Santabarbaraite from the Kamysh-Burunsky iron ore deposit, Crimea

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Santabarbaraite of composition (Mg0.09Na0.14K0.03)Σ=3.00(PO4)2.00(OH)2.57∙5.02H2O forming complete and partial pseudomorphs on vivianite crystals was studied in samples from the Kamysh-Burun deposit (Kerch iron ore basin, Crimea). Its comprehensive physicochemical study was carried with use of powder X-ray diffraction, electron probe and thermal analyses, IR and Mössbauer spectroscopy. Using the Calvet microcalorimeter and the method of dissolution in a melt of 2PbO·B2O3 composition, the first data on enthalpy of the formation of studied santabarbaraite (−4849 ± 12 kJ/mol) and santabarbaraite of the ideal composition (PO4)2(OH)3·5H2O (−4900 ± 12 kJ/mol) were obtained; for them, entropies (489 and 494 J/(mol· K) and Gibbs energies of formation were calculated (−4223 ± 12 and −4257 ± 12 kJ/mol), respectively. Calculation of the Gibbs energy of vivianite oxidation reactions confirmed the preference for the formation of santabarbaraite over vivianite bypassing intermediate stage of the metavivianite formation.

全文:

受限制的访问

作者简介

Yu. Gritsenko

Lomonosov Moscow State University; Fersman Mineralogical Museum RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: ygritsenko@rambler.ru

Faculty of Geology

俄罗斯联邦, Moscow; Moscow

L. Ogorodova

Lomonosov Moscow State University

Email: logor48@mail.ru

Faculty of Geology

俄罗斯联邦, Moscow

M. Vigasina

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

 Faculty of Geology

俄罗斯联邦, Moscow

D. Ksenofontova

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

Faculty of Geology

俄罗斯联邦, Moscow

S. Dedushenko

NUST MISIS

Email: ygritsenko@rambler.ru
俄罗斯联邦, Moscow

L. Melchakova

Lomonosov Moscow State University

Email: ygritsenko@rambler.ru

Faculty of Geology

俄罗斯联邦, Moscow

I. Bolshiyanov

Borissiak Paleontological Institute RAS

Email: ygritsenko@rambler.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Bae S., Sihn Y., Kyung D., Yoon S., Eom T., Kaplan U., Kim H., Schäfer T., Han S., Lee W. Molecular identification of Cr(VI) removal mechanism on vivianite surface. Environ. Sci. Technol. 2018. Vol. 52. P. 10647—10656.
  2. Chiba K., Takahashi M., Ohshima E., Kawamata T., Sugiyama K. The synthesis of metavivianite and the oxidation sequence of vivianite. J. Miner. Petrol. Sci. 2020. Vol. 115. P. 485—489.
  3. Chukanov N.V. Minerals of the Kerch iron ore basin in Eastern Crimea. Mineralogical almanac. 2005. T. 8. 112 p.
  4. Chukanov N.V., Chervonnyi A.D. Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds. Switzerland: Springer International Publishing, 2016. 1109 p.
  5. Chukanov N.V., Scholz R., Aksenov S.M., Rastsvetaeva R.K., Pekov I.V., Belakovskiy D.I., Krambrock K., Paniago R.M., Righi A., Martins R.F., Belotti F.M., Bermanec V. Metavivianite, Fe2+Fe3+2(PO4)2(OH)2·6H2O: new data and formula revision. Miner. Mag. 2012. Vol. 76. N 3. P. 725—741.
  6. Dormann J.L., Poullen L.F. Étude par spectroscopie Mössbauer de vivianites oxydées naturelles. Bull. de Minéral. 1980. Vol. 103. P. 633—690.
  7. Dormann J.L., Gaspérin M., Poullen, L.F. Étude structurale de la séquence d’oxydation de la vivianite Fe3(PO4)2·8H2O. Bull. de Minéral. 1982. Vol. 105. P. 147—160.
  8. Fagel N., Alleman L.Y., Granina L., Hatert F., Thamo-Bozso E., Cloots R., André L. Vivianite formation and distribution in Lake Baikal sediments. Global and Planetary Changes. 2005. Vol. 46. P. 315—336.
  9. Frost R.L., Scholz R., Ruan X., Lima R.M.F. A thermogravimetric, scanning electron microscope and vibrational spectroscopic study of the phosphate mineral santabarbaraite from Santa Barbara mine, Tuscany, Italy. J. Therm. Anal. Calorim. 2016. Vol. 124. N 2. P. 639—644.
  10. Gritsenko Yu.D., Vigasina M.F., Dedushenko S.K., Ksenofontov D.A, Melchakova L.V., Ogorodova L.P. As-bearing phosphosiderite from Copiapo district, Atacama, Chile. Geochem. Int. 2022. N 10. P. 1029—1036.
  11. Gritsenko Yu.D., Ogorodova L.P., Vigasina M.F., Dedushenko S.K., Vyatkin S.V., Melchakova L.V., Ksenofontov D.A. Physicochemical characteristics of iron-bearing lazulite from granite pegmatites of the Patom Highlands, Irkutsk region. New data on minerals. 2023. N 3. P. 63—73 (in Russian).
  12. Kiseleva I.A. Thermodynamic properties and stability of pyrope. Geochemistry. 1976. N 6. P. 845—854 (in Russian).
  13. Kiseleva I.A., Navrotsky A., Belitsky I.A., Fursenko B.A. Thermochemical study of calcium zeolites — heulandite and stilbite. Amer. Miner. 2001. Vol. 86. P. 448—455.
  14. Kolitsch U., Bernhardt H.-J., Lengauer C.L., Blass G., Tillmanns E. Allanpringite, Fe3(PO4)2(OH)3·5H2O, a new ferric iron phosphate from Germany, and its close relation to wavellite. Eur. J. Miner. 2006. N 18. P. 793—803.
  15. Malakhovsky V.F. Geology and geochemistry of Kerch iron ores and their most important components. Kyiv: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1956. 193 p. (in Russian).
  16. Mengmeng S., Zhiyun L., Yan X., Xuemei H. Vivianite and its oxidation products in mammoth ivory and their implications to the burial process. ACS Omega. 2021. Vol. 6. P. 22284—22291.
  17. Miot J., Benzerara K., Morin G., Bernard S., Beyssac O., Larquet E., Kappler A., Guyot F. Transformation of vivianite by anaerobic nitrate–reducing iron–oxidizingbacteria Geobiology. 2009. Vol. 7. P. 373—384.
  18. Naumov G.B., Ryzhenko B.N., Khodakovsky I.L. Handbook of thermodynamic quantities (for geologists). Moscow: Atomizdat, 1971. 239 p. (in Russian).
  19. Navrotsky A., Coons.W.J. Thermochemistry of some pyroxenes and related compounds. Geochim. Cosmochim. Acta. 1976. Vol. 40. P. 1281—1295.
  20. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Belitsky I.A. Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta. 2003. Vol. 403. P. 251—256.
  21. Ogorodova L.P., Kiseleva I.A., Melchakova L.V. Thermodynamic properties of biotite. Physics-Uspekhi. 2005. N 9. P. 1569—1572 (in Russian).
  22. Ogorodova L.P., Kiseleva I.A., Melchakova L.V., Vigasina M.F., Spiridonov E.M. Calorimetric determination of the enthalpy of formation of pyrophyllite. Physics-Uspekhi. 2011. N 9. P. 1609—1611 (in Russian).
  23. Ogorodova L., Vigasina M., Melchakova L., Rusakov V., Kosova D., Ksenofontov D., Bryzgalov I. Enthalpy of formation of natural hydrous iron phosphate: vivianite. J. Chem. Thermodyn. 2017. Vol. 110. P. 193—200.
  24. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Vigasina M.F., Gritsenko Yu.D., Ksenofontov D.A. Calorimetric study of natural basic copper phosphate — pseudomalachite. Geochim. Int. 2018a. N 5. P. 484—487.
  25. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Vigasina M.F., Ksenofontov D.A. Bryzgalov I.A. Calorimetric study of natural anapaite. Geochеm. Int. 2018б. N 4. P. 397—401.
  26. Ogorodova L.P., Gritsenko Yu.D., Vigasina M.F., Kosova D.A., Melchakova L.V., Fomina A.D. Natural hydrous magnesium orthophosphates — boberite and kovdorskite: FTIR and Raman, thermal and thermochemical studies. Geochеm. Int. 2020. N 2. P. 189—199.
  27. Ogorodova L.P., Gritsenko Yu.D., Vigasina M.F., Vyatkin S.V., Melchakova L.V., Ksenofontov D.A. Enthalpy of formation of brazilianite: calorimetric data. Geochem. Int. 2022. N 11. P. 1114—1121.
  28. Platonov A.N., Polshin E.V., Tarashchan A.N., Vorobyov I.B. Mössbauer and optical spectroscopy of iron in some natural phosphates. In: Mineralogical digest of articles. Iv. Franco Lvov State University. Lvov: Iv. Franco Lvov State University, 1972. N 26. P. 258—268 (in Russian).
  29. Ponomarev V.S., Erokhin Yu.V., Pekov I.V., Chukanov N.V. Santabarbaraite from the oxidation zone of the Mednorudyanskoye deposit is the first find in the Urals. News of the Ural State University. 2017. No 4(48). P. 36—41 (in Russian).
  30. Popov S.P. Mineralogy of Crimea. Moscow–Leningrad: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1938. 352 p. (in Russian).
  31. Pratesi G., Cipriani C., Giuli G., Birch W. Santabarbaraite: a new amorphous phosphate mineral. Eur. J. Miner. 2003. Vol. 15. P. 185—192.
  32. Prot T., Korving L., Dugulan A.I., Goubitz K., van Loosdrecht M.C.M. Vivianite scaling in wastewater treatment plants: Occurrence, formation mechanisms and migration solutions. Water Res. 2021. Vol. 197. 117045.
  33. Ritz C., Essene E.J., Peacor D.R. Metavivianite, Fe3(PO4)2·8H2O, a new mineral. Amer. Miner. 1974. Vol. 59. P. 896—899.
  34. Robie R.A., Hemingway B.S. 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. 1995. N 2131. 461 p.
  35. Rothe M., Frederichs T., Eder M., Kleeberg A., Hupfer M. Evidence for vivianite formation and its contribution tolong–term phosphorus retention in a recent lake sediment: anovel analytical approach. Biogeosci. 2014. Vol. 11. P. 5169—5180.
  36. Sameshima T., Henderson G.S., Black P.M., Rodgers K.A. X-ray diffraction studies of vivianite, metavivianite, and barićite. Miner. Mag. 1985. Vol. 49. P. 81—85.
  37. Ushakov S.V., Helean K.V., Navronsky A., Boatner L.A. Thermochemistry of rare-earth orthophosphates. J. Mater. Res. 2001. Vol. 16. N 9. P. 2623—2633.
  38. Yurk Yu. Yu., Shnyukov E.F., Lebedev Yu.S., Kirpichenko O.N. Mineralogy of the iron ore formation of the Kerch Basin. Simferopol: Krymizdat, 1960. 450 p. (in Russian).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. A flattened cavity with radiated and sheaf-shaped aggregates of lamellar crystals of ochre-brown santabarbaraite, overgrown on a thin crust of black siderite with a bluish tint among oxidized brown ores. a — position of cavities with santabarbaraite in situ on the side of the quarry; б — enlarged fragment of photo a; в — spherulitic and sheaf-shaped aggregates of santabarbaraite; г — sheaf-shaped aggregates of santabarbaraite. Eastern side of the quarry A, Kamysh-Burunskoye deposit, Kerch. Photo by A. A. Okolotkov.

下载 (658KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Partial pseudomorphosis of santabarbaraite (ochre-brown) on plate-like crystals of vivianite (dark blue to black) on a siderite crust (black with a bluish tint) covering oolitic oxidized ores (brown). a — field of view width is 5 cm; б — enlarged fragment of Fig. a.

下载 (594KB)
索引源数据
4. Fig. 3. IR spectra of studied santabarbaraite (a) and products of its heating to 800 oC (б). ** — vaseline oil absorption region.

下载 (98KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Heating curves of studied santabarbaraite.

下载 (74KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Mössbauer spectrum of studied santabarbaraite at room temperatureю Dots show experimental data, solid line shows the resulting spectrum.

下载 (55KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».