ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БАБИНГТОНИТА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено комплексное физико-химическое исследование бабингтонита Ca2.0(Mg0.2)∑1.0Si5O14(OH)1.0 (Херборн, Земля Гессен, Германия) методами порошковой рентгенографии, электронно-зондового микроанализа, спектроскопии инфракрасного поглощения, комбинационного рассеяния света и мёссбауэровской спектроскопии. Методом высокотемпературной калориметрии растворения на микрокалориметре Кальве в расплаве состава 2PbO∙B2O3 при T = 973 K впервые определена энтальпия образования из элементов изученного бабингтонита (–6911.6±10.2 кДж/моль). Оценено значение его стандартной энтропии и рассчитаны величины стандартных энтропии и энергии Гиббса образования (338.8±2.0 Дж/(моль·K), –1501.3±2.0 Дж/(моль·K) и –6464.0±10.2 кДж/моль соответственно). Оценены термодинамические константы конечных членов изоморфной серии: бабингтонит Ca2Fe2+Fe3+Si5O14(OH) – манганбабингтонит Ca2Mn2+Fe3+Si5O14(OH): f(298.15 K) = = –6868.0±10.4 и –6876.9±9.9 кДж/моль, S°(298.15 K) = 341.2±1.8 и 343.9±2.6 Дж/(моль·K), f(298.15 K) = –1496.8±1.8 и –1499.0±2.6 Дж/(моль·K), fG(298.15 K) = –6422.0±10.4 и –6430.0±9.9 кДж/моль соответственно. Рассчитаны поля устойчивости бабингтонита для окислительно-восстановительных условий, определяемых двумя разными буферами – кварц-фаялит-магнетитовым и магнетит-гематитовым, в координатах PH2O – t, а также минеральных ассоциаций бабингтонита в координатах lgPCO2 – lgPO2, характерных для низкоградного метаморфизма и поздних скарновых парагенезисов.

Об авторах

Ю. Д. Гриценко

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет; Минералогический музей им. А. Е. Ферсмана РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия; Ленинский просп., 18, Москва, 119692 Россия

Л. П. Огородова

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет

Email: logor48@mail.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия

М. Ф. Вигасина

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет

Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия

С. К. Дедушенко

НИТУ МИСИС

Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинский просп., 4, Москва, 119049 Россия

А. Ю. Бычков

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет

Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия

Д. А. Ксенофонтов

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет

Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия

Л. В. Мельчакова

Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Геологический факультет

Email: ygritsenko@rambler.ru
Ленинские горы, 1, Москва, 119991 Россия

Список литературы

  1. Брусницын А.И., Старикова Е.В., Чуканов Н.В., Семкова Т.А. (2001) Новые данные о манганбабингтоните. Записки Российского минералогического общества (5), 82–91.
  2. 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.
  3. Виноградова Р.А., Сычкова В.А., Кабалов Ю.К. (1966) Марганцевый бабингтонит из месторождения Рудный Каскад (Восточный Саян). ДАН СССР 168(2), 434–437.
  4. Габинет М.П., Елисеев Э.Н. (1962) О бабингтоните. Минералогический сборник Львовского университета (16), 430–435.
  5. Горобец Б.С., Рогожин А.А. (2001) Спектры люминесценции минералов. М.: ВИМС, 312 с.
  6. 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.
  7. 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.
  8. Киселева И.А. (1976) Термодинамические свойства и устойчивость пиропа. Геохимия (6), 845–854.
  9. Киселева И.А., Огородова Л.П., Топор Н.Д., Чигарева О.Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия (12), 1811–1825.
  10. Косой А.Л. (1975) Структура бабингтонита. Кристаллография 20(4), 730–739.
  11. 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.
  12. Накамото К. (1991) ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 536 с.
  13. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В. (2005) Термодинамические свойства биотита. Журнал физической химии (9), 1569–1572.
  14. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Шурига Т.Н. (2009) Энтальпия образования природных аннита и биотита. Геохимия (1), 109–112.
  15. 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.
  16. 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.
  17. Рябов В.В., Золотухин В.В. (1977) Минералы дифференцированных траппов. Новосибирск: Наука, 392 с.
  18. Спиридонов Э.М. (1989) Метаморфические и метасоматические образования Горного Крыма. Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма.T.II. M.: МГУ, 136–152.
  19. 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.
  20. 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.
  21. Чуканов Н.В., Пеков И.В. (2012) Инфракрасная спектроскопия кислых солей. I. Минералы класса силикатов. Записки Российского минералогического общества CXLI (3), 129–143.
  22. 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.
  23. Amthauer G. (1980) 57Fe Mössbauer study of babingtonite. Am. Mineral. 63, 157–162.
  24. Amthauer G., Rossman G.R. (1984) Mixed valence of iron in minerals with cation clusters. Phys. Chem. Minerals 11, 37–51.
  25. Araki T., Zoltai T. (1972) Crystal structure of babingtonite. Z. Kristallogr. 135, 355–375.
  26. Burns R.G., Dyar M.D. (1991) Crystal chemistry and Mӧssba- uer spectra of babingtonite. Am. Mineral. 76, 892–899.
  27. Сhukanov N.V. (2014) Infrared Spectra of Mineral Species: Extended Library. Dordrecht: Springer, 1726 p.
  28. Czank M. (1981) Chain periodicity faults in babingtonite, Ca2Fe2+Fe3+H[Si5O15]. Acta Cryst. A37, 617–620.
  29. 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.
  30. 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.
  31. Fritsch S., Navrotsky A. (1996) Thermodynamic properties of manganese oxides. J. Am. Ceram. Soc. 79(7), 1761–1768.
  32. 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.
  33. 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.
  34. Liebau F. (1980) The role of cationic hydrogen in pyroxenoidcrystal chemistry. Am. Mineral. 65, 981–985.
  35. 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.
  36. Nagashima M., Nishio-Hamane D., Matsumoto T., Fukuda C. (2022) The role of scandium substitution in babingtonite. Minerals 12, (3), 333.
  37. Navrotsky A., Coons.W.J. (1976) Thermochemistry of some pyroxenes and related compounds. Geochim. Cosmochim. Acta 40, 1281–1295.
  38. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Belitsky I.A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta 403, 251–256.
  39. 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.
  40. 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.
  41. Philpotts A.R. (1990) Principles of igneous and metamorphic petrology. New Jersey: Prentice Hall, 498 p.
  42. 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.
  43. 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.
  44. Tagai T., Joswig W., Fuess H. (1990) Neutron diffraction study of babingtonite at 80 K. Minerals 15, 8–18.
  45. 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.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».