Главная – Журналы – Геология и геофизика 2023 номер 8

Минералы семейства полевого шпата слагают до 60 % объема земной коры. Исследование стабильности полевых шпатов в экстремальных условиях (при высоких давлениях и/или температурах) позволяет лучше понять многие процессы, происходящие при ее погружении в процессах субдукции и коллизии. В работе приведены новые данные о высокотемпературном поведении парацельзиана (по результатам высокотемпературной порошковой рентгеновской дифракции) и проведен сравнительный анализ поведения минералов семейства полевых шпатов с топологией парацельзиана (ПШТП) (7 минералов: 3 боросиликата, 2 алюмосиликата, 2 бериллофосфата) при изменении температуры и давления. Высокотемпературные исследования пяти минералов ПШТП (данбурит, малеевит, пековит, парацельзиан, слаусонит) показали, что все они стабильны до 800 °C и выше. При этом лишь парацельзиан претерпевает полиморфный переход (при 930 °C), в то время как остальные минералы разлагаются или аморфизуются. Структурные деформации этих минералов показывают разную степень анизотропии при нагреве, однако среднее объемное термическое расширение одинаково для всех них (α_V = 23 · 10^-6 °C^-1). Высокобарические исследования шести минералов ПШТП (данбурит, малеевит, пековит, парацельзиан, слаусонит, херлбатит) показали, что при сжатии они претерпевают фазовые переходы с постепенным увеличением координационного числа каркасообразующих катионов (от 4 до 5-6). Формирование необычных структурных единиц (например, пятикоординированных полиэдров) может оказывать влияние на концентрирование и процессы транспортировки элементов, что нужно учитывать при интерпретации геохимических и геофизических данных. Исследования показали, что диапазон стабильности кристаллической структуры исследованных минералов при высоких давлениях сильно зависит от химического состава каркаса: алюмосиликаты наименее стабильны и претерпевают фазовые переходы при давлениях ниже 6 ГПа; боросиликаты сохраняют свою исходную структуру до ~20 ГПа; бериллофосфаты не претерпевают фазовых превращений до 75 ГПа. Показано, что путь преобразования изоструктурных соединений зависит как от каркасообразующих, так и внекаркасных катионов, что вызывает сложности с предсказанием их поведения в экстремальных условиях.