В продуктах фумарольной деятельности, образовавшихся во время извержения вулкана Корякский 2008-2009 гг. на Камчатке, обнаружен редкий собственный минерал таллия и иода - наталиямаликит TlI. Рентгенодифракционное исследование наталиямаликита подтвердило, что он кристаллизуется в ромбической сингонии: пространственная группа Cmcm, a = 4.5856(2) / 4.5846(2), b = 12.9318(6) / 12.9275(4), c = 5.2551(2) / 5.2534(6) Å, V = 311.63(2) / 311.35 (6) Å3 (для двух изученных зерен). В одном из зерен наряду с наталиямаликитом и тридимитом обнаружена кубическая фаза со структурным типом CsCl (Pm-3m) и параметром элементарной ячейки a = 4.215 Å. Наиболее вероятно, что она отвечает кубическому полиморфу TlI, имеющему синтетический аналог (Pm-3m, а = 4.205-4.210 Å), и изоструктурному лафоссаиту TlCl (Pm-3m, a = 3.876 Å). Существование такой фазы в природе предполагалось ранее по находкам кристаллов TlI кубического габитуса на вулканах Авачинский и Мутновский (Камчатка). Срастание двух полиморфов состава TlI, один из которых ромбический (наталиямаликит), а второй кубический, может быть вызвано изменением температуры кристаллизации. Во всех известных случаях образование наталиямаликита связано с вулканическими газами с высоким содержанием глубинной компоненты.
В работе рассмотрены кристаллохимические особенности минералов группы вермландита, которые отнесены к двум структурным типам — могукореаитовому и вермландитовому. Путем сравнения геометрических параметров подъячеек и топологии металл-гидроксильных слоев для минералов с разными анионами показано отсутствие адаптивности металл-гидроксильного слоя к заряду и/или геометрии межслоевого аниона. Кристаллические структуры минералов группы вермландита, как и других слоистых двойных гидроксидов, состоят из «жестких» металл-гидроксильных слоев, передающих заряд (валентные усилия) отрицательно заряженным (анион-водным или анион-катион-водным) слоям через систему водородных связей, в которой кислород металл-гидроксильного слоя — донор, а акцепторами выступают анионы, молекулы воды и, как в случае минералов группы вермландита, катионные комплексы (HO), расположенные между металл-гидроксильными слоями. В отличие от большинства слоистых двойных гидроксидов, межслоевое расстояние в минералах группы вермландита и их синтетических аналогов не показывает как линейной зависимости от заряда, так и линейной связи с размером межслоевого катиона A (хотя это постулировалось ранее). Это вызвано тем, что межслоевое расстояние в данном случае определяется главным образом (1) зарядом слоя, то есть высотой просвета между слоями двух типов, и (2) высотой анион-катион-водных слоев, а именно высотой сульфатных тетраэдров, расположенных на двух уровнях (по координате z) и связанных с остальными структурными блоками водородными связями. Наложение этих параметров приводит к нелинейному характеру зависимости от заряда слоя и размера катиона . Линейная корреляция наблюдается между радиусом двухвалентного катиона () и параметром подъячейки (диапазон 3.05—3.35 Å), согласно уравнению = 0.9614 + 2.2328 (R = 0.99), что можно использовать для диагностики слоистых двойных гидроксидов с = Al. Межслоевые расстояния минералов группы вермландита и их синтетических аналогов лежат в диапазоне 10.9—11.4 Å. Карчевскиит, который по кристаллографическим характеристикам не соответствует остальным членам группы, требует ревизионного исследования.
Индексирование
Scopus
Crossref
Higher Attestation Commission
At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation