КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ГИРВАСИТА NaCa2Mg3(PO4)3(CO3)(H2O)6 – СЛОЖНОГО ВОДНОГО ФОСФАТ–КАРБОНАТА С ЭЛЕКТРОНЕЙТРАЛЬНЫМИ ГЕТЕРОПОЛИЭДРИЧЕСКИМИ СЛОЯМИ
С.В. Кривовичев1,2, А.П. Чернятьева1, С.Н. Бритвин1,2, В.Н. Яковенчук2
1Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9, Россия
2КНЦ РАН, 184200, Апатиты, Мурманская область, ул. Ферсмана, 14, Россия
Ключевые слова: Гирвасит, кристаллическая структура, фосфат-карбонат, комплексообразование, структурная сложность, Кольский полуостров
Страницы: 204-213
Подраздел: КРИСТАЛЛОГЕНЕЗИС И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
Аннотация
Кристаллическая структура гирвасита NaCa 2Mg 3(PO 4) 3(CO 3)(H 2O) 6 уточнена на основе рентген-дифракционных данных, собранных при 173 K, что позволило уточнить кристаллохимическую формулу минерала. Минерал моноклинный, P 2 1/ c , a = 6.4784(2), b = 12.2313(3), с = 21.3494(6) Å, β = 89.624(2)°, V = 1691.67(8) Å 3 (при 173 K), Z = 4, R 1 = 0.037 для 6471 независимого рефлекса. Кристаллическая структура гирвасита содержит три позиции Mg, две позиции Ca и одну позицию Na. Атомы Mg октаэдрически координированы атомами O и молекулами H 2O. Позиции Ca координированы восемью анионами, тогда как координационное число Na равно семи. Основу кристаллической структуры составляют гетерополиэдрические слои, образованные полимеризацией октаэдров Mg, тетраэдров PO 4 и групп CO 3. Слои состоят из фундаментальных блоков, образованных двумя Mg-октаэдрами, формирующими димерные комплексы, декорированные тремя тетраэдрами PO 4 и связанные с октаэдрами MgO 6, делящими ребро с карбонатными треугольниками. Фундаментальные блоки полимеризуются с образованием цепочек, вытянутых вдоль оси a . Цепочки, в свою очередь, связаны в гетерополиэдрические слои, заполненные катионами Ca 2+ и Na + и молекулами H 2O с образованием электронейтральных слоев, параллельных плоскости (001). Соседние слои связаны друг с другом посредством сложной системы водородных связей. Интересным аспектом структуры является бидентантная координация атома Mg2 группой CO 3. Валентный угол O14-Mg2-O16 сокращается от 90° (ожидаемая величина для правильного октаэдра) до 60.46°, тогда как угол O14-C-O16 сокращается от 120° до 115.92°. Гирвасит является наиболее структурно-сложным минералом среди известных на сегодняшний день природных фосфат-карбонатов. Его высокая структурная сложность является следствием сложного химического состава и высокой степени гидратации, что связано с образованием минерала при специфических геохимических и термодинамических условиях (низкотемпературные и низкобарические взаимодействия фосфатных растворов с первичными доломитовыми карбонатитами).
DOI: 10.15372/GiG20150109
|
