1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о Земле
  4. T. 512, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2023, T. 512, № 1, стр. 66-71

К вопросу о позициях серы в кристаллических структурах минералов группы тетраэдрита: взаимосвязь заселенностей, эффективных размеров ионов и параметров элементарных ячеек

Н. Г. Любимцева 1, *, Е. И. Марченко 2, член-корреспондент РАН Н. Н. Еремин 2, академик РАН Н. С. Бортников 1

1 Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Москва, Россия

2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: luy-natalia@yandex.ru

Поступила в редакцию 20.05.2023
После доработки 28.05.2023
Принята к публикации 29.05.2023

Аннотация

В настоящей работе проведен кристаллохимический анализ известных экспериментально расшифрованных кристаллических структур минералов группы тетраэдрита с целью выявления взаимосвязей заселенности анионных кристаллографических позиций в структурах с их эффективными размерами и параметрами элементарных ячеек. Для этого были проанализированы эффективные размеры позиций анионов 24g и 2a в 68 расшифрованных кристаллических структурах минералов группы тетраэдрита по опубликованным данным. Анализ осуществлялся с помощью программного пакета TOPOSPro методом разбиения пространства на полиэдры Вороного-Дирихле (ПВД). Впервые теоретически показано, что содержания крупного иона серы и ее дефицит влияют на параметр элементарной ячейки. Установлена линейная корреляция между объемом ПВД анионной позиции S2– (24g) и параметром элементарной ячейки в минералах группы тетраэдрита, которая показывает, что анионная подструктура диктует структурный мотив в этом классе соединений. Выявлено, что изменение объемов ПВД анионов серы связано с различной заселенностью анионных позиций. Обнаружено, что практически во всех расшифрованных кристаллических структурах минералов группы тетраэдрита на формулу (элементарную ячейку) соединения приходится менее 13 ионов серы. Сделан вывод, что рассчитанный объем ПВД анионной позиции 24g менее 22 Å3 указывает на существенный дефицит в анионной подструктуре. Показано, что, используя информацию об объемах ПВД всех анионных и катионных позиций в структуре, можно предсказать параметры элементарных ячеек минералов группы тетраэдрита с точностью до 0.01 Å.

Ключевые слова: группа тетраэдрита, кристаллическая структура, кристаллохимия, изоморфизм, нестехиометрия, параметр элементарной ячейки

Список литературы

  1. Biagioni C., George L.L., Cook N.J., Makovicky E., Moëlo Y., Pasero M., Sejkora J., Stanley C.J., Welch M.D., Bosi F. The tetrahedrite group: Nomenclature and classification // American Mineralogist. 2020. V. 105. № 1. P. 109–122. https://doi.org/10.2138/am-2020-7128

  2. Мозгова Н.Н., Цепин А.И. Блеклые руды. (Особенности химического состава и свойств). Москва: Наука, 1983.

  3. Любимцева Н.Г., Бортников Н.С., Борисовский С.Е., Прокофьев В.Ю., Викентьева О.В. Блеклая руда и сфалерит золоторудного месторождения Дарасун (Восточное Забайкалье, Россия). Часть 1: Минеральные ассоциации и срастания, химический состав и его эволюция // Геология рудных месторождений. 2018. Т. 60. № 2. С. 109–140. https://doi.org/10.7868/S0016777018020016

  4. Tatsuka K., Morimoto N. Tetrahedrite stability relations in the Cu–Fe–Sb–S system // American Mineralogist. 1977. V. 62. № 11–12. P. 1101–1109.

  5. Бортников Н.С., Некрасов И.Я. Состав и фазовые взаимоотношения теннантита в системе Cu–Fe–As–S при 500°С // Доклады АН СССР. 1987. Т. 297. № 2. С. 449–451.

  6. Luce F.D., Tuttle C.L., Skinner B.J. Studies of sulfosalts of copper: V. Phases and phase relations in the system Cu–Sb–As–S between 350° and 500°C // Economic Geology. 1977. V. 72. № 2. P. 271–289. https://doi.org/10.2113/gsecongeo.72.2.271

  7. Белов Н.В., Победимская Е.А. Очерки по структурной минералогии. XXIV. Повторно о некоторых сульфидах и их аналогах // Минералогический сборник Львовского государственного университета им. И. Франко. 1973. Выпуск 1. № 27. С. 3–9.

  8. Welch M.D., Stanley C.J., Spratt J., Mills S.J. Rozhdestvenskayaite Ag10Zn2Sb4S13 and argentotetrahedrite Ag6Cu4(Fe2+, Zn)2Sb4S13: two Ag-dominant members of the tetrahedrite group // European Journal of Mineralogy. 2018. V. 30. № 6. P. 1163–1172. https://doi.org/10.1127/ejm/2018/0030-2773

  9. Biagioni C., Sejkora J., Moëlo Y., Makovicky E., Pasero M., Dolníček Z. Kenoargentotennantite-(Fe), IMA 2020-062. In: CNMNC Newsletter № 58 // Mineralogical Magazine. 2020. V. 84. P. 971–975. https://doi.org/10.1180/mgm.2020.93

  10. Qu K., Sima X., Gu X., Sun W., Fan G., Hou Z., Ni P., Wang D., Yang Z., Wang Y. Kenoargentotetrahedrite-(Zn), IMA 2020-075. In: CNMNC Newsletter № 59 // Mineralogical Magazine. 2021. V. 85. P. 278–281. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.5

  11. Shu Z., Shen C., Lu A., Gu X. Chemical Composition and Crystal Structure of Kenoargentotetrahedrite-(Fe), Ag6Cu4Fe2Sb4S12, from the Bajiazi Pb–Zn Deposit, Liaoning, China // Crystals. 2022. V. 12. № 4. P. 467. https://doi.org/10.3390/cryst12040467

  12. Sack R.O., Lyubimtseva N.G., Bortnikov N.S., Anikina E.Y., Borisovsky S.E. Sulfur vacancies in fahlores from the Ag–Pb–Zn Mangazeyskoye ore deposit (Sakha, Russia) // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2022. V. 177. № 8. P. 82. https://doi.org/10.1007/s00410-022-01942-5

  13. Rozhdestvenskaya I.V., Zayakina N.V., Samusikov V.P. Crystal structure features of minerals from a series of tetrahedrite-freibergite // Mineralogiceskij Zhurnal. 1993. V. 15. P. 9.

  14. Blatov V.A., Shevchenko A.P., Proserpio D.M. Applied topological analysis of crystal structures with the program package topospro // Cryst. Growth Des. American Chemical Society. 2014. V. 14. № 7. P. 3576–3586. https://doi.org/10.1021/cg500498k

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о Земле

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал