1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Записки Российского минералогического общества
  4. T. 152, № 3, 2023

Записки Российского минералогического общества, 2023, T. 152, № 3, стр. 98-112

Определение валентного состояния железа в хромшпинели по данным электронно-зондовой рентгено-эмиссионной спектроскопии Lα,β-линий

С. Л. Вотяков 1, *, Д. А. Замятин 1, И. А. Даниленко 1, д. чл. И. С. Чащухин 1

1 Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН
620110 Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15, Россия

* E-mail: votyakov@igg.uran.ru

Поступила в редакцию 03.03.2023
После доработки 04.04.2023
Принята к публикации 12.04.2023

Аннотация

Степень окисления ионов Fe, Cu, Eu, Ce и др. в минералах – важный показатель окислительно-восстановительных условий их образования и эволюции. В работе изучены особенности рентгено-эмиссионных Fe Lα,β спектров (РЭС), полученных с использованием микрозонда Cameca SX100, и мессбауэровских спектров хромшпинели различного состава из ультрамафитов Урала. Из большой коллекции проб с использованием микрозондовых данных по составу и однородности зерен, а также отношения Fe3+/${\text{Fe}}_{{{\text{общ}}}}^{{{\text{мессб}}}}$ отобрано 19 внутрилабораторных образцов сравнения (ОС) хромшпинели, имеющих типичные мессбауэровские спектры, которые могут быть апроксимированы дублетными компонентами от ионов Fe2+ и Fe3+. Показано, что с точностью до погрешности определения, значения Fe3+/${\text{Fe}}_{{{\text{общ}}}}^{{{\text{мессб}}}},$ попадающие в интервал 8–31%, совпадают с таковыми, полученными в рамках расчетного подхода, основанного на микрозондовых данных по составу зерен и предположении о стехиометричности минерала. При определении степени окисления Fe по данным РЭС в качестве градуировочной зависимости предложено использовать зависимость положения максимума линии Fe Lα от содержания Fe2+ для внутрилабораторных ОС. Для серии контрольных проб хромшпинели показано, что полученные значения Fe2+ и Fe3+/Feобщ удовлетворительно согласуются с мессбауэровскими и расчетными данными в стехиометрическом приближении; погрешность определения значения Fe2+ по данным РЭС не выше 2%.

Ключевые слова: валентное состояние железа, хромшпинель, рентгено-эмиссионная и мессбауэровская спектроскопия

Список литературы

  1. Булах А.Г., Золотарёв А.А., Кривовичев В.Г. Структура, изоморфизм, формулы, классификация минералов. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного университета, 2014. 133 с.

  2. Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., Хиллер В.В. Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2011. 336 с.

  3. Кривовичев В.Г., Гульбин Ю.Л. Рекомендации по расчету и представлению формул минералов по данным химических анализов // ЗРМО. 2022. Т. 151. № 1. С. 114–124.

  4. Куликова И.М., Баринский Р.Л. Электронно-зондовый анализ содержания ионов переходных элементов разной валентности в минералах // ЗВМО. 1998. Т. 127. № 2. С. 115–119.

  5. Куликова И.М., Баринский Р.Л., Пеков И.В. Микрозондовый метод исследования типа химической связи атомов меди в минералах. I Бинарные соединения // ЗВМО. 2002. № 1. С. 121–125.

  6. Куликова И.М., Баринский Р.Л., Пеков И.В., Блинов В.А. Микрозондовый метод исследования типа химической связи атомов меди в минералах. II. Минералы сложного состава // З-РМО. 2005. Т. 134. № 1. С. 118–123.

  7. Легкова Г.В., Войткевич В.Г. Шаркин О.П. Электронно-зондовое определение содержания Fe2+ и Fe3+ в амфиболах // Минерал. журнал. 1982. Т. 4. № 4. С. 90–93.

  8. Муханова А.А., Куприянова Т.А., Моргунова А.А. Определение формы нахождения железа в минералах по эмиссионным рентгеновским спектрам // VI Всероссийск. конф. по рентгеноспектральному анализу. Краснодар, 5–10 октября 2008 г. Краснодар, 2008. С. 88.

  9. Павлов Н.В. Химический состав хромшпинелидов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Тр. Геол. ин-та АН СССР. 1949. Вып. 103. 91 с.

  10. Павлова Л.А. Качество определения методом РСМА при использовании стандартных образцов предприятия базальтовых стекол и медьсодержащих сплавов // Журнал аналитической химии. 2008. Т. 63. № 7. С. 717–725.

  11. Таскаев В.И., Стручаева Г.Г., Пятков А.Г. Определение концентрации Fe2+ и Fe3+ в пироксенах методом рентгеноспектрального микроанализа // Методы рентгеноспектрального анализа. Новосибирск: Наука, 1986. С. 154–158.

  12. Чащухин И.С., Вотяков С.Л., Щапова Ю.В. Кристаллохимия хромшпинели и окситермобарометрия ультрамафитов складчатых областей. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2007. 310 с.

  13. Чубаров В.М. Определение Fe2+ в горных породах и Mn4+ в железомарганцевых конкрециях с использованием характеристических рентгеновских спектров. Дис. … уч. степени канд. хим. н. Иркутск, 2012. 142 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Записки Российского минералогического общества

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал