PHYSICOCHEMICAL CHARACTERISTICS AND THERMODYNAMIC PROPERTIES OF BABINGTONITE
- 作者: Gritsenko Y.D.1,2, Ogorodova L.P.1, Vigasina M.F.1, Dedushenko S.K.3, Bychkov A.Y.1, Ksenofontov D.A.1, Melchakova L.V.1
-
隶属关系:
- Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
- Fersman Mineralogical Museum, RAS
- NUST MISIS
- 期: 卷 70, 编号 5 (2025)
- 页面: 381-391
- 栏目: Articles
- URL: https://bakhtiniada.ru/0016-7525/article/view/304423
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016752525050027
- EDN: https://elibrary.ru/ppaiar
- ID: 304423
如何引用文章
详细
The comprehensive physicochemical study of babingtonite Ca2.0(Mg0.2)∑1.0Si5O14(OH)1.0 (Herborn, Hessen, Germany) was carried out using powder X-ray diffraction, electron probe microanalysis, IR, Raman and Mössbauer spectroscopy. The enthalpy of formation of the studied babingtonite from the elements was determined for the first time using high-temperature solution calorimetry on a Calvet microcalorimeter in a melt of the composition 2PbO∙B2O3 at T = 973 K (–6911.6 ± 10.2 kJ/mol). The value of its standard entropy was estimated and the values of the standard entropy and Gibbs energy of formation were calculated (338.8 ± 2.0 J/(mol K), −1501.3 ± 2.0 J/(mol K) and − 6464.0 ± 10.2 kJ/mol, respectively). The thermodynamic constants of the end members of the isomorphic series babingtonite Ca2Fe2+Fe3+Si5O14(OH) − manganbabingtonite Ca2Mn2+Fe3+Si5O14(OH): were estimated: f(298.15 K) = −6868.0 ± 10.4 and −6876.9 ± 9.9 kJ/mol, S°(298.15 K) = 341.2 ± 1.8 and 343.9 ± 2.6 J/(mol. K), Δf(298.15 K) = −1496.8 ± 1.8 and –1499.0 ± 2.6 J/(mol K), ΔfG(298.15 K) = −6422.0 ± 10.4 and −6430.0 ± 9.9 kJ/mol, respectively. The stability fields of babingtonite for oxidation-reduction conditions determined by two different buffers − quartz-fayalite-magnetite and magnetite-hematite − in PH2O − t coordinates, as well as mineral associations of babingtonite in lgPCO2 – lgPO2 coordinates, characteristic of low-grade metamorphism and late skarn parageneses, were calculated.
作者简介
Y. Gritsenko
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology; Fersman Mineralogical Museum, RAS
编辑信件的主要联系方式.
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia; Leninsky Prospect, 18, Bldg. 2, Moscow, 119071 Russia
L. Ogorodova
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
Email: logor48@mail.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia
M. Vigasina
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia
S. Dedushenko
NUST MISIS
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninsky Prospect, 4, Moscow, 119049 Russia
A. Bychkov
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia
D. Ksenofontov
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia
L. Melchakova
Lomonosov Moscow State University, Faculty of Geology
Email: ygritsenko@rambler.ru
Leninskie Gory, 1, Moscow, 119991 Russia
参考
- Брусницын А.И., Старикова Е.В., Чуканов Н.В., Семкова Т.А. (2001) Новые данные о манганбабингтоните. Записки Российского минералогического общества (5), 82–91.
- Виноградова Р.А., Плюснина И.И. (1967) Состав, свойства и кристаллохимические особенности минералов изоморфного ряда ферробабингтонит–манганбабингтонит. Вестник Московского университета, Серия 4. Геология (4), 54–67.
- Виноградова Р.А., Сычкова В.А., Кабалов Ю.К. (1966) Марганцевый бабингтонит из месторождения Рудный Каскад (Восточный Саян). ДАН СССР 168(2), 434–437.
- Габинет М.П., Елисеев Э.Н. (1962) О бабингтоните. Минералогический сборник Львовского университета (16), 430–435.
- Горобец Б.С., Рогожин А.А. (2001) Спектры люминесценции минералов. М.: ВИМС, 312 с.
- Гриценко Ю.Д., Огородова Л.П., Вигасина М.Ф., Дедушенко С.К., Вяткин С.В., Мельчакова Л.В., Ксенофонтов Д.А. (2023) Физико-химические характеристики железо-содержащего лазулита из гранитных пегматитов Патомского нагорья, Иркутская область. Новые данные о минералах 57(3), 63–73.
- Золотухин В.В., Васильев Ю.Р., Смекалин А.Г., Бакуменко И.Т. (1967) Бабингтонит-пренит-пумпеллиитовая парагенетическая ассоциация в метасоматитах Норильска. Материалы по генетической и экспериментальной минералогии. Т. 5. Новосибирск: Наука, 218–251.
- Киселева И.А. (1976) Термодинамические свойства и устойчивость пиропа. Геохимия (6), 845–854.
- Киселева И.А., Огородова Л.П., Топор Н.Д., Чигарева О.Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия (12), 1811–1825.
- Косой А.Л. (1975) Структура бабингтонита. Кристаллография 20(4), 730–739.
- Минералы (1981) Минералы. Т. III. Вып 2. Силикаты с линейными трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. Ред. академик Ф.В. Чухров. М.: Наука, 1981. 613 с.
- Накамото К. (1991) ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 536 с.
- Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В. (2005) Термодинамические свойства биотита. Журнал физической химии (9), 1569–1572.
- Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Шурига Т.Н. (2009) Энтальпия образования природных аннита и биотита. Геохимия (1), 109–112.
- Ogorodova L.P., Kiseleva I.A., Melchakova L.V., Shuriga T.N. (2003) Formation enthalpy of natural annite and biotite. Geochem. Int. 9(47), 105–108.
- Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Вигасина М.Ф., Спиридонов Э.М. (2011) Калориметрическое определение энтальпии образования пирофиллита. Журнал физической химии (9), 1609–1611.
- Рябов В.В., Золотухин В.В. (1977) Минералы дифференцированных траппов. Новосибирск: Наука, 392 с.
- Спиридонов Э.М. (1989) Метаморфические и метасоматические образования Горного Крыма. Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма.T.II. M.: МГУ, 136–152.
- Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Симонов О.Н., Кулагов Э.А., Середа Е.В., Степанов В.К. (2000) Метавулканиты пренит-пумпеллиитовой и цеолитовой фаций трапповой формации Норильского района Сибирской платформы. М.: МГУ, 212 с.
- Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. (2009) Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный мир. 218 с.
- Чуканов Н.В., Пеков И.В. (2012) Инфракрасная спектроскопия кислых солей. I. Минералы класса силикатов. Записки Российского минералогического общества CXLI (3), 129–143.
- Akasaka M., Kimura T., Nagashima M. (2013) X-ray Rietveld and 57Fe Mössbauer study of babingtonite from Kouragahama, Shimane Peninsula, Japan. J. Mineral. Petrol. Sci. 108, 121–130.
- Amthauer G. (1980) 57Fe Mössbauer study of babingtonite. Am. Mineral. 63, 157–162.
- Amthauer G., Rossman G.R. (1984) Mixed valence of iron in minerals with cation clusters. Phys. Chem. Minerals 11, 37–51.
- Araki T., Zoltai T. (1972) Crystal structure of babingtonite. Z. Kristallogr. 135, 355–375.
- Burns R.G., Dyar M.D. (1991) Crystal chemistry and Mӧssba- uer spectra of babingtonite. Am. Mineral. 76, 892–899.
- Сhukanov N.V. (2014) Infrared Spectra of Mineral Species: Extended Library. Dordrecht: Springer, 1726 p.
- Czank M. (1981) Chain periodicity faults in babingtonite, Ca2Fe2+Fe3+H[Si5O15]. Acta Cryst. A37, 617–620.
- Dowty E. (1987а) Vibrational interactions of tetrahedra in silicate glasses and crystals: I. Calculations on ideal silicate–aluminate–germanate structural units. Phys. Chem.Minerals 14, 80–93.
- Dowty E. (1987б) Vibrational interactions of tetrahedra in silicate glasses and crystals: II. Calculations on melilites, pyroxenes, silica polymorphs and feldspars. Phys. Chem.Minerals 14, 122–138.
- Fritsch S., Navrotsky A. (1996) Thermodynamic properties of manganese oxides. J. Am. Ceram. Soc. 79(7), 1761–1768.
- Holland T.J.B. (1989) Dependence of entropy on volume for silicate and oxide minerals: A review and a predictive model. Am. Mineral. 74, 5–13.
- Jacobsen S.D., Smyth J.R., Swope R.J., Sheldon R.I. (2000) Two proton position in the very strong hydrogen bond of serandite, NaMn2Si3O8(OH). Am. Mineral. 85, 745–752.
- Liebau F. (1980) The role of cationic hydrogen in pyroxenoidcrystal chemistry. Am. Mineral. 65, 981–985.
- Nagashima M., Mitani K., Akasaka M. (2014) Structural variation of babingtonite depending on cation distribution at the octahedral sites. J. Mineral. Petrol. 108, 287–301.
- Nagashima M., Nishio-Hamane D., Matsumoto T., Fukuda C. (2022) The role of scandium substitution in babingtonite. Minerals 12, (3), 333.
- Navrotsky A., Coons.W.J. (1976) Thermochemistry of some pyroxenes and related compounds. Geochim. Cosmochim. Acta 40, 1281–1295.
- Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Belitsky I.A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta 403, 251–256.
- Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Peretyazhko I.S. (2012) Thermodynamics of natural tourmalines – dravite and schorl. Thermochim. Acta 539, 1–5.
- Ogorodova L., Vigasina M., Melchakova L., Rusakov V., Kosova D., Ksenofontov D., Bryzgalov I. (2017) Enthalpy of formation of natural hydrous iron phosphate: vivianite. J. Chem. Thermodyn. 110, 193–200.
- Philpotts A.R. (1990) Principles of igneous and metamorphic petrology. New Jersey: Prentice Hall, 498 p.
- Robie R.A., Hemingway B.S. (1995) Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar (105 pascals) pressure and at higher temperatures. U. S. Geol. Surv. Bull. 2131, 461 p.
- Robie R.A., Evans H.T., Hemingway B.S. (1988) Thermophysical properties of ilvaite CaFe2+2Fe3+Si2O7O(OH); heat capacity from 7 to 920 K and thermal expansion between 298 and 856 K. Phys. Chem. Miner. 15(4), 390–397.
- Tagai T., Joswig W., Fuess H. (1990) Neutron diffraction study of babingtonite at 80 K. Minerals 15, 8–18.
- Wise W.S., Möller W.P. (1990) Occurence of Ca-Fe silicate minerals with zeolites in basalt cavities at Bombay, India. Eur. J. Mineral. 2, 875–883.
补充文件
