Боровикова Елена Юрьевна
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
3.1 Связь структур граната и везувиана
Гранаты гроссуляр - андрадитового ряда и везувиан обнаруживают генетическое и структурное родство. Этим объясняется подобие спектральных картин данных минералов.
Тетраэдры SiO4 в структуре граната имеют весьма высокую позиционную симметрию S4. В структуре везувиана часть тетраэдров, расположенных в пределах гранатового блока, сохраняет свою высокую позиционную симметрию - Z(1). Большая часть тетраэдров, находящихся на периферии ГБ - Z(2) и Z(3), теряют эту высокую симметрию (атомы Si в них находятся в общем положении). Восьмивершинники Ca в гранатовом блоке структуры везувиана разделяются на три позиции X с координационными числами от 7 до 9-и. В каналах, идущих вдоль осей 4, образуются новые позиции X(4) с КЧ 8 и Y(1) с КЧ 5. Каналы, образующиеся между двумя ГБ, заполнены новыми октаэдрами Y(2). Наконец, октаэдры Al из структуры гроссуляра сохраняются в ГБ везувиана - Y(3) (табл. 1).
| Таблица 1. Взаимосвязь кристаллографических позиций в структурах граната и везувиана. |
| Гранат, пр. гр. Ia3d |
Везувиан, пр.гр. P4/nnc |
| Позиция |
Символ Уайкова |
Симм. позиции |
Позиция |
Символ Уайкова |
Симм. позиции |
Заполнение позиции |
| Si | 24d | S4(4) | Z(1) | 4d | S4(4) | Si |
| Z(2) | 16k | C1(1) | Si |
| Z(3) | 16k | C1(1) | Si |
| Ca | 24c | D2 (222) | X(1) | 4c | D2 (222) | Ca |
| X(2) | 16k | C1(1) | Ca |
| X(3) | 16k | C1(1) | Ca |
| - | - | - | X(4) | 4e | C4(4) | Ca |
| - | - | - | Y(1) | 4e | C4(4) | Fe и др. |
| - | - | - | Y(2) | 8f | Ci(1) | Al |
| Al | 16a | C3(3) | Y(3) | 16k | C1(1) | Al и др. |
3.2 Инфракрасная спектроскопия гранатов гроссуляр-андрадитового ряда
Для того, чтобы грамотно интерпретировать ИК - спектры везувиана целесообразно вначале рассмотреть ИК - спектры гранатов гроссуляр-андрадитового ряда, близких к везувиану по составам.
Автором было исследовано 27 образцов гранатов гроссуляр - андрадитового ряда с минимальными примесями других миналов методами порошковой диффрактометрии и ИК - спектроскопии.
Полосы в области 915 - 780 см-1 относятся к валентным v3 Si - O колебаниям, а в области 615 - 450 см-1 - к деформационным (v4 и v2) колебаниям связи Si - O (рис. 3). Теоретико-групповой анализ предсказывает появление в ИК - спектре граната (пр. гр. Ia3d, фактор группа Oh, позиционная симметрия тетраэдра SiO4 - S4) трех полос v3 и трех полос v4 колебаний. Разница в положении двух низкочастотных полос v3 колебаний (~ 857, 840 см-1 в гроссуляре и 815, 795 см-1 в андрадите) называется расщеплением позиционной группой симметрии SGS (site-group splitting) (Moore et al., 1971), и его величина является мерой отклонения симметрии тетраэдра SiO4 в гранате от идеальной симметрии Td. Гранаты с преобладанием гроссулярового минала имеют более совершенный кремнекислородный тетраэдр, чем андрадиты.
В спектрах серии гроссуляр - андрадит проявляется тенденция к смещению полос всех Si - O и Me - O (485 - 420 см-1) колебаний к меньшим частотам при увеличении размеров октаэдрического катиона. Частоты различных колебаний в ИК - спектре гранатов гроссуляр - андрадитового ряда линейно зависят от отношения An/(An+Gr), что дает возможность оценивать состав граната, принадлежащего к этой серии по его ИК - спектру.
Изменение спектральной картины граната, при переходе от гроссуляра к андрадиту связано со сдвигом полосы колебаний октаэдрических катионов от ~ 485 к ~ 420 см-1. Изоморфизм в Y(3) октаэдрах везувиана, связанных через общие атомы кислорода с высокосимметричными кремнекислородными тетраэдрами Z(1), также будет оказывать основное влияние на изменение спектра в пределах одной пространственной группы.
| 