Высокотемпературные преобразования и термическое расширение галотрихита FeAl2 (SO4)4⋅22H2O

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Галотрихит – широко распространенный минерал поствулканических обстановок и зон окисления рудных месторождений. Он устойчив до температуры 70 °С, дальнейшее нагревание приводит к образованию рентгеноаморфной фазы I. При температуре 340–660 °С появляются рефлексы миллозевичита (преобладающая фаза) и микасаита. Миллозевичит и микасаит разрушаются при температуре >660 °С с образованием рентгеноаморфной фазы II. Согласно данным синхронного термического анализа, переход из галотрихита в безводные сульфаты сопровождается потерей молекул Н2О, что составляет порядка 42.9 мас.%, переход в рентгеноаморфную фазу II вызван потерей SO3, которая составляет около 37.4 мас.%, оба этапа сопровождаются эндотермическими эффектами. Термическое расширение галотрихита резко анизотропно, максимальное расширение определяется сдвиговыми деформациями решетки в плоскости моноклинности вдоль биссектрисы тупого угла β, а наименьшее – направлением прочных связей S–O–Fe внутри комплексов [Fe(SO4)(H2O)5]0. Значительное объемное расширение галотрихита (9 (3) . 10-5 °C-1 ) происходит благодаря определяющей роли водородных связей в строении кристаллической структуры.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Р. М. Шевелева

Институт Вулканологии и Сейсмологии ДВО РАН; Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: rezeda_marsovna@inbox.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский; Санкт-Петербург

Е. С. Житова

Институт Вулканологии и Сейсмологии ДВО РАН

Email: rezeda_marsovna@inbox.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

А. Н. Купчиненко

Институт Вулканологии и Сейсмологии ДВО РАН

Email: rezeda_marsovna@inbox.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

М. Г. Кржижановская

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: rezeda_marsovna@inbox.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Нуждаев

Институт Вулканологии и Сейсмологии ДВО РАН

Email: rezeda_marsovna@inbox.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

Список литературы

  1. Бубнова Р.С., Филатов С.К. Терморентгенография поликристаллов. Часть II. Определение количественных характеристик тензора термического расширения: учебное пособие. СПб: С.-Петерб. гос. ун-т, 2013. 143 с.
  2. Бубнова Р.С., Фирсова В.А., Филатов С.К. Программа определения тензора термического расширения и графическое представление его характеристической поверхности – ThetaToTensor (ТТТ) // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 3. С. 505–509.
  3. Действующие вулканы Камчатки. В 2 т. Т. 2 / Ред. Федотова С.А. и Масуренкова Ю.П. М.: Наука, 1991. 415 с.
  4. Житова Е.С., Сергеева А.В., Нуждаев А.А., Кржижановская М.Г., Чубаров В.М. Чермигит термальных полей Южной Камчатки: высокотемпературное преобразование и особенности ИК-спектра // ЗРМО. 2019. Т. 148. № 1. С. 100–116.
  5. Кржижановская М.Г., Сеннова Н.А., Бубнова Р.С., Филатов С.К. Термические преобразования минералов ряда бура – тинкалконит – кернит // ЗВМО. 1999. Т. 128. № 1. C. 115–122.
  6. Филатов С.К. Высокотемпературная кристаллохимия. Теория, методы и результаты исследований. Л.: Недра, 1990. 288 с.
  7. Шевелева Р.М., Назарова М.А., Нуждаев А.А., Жегунов П.С., Житова Е.С. Распространенность и химический состав галотрихита на геотермальных полях Камчатки // Вестник КРАУНЦ. Серия: Науки о Земле. 2023. Т. 58. № 2. C. 5–16. doi: 10.31431/1816-5524-2023-2-58-5-16.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Белые игольчатые кристаллы галотрихита с термального поля вулканического комплекса Большой Семячик (а, б) и изображения галотрихита в обратно-рассеянных электронах: (в) волокнистые агрегаты галотрихита (Hth), (г) галотрихит в ассоциации с опалом (Opl), гипсом (Gp) и иллитом (Ilt).

Скачать (213KB)
3. Рис. 2. Этапы преобразования галотрихита согласно терморентгенографии в интервале температур от 30 до 740 °С: (I) галотрихит, (II) рентгеноаморфная фаза, (III) микасаит и миллозевичит и (IV) рентгеноаморфная фаза.

Скачать (238KB)
4. Рис. 3. Проиндицированные рентгенограммы галотрихита (с примесью алуногена, которая отмечена шестиугольником) при Т = 30 °С и смеси микасаита (Mik) с миллозевичитом (Msv) при Т = 500 °С.

Скачать (107KB)
5. Рис. 4. Фазовое соотношение миллозевичита Al2(SO4)3 и микасаита Fe3+2(SO4)3.

Скачать (82KB)
6. Рис. 5. Данные синхронного термического анализа галотрихита. Площадь пика кривой ДТА (в мкВс/мг): (I) 248.6; (II) 44.9; (III) 1342; (IV) 46.8.

Скачать (97KB)
7. Рис. 6. Графики зависимостей параметров элементарной ячейки (пэя) от температуры. Уравнения аппроксимации: a = 6.1899(18) + 0.320(40)*T*10-3 (R2 = 0.93); b = 24.287(14) – 0.43(31) *T*10-3; c = 21.239(14)+ + 1.01(32)*T*10-3 (R2 = 0.74); β = 100.346(3) – 2.2(6)*T*10-3 (R2 = 0.68); V = 3140.6(4.7) + 289(104)*T*10-3 (R2 = 0.73), где R2 – коэффициент детерминации, Т – температура.

Скачать (57KB)
8. Рис. 7. Корреляция кристаллической структуры галотрихита и фигуры КТР в плоскости cb (а), кристаллическая структура и водородные связи в плоскости ac (б), уменьшение (сжатие) угла моноклинности β при нагревании и фигура КТР в плоскости ac (в).

Скачать (269KB)

© Российская академия наук, 2024