Behavior of the Crystal Structure of Leightonite K 2 Ca 2 Cu(SO 4 ) 4 ⋅2H 2 O in the Temperature Interval from –180 to 325 °C

S. V. Demina; Демина С. В.; A. P. Shablinskii; Шаблинский А. П.; S. K. Filatov; Филатов С. К.; Y. P. Biryukov; Бирюков Я. П.; L. P. Vergasova; Вергасова Л. П.; M. G. Krzhizhanovskaya; Кржижановская М. Г.; R. S. Bubnova; Бубнова Р. С.; S. V. Moskaleva; Москалева С. В.

doi:10.31857/S0869605523040044

Behavior of the Crystal Structure of Leightonite K₂Ca₂Cu(SO₄)₄⋅2H₂O in the Temperature Interval from –180 to 325 °C

Autores: Demina S.¹^,2, Shablinskii A.¹, Filatov S.², Biryukov Y.¹, Vergasova L.³, Krzhizhanovskaya M.², Bubnova R.¹^,2, Moskaleva S.³
Afiliações:
1. Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry RAS
2. Saint Petersburg State University
3. Institute of Volcanology and Seismology, Far East Branch RAS
Edição: Volume CLII, Nº 4 (2023)
Páginas: 99-115
Seção: МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/0869-6055/article/view/136745
DOI: https://doi.org/10.31857/S0869605523040044
EDN: https://elibrary.ru/EFNYLX
ID: 136745

Citar

Texto integral

Acesso aberto
Acesso é fechado

Acesso está concedido
Acesso é fechado

Somente assinantes

Resumo
Sobre autores
Bibliografia
Arquivos suplementares
Estatísticas

Resumo

This paper presents the results of mineralogical and crystal chemical studies of leightonite K₂Ca₂Cu(SO₄)₄·2H₂O from the Kamchatka Peninsula (Russia), including an investigation of its thermal behavior in a wide temperature range (–180 ≤ T ≤ 325 °C). The following methods were used: energy dispersive X-ray spectral analysis, single-crystal and powder X-ray diffraction, and in situ powder X-ray diffraction (at room, negative and high temperatures). The temperature range of the existence of the mineral are established, the main values of the thermal expansion tensor are calculated, and a structural interpretation of thermal expansion is given. The mineral crystallizes in the monoclinic system, space group C2/c, a = = 11.734(2), b = 7.596(1), c = 10.176(1) Å, β = 124.85(1), V = 744.4(2) Å³, Z = 2. The crystal structure was refined to R = 0.065. The average empirical formula is K_2.31Ca_1.99Cu_0.88Al_0.04S_3.97O₁₆·2H₂O. Leightonite is stable up to ~325 °C and above this temperature it decomposes onto high-temperature calciolangbeinite-C K₂Ca₂(SO₄)₃ (P2₁3) and chalcocyanite CuSO₄ phases. Thermal expansion coefficients are: α₁₁ = 8.3(9), α₂₂ = 3.6(4), α₃₃ = –4.7(5) × 10^–6 °C^–1 at –180 °C и α₁₁ = 41.6(5), α₂₂ =36.5(5), α₃₃ = –10.6(1) × 10^–6 °C^–1 at 325 °C).

Palavras-chave

leightonite, fumarole minerals, sulfates, X-ray diffraction, Tolbachik volcano

Bibliografia

Большое трещинное Толбачинское извержение / Под ред. С.А. Федотова. М.: Наука, 1984. 638 с.
Бубнова Р.С., Фирсова В.А., Филатов С.К. Программа определения тензора термического расширения и графическое представление его характеристической поверхности (ThetaToTensor-TTT) // Физика и химия стекла. 2013. Т. 39. № 3. С. 505–509.
Вергасова Л.П., Филатов С.К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3‒17.
Вергасова Л.П., Филатов С.К., Москалева С.В., Назарова М.А., Шаблинский А.П. Постэруптивная деятельность Третьего конуса Северного прорыва Большого трещинного Толбачинского извержения (Камчатка, 1975‒1976 гг.) // Вулканология и сейсмология. 2022. С. 12‒27.
Воронков А.А., Илюхин В.В., Белов Н.В. Кристаллохимия смешанных каркасов. Принципы их формирования // Кристаллография. 1975. Т. 20. С. 556–566.
Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В., Кошлякова Н.Н., Щипалкина Н.В., Сандалов Ф.Д., Япаскурт В.О., Турчкова А.Г., Сидоров Е.Г. Фумарольные системы окислительного типа на вулкане Толбачик – минералогический и геохимический уникум // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. С. 826‒843.
Филатов С.К. Высокотемпературная кристаллохимия. Л.: Недра, 1990. 288 с.
Филатов С.К. Обобщенная концепция повышения симметрии кристаллов с ростом температуры // Кристаллография. 2011. Т. 56. С. 1019‒1028.