1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геохимия
  4. T. 68, № 7, 2023

Геохимия, 2023, T. 68, № 7, стр. 720-729

Содалит: спектроскопические и термохимические исследования

Ю. Д. Гриценко a, b, *, Е. Н. Ерёмина a, c, М. Ф. Вигасина a, С. В. Вяткин a, Л. П. Огородова a, **, В. В. Мальцев a, Л. В. Мельчакова a

a Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
119991 Москва, Ленинские Горы, 1, Россия

b Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН
119692 Москва, Ленинский пр., 18, Россия

c КНЦ РАН, Лаборатория арктической минералогии и материаловедения
184209 Мурманская обл, Апатиты, ул. Ферсмана, 14, Россия

* E-mail: ygritsenko@rambler.ru
** E-mail: logor48@mail.ru

Поступила в редакцию 20.10.2022
После доработки 08.11.2022
Принята к публикации 22.11.2022

Аннотация

Проведено изучение содалита: образец I Na8Al6Si6O24Cl2⋅0.4H2O из щелочного ультраосновного массива с карбонатитами Ковдор (Мурманская область, Россия) и образец II Na8Al6Si6O24Cl2⋅0.2H2O из массива нефелиновых сиенитов и миаскитов Баян Кол (республика Тува) методами термического и электронно-микрозондового анализа, порошковой рентгенографии, фотолюминесцентной, ИК, КР и ЭПР спектроскопии. Методом расплавной калориметрии растворения определены энтальпии образования из элементов содержащих воду образцов содалита: –13 535 ± 10 (I) и –13 503 ± 19 (II) кДж/моль. Получена энтальпия образования содалита теоретического состава Na8Al6Si6O24Cl2 ${{\Delta }_{{\text{f}}}}H_{{{\text{el}}}}^{0}$(298.15 K) = = ‒13 446 ± 11 кДж/моль. С использованием полученных значений энтальпий образования и литературных данных для S0(298.15 K) содалита были рассчитаны стандартные энергии Гиббса образования безводного и содержащего различное количество воды содалита.

Ключевые слова: порошковая рентгенография, микрозондовый анализ, фотолюминесценция, ИК спектроскопия, ЭПР спектроскопия, КР спектроскопия, термический анализ, микрокалориметрия Кальве, энтальпия, энергия Гиббса, содалит

Список литературы

  1. Андреева Е.Д., Кононова В.А., Свешникова Е.В., Яшина Р.М. (1984) Магматические горные породы. Том 2. Щелочные породы. М.: Наука, 415 с.

  2. Боруцкий Б.Е. (1988) Породообразующие минералы высокощелочных комплексов. М.: Наука, 212 с.

  3. Денисов Р.А., Денкс В.П., Дудельзак А.Е., Осминин В.С., Руус Т.В. (1977) Оптически стираемое окрашивание и люминесценция содалитов. ЖПС. 27(1), 149-154.

  4. Иванюк Г.Ю., Яковенчук В.Н. (1997) Минералы Ковдора. Апатиты: Кольский НЦ РАН. 118 с.

  5. Киселева И.А., Огородова Л.П., Топор Н.Д., Чигарева О.Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия. (12), 1811-1825.

  6. Киселева И.А., Огородова Л.П., Сидоров Ю.И., Ходаковский И.Л. (1990) Термодинамические свойства щелочных полевых шпатов. Геохимия. (3), 406-413.

  7. Когарко Л.Н. (1977) Проблемы генезиса агпаитовых магм. М.: Наука, 294 с.

  8. Котельников А.Р., Жорняк Л.В., Котельникова З.А. (1996) Распределение серы между содалитом и гидротермальным раствором. Геохимия. (11), 1082-1087.

  9. Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. (1971) Справочник термодинамических величин (для геологов). М.: Атомзидат. 239 с.

  10. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Вигасина М.Ф., Спиридонов Э.М. (2011) Калориметрическое определение энтальпии образования пирофиллита. ЖФХ. (9), 1609-1611.

  11. Радомская Т.А., Канева Е.В., Шендрик Р.Ю., Суворова Л.Ф., Владыкин Н.В. (2020) Серосодержащий содалит – гакманит в щелочных пегматитах массива Инагли (Алданский щит): кристаллохимические особенности, фотохромизм и люминесценция. Записки Российского минералогического общества. 149(2), 42-54.

  12. Рогожин А.А., Горобец Б.С., Рябенко С.В. (1982) О природе люминесценции галоидных и галоидсодержащих минералов. Минералогический журн. 4(2), 45-52.

  13. Таращан А.Н.(1978) Люминесценция минералов. Киев: Наукова думка, 296 с.

  14. Таращан А.Н., Платонов А.Н., Бершов Л.В., Беличенко В.П. (1970) Конституция и свойства минералов. Киев: Наукова думка. Вып. 4, 63-65.

  15. Annersten H., Hassib A. (1979) Blue sodalite. Can. Mineral. 17, 39-46.

  16. Antao S., Hassan I. (2002) Thermal analyses of sodalite, tugtupite, danalite and helvite. Can. Mineral. 40, 163-172.

  17. Barnes M.C., Addai-Mensah J., Gerson A.R. (1999) A methodology for quantifying sodalite and cancrinite phase mixtures and the kinetics of the sodalite to cancrinite phase transformation. Micropor. Mesopor. Mater. 31, 303-319.

  18. Cano N.F., Blak A.R., Watanabe S. (2010) Correlation between electron paramagnetic resonance and thermoluminescence in natural sodalite. Phys. Chem. Miner. 37, 57-64.

  19. Cano N.F., Blak A.R., Ayala-Arenas J.S., Watanabe S. (2011) Mechanisms of TL for production of the 230°C peak in natural sodalite. J. Lumin. 131, 165-168.

  20. Chukanov N.V., Vigasina M.F., Zubkova N.V., Pekov I.V., Schäfer C., Kasatkin A.V., Yapaskurt V.O., Pushcharovsky D.Yu. (2020) Extra-framework content in sodalite-group minerals: complexity and new aspects of its study using infrared and Raman spectroscopy. Miner. 10, № 363.

  21. Chukanov N.V., Shendrik R.Yu., Vigasina M.F., Pekov I.V., Sapozhnikov A.N., Shcherbakov V.D., Varlamov D.A. (2022a) Crystal chemistry, isomorphism, and thermal conversions of extra-framework components in sodalite-group minerals. Miner. 12, № 887.

  22. Chukanov N.V., Zubkova N.V., Pekov I.V., Shendrik R.Yu., Varlamov D.A., Vigasina M.F., Belakovskiy D. I., Britvin S.N., Yapaskurt V.O., Pushcharovsky D.Yu. (2022б) Sapozhnikovite, Na8(Al6Si6O24)(HS)2, a new sodalite-group mineral from the Lovozero alkaline massif, Kola Peninsula. Mineral. Magaz. 86, 49-59.

  23. Dumańska-Słowik M., Heflik W., Pieczka A., Sikorska M. (2015) The transformation of nepheline and albite into sodalite in pegmatitic mariupolite of Oktiabrski Massif (SE Ukraine). Spectrachim. Acta. Part A: Mol. and Biomol. Spectr. 150, 837-845.

  24. Günther C., Richter H., Voigt I., Michaelis A., Tzscheutschler H., Krause-Rehberg R., Serra J.M. (2015) Synthesis and characterization of a sulfur containing hydroxyl sodalite without sulfur radicals. Micropor. Mesopor Mater. 214, 1-7.

  25. Hassib A., Beckman O., Annersten H. (1977) Photochromic properties of natural sodalite. J. Phys. D: Appl. Phys. 10, 771-777.

  26. Hettmann K., Wenzel T., Marks M., Markl G. (2012) The sulfur speciation in S-bearing minerals: New constraints by combination of electron microprobe analysis and DFT calculations with special reference to sodalite-group minerals. Am Mineral. 97, 1653-1661.

  27. Hodgson W.G., Brinen J.S., Williams E.F. (1967) Electron spin resonance investigation of photochromic sodalites. J. Chem. Physics. 47(10), 3719-3723.

  28. Kiseleva I.A., Navrotsky A., Belitsky I.A., Fursenko B.A. (2001) Thermochemical study of calcium zeolites – heulandite and stilbite. Am. Mineral. 86, 448-455.

  29. Komada N., Westrum E.F., Hemingway B.S., Zolotov M.Yu., Semenov Yu.V., Khodakovsky I.L., Anovitz L.M. (1995) Thermodynamic properties of sodalite at temperatures from 15 K to 1000 K. J. Chem. Thermodyn. 27, 1119-1132.

  30. Lin S., Wang M., Hao Ya., Zhang K., Li Yu., Yang D. (2022) Synthesis, structure and thermal stability of iodine-contained sodalities Na8(AlSiO4)6Cl2 –xIx (x = 0–2) for 129I immobilization. J. Alloys Compd. 908, № 164617.

  31. McLaughlan S.D., Marshall D.J. (1970) Paramagnetic resonance of F-type centers in photochromic sodalities. Phys.Lett. 32A, 343-344.

  32. Norrbo I., Gluchowski P., Paturi P., Sinkkonen J., Lastusaari M. (2015) Persistent luminescence of tenebrescent Na8Al6Si6O24(Cl,S)2. Inorg. Chem. 54, 7717-7724.

  33. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., BelitskyI.A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta. 403, 251-256.

  34. Peterson R.C. (1983) The structure of hackmanite, a variety of sodalite, from Mont St-Hilaire, Quebec. Can.Mineral. 21, 549-552.

  35. Pizani P.S., Terrile M.C., Farach H.A., Poole C.R. (1985) Color centers in sodalite. Am. Mineral. 70, 1186-1192.

  36. Prokof’ev V.Yu., Gordina N.E. (2014) Preparation of granulated LTA and SOD zeolites from mechanically activated mixtures of metakaolin and sodium hydroxide. Appl. Clay Sci. 101, 44-51.

  37. Robie R.A., Hemingway B.S. (1995) 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. № 2131. 461 p.

  38. Sharp Z.D., Helffrich G.R., Bohlen S.R., Essene E.J. (1989) The stability sodalite in the system NaAlSiO4–NaCl. Geochim. Cosmochim. Acta 53, 1943-1954

  39. Škvarlová A., Kanuchová M., Kozáková L., Valušová E., Holub M. (2019) Preparation and characterization of ultramarine blue pigments from fly ash by using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for the determination of chemical states of sulphur in chromophores. Micropor. Mesopor. Mater. 284, 283-288.

  40. Taylor M.J., Marshall D.J., Evans H. (1971) Infra-red spectra of photochromic sodalities. J. Phys. Chem. Solids. 32, 2021-2026.

  41. Vance E.R., Gregg D.J., Karatchevtseva I., Davis J., Ionescu M. (2014) He and Au ion radiation damage in sodalite, Na4Al3Si3O12Cl. J. Nucl. Mater. 453, 307-312.

  42. Zilio S.C., Bagnato V.S. (1984) Infrared spectra of natural sodalite. J. Chem. Phys. 88, 1373-1376.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Геохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал