Содалит: спектроскопические и термохимические исследования
- Авторы: Вигасина М.Ф.1, Вяткин С.В.1, Огородова Л.П.1, Мальцев В.В.1, Мельчакова Л.В.1, Гриценко Ю.Д.1,2, Ерёмина Е.Н.1,3
-
Учреждения:
- Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
- Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН
- КНЦ РАН, Лаборатория арктической минералогии и материаловедения
- Выпуск: Том 68, № 7 (2023)
- Страницы: 720-729
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0016-7525/article/view/134824
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016752523060043
- EDN: https://elibrary.ru/EOJLPP
- ID: 134824
Цитировать
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.
Об авторах
М. Ф. Вигасина
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1
С. В. Вяткин
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1
Л. П. Огородова
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1
В. В. Мальцев
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1
Л. В. Мельчакова
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1
Ю. Д. Гриценко
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет; Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН
Email: ygritsenko@rambler.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1; Россия, 119692, Москва, Ленинский пр., 18
Е. Н. Ерёмина
Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, Геологический факультет; КНЦ РАН, Лаборатория арктической минералогии и материаловедения
Автор, ответственный за переписку.
Email: logor48@mail.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинские Горы, 1; Россия, 184209, Мурманская обл, Апатиты, ул. Ферсмана, 14
Список литературы
- Андреева Е.Д., Кононова В.А., Свешникова Е.В., Яшина Р.М. (1984) Магматические горные породы. Том 2. Щелочные породы. М.: Наука, 415 с.
- Боруцкий Б.Е. (1988) Породообразующие минералы высокощелочных комплексов. М.: Наука, 212 с.
- 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.
- Иванюк Г.Ю., Яковенчук В.Н. (1997) Минералы Ковдора. Апатиты: Кольский НЦ РАН. 118 с.
- Киселева И.А., Огородова Л.П., Топор Н.Д., Чигарева О.Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия. (12), 1811-1825.
- Киселева И.А., Огородова Л.П., Сидоров Ю.И., Ходаковский И.Л. (1990) Термодинамические свойства щелочных полевых шпатов. Геохимия. (3), 406-413.
- Когарко Л.Н. (1977) Проблемы генезиса агпаитовых магм. М.: Наука, 294 с.
- Котельников А.Р., Жорняк Л.В., Котельникова З.А. (1996) Распределение серы между содалитом и гидротермальным раствором. Геохимия. (11), 1082-1087.
- Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. (1971) Справочник термодинамических величин (для геологов). М.: Атомзидат. 239 с.
- 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.
- 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.
- Рогожин А.А., Горобец Б.С., Рябенко С.В. (1982) О природе люминесценции галоидных и галоидсодержащих минералов. Минералогический журн. 4(2), 45-52.
- Таращан А.Н.(1978) Люминесценция минералов. Киев: Наукова думка, 296 с.
- Таращан А.Н., Платонов А.Н., Бершов Л.В., Беличенко В.П. (1970) Конституция и свойства минералов. Киев: Наукова думка. Вып. 4, 63-65.
- Annersten H., Hassib A. (1979) Blue sodalite. Can. Mineral. 17, 39-46.
- Antao S., Hassan I. (2002) Thermal analyses of sodalite, tugtupite, danalite and helvite. Can. Mineral. 40, 163-172.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Hassib A., Beckman O., Annersten H. (1977) Photochromic properties of natural sodalite. J. Phys. D: Appl. Phys. 10, 771-777.
- 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.
- Hodgson W.G., Brinen J.S., Williams E.F. (1967) Electron spin resonance investigation of photochromic sodalites. J. Chem. Physics. 47(10), 3719-3723.
- 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.
- 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.
- 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.
- McLaughlan S.D., Marshall D.J. (1970) Paramagnetic resonance of F-type centers in photochromic sodalities. Phys.Lett. 32A, 343-344.
- Norrbo I., Gluchowski P., Paturi P., Sinkkonen J., Lastusaari M. (2015) Persistent luminescence of tenebrescent Na8Al6Si6O24(Cl,S)2. Inorg. Chem. 54, 7717-7724.
- Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., BelitskyI.A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta. 403, 251-256.
- Peterson R.C. (1983) The structure of hackmanite, a variety of sodalite, from Mont St-Hilaire, Quebec. Can.Mineral. 21, 549-552.
- Pizani P.S., Terrile M.C., Farach H.A., Poole C.R. (1985) Color centers in sodalite. Am. Mineral. 70, 1186-1192.
- 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.
- 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.
- 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
- 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.
- Taylor M.J., Marshall D.J., Evans H. (1971) Infra-red spectra of photochromic sodalities. J. Phys. Chem. Solids. 32, 2021-2026.
- 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.
- Zilio S.C., Bagnato V.S. (1984) Infrared spectra of natural sodalite. J. Chem. Phys. 88, 1373-1376.