Crystal chemistry of rare titanium and zirconium minerals from Khan Bogdo alkaline massif

Abstract

Данная научная работа посвящена исследованию кристаллических структур Ti-Zr-силикатов: нептунита, эльпидита и дэлиита из щелочных массивов Хан-Богдо, предоставленные Владыкиным Н.В. На основе этого материала отмечены ключевые особенности Zr-Ti-силикатов, в первую очередь описана структурная позиция Ti и Zr. Кроме того, с помощью программы «Diamond 3.2» построены структуры данных минералов. Образцы были исследованы методами рентгенофазового и рентгеноструктурного анализа с подсчетом баланса валентностей. Также была проведена ИК-спектроскопия. Параллельно были изучены методами высокотемпературной рентгенографиии, ДСК и ТГА образцы нептунита. По результатам исследования были определены и интерпретированы, с построением моделей тензоров, закономерности изменения коэффициентов теплового расширения нептунита в интервале температур 300 – 860 °C. Структура нептунита последовательно уточнена в центросимметричной группе С2/с и нецентросимметричной группе Cc, выбор одной из двух вышеуказанных групп является предметом научной дискуссии. Кристаллохимические исследования эльпидита из Хан-Богдинского щелочного массива показали 20-% вхождение Сa в позицию Na1, т.е. минерал может быть охарактерезован как Ca-эльпидит. Для изученного образца дэлиита (из пород чароитового комплекса Мурунского щелочного массива) было определено присутствие значительного количества Ti в позиции Zr (по структурным данным около 30%), что является нехарактерным для этого минерала, и данный образец может быть охарактеризован как Ti-дэлиит.

This scientific work is devoted to studying of crystal structures of Ti-Zr-silicates neptunite, elpidite and dalyite from Khan Bogdo alkaline massif, provided by Vladykin N.V. Based on this material key features of Ti-Zr-silicates were highlighted, firstly by marking position of Ti and Zr. Also with help of program “Diamond 3.2” structures for some of minerals were drawn in crystallographic projections. Samples were investigated with X-ray phase, structure analysis with additional counting of bond-valence parameters. In addition, was held IR - spectroscopy. Simultaneously, neptunite samples were studied by high temperature X-ray analysis, DSC and TGA. According to the survey, patterns of changing of coefficients of thermal expansion were identified and interpreted, with the construction of tensor models, discovered in the temperature range 300 - 860 ° C. Structure neptunita consistently refined in centrosymmetric group C2 / c and Cc noncentrosymmetrical group , select one of the above two groups it is the subject of scientific debate. Crystal chemical studies elpidita from Khan Bogdinsko alkaline massif showed 20 % occurrence in Ca Na1 position , ie, mineral may be oharakterezovan like Ca- Elpida. For the study sample deliita ( complex of rocks charoite Murunsky alkaline massif ) it was determined the presence of a significant amount of Ti in the position of Zr ( on the structural data of about 30 % ) , which is uncharacteristic of this mineral , and the sample can be described as Ti- deliit .