Synthesis of Zirconosilicates under High-Alkaline Conditions

T. N. Kovalskaya; Ковальская Т. Н.; V. N. Ermolaeva; Ермолаева В. Н.; N. V. Chukanov; Чуканов Н. В.; G. A. Kovalskiy; Ковальский Г. А.; D. A. Varlamov; Варламов Д. А.; K. D. Chaychuk; Чайчук К. Д.

doi:10.31857/S0869605523040068

Synthesis of Zirconosilicates under High-Alkaline Conditions

Authors: Kovalskaya T.N.¹, Ermolaeva V.N.¹^,2, Chukanov N.V.³, Kovalskiy G.A.¹, Varlamov D.A.¹^,3, Chaychuk K.D.¹
Affiliations:
1. Institute of Experimental Mineralogy RAS
2. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS
3. Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS
Issue: Vol CLII, No 4 (2023)
Pages: 123-134
Section: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/0869-6055/article/view/136749
DOI: https://doi.org/10.31857/S0869605523040068
EDN: https://elibrary.ru/VPSFPJ
ID: 136749

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Synthesis of zirconosilicates from a stoichiometric mixture of Na₂CO₃, CaO, Fe₂O₃, ZrOCl₂, and SiO₂ with the Na : Ca : Fe : Zr : Si ratio belonging to the compositional area of eudialyte-geoup minerals (EGM), was carried out under high-alkaline conditions (in the presence of 1 M aqueous solutions of NaCl and 46% NaOH) at a temperature of 600 °C and a pressure of 2 kbar, for 10 days. In some experiments, natural raslakite (a Ca-deficient EGM) was used as a seed added in amount of 2 wt % of the whole charge. According to electron microprobe analyses, powder X-ray diffraction data and IR spectroscopy, high-alkaline EGM, zirsinalite, parakeldyshite, and aegirine were identified in the products of the syntheses carried out using a charge with relatively high Si : Zr, Fe : Zr and Na : Zr ratios. At relatively low values of these ratios, no EGM formed.

Keywords

eudialyte group minerals, raslakite, lovozerite group minerals, zirsinalite, parakeldyshite, synthesis of minerals

References

Герасимовский В.И. Новый минерал из Ловозерских тундр – ловозерит // Тр. Ин-та геол. наук. 1940. Т. 31. С. 9–15.
Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н., Илюхин В.В., Белов Н.В. Структурообразование аналогов природных минералов и синтетических фаз в гидротермальной системе NaOH–ZrO2–SiO2–H2O // ДАН СССР. 1983. Т. 271. С. 1133–1136.
Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н. Ионные проводники в классе Na,Zr-силикатов. Новое семейство трехмерных проводников – кристаллы типа ловозерита Na8 – xHxZrSi6O18 // Кристаллография. 1986. Т. 31. С. 76–81.
Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н. Кристаллоструктурные особенности ионного транспорта в новых OD-структурах: катаплеите Na2ZrSi3O9·2H2O и илерите Na2ZrSi3O9·3H2O // Кристаллография. 1988. Т. 33. С. 650–657.
Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н. Гидротермальная система KOH–ZrO2–SiO2–H2O: синтез цирконосиликатов калия и кристаллохимические корреляции // Кристаллография. 1997. Т. 42. С. 1124–1129.
Ковальская Т.Н., Ермолаева В.Н., Чуканов Н.В., Варламов Д.А., Ковальский Г.А., Калинин Г.М., Чайчук К.Д. Синтетические фазы эвдиалитового состава. Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2022). М.: ГЕОХИ РАН, 2022. С. 210–215.
Пеков И.В. Ловозерский массив: история исследования, пегматиты, минералы. М.: Экост, 2001. 432 с.
Пеков И.В. Генетическая минералогия и кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических системах. Дис. докт. геол.-минер. наук, М.: МГУ, 2005. 652 с. Автореферат: 48 с.
Пеков И.В., Зубкова Н.В., Пущаровский Д.Ю., Колич У., Тиллманнс Е. Уточненная кристаллическая структура паракелдышита и генетическая кристаллохимия циркониевых минералов с диортогруппами [Si2O7] // Кристаллография. 2007. Т. 52. № 6. С. 1100–1105.
Пеков И.В., Золотарев А.А., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Турчкова А.Г. Таунэндит Na8ZrSi6O18 – индикатор сверхвысокой агпаитности и важный концентратор циркония в ультращелочных породах Ловозерского массива (Кольский полуостров) // ЗРМО. 2023. Ч. 152. № 2. С. 1–21.
Расцветаева Р.К., Чуканов Н.В., Аксенов С.М. Минералы группы эвдиалита: кристаллохимия, свойства, генезис. Нижний Новгород: Издательство Нижегородского университета, 2012. 230 с.
Сизова Р.Г., Воронков А.А., Хомяков А.П. Уточнение кристаллической структуры триклинной модификации Na2ZrSi2O7 // Структура и свойства кристаллов. Владимир, 1974. Т. 2. С. 30–42.
Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М.: Наука, 1990. 196 с.
Чуканов Н.В., Пеков И.В., Расцветаева Р.К. Кристаллохимия, свойства и синтез микропористых силикатов, содержащих переходные элементы // Успехи химии. 2004. Т. 73. № 3. С. 227–246.