Везде

ОНЗ Записки Российского минералогического общества Zapiski of the Russian Mineralogical Society

  • ISSN (Print) 0869-6055
  • ISSN (Online) 2658-4352

КРИСТАЛЛОХИМИЯ МИНЕРАЛОВ ГРУППЫ ВЕРМЛАНДИТА

Вы можете
Код статьи
S26584352S0869605525030074-1
DOI
10.7868/S2658435225030074
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Житова Е. С.
  • Аффилиация: Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН
Том/ Выпуск
Том 154 / Номер выпуска 3
Страницы
106-122
Аннотация
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.
Ключевые слова
вермландит эресонит натроглаукокеринит шигант никишерит мотукореаит карчевскиит гидроталькит слоистые двойные гидроксиды
Дата публикации
06.12.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
6

Библиография

  1. 1. Бритеин С. Н., Чуканов Н. В., Бекенова Г. К., Яговкина М. А., Антонов А. В., Богданова А. Н., Краснова Н. И. Карчевскиит [MgAl(OH)][Sr(CO, PO)(HO, HO)] — новый минерал из семейства слоистых двойных гидроксидов // ЗРМО. 2007. Т. 136. № 4. С. 52—64. @@ Britivin S. N., Chukanov N. V., Bekenova G. K., Yagovkina M. A., Antonov A. V., Bogdanova A. N., Krasnova N. I. Karchevskyite [MgAl(OH)][Sr(CO, PO)(HO, HO)], a new mineral species of the layered double hydroxide family. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 2007. Vol. 136. N 4. P. 52—64 (in Russian, English translation: Geol. Ore Depos. 2008. Vol. 50. P. 556—564).
  2. 2. Житова Е. С., Чуканов Н. В., Пеков И. В., Шефер К., Белаковский Д. И., Ван К. В., Золотарев А. А. Новый природный ZnAl-Cl слоистый двойной гидроксид из Лаурионского рудного региона (Греция) // ЗРМО. 2025. Т. 153. № 2. С. 75—87. @@ Zhitova E. S., Chukanov N. V., Pekov I. V., Schäfer C., Belakovskiy D. I., Van K. V., Zolotarev A. A. The new natural layered double hydroxide, ZnAl(OH)Cl·xHO, from the Lavrion ore district, Greece. Zapiski RMO (Proc. Russian Miner. Soc.). 2025. Vol. 153 (2), in press.
  3. 3. Bookin A. S., Drits V. A. Polytype diversity of the hydrotalcite-like minerals I. Possible polytypes and their diffraction features. Clays Clay Miner. 1993. Vol. 41 (5). P. 551—557.
  4. 4. Britvin S. N., Murashko M. N., Krzhizhanovskaya M. G., Vapnik Y., Vereshchagin O. S., Vlasenko N. S. Poellmannite, IMA 2021–109, in: CNMNC Newsletter 66. Eur. J. Mineral. 2022. Vol. 34. P. 253—257. DOI: 10.5194/ejm-34-253-2022
  5. 5. Chaves L. H. The role of green rust in the environment: a review. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. 2005. Vol. 9. P. 284—288.
  6. 6. Chon C.-M., Lee C.-K., Song Y., Kim S. A. Structural changes and oxidation of ferroan phlogopite with increasing temperature: in situ neutron powder diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy. Phys. Chem. Miner. 2006. Vol. 33. P. 289—299.
  7. 7. Christiansen B. C., Balic-Zunic T., Petit P. O., Frandsen C., Morup S., Geckels H., Katerinopoulou A., Stipp S. S. Composition and structure of an iron-bearing, layered double hydroxide (LDH)—Green rust sodium sulphate. Geoch. Cosm. Act. 2009. Vol. 73 (12). P. 3579—3592.
  8. 8. Christiansen B. C., Dideriksen K., Katz A., Nedel S., Bovet N., Sorensen H. O., Frandsen C., Gundlach C., Andersson M. P., Stip S. L. Incorporation of monovalent cations in sulfate green rust. Inorg. Chem. 2014. Vol. 53 (17). P. 8887—8894.
  9. 9. Cooper M. A., Hawthorne F. C. The crystal structure of shigaite, [AlMn(OH)](SO)Na(HO)(HO), hydrotalcite-group mineral. Canad. Miner. 1996. Vol. 34 (1). P. 91—97.
  10. 10. Dideriksen K., Voigt L., Mangayayam M. C., Eiby S. H., van Genuchten C. M., Frandsen C., Kirsten M. O., Jensen S. L., Stipp S., Tobler D. J. Order and Disorder in Layered Double Hydroxides: Lessons Learned from the Green Rust Sulfate — Nikischerite Series. ACS Earth Space Chem. 2022. Vol. 6 (2). P. 322—332.
  11. 11. Dittler E., Koechlin R. Über Glaukokerinit, ein neues Mineral von Laurion. Centralblatt für Mineralogie, Geologie und Paläontologi. 1932. Vol. 1. P. 13—17.
  12. 12. Génin J. M. R., Abdelmoula M., Ruby C., Upadhyay C. Speciation of iron; characterisation and structure of green rusts and Fe oxyhydroxycarbonate fougerite. Comptes Rendus Geoscience. 2006. Vol. 338 (6—7). P. 402—419.
  13. 13. Güttler B., Niemann W., Redfern S. A. T. EXAFS and XANES spectroscopy study of the oxidation and deprotonation of biotite. Miner. Mag. 1989. Vol. 53. P. 591—602.
  14. 14. Huminicki, D. M., Hawthorne F. C. The crystal structure of nikischerite, NaFeAl(SO)(OH)(HO), a mineral of the shigaite group. Canad. Miner. 2003. Vol. 41 (1). P. 79—82.
  15. 15. Mills S. J., Christy A. G., Génin J. M. R., Kameda T., Colombo F. Nomenclature of the hydrotalcite supergroup: natural layered double hydroxides. Miner. Mag. 2012. Vol. 76. P. 1289—1336.
  16. 16. Moore P. B. Wermlandite, a new mineral from Långban, Sweden. Lithos. 1971. Vol. 4. P. 213—217.
  17. 17. Murad E., Wagner U. The thermal behaviour of an Fe-rich illite. Clay Miner. 1996. Vol. 31. P. 45—52.
  18. 18. Raade G., Elliott C. J., Din V. K. New data on glaucocerinite. Miner. Mag. 1985. Vol. 49 (353). P. 583—590.
  19. 19. Radha A. Y., Kamath P. V., Shivakumara C. Conservation of order, disorder, and “crystallinity” during anion-exchange reactions among layered double hydroxides (LDHs) of Zn with Al. J. Phys. Chem. B. 2007. Vol. 111 (13). P. 3411—3418.
  20. 20. Radha S., Kamath P. V. Polytype selection and structural disorder mediated by intercalated sulfate ions among the layered double hydroxides of Zn with Al and Cr. Cryst. Growth Des. 2009. Vol. 9 (7). P. 3197—3203.
  21. 21. Radha S., Kamath P. V. Polytypism in sulfate-intercalated layered double hydroxides of Zn and M(III) (M = Al, Cr): Observation of cation ordering in the metal hydroxide layers. Inorg. Chem. 2013. Vol. 52 (9). P. 4834—4841.
  22. 22. Richardson I. G. The importance of proper crystal-chemical and geometrical reasoning demonstrated using layered single and double hydroxides. Acta Cryst. 2013. Vol. B69 (2). P. 150—162.
  23. 23. Rius J., Allmann R. The superstructure of the double layer mineral wermlandite [Mg(AlFe)(OH)]·[(Ca, Mg)(SO)(HO)]. Z. Krist. 1984. Vol. 168. P. 133—144.
  24. 24. Rius J., Plana F. Contribution to the superstructure resolution of the double layer mineral motukoreaite. Neu. Jb. Mineral. Mh. 1986. P. 263—272.
  25. 25. Rodgers K. A., Chisholm J. E., Davis R. J., Nelson C. S. Motukoreaite, a new hydrated carbonate, sulphate, and hydroxide of Mg and Al from Auckland, New Zealand. Miner. Mag. 1977. Vol. 41 (319). P. 389—390.
  26. 26. Russell R. L., Guggenheim S. Crystal structures of near-endmember phlogopite at high temperatures and heat-treated Fe-rich phlogopite: the influence of the O, OH, F site. Canad. Miner. 1999. Vol. 37. P. 711—729.
  27. 27. Sotiles A. R., Baika L. M., Grassi M. T., Wypych F. Cation exchange reactions in layered double hydroxides intercalated with sulfate and alkaline cations (A(HO))[MAl(OH)(SO)]·6HO (M = Mn, Mg, Zn; A = Li, Na, K). JACS. 2018. Vol. 141 (1). P. 531—540.
  28. 28. Sotiles A. R., Gomez N. A. G., Wypych F. Thermogravimetric analysis of layered double hydroxides intercalated with sulfate and alkaline cations [MAl(OH)] [A(SO)] 12HO (M = Mn, Mg, Zn; A = Li, Na, K). J. Therm. Anal. Calorim. 2020. Vol. 140. P. 1715—1723.
  29. 29. Sotiles A. R., de Souza Machado V. V., Wypych F. New attempts to synthesize trimetallic layered double hydroxides with the composition [MMAl(OH)] [(SO)Na]·xHO (M, M = Zn, Mn, Mg). Inorg. Chem. Commun. 2022. Vol. 146. P. 110—180.
  30. 30. Sotiles A. R., Wypych F. New Attempts to Synthesize Layered Double Hydroxides Intercalated with SO/Cs Using Co-Precipitation and Exchange Reactions. J. Braz. Chem. Soc. 2022. Vol. 33. P. 74—84.
  31. 31. Veith J. A., Jackson M. L. Iron oxidation and reduction effects on structural hydroxyl and layer charge in aqueous suspensions of micaceous vermiculites. Clays Clay Miner. 1974. Vol. 22. P. 345—353.
  32. 32. Ventruti G., Zema M., Scordari F., Pedrazzi G. Thermal behavior of a Ti-rich phlogopite from Mt. Vulture (Potenza, Italy): An in situ X-ray single-crystal diffraction study. Amer. Miner. 2008. Vol. 93. P. 632—643.
  33. 33. Wachowiak J., Pieczka A. Motukoreaite from the Kłodawa Salt Dome, Central Poland. Miner. Mag. 2016. Vol. 80. P. 277—289.
  34. 34. Witzke T., Pöllmann H., Vogel A. Struktur und synthese von [ZnAl(OH)(SO)Na(HO)]. Z. Krist. 1995. Vol. 9. P. 252—252.
  35. 35. Witzke T., Raade G. Zincowoodwardite, [ZnAl(OH)] [(SO)(HO)], a new mineral of the hydrotalcite group. Neues Jahrb. Miner. Monatsh. 2000. Vol. 2000. P. 455—465.
  36. 36. Zamarreno I., Plana F., Vasquez A., Clague D. A. Motukoreaite: a common alteration product in submarine basalts. Amer. Miner. 1989. Vol. 74. P. 1054—1058.
  37. 37. Zema M., Ventruti G., Lacalamita M., Scordari F. Kinetics of Fe-oxidation/deprotonation process in Fe-rich phlogopite under isothermal conditions. Amer. Miner. 2010. Vol. 95. P. 1458—1466.
  38. 38. Zhitova E. S., Chukanov N. V., Jonsson E., Pekov I. V., Belakovskiy D. I., Vigasina M. V., Zubkova N. V., Van K. V., Brirvin S. N. Erssonite, CaMgFe(OH)(SO)·12HO, a new hydrotalcite-supergroup mineral from Långban, Sweden. Miner. Mag. 2021. Vol. 85. P. 817—826.
  39. 39. Zhitova E. S., Krivovichev S. V., Pekov I. V., Yakovenchuk V. N., Pakhomovsky Y. A. Correlation between the d-value and the M: M cation ratio in Mg-Al–CO layered double hydroxides. Appl. Clay Sci. 2016. Vol. 130. P. 2—11.
  40. 40. Zhitova E. S., Greenwell H. C., Krzhizhanovskaya M. G., Apperley D. C., Pekov I. V., Yakovenchuk V. N. Thermal evolution of natural layered double hydroxides: insight from quintinite, hydrotalcite, stichtite, and iowaite as reference samples for CO, and Cl-members of the hydrotalcite supergroup. Minerals. 2020. Vol. 10 (11). AN961.
  41. 41. Zhitova E. S., Krivovichev S. V., Hawthorne F. C., Krzhizhanovskaya M. G., Zolotarev A. A., Abdu Y. A., Yakovenchuk V. N., Pakhomovsky Ya. A., Goncharov A. G. High-temperature behaviour of astrophyllite, KNaFeTi(SiO)O(OH)F: a combined X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopic study. Phys. Chem. Miner. 2017. Vol. 44. P. 595—613.
  42. 42. Zhitova E. S., Zolotarev A. A., Hawthorne F. C., Krivovichev S. V., Yakovenchuk V. N., Goncharov A. G. High-temperature Fe oxidation coupled with redistribution of framework cations in lobanovite, KNa(FeMgNa)Ti(SiO)O(OH) — the first titanosilicate case. Acta Cryst. 2019. Vol. 75 (4). P. 578—590.
  43. 43. Zhitova E. S., Zolotarev A. A., Sheveleva R. M., Shendrik R. Yu., Hawthorne F. C., Nuzhdaev A. A., Vlasenko N. S., Kaneva E. V., Yakovenchuk V. N. Heat-induced Mn and Fe oxidation in heterophyllosilicates: kupletskite and kupletskite-(Cs). Minerals. 2025, Vol. 15 (6). Paper 587. doi 10.3390/min15060587.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека