Экспериментальное изучение катионообменных равновесий твердых растворов галлиевых полевых шпатов (K,Rb)GaSi3O8 с флюидом KCl-RbCl-H2O при 550°С и 1.5 кбар и приложение к описанию свойств твердых растворов с полевошпатовой структурой

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

При 550оС и 1.5 кбар синтезированы полевые шпаты ряда KGaSi3O8–RbGaSi3O8 и изучены их катионообменные реакции с раствором 1М KCl + 1M RbCl. По экспериментальным данным рассчитаны параметры Маргулеса для описания избыточных энергий смешения твердого раствора (K,Rb)GaSi3O8, получены их значения: 1WG1 = WG2 = 4.46 ± 0.11 кДж/моль. Уточнены параметры элементарных ячеек твердых растворов, избыточный объем смешения описывается моделью Маргулеса: WV1 = 2.647 ± 0.05 и WV2 = −0.883 ± 0.04 см3/моль. Проведено сравнение с изученными ранее полевыми шпатами. Предложены эмпирические зависимости для расчета энергетических параметров модели Маргулеса и объемов элементарных ячеек для различных минералов с полевошпатовой структурой.

Об авторах

А. Р. Котельников

Институт экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН

Email: kotelnik1950@yandex.ru
Черноголовка, Московская обл., Россия

Н. И. Сук

Институт экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН

Email: kotelnik1950@yandex.ru
Черноголовка, Московская обл., Россия

З. А. Котельникова

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: kotelnik1950@yandex.ru
Москва, Россия

Г. М. Ахмеджанова

Институт экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН

Email: kotelnik1950@yandex.ru
Черноголовка, Московская обл., Россия

Н. А. Дрожжина

Институт экспериментальной минералогии им. Д.С. Коржинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kotelnik1950@yandex.ru
Черноголовка, Московская обл., Россия

Список литературы

  1. Зырянов В.Н. Фазовое соответствие в системах щелочных полевых шпатов и фельдшпатоидов. М.: Наука, 1981. 181 с.
  2. Ковальский А.М., Котельников А.Р., Бычков А.М. и др. Синтез и рентгеновское изучение твёрдых растворов калий-рубидиевых полевых шпатов (предварительные данные) // Геохимия. 2000. № 3. С. 256–260.
  3. Котельников А.Р. Расчёт функций смешения твёрдого раствора плагиоклаза // Геохимия. 1980. № 2. С. 226–230.
  4. Котельников А.Р. Изоморфизм в каркасных алюмосиликатах. Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. М.: МГУ, 1995. 36 с.
  5. Котельников А.Р., Щекина Т.И. Экспериментальное изучение кинетики взаимодействия плагиоклазов с водно-солевым флюидом при 500°С и 1 кбар // Геохимия. 1986. № 9. С. 1233–1244.
  6. Котельников А.Р., Чернышева И.В., Котельникова З.А., Сенин В.Г. Экспериментальное изучение изоморфизма в (K,Ba)-полевых шпатах // Геохимия. 1999. № 4. С. 393–403.
  7. Котельников А.Р., Ахмеджанова Г.М., Сук Н.И. и др. Экспериментальное изучение галлиевых полевых шпатов // Труды Всерос. ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. 16–17 апреля 2019 г. М.: ГЕОХИ РАН, 2019. С. 201–203.
  8. Котельников А.Р., Сук Н.И., Ахмеджанова Г.М., Котельникова З.А. Катионообменные равновесия твёрдых растворов галлиевых полевых шпатов (Na,K)GaSi₃O₈ с водно-солевым флюидом (NaCl–KCl–H₂O) при 550°С и 1.5 кбар // Петрология. 2021. Т. 29. № 5. С. 552–566.
  9. Котельников А.Р., Сук Н.И., Ахмеджанова Г.М. и др. Катионообменные равновесия в системе Ga-полевые шпаты – флюид // Тезисы докладов XVIII Российского совещания по экспериментальной минералогии. Иркутск, 5–10 сентября 2022. С. 81.
  10. Котельников А.Р., Сук Н.И., Ахмеджанова Г.М., Дрожжина Н.А. Синтез твёрдых растворов (Rb,Ba)-полевых шпатов // Труды ВЕСЭМПГ–2024. М.: ГЕОХИ РАН, 2024. С. 162–165.
  11. Котельникова З.А. Синтетические и природные флюидные включения как основа моделирования режима летучих при петрогенезе. Автореф. дис. … докт. геол.-мин. наук. М.: ИЛ РАН, 2001. 40 с.
  12. Котельникова З.А., Котельников А.Р. Экспериментальное изучение флюидных включений в минералах // Геохимия. 1988. № 8. С. 1075–1083.
  13. Котельникова З.А., Иванов Д.Ю., Котельников А.Р. Фазовое состояние высокотемпературных растворов хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов по данным синтетических флюидных включений // Труды IX Междунар. конф. по термобарогеохимии. Александров: ВНИИСИМС, 1999. С. 252–262.
  14. Перчук Л.Л., Рябчиков И.Д. Фазовое соответствие в минеральных системах. М.: Недра, 1976. 287 с.
  15. Саксена С. Термодинамика твёрдых растворов породообразующих минералов. М.: Мир, 1975. 205 с.
  16. Хайбуллин И.Х., Борисов Н.М. Экспериментальное исследование термических свойств водных и паровых растворов хлоридов натрия и калия при фазовом равновесии // Теплофизика высоких температур. 1966. Т. 4. № 4. С. 518–525.
  17. Шведенков Г.Ю., Шведенкова С.В. Полевые шпаты под давлением воды и диоксида углерода. Новосибирск: Наука СО РАН, 1982. 166 с.
  18. Шведенкова С.В., Шведенков Г.Ю. Экспериментальное изучение распределения кальция и натрия между плагиоклазом и водно-хлоридным раствором при 350°С и 100 МПа // Геология и геофизика. 1990. № 2. С. 75–80.
  19. Bambauer H.U., Kroll H., Nager H.E., Pentinghaus H. Feldspat-Mischkristalle – Eine Übersicht // Bull. Soc. Fr. Mineral. Cristallogr. 1974. V. 97. P. 313–345.
  20. Bambauer H.U., Schops M., Pentinghaus H. Feldspar phase relations in the system NaAlSi₃O₈–SrAl₂Si₂O₈ // Bull. Mineral. 1984. V. 107. P. 541–551.
  21. Bodnar R.J., Burnham C.W., Sterner M.S. Synthetic fluid inclusions in natural quartz. III. Phase equilibrium properties in H₂O–NaCl to 1000°С and 1500 bars // Geochim. Cosmochim. Acta. 1985. V. 49. P. 1861–1873.
  22. Burnham C.W. Least-squares refinement of crystallographic lattice parameters for IBM PC/XT/AT. Harvard University, 1991. 24 p.
  23. Carpenter M.A. Equilibrium thermodynamics of Al/Si ordering in anorthite // Phys. Chem. Mineral. 1992. V. 19. P. 1–24.
  24. Chichagov A.V. Information-calculating system on crystal structure data of minerals (MYNCRYST) // Materials Science Forum. 1994. Vols. 166–169. P. 187–192.
  25. Dujon S.C., Lagache M. Échanges entre plagioclases et solutions aqueuses de chlorures sodicalciques à 400–800°С, 13 kbar // Bull. Mineral. 1984. V. 107. P. 553–569.
  26. Goldsmith J.R. Gallium and germanium substitutions in synthetic feldspars // J. Geol. 1950. V. 58. P. 518–536.
  27. Kimata M., Saito S., Shimizu M. Structure of sanidine-type KGaSi₃O₈: tetrahedral-site disordering // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 287–296.
  28. Kotelnikov A.R., Schipalkina N.V., Suk N.I. Synthesis of As-containing feldspars and feldspathoids // Experiment GeoSci. 2019. V. 25. No 1. P. 99–102.
  29. Krzhizhanovskaya M.G., Bubnova R.S., Depmeier W. et al. A new borosilicate feldspar, KBSi₃O₈: synthesis and structure // Z. Kristallogr. 2012. V. 227. P. 446–451.
  30. Kroll H., Schmiemann I., von Colln G. Feldspar solid solutions // Amer. Mineral. 1986. V. 71. P. 1–16.
  31. Kroll H., Kotelnikov A.R., Goettlicher J., Valyashko E.V. (K,Sr)-feldspar solid solutions: volume behaviour // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 489–499.
  32. Lagache M., Sabatier G. Distribution of Na, K, Rb, Cs between alkali feldspars and hydrothermal solution at 650°С, 1 kbar // Geochim. Cosmochim. Acta. 1973. V. 37. P. 2617–2640.
  33. Martin R.F. Disordered authigenic feldspars of the series KAlSi₃O₈–KBSi₃O₈ // Amer. Mineral. 1971. V. 58. P. 281–291.
  34. Newton R.C., Charlu T.V., Kleppa O.J. Thermochemistry of high-structural-state plagioclases // Geochim. Cosmochim. Acta. 1980. V. 44. P. 933–941.
  35. Orville P.M. Alkali ion exchange between vapour and feldspar phases // Amer. J. Sci. 1963. V. 261. P. 201–237.
  36. Orville P.M. Plagioclase cation exchange at 700°С and 2000 bars // Amer. J. Sci. 1972. V. 272. No 3. P. 234–273.
  37. Pentinghaus H. Polymorphie in den feldspatbildenden Systemen … Habil. Diss. Münster, 1980. 210 p.
  38. Pichavant M., Schnapper D., Brown W.L. Al-substitution in alkali feldspars: hydrothermal data // Bull. Mineral. 1984. V. 107. P. 529–537.
  39. Reed S.J.B. Electron Microprobe Analysis and SEM in Geology. Cambridge Univ. Press, 2005.
  40. Shchipalkina N.V., Pekov I.V., Britvin S.N. et al. Ferrisanidine, the first Fe-dominant natural feldspar // Minerals. 2019. V. 9. P. 770. doi: 10.3390/min9120770
  41. Schliestedt M., Johannes W. Cation exchange between plagioclase and chloride solution at 600–700°С, 2–5 kbar // Eur. J. Mineral. 1990. V. 2. P. 283–295.
  42. Shannon R.P., Prewitt C.T. Effective ionic radii // Acta Crystallogr. 1970. V. 26. P. 1046–1048.
  43. Simpson D.R. Aluminium phosphate variant of feldspar // Amer. Mineral. 1977. V. 62. P. 351–355.
  44. Sourirajan S., Kennedy G.C. System H₂O–NaCl at elevated P,T // Amer. J. Sci. 1962. V. 260. No 2. P. 115–141.
  45. Vergasova L.P., Krivovichev S.V., Britvin S.N. et al. Filatovite, K[(Al,Zn)₂(As,Si)₂O₈] // Eur. J. Mineral. 2004. V. 16. P. 533–536.
  46. Viswanathan K. Existence of a K–Ca feldspar solid-solution series // Naturwiss. 1970. B 57. No 9. P. 451.
  47. Voncken J.H.L. et al. Hydrothermally grown buddingtonite (NH₄AlSi₃O₈) // Phys. Chem. Mineral. 1988. V. 15. No 4. P. 323–328.
  48. Windom K.E., Boettcher A.L. Effect of reduced activity of anorthite… // Amer. Mineral. 1976. V. 61. P. 889–896.

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».