The crystal chemistry and high-temperature X-ray diffraction of iron sulphate minerals

Abstract

Минералы гидратированные сульфаты железа, кокимбит Fe3+2(SO4)3∙9H2O, рёмерит Fe2+Fe3+2(SO4)4∙14H2O и феррикопиапит Fe2+Fe3+4(SO4)6(OH)2∙20H2O, образуются в ходе реакций окисления пирита в условиях аридного климата пустыни Атакама, Чили. Исследование поведения этих минералов при разных температурах актуально для понимания и моделирования физико-химических процессов в зонах окисления в аридных условиях на Земле, а также на Марсе, где эти минералы недавно обнаружены. В рамках работы исследованы термическая устойчивость минералов при отрицательных и высоких температурах. В ходе работы выполнено терморентгенографическое исследование каждого из минералов при температурах от -150°С до +740°С в вакууме. Проведена серия исследований на термоанализаторе с получением кривых ДСК и ТГ. Уточнены кристаллические структуры всех трех минералов. Выполнены исследования методом ИК-спектроскопии.

Hydrated iron sulphate minerals, coquimbite Fe3+2(SO4)3∙9H2O, römerite Fe2+Fe3+2(SO4)4∙14H2O and ferricopiapite Fe2+Fe3+4(SO4)6(OH)2∙20H2O are formed as a result of pyrite oxidation in the arid climate of the Atacama Desert, Chile. The study of the behavior of these minerals at different temperatures is relevant for understanding and modeling the physicochemical processes in the oxidation zones under arid conditions on Earth, as well as on Mars, where these minerals have recently been discovered. The thermal stability of the minerals at negative and high temperatures was investigated. In the course of the work, a HT X-ray study of each mineral was performed at temperatures from -150°C to +740°C in vacuum. A series of studies was performed on a thermal analyzer to obtain DSC and TG curves. The crystal structures of all three minerals were refined. Investigations by IR spectroscopy were also done and interpreted.