Calcium fluorosilicate Ca5(SiO4)2F2 from burnt dumps of the Chelyabinsk coal basin (South Urals): crystal chemistry, spectroscopy, thermal behavior

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The anthropogenic calcium fluorosilicate “kutyukhinite” Ca5(SiO4)2F2 from burnt dumps of the Chelyabinsk coal basin has been studied by single crystal and powder X-ray diffraction analyses in a wide temperature range. “Kutyukhinite” (P21/a, a = 11.4985(4), b = 5.0535(2), c = 8.7848(3) Å, β = 109.008(4)°, V = 482.63(3) Å3, R1 = 0.0183) is an anthropogenic analogue of kumtyubeite which belongs to the structural type of chondrodite. The empirical formula of “kutyukhinite” is Ca5.02(Si1.99O7.98)F2.04. Upon heating, its crystal structure expands anisotropically, with the direction of maximum thermal expansion close to the direction [100]. The relative change in bond lengths in silicon-oxygen tetrahedra with increasing temperature (27−927°C) is less than 0.6%, which is within the margin of error. At the same time, the relative increase in the average bond length of the varies from 1 () to 1.5% (). The largest relative change of 2% was found for the average bond length .

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. S. Brazhnikova

St. Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

A. A. Zolotarev

St. Petersburg State University

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

M. S. Avdontсeva

St. Petersburg State University

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

S. V. Krivovichev

St. Petersburg State University; Kola Science Center RAS

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg; Apatity

M. G. Krzhizhanovskaya

St. Petersburg State University

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

V. N. Bocharov

St. Petersburg State University

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

N. S. Vlasenko

St. Petersburg State University

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, St. Petersburg

M. A. Rassomakhin

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology of UB RAS

Email: st084249@student.spbu.ru
Russian Federation, Miass

References

  1. Чесноков Б.В., Баженова Л.Ф., Бушмакин А.Ф. и др. // Минералы и минеральное сырье Урала. Сборник № 1. 1993. С. 3.
  2. Чесноков Б.В., Щербакова Е.П., Нишанбаев Т.П. Минералы горелых отвалов Челябинского угольного бассейна. Миасс: УрО РАН, 2008. 139 с.
  3. Zolotarev A.A., Krivovichev S.V., Panikorovskii T.L. et al. // Minerals. 2019. V. 9. № 10. Р. 570. https://doi.org/10.3390/min9100570
  4. Krivovichev S.V., Shcherbakova E.P., Nishanbaev T.P. // Can. Mineral. 2012. V. 50. P. 585. https://doi.org/10.3749/canmin.50.3.585
  5. Avdontceva M.S., Zolotarev A.A., Krivovichev S.V. et al. // Mineral. Petrol. 2021. V. 115. P. 271. https://doi.org/10.1007/s00710-021-00740-4
  6. Brazhnikova A.S., Avdontceva M.S., Zolotarev A.A. et al. // Minerals. 2023. V. 13. № 5. Р. 668. https://doi.org/10.3390/min13050668
  7. Avdontceva M.S., Zolotarev A.A., Brazhnikova A.S. et al. // Minerals. 2024. V. 14. № 10. Р. 1048. https://doi.org/10.3390/min14101048
  8. Galuskina I.O., Lazic B., Armbruster T. et al. // Am. Mineral. 2009. V. 94. P. 1361. https://doi.org/10.2138/am.2009.3256
  9. Газеев В.М., Задов А.Е., Гурбанов А.Г. и др. // Вестник Владикавказского научного центра. 2006. Т. 6. № 1. С. 18.
  10. Hamm H.M., Hentschel G. // Neues Jahrb. für Mineral. Monatshefte. 1983. P. 119.
  11. Laetsch T., Downs R. Abstracts from the 19th General Meeting of the International Mineralogical Association. Kobe, Japan, 23–28 July 2006.
  12. Integrated X-Ray Powder Diffraction Software PDXL // Rigaku J. (English version). 2010. 26. № 1. P. 23.
  13. BRUKER-AXS Topas V4.2 General Profile and Structure Analysis Software for Powder Diffraction Data. Karlsruhe, Germany. 2009.
  14. Бубнова Р.С., Фирсова В.А., Филатов С.К. // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 3. С. 505.
  15. CrysalisPro Software System, version 1.171.39.44. Rigaku Oxford Diffraction: Oxford, UK. 2015.
  16. Sheldirck G.M. // Acta Cryst. C. 2015. V. 71. P. 3. https://doi.org/10.1107/S2053229614024218
  17. Dolomanov O.V., Bourhis L.J., Gildea R.J. et al. // J. Appl. Cryst. 2009. V. 42. P. 339. https://doi.org/10.1107/S0021889808042726
  18. Momma K., Izumi F. // J. Appl. Cryst. 2011. V. 44. P. 1272. https://doi.org/10.1107/S0021889811038970
  19. Downs R.T. // Rev. Mineral. Geochem. 2000. V. 41. P. 61. https://doi.org/10.2138/rmg.2000.41.3
  20. Kolesov B.A., Geiger C.A. // Phys. Chem. Miner. 2004. V. 31. P. 142. https://doi.org/10.1007/s00269-003-0370-y
  21. Kolesov B.A., Geiger C.A. // Phys. Chem. Miner. 1998. V. 25. P. 142. https://doi.org/10.1007/s002690050097
  22. Dowty E. // Phys. Chem. Miner. 1987. V. 14. P. 542. https://doi.org/10.1007/BF00308290
  23. Frost R.L., Palmer S.J., Bouzaid J.M. et al. // J. Raman Spectrosc. 2007. V. 38. P. 68. https://doi.org/10.1002/jrs.1601
  24. Ye Y., Smyth J.R., Jacobsen S.D. et al. // Contrib. Mineral. Petrol. 2013. V. 165. P. 563. https://doi.org/10.1007/s00410-012-0823-8
  25. Kirfel A., Hamm H.M., Will G. // Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen. 1983. V. 31. P. 137.
  26. Gibbs G.V., Ribbe P.H., Anderson C.P. // Am. Mineral. 1970. V. 55. P. 1182.
  27. Ribbe P.H., Gibbs G.V. // Am. Mineral. 1971. V. 56. P. 1155.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Segregation of light pink isometric crystals of “kutyukhinite” (1), as well as fine-crystalline segregations of srebrodolskite (2) (No. 066-94).

Download (400KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Raman spectrum of “kutyukhinite”.

Download (163KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Projection of the crystal structure of “kutyukhinite” onto the ac plane and the oriented figure of the thermal expansion tensor (a), coordination environment of calcium atoms (b).

Download (320KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Temperature dependences of the unit cell parameters of “kutyukhinite” (circles – powder X-ray diffraction data, squares – single-crystal X-ray structural analysis).

Download (256KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».