расположенной между октаэдрами соседних шестичленных колец. В исследованных ранее минералах группы эвдиалита [9] М2-позицию заселяли атомы Mn2+, Fe2+, Fe3+ или Na, а для атомов Zr подобная позиция была установлена лишь в структурах воронковита [3], Mn–Ca-аналога эвдиалита [6] и низкокальциевого образца 2656 [7], где Zr содержался наряду с атомами Fe и Na в “подчиненном” количестве. Доминирование Zr в М2-микрообласти зафиксировано лишь в кристаллической структуре гиперциркониевого сульфатного аналога эвдиалита [5], где он занимает расщепленные позиции с координацией квадрата и пятивершинника и расстояниями ZrIV–O = 2.03(1)–2.22(1) Å, ZrV–O = 2.099(8)–2.302(5) Å.
Особенностью химического состава, найденного А.П. Хомяковым в Хибинском массиве, образца эвдиалита с идеализированной формулой (Z = 3) [Na,H3O]15[Ca3Fe3](Na,Zr)3Zr3(Al,Si)[Si25O72(OH)](OH)2·2Н2O является низкое содержание кальция и аномально высокое содержание циркония (более одного атома на формулу). Его структура была решена в рамках пр. гр. R3m и уточнена до R = 4.5% с использованием ограниченного числа (2347) независимых отражений с F > 4σ(F) [10]. Из опубликованного краткого сообщения следовало, что единая М1-позиция в октаэдре шестичленного кольца содержит помимо Ca пять изоморфно замещающих его элементов [Са2.7MnFeNa0.85Ce0.33Sr0.12], а М2-позиция расщеплена на две позиции с заселенностями (Zr0.4Fe0.1)VI и (Na0.29)VI, которые реализуются статистически по ячейкам. Однако позже было установлено, что в структуре этого минерала возможно упорядочение Ca и заменяющих его элементов с понижением симметрии до R3 [11]. В результате этого исследования, выполненного на основе того же эксперимента по 3124 отражениям с F > 3σ(F), кристаллохимическая формула низкокальциевого и высокоциркониевого эвдиалита приобрела вид (Z = 3): [Na12.15(H3O)2.1Sr0.45K0.3][(Fe1.3Mn1.0Na0.7) (Ca2.7REE0.3)]Zr3[Si24O72] [( )( ) ( )( )] [Al0.5Si0.37][Si0.5Ti0.3Nb0.2] OH2.68(H2O)1.1O0.6Cl0.5H2O, где квадратными скобками выделены составы ключевых позиций структуры, а римскими цифрами обозначены координационные числа катионов в позиции M2, REE – сумма нескольких редкоземельных элементов с преобладанием Ce. Таким образом, оказалось, что шестичленное кольцо из связанных ребрами октаэдров распадается на две тройки неэквивалентных по составу и размеру октаэдров, а единая М2-позиция расщепляется на четыре позиции (выделены круглыми скобками) разного состава и различной координации, которые находятся на коротких расстояниях друг от друга и реализуются статистически.
Однако, несмотря на существенную детализацию упорядочения катионов, каркасообразующие позиции этого минерала со сложным составом трактовали как смешанные, и распределение элементов в них было по-прежнему статистическим. Дальнейшее понижение симметрии кристаллической структуры того же образца, выполненное в настоящей работе, позволило выявить ряд дополнительных особенностей, в том числе высокую степень упорядочения по позициям ячейки.
ЭКСПЕРИМЕНТ И УТОЧНЕНИЕ СТРУКТУРЫ
Повторное исследование структуры высокоциркониевого образца из Хибинского массива выполняли с использованием того же набора дифракционных данных, что и ранее. Модель структуры в пр. гр. Р3 получена с использованием процедуры “коррекции фаз” по комплексу программ AREN [12]. В качестве стартового набора взяты координаты 35 позиций каркаса этого же минерала в рамках симметрии R3. После нескольких итераций из исходного фрагмента был получен набор координат для 162 позиций с R-фактором 34%. Расстановка элементов по позициям в соответствии с данными химического состава и кристаллохимическими критериями и дальнейшее уточнение в изотропно-анизотропном приближении параметров атомных смещений снизили R-фактор до 4.6%. Несколько позиций, расщепленных и/или с низкой заселенностью, найдены из разностных карт Фурье электронной плотности. Ряд позиций уточняли с использованием смешанных кривых атомного рассеяния. Все расчеты выполнены с помощью комплекса кристаллографических программ AREN [12]. Основные характеристики кристалла и данные эксперимента приведены в табл. 1. Итоговые координаты атомов и характеристики координационных полиэдров в ключевых фрагментах каркаса приведены в табл. 2–4 (позиции атомов Si в каркасе, а также атомов, заселяющих внекаркасные позиции, в работе не приводятся).
Таблица 1. Кристаллографические характеристики, данные эксперимента и результаты уточнения структуры высокоциркониевого эвдиалита
a, c, Å | 14.222(3), 30.165(5) |
V, Å3 | 5283.9 |
Сингония, пр. гр., Z | Тригональная, P3, 3 |
Излучение; λ, Å | MoKα; 0.71073 |
Размеры кристалла, мм | 0.14 × 0.25 × 0.33 |
Дифрактометр | Syntex P21 |
Тип сканирования | ω |
(sinθ/λ)max, Å–1 | 0.809 |
Пределы h, k, l | –20 ≤ h ≤ 20, 0 ≤ k ≤ 20, –48 ≤ l ≤ 0 |
Количество отражений: измеренных/независимых с |F | > 2σ(F), Rуср | 6107/3747, 0.028 |
Число независимых позиций | 162 |
R-фактор | 0.046 |
Программы | AREN [12] |
Таблица 2. Координаты, эквивалентные параметры атомных смещений и заселенность (q) позиций катионов в ключевых фрагментах каркаса высокоциркониевого эвдиалита
Позиция | x/a | y/b | z/c | q | Bэкв, Å2 |
Z1 | –0.0027(2) | 0.5031(3) | 0.5000(1) | 1 | 0.48(5) |
Z2 | 0.1643(4) | 0.3354(3) | 0.8336(2) | 1 | 1.29(5) |
Z3 | 0.3423(4) | 0.1703(2) | 0.1669(2) | 1 | 1.67(6) |
M1.1 | 0.0015(3) | 0.2645(3) | 0.000(1) | 1 | 1.11(1) |
M1.2 | 0.4033(2) | 0.0703(2) | 0.3335(1) | 1 | 1.13(4) |
M1.3 | 0.6000(3) | 0.6687(3) | 0.6668(1) | 1 | 0.9(1) |
M1.4 | 0.2554(3) | 0.2553(4) | 0.0001(1) | 1 | 1.0(1) |
M1.5 | 0.3963(2) | 0.3334(3) | 0.3335(1) | 1 | 1.02(4) |
M1.6 | 0.0756(4) | 0.6667(3) | 0.6668(1) | 1 | 0.9(1) |
M2.1 | 0.2852(11) | 0.1395(9) | 0.6637(3) | 0.2 | 1.7(2) |
M2.2 | 0.1413(9) | 0.3033(13) | 0.3363(4) | 1 | 2.3(3) |
M2.3 | 0.0104(5) | 0.5078(4) | 0.0006(2) | 0.8 | 1.71(3) |
Si1 | 0.6086(5) | 0.6024(4) | 0.0974(1) | 1 | 0.7(2) |
Si2 | 0.0677(5) | 0.3422(5) | 0.4310(2) | 1 | 1.1(2) |
Si3 | 0.3252(4) | 0.0496(4) | 0.7631(1) | 1 | 0.3(2) |
Si4 | 0.2798(5) | 0.3434(5) | 0.4306(2) | 1 | 1.0(2) |
Si5 | 0.3452((5) | 0.0632(5) | 0.5708(2) | 1 | 1.2(2) |
Si6 | –0.0086(5) | 0.6030(5) | 0.0977(2) | 1 | 0.8(2) |
Si7 | 0.3271(5) | 0.2699(5) | 0.7631(2) | 1 | 0.9(2) |
Si8 | 0.6009(5) | 0.6094(5) | 0.9032(2) | 1 | 1.1(2) |
Si9 | 0.3394(5) | 0.2785(5) | 0.5692(2) | 1 | 1.0(2) |
Si10 | 0.0575(4) | 0.3288(3) | 0.2376(1) | 1 | 1.1(3) |
Si11 | 0.2703(4) | 0.3198(5) | 0.2389(2) | 1 | 0.8(2) |
Si12 | 0.0064(4) | 0.6055(4) | 0.9035(1) | 1 | 0.6(2) |
Таблица 3. Координаты и эквивалентные параметры атомных смещений анионов в ключевых фрагментах каркаса высокоциркониевого эвдиалита
Позиция | x/a | y/b | z/c | Bэкв, Å2 |
O1 | 0.0341(17) | 0.2513(21) | 0.7997(9) | 2.6(6) |
O2 | 0.0765(13) | 0.4343(10) | 0.4612(6) | 1.5(6) |
O3 | 0.4023(18) | 0.1003(22) | 0.1255(6) | 2.4(6) |
O4 | 0.3090(21) | 0.1497(22) | 0.3628(7) | 2.5(6) |
O5 | 0.1753((22) | 0.3573(21) | 0.0284(6) | 2.8(6) |
O6 | 0.5281(12) | 0.0287(17) | 0.6949(5) | 1.7(6) |
O7 | 0.4053(17) | 0.2998(19) | 0.1255(6) | 1.9(6) |
O8 | 0.0646(19) | 0.6277(17) | 0.4581(7) | 2.1(6) |
O9 | 0.2295(15) | 0.2557(14) | 0.7943(6) | 2.1(6) |
O10 | 0.3989(14) | 0.0433(12) | 0.0459(5) | 1.5(6) |
O11 | 0.0783(10) | 0.3635(10) | 0.3783(3) | 1.4(3) |
O12 | 0.3016(24) | 0.0347(24) | 0.7122(10) | 3.2(6) |
O13 | 0.3733(14) | 0.0774(14) | 0.6218(5) | 1.3(6) |
O14 | 0.0340(20) | 0.4064(20) | 0.9559(7) | 2.9(6) |
O15 | 0.2499(17) | 0.0251(16) | 0.2048(7) | 1.8(6) |
O16 | 0.2936(8) | 0.3992(14) | 0.8771(4) | 0.8(6) |
O17 | 0.4391(14) | 0.3569(15) | 0.5405(5) | 1.3(6) |
O18 | 0.2521(16) | 0.2355(14) | 0.2015(4) | 1.3(3) |
O19 | 0.2370(22) | 0.4716(19) | 0.7977(8) | 2.6(6) |
O20 | 0.0448(14) | 0.2961(17) | 0.2895(6) | 1.6(6) |
O21 | 0.3123(17) | 0.3772(15) | 0.3797(5) | 1.6(6) |
O22 | 0.6187(10) | 0.0297(13) | 0.0457(4) | 0.7(6) |
O23 | 0.6487(12) | 0.5688(12) | 0.5356(5) | 1.2(6) |
O24 | 0.1072(15) | 0.4084(22) | 0.8732(8) | 2.5(6) |
O25 | 0.2009(12) | 0.1069(21) | 0.1246(5) | 2.7(6) |
O26 | 0.5820(15) | 0.1432(17) | 0.4631(7) | 1.9(6) |
O27 | 0.2950(19) | 0.2579(219) | 0.7107(7) | 2.2(6) |
O28 | 0.3617(19) | 0.1762(23) | 0.9703(7) | 2.5(6) |
O29 | 0.4763(14) | 0.2281(19) | 0.2022(5) | 1.7(6) |
O30 | 0.3746(16) | 0.2951(16) | 0.6211(5) | 1.4(6) |
O31 | 0.1604(20) | 0.3087(16) | 0.6388(7) | 2.0(6) |
O32 | 0.1107(14) | 0.1942(18) | 0.8718(5) | 1.5(6) |
O33 | 0.4117(19) | 0.5543(24) | 0.5342(5) | 2.6(6) |
O34 | 0.2540(16) | 0.2986(16) | 0.2892(5) | 1.5(6) |
O35 | 0.3664(17) | 0.4066(20) | 0.9558(8) | 2.2(6) |
O36 | 0.4529(16) | 0.2232(25) | 0.2956(7) | 3.3(6) |
O37 | 0.1339(25) | 0.2251(24) | 0.9568(10) | 3.7(6) |
O38 | 0.0206(13) | 0.5156(15) | 0.3035(5) | 1.3(6) |
O39 | 0.4468(19) | 0.5584(23) | 0.6249(6) | 2.5(6) |
O40 | 0.2384(18) | 0.4426(15) | 0.7089(6) | 1.7(6) |
O41 | 0.2295(18) | 0.1209(22) | 0.0441(7) | 2.6(6) |
O42 | 0.5638(18) | 0.4585(11) | 0.3753(6) | 1.9(6) |
O43 | 0.0897(11) | 0.3699(13) | 0.1067(5) | 0.9(6) |
O44 | 0.3809(16) | 0.1016(12) | 0.8912(5) | 1.1(6) |
O45 | 0.0512(19) | 0.2833(16) | 0.5579(7) | 2.1(6) |
O46 | 0.2745(25) | 0.0542(16) | 0.4396(7) | 2.9(6) |
O47 | 0.0409(14) | 0.4288(19) | 0.2262(7) | 1.9(6) |
O48 | 0.6118(15) | 0.5604(14) | 0.7737(5) | 1.4(6) |
O49 | 0.1788(11) | 0.3566(13) | 0.2174(4) | 0.7(1) |
O50 | 0.3065(16) | 0.1522(13) | 0.5563(7) | 1.6(6) |
O51 | 0.3419(22) | 0.1704(16) | 0.7799(6) | 2.3(6) |
O52 | 0.5136(15) | 0.4890(17) | 0.8865(6) | 1.6(6) |
O53 | 0.2803(14) | 0.3806(18) | 0.1054(6) | 1.7(6) |
O54 | 0.2669(21) | 0.2177(17) | 0.4401(6) | 2.0(6) |
O55 | 0.1532(14) | 0.3125(12) | 0.4432(7) | 1.5(6) |
O56 | 0.3749(18) | 0.2735(17) | 0.8928(6) | 1.7(6) |
O57 | 0.4256(12) | 0.3901(13) | 0.7727(5) | 1.0(6) |
O58 | 0.4859(16) | 0.5107(13) | 0.1130(6) | 1.7(6) |
O59 | 0.2355(16) | 0.2900(13) | 0.5575(5) | 1.4(6) |
O60 | 0.3803(19) | 0.4313(18) | 0.2268(9) | 2.8(6) |
(Н2O)1 | 0.204(3) | 0.598(2) | 0.009(1) | 4.1(3) |
(Н2O)2 | 0.145(6) | 0.071(5) | 0.665(2) | 3.8(6) |
(Н2O)3 | 0.447(2) | 0.222(4) | 0.668(1) | 1.8(7) |
ОПИСАНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ СТРУКТУРЫ
В изученном в настоящей работе минерале со смешанными М1-позициями переход к тригональной симметрии P3 позволил установить упорядочение Fe, Mn, Na и Ca по шести индивидуальным позициям (рис. 1). В трех из них доминирует Ca со средними расстояниями катион–анион в пределах 2.27–2.38 Å, в двух других – Mn или Fe (расстояния 2.42 и 2.33 Å соответственно) и в одном – Na (среднее расстояние Na–O 2.34 Å) (табл. 4).
Рис. 1. Слоистый фрагмент структуры высокоциркониевого минерала группы эвдиалита. Блочный изоморфизм в октаэдрах шестичленных колец и М2-позициях с квадратной координацией на уровнях z = 0, 0.33 и 0.66 соответственно.
Таблица 4. Состав ключевых позиций и характеристика координационных полиэдров в каркасе высокоциркониевого эвдиалита
Позиция | Состав (Z = 3) | КЧ | Расстояние, Å | ||
Минимальное | Максимальное | Среднее | |||
Z1 | Zr0.9Ti0.1 | 6 | 1.98(2) | 2.16(2) | 2.05 |
Z2 | Zr1.0 | 6 | 1.92(2) | 2.14(2) | 2.04 |
Z3 | Zr0.97Hf0.03 | 6 | 1.96(1) | 2.21(2) | 2.08 |
M1.1 | Ca0.8Ce0.2 | 6 | 2.17(1) | 2.42(1) | 2.38 |
M1.2 | Mn1.0 | 6 | 2.19(2) | 2.56(2) | 2.42 |
M1.3 | Na0.7Ce0.3 | 6 | 2.19(1) | 2.57(3) | 2.34 |
M1.4 | Fe1.0 | 6 | 2.12(2) | 2.48(1) | 2.33 |
M1.5 | Ca1.0 | 6 | 2.07(1) | 2.41(1) | 2.27 |
M1.6 | Ca1.0 | 6 | 2.03(3) | 2.46(3) | 2.31 |
M2.1 | Zr0.8 | 4 | 2.04(1) | 2.39(3) | 2.21 |
M2.2 | Na1.0 | 4 | 2.00(2) | 2.48(2) | 2.18 |
M2.3 | Zr0.2 | 6 | 1.72(7) | 2.31(2) | 2.10 |
Вторая ключевая М2-микрообласть находится в промежутке между соседними шестичленными кольцами, ребра которых формируют квадратную координацию. Избыток циркония (один атом на независимую часть ячейки) размещается в двух индивидуальных М2-позициях. Позиция M2 в основном заселена атомами циркония (q = 0.8), которые находятся в квадратной координации с расстояниями до вершин квадрата в пределах 2.04–2.39 Å.
Позицию с низкой заселенностью 0.2 на уровне z = 0.66 занимают атомы Zr в октаэдре на базе квадрата, дополненного с двух сторон молекулами Н2О на расстояниях 1.71 и 2.32 Å соответственно. В позиции в октаэдре много вакансий, недостаток циркония на уровне z = 0.33 компенсируется атомом Na в квадратной координации с расстояниями 2.00–2.48 Å.
Атомы Mn и Fe близки по атомной массе, поэтому при их распределении в М2-позициях учитывали локальный баланс зарядов на атомах кислорода, образующих ребра М2-полиэдров. Это позволяет с большой степенью вероятности вместо двух типов триплетов в R-ячейке выделить в модели P3 триплеты трех типов из доминирующих катионов [Ca–Zr–Na], [Ca–Na–Fe] и [Ca––Mn] и три типа триплетов с участием примесных катионов [Ca–Zr–Ce], [Ce–Na–Fe] и [Ca–Zr–Mn], статистически замещающих главные катионы. И доминирующие, и статистически реализующиеся триплеты располагаются на уровнях z = 0, 0.33 и 0.66 соответственно и связаны псевдотрансляциями R-решетки.
В высокоциркониевом эвдиалите N-пустоты каркаса заняты атомами Na с небольшой примесью Sr и K. Позиции M3 и М4, которые находятся на осях третьего порядка вблизи центров девятичленных колец [Si9O27], заняты преимущественно атомами кремния. В позициях M3 находятся в октаэдрической координации атомы Nb в небольших количествах (заселенность ~0.3) на одной оси и Ti на другой на уровнях z = 0.38 и 0.04 соответственно, а на третьей оси в обеих позициях располагаются атомы Si, центрирующие тетраэдры с двумя ориентациями апикальных вершин.
Причиной понижения симметрии в низкокальциевых минералах группы эвдиалита чаще всего является блочный изоморфизм с участием октаэдров шестичленных колец разного состава. В частности, в амаблите Na15[(Ce1.5Na1.5)Mn3] Mn2Zr3Si[Si24O69(OH)3](OH)2 · H2O [13] в октаэдрах колец присутствует значительное количество ионов Се3+, которые отличаются от ионов Na+ числом электронов. Упорядочение этих элементов в сочетании с Ca и Mn в P3-модели минерала [14] приводит к существенному нарушению распределения катионов по закону R-решетки, а вклад в понижение симметрии заполняющих М2-позицию кристаллохимически близких элементов Mn и Fe менее значителен. Но в данном образце, наоборот, центральные полиэдры в двух триплетах заполнены элементами Zr и Na с различающимися атомными массами, в то время как третий триплет содержит много вакансий.
Возрастание степени детализации структуры с понижением симметрии видно из сравнения результатов, полученных при изучении минерала в трех вариантах симметрии (табл. 5). Из таблицы видно, что число ключевых позиций в каркасе возрастает от трех смешанных до 12 с индивидуальным составом. Понижение симметрии, как и в ранее исследованных минералах, вызвано упорядоченным распределением катионов в октаэдрах шестичленных колец. Однако их позиции в данном случае заполнены катионами, хотя и разными, но кристаллохимически близкими, а основная причина нарушения R-центрировки решетки может быть связана с заполнением позиции М2 “контрастными” катионами Zr и Na соответственно при наличии в третьей позиции на уровне z = 0.66 вакансии.
Таблица 5. Состав (Z = 3) в ключевых позициях каркаса высокоциркониевого эвдиалита
Позиция* | Симметрия | ||
R3m [10] | R3 [11] | P3 [наст. раб.] | |
Z | [Zr3] | [Zr3] | [Zr0.9Ti0.1] [Zr1.0] [Zr0.97Hf0.03] |
M1 | [Са2.7MnFeNa0.85Ce0.33Sr0.12] | [Fe1.3Mn1.0Na0.7] [Ca2.7REE0.3] | [Ca0.8Ce0.2] [Mn1.0] [Na0.7Ce0.3] [Fe1.0] [Ca0.9] [Ca1.0] |
M2 | [(Zr1.2 Fe0.3)VI (Na0.87)VI] | [ ] | [Zr0.80.2]IV [Na1.0]IV [0.8Zr0.2]VI |
*Позиции обозначены в соответствии с [14]; составы в квадратных скобках соответствуют индивидуальным позициям, а круглыми скобками выделены составы в расщепленных позициях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Повторное изучение минерала в рамках низкой симметрии выявило ряд новых особенностей кристаллической структуры низкокальциевого и высокоциркониевого эвдиалита, который близок к раслакиту и является его циркониевой разновидностью.
Уникальность этого исследования в том, что оно позволило сравнить результаты, полученные в трех пространственных группах (ромбоэдрических R3m и R3 и тригональной P3) при сопоставимых значениях R-факторов, и получить информацию об упорядочении катионов с разной степенью детализации. Хотя изученный в настоящей работе минерал в общем по структуре близок к ранее изученным низкосимметричным вариантам, он существенно отличается от них заселением М2-позиции. Можно предположить, что в отличие от исследованных ранее в пр. гр. Р3 минералов группы эвдиалита основная причина понижения симметрии в данном случае (при высоком содержании циркония) в упорядоченном распределении атомов Zr, Na и вакансий по М2-позициям.
Работа выполнена в рамках государственного задания НИЦ “Курчатовский институт” в части рентгеноструктурного анализа высокоциркониевого минерала из Хибинского массива, а также при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 20-77-10065-П). Минералогические исследования выполнены в соответствии с темой государственного задания (номер государственной регистрации 124013100858-3).
Об авторах
Р. К. Расцветаева
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”
Автор, ответственный за переписку.
Email: rast.crys@gmail.com
Россия, Москва
С. М. Аксенов
Лаборатория арктической минералогии и материаловедения, ФИЦ Кольский научный центр РАН; Геологический институт, ФИЦ Кольский научный центр РАН
Email: rast.crys@gmail.com
Россия, Апатиты; Апатиты
В. М. Гридчина
Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”
Email: rast.crys@gmail.com
Россия, Москва
Н. В. Чуканов
ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН
Email: rast.crys@gmail.com
Россия, Черноголовка
Список литературы
- Johnsen O., Grice J.D., Gault R.A. // Can. Mineral. 1999. V. 37. P. 1111.
- Екименкова И.А., Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В. // Докл. РАН. 2000. T. 374. № 3. C. 352.
- Расцветаева Р.К., Хомяков А.П. // Кристаллография. 2000. Т. 45. № 4. С. 649.
- Расцветаева Р.К., Аксенов С.М., Чуканов Н.В. // Докл. РАН. 2010. Т. 431. № 2. С. 201.
- Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В., Верин И.А. // Докл. РАН. 2006. Т. 409. № 6. С. 807.
- Расцветаева Р.К., Хомяков А.П., Некрасов Ю.В. // Кристаллография. 1999. Т. 44. № 5. С. 824. eLIBRARY ID: 14997806
- Расцветаева Р.К., Розенберг К.А., Пеков И.В. и др. // Кристаллография. 2006. Т. 51. № 1. С. 44.
- Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 2011. Ч. 140. № 3. С. 25.
- Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В., Аксенов С.М. Минералы группы эвдиалита: кристаллохимия, свойства, генезис. Нижний Новгород: Изд-во НГУ, 2012. 229 с.
- Расцветаева Р.К., Хомяков А.П. // Кристаллография. 2000. T. 45. № 2. C. 251. eLIBRARY ID: 14997806.
- Аксенов С.М., Расцветаева Р.К. // Кристаллография. 2013. Т. 58. № 5. С. 660. https://doi.org/10.7868/S0023476113040024
- Андрианов В.И. // Кристаллография. 1987. Т. 32. № 1. С. 228.
- Chukanov N.V., Zolotarev A.A., Schäfer Ch. et al. // Mineral. Mag. 2024. Р. 1. https://doi.org/10.1180/mgm.2024.26
- Расцветаева Р.К., Аксенов С.М., Гридчина В.М., Чуканов Н.В. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 5. С. 788. https://doi.org/10.31857/S0023476124050047
Дополнительные файлы



