Anhydrous natural sulfates with alkali cations: structural features, comparative crystal chemistry, and genetic mineralogy

Issue number 2 from 01.02.2025

Приведен обзор данных о кристаллохимии и генетической минералогии всех известных природных безводородных сульфатов с видообразующими щелочными катионами – Na или/и K (61 минеральный вид, 48 структурных типов). Для них значимы только два генетических типа минерализации – вулканический фумарольный и эвапоритовый. Обе эти минералообразующие системы характеризуются низким давлением, но сильно различаются температурой и способами кристаллизации. В рамках структурной классификации рассматриваемые минералы подразделены на две большие группы: с анионным мотивом, представленным только тетраэдрами SO₄ (также дополнительные анионы: F, Cl, CO₃); с гетерополиэдрическими анионными мотивами, построенными из тетраэдров SO₄ и полиэдров катионов с относительно высокими силовыми характеристиками (Mg, Mn, Zn, Cu, Fe, V, Al, Bi, Mo, As, Te, иногда Ca). Это согласуется с генетическими типами: среди эвапоритовых минералов преобладают представители первой группы, а среди фумарольных – второй. Выявлена четкая положительная корреляция между степенью полимеризации гетерополиэдрического анионного мотива и числом минералов, в которых известны такие мотивы разной размерности: в 18 минералах гетерополиэдрический мотив представлен каркасами или псевдокаркасами разной топологии, в 11 – слоями, в восьми – цепочками, и только в одном установлен островной мотив. Рассмотрены различные виды распада твердых растворов и другие твердофазные трансформации в высокотемпературных сульфатах с афтиталитоподобными структурами из вулканических фумарол.

20 0

Minerals of the hydrotalcite group: crystal chemistry and a new perspective on 'old' minerals

Issue number 2 from 01.02.2025

Обобщены данные о структурах минералов группы гидроталькита – слоистых двойных гидроксидов с общей формулой M²⁺₆M³⁺₂(OH)₁₆A^m^–_2/_m·4H₂O (М²⁺ = Mg²⁺, Ni²⁺; М³⁺ = Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Mn³⁺, Co³⁺; A = CO₃^2–, Cl^– и OH^–). Показано, что все они кристаллизуются со структурой 3R- и 2H-политипов без образования сверхструктур. Параметры а их элементарных ячеек находятся в интервале 3.05–3.13 Å. Характерные межслоевые расстояния (d₀₀_n) для членов группы с карбонат- и хлорид-анионами составляют ~7.80 и 8.04 Å соответственно (с = 2d₀₀_n для 2Н и с = 3d₀₀_n для 3R). На основе найденных кристаллографических закономерностей уточнены представления о трех минералах группы: таковит и дрониноит, скорее всего, соответствуют минералам группы квинтинита с М²⁺ : М³⁺ = 2 : 1, нежели минералам группы гидроталькита, а данные для ривесита говорят о том, что под этим названием могли быть описаны два минерала с М²⁺ : М³⁺ = 3 : 1 и 2 : 1.

18 0

Transformation series parakeldyshite-keldyshite: mechanism of transformation, chemical formula revision and crystal structure of keldyshite

Issue number 3 from 01.03.2025

Проведено исследование голотипного образца келдышита и показано, что он состоит из агрегатов частично протонированной Na-дефицитной разновидности паракелдышита (преобладает) и собственно келдышита. Проведена серия лабораторных экспериментов по гидролизу паракелдышита, уточнена кристаллическая структура образующегося при этом келдышита. Предложена уточненная идеализированная формула келдышита (Na□)ZrSi₂O₆(OH). В результате протонирования атома кислорода в позиции О5 и образования сильных водородных связей (расстояние O5…O5 в келдышите составило 2.458 Å) происходит цепочка шарнирных трансформаций, вызывающих существенное искажение Zr–Si–O-каркаса кристаллической структуры. Подтверждено существование в природе трансформационной серии паракелдышит → келдышит. Механизм образования келдышита описывается схемой Na⁺ + O²⁻ → □ + (OH)⁻. Реакция замещения паракелдышита келдышитом, вероятнее всего, происходит по схеме перехода из монокристалла в монокристалл.

15 0