КРИСТАЛЛОГРАФИЯ, 2004, том 49, № 6, с. 1073-1079
СТРУКТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
УДК 548.736.6
СЛОЖНЫЕ (НЕСТАНДАРТНЫЕ) ШЕСТИСЛОЙНЫЕ ПОЛИТИПЫ ЛИЗАРДИТА И ИХ ПРОЯВЛЕНИЕ В ЭЛЕКТРОНОГРАММАХ
ОТ ТЕКСТУР
© 2004 г. А. П. Жухлистов, Н. Н. Зинчук*, Д. Д. Котельников*
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН, Москва
E-mail: anzhu@igem.ru
*АК "АЛРОСА" Якутское научно-исследовательское предприятие ЦНИГРИ, Мирный,
Республика Саха, Якутия Поступила в редакцию 4.11.2003 г.
По электронограммам от текстур идентифицирована ассоциация простых (1Г и 3R) и двух сложных (нестандартных) ортогональных политипов серпентинового минерала лизардита из кимберлитов трубки Катока (Западная Африка). С использованием политипного анализа диагностированы шес-тислойный политип с упорядоченным наложением одинаково ориентированных слоев (символы 323234343g3g или ++—00), относящийся к структурной группе A, а также трехслойный (символы 336 или I,I,II) или шестислойный политип (336366 или I,I,II,I,II,II) с чередованием противоположно ориентированных слоев и полубеспорядочной структурой.
ВВЕДЕНИЕ
Серпентиновые минералы построены из триок-таэдрических двухэтажных 1 : 1 слоев OT, состоящих из октаэдрической (O) и тетраэдрической (Т) сеток. Политипное разнообразие серпентинов определяется особенностями взаимного расположения слоев. При выводе теоретически возможных политипов серпентинов в [1, 2] для описания структур были использованы внутрислоевые смещения 5 между смежными сетками О и 7 и межслоевые смещения г между последовательными сетками смежных слоев. В ортогональной системе координат а, Ь = 1 : 1 слой может иметь шесть азимутальных ориентировок 5 (г = 1, 2, .. .6), которые определяются величинами смещений тетраэдричес-кой сетки относительно октаэдрической при ориентировке оси слоя аг параллельно оси а структуры. Серпентиновые минералы построены из слоев в двух противоположных ориентировках 53 и 56 с компонентами вдоль осей а и Ь, равными [1/3, 0] и [-1/3, 0]. Смещения гк между последовательными сетками Т-О смежных слоев имеют девять значений: шесть гк = 5 при к = г (с разной четностью к и индекса г последующего слоя) и три дополнительных: г0 = [0, 0], г+ = [0, 1/3] и г_ = [0, -1/3]. Последовательность сеток и слоев в структурах серпен-тиновых минералов описывается последовательностью символов гк (или кратко гк). С соблюдением условия однородности, означающим эквивалентность взаимного расположения каждой пары смежных слоев и перехода от предыдущего к последующему слою, возможны 12 серпентино-
вых политипов, которые подразделяются на четыре группы, обозначенные буквами А (структуры 17, 27, 3Я), В (1М, 2М1, 37), С (2О, 2М2, 6Н), В (2НХ, 2Н2, 6Я). В структурах групп А и В слои одинаково ориентированы, а в С и В - чередуются противоположно ориентированные слои. Структуры, относящиеся к этим группам, имеют одинаковые проекции на плоскость ас, а их дифракционные картины характеризуются рефлексами Н01 и Ш с к = 3п.
Для описания серпентиновых политипов в [3] использованы две возможные системы позиций, которые занимают катионы в октаэдрических сетках, обозначенных I и II (эквивалентных двум азимутальным ориентировкам слоев), и межслоевые смещения, отсчитываемые между тетраэдричес-кими сетками Т-Т смежных слоев, равными г + 5. Серпентиновые политипы также подразделены на четыре группы (А, В, С, В). В группах А и В межслоевые сдвиги равны ±а/3 вдоль трех псевдогексагональных осей а. Структуры групп С и В характеризуются смещениями 0 или ±Ь/3 (кратко обозначаемых 0, +, -), которые не смешиваются в одной структуре (чередоваться могут только + и -). Группам А, В, С, В [1, 2] соответствуют группы С, А, В, В [3].
Кроме отмеченных 12 серпентиновых простых (стандартных) политипов существуют сложные (нестандартные) периодические структуры, которые не подчиняются ограничениям, наложенным при выводе простых политипов. Число теоретически возможных сложных политипов возрастает с увеличением числа слоев на период повторяемости и, например, в случае одинаковой ориентировки слоев составляет 4, 5, 20, 44, 104 и
Таблица 1. Химический состав кимберлитовой брекчии
Компоненты Мае. %
8102 37.21
Т102 0.98
М2О3 1.93
Ре203 8.66
БеО 1.61
МпО 0.15
Mg0 30.27
СаО 3.03
№20 0.02
К2О 0.12
Р205 0.17
СО2 2.99
Н2О+ 10.63
Н2О- 2.42
Сумма 100.19
253 при периодах соответственно 3, 4, 5, 6, 7 и 8 слоев [4].
В природных образцах серпентинов до сих пор идентифицировано относительно небольшое число сложных политипов. Примечательно, что за исключением одного сообщения о сложном политипе, в котором слои имеют смещения вдоль осей а и Ь [5], для всех остальных известных сложных политипов характерны сочетания межслоевых смещений Ь/3 и —Ь/3 (но по более сложному закону, чем простое чередование +—+—) или 0 и ±Ь/3 при чередовании в их структурах в том или ином порядке слоев с противоположной ориентировкой. Наибольшее распространение имеет сложный шестислойный политип 6Я2, в структуре которого последовательность межслоевых смещений 0-0-0- сочетается с противоположной ориентировкой смежных слоев I и II, что свойственно группе Б. Этот политип идентифицирован для амезита [6-9] и кронштедтита [10, 11]. Другой сложный шестислойный политип со смешанными смещениями 0 и ±Ь/3 и противоположной ориентировкой смежных слоев установлен для серпентина (полигонального хризотил-асбеста) из Ун-ста [12]. Для этого серпентина была предложена модель -+-+00, которая дала лучшее совпадение дифракционных характеристик, рассчитанных для 24 теоретически возможных моделей, с экспериментальными рентгенографическими интен-сивностями рефлексов с к Ф 3п. Позже методом электронной микроскопии высокого разрешения было показано, что полигональный серпентин
типа Унста представлен смесью политипов 6Я2 и 2Н2 [13]. Уникальное сочетание простых и сложных политипов идентифицировано для пластинчатого серпентина (Сг-лизардита) по картинам дифракции электронов от выбранного участка [4, 13]. В [13] наряду с преобладающими простыми политипами 2Т, 2НЪ 2Н2, 6Я1 и сложным 6Я2 впервые установлены упорядоченная трехслойная структура 00- с чередованием слоев 1,1,11, упорядоченные четырехслойные структуры 0-0+, 000-,----+ и 0---с чередованием слоев 1,11, a также полубеспорядочные структуры с чередованием противоположно ориентированных слоев -I,I,II,I,I,П,П,I,I,I,П,I,П,I,П,I,П,П,П,I,I,I,I,П,I,II,I,П,I и
ццдщд.
В этих условиях особый интерес приобретает факт обнаружения необычной ассоциации простых (1Т и 3Я) и двух сложных шестислойных ортогональных политипов лизардита, идентифицированных по электронограммам от текстур. В статье рассмотрены дифракционные особенности, явившиеся показателем присутствия этих политипов, и дается их интерпретация.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
При электронографическом изучении лизар-дитов из кимберлитов трубки Катока (Западная Африка) [14, 15] для большинства образцов установлены структурные вариации от трехмерно упорядоченного политипа 1Т (в сочетании с примесью структуры типа Б) до полубеспорядочных структур типа А. Электронограммама от текстуры для одного образца лизардита из кимберлитовой брекчии (скважина 0432, глубина 124 м, фракция <0.001 мм) привлекла внимание необычным распределением интенсивностей рефлексов 021, 111 на первом эллипсе (индексы здесь и далее по тексту приведены для ортогонального базиса с
а = Ь/л/3). Рентгендифрактометический порошковый анализ показал, что образец состоит в основном из лизардита с полубеспорядочной структурой типа А и небольшой примеси сапонита, флогопита и кальцита. По данным химического анализа образца (табл. 1) и с учетом небольшого содержания CaO, №2О, K2O и СО2, связанного с присутствием отмеченных примесей минералов, в расчете на девять атомов кислорода для лизардита получена кристаллохимическая формула
(М^.37^е0.07^е0.04А10.08Т^0.04Мп0.01)2.91(^1.96А10.04)2.00 '
■ 05.27(0Н)3.73. Здесь по сравнению с идеальной формулой MgзSi2O5(OH)4 наблюдается повышенное содержание катионов Ре3+ в октаэдрической сетке серпентинового слоя и, как следствие незначительного замещения Si на А1 в тетраэдрах, замена части (ОН)1- на О2-.
Таблица 2. Последовательность рефлексов 02/, 11/ на первом эллипсе электронограмм от текстур простых 1Т, 3Я и сложных шестислойных ортогональных политипов (из табл. 4) лизардита
/6 dhkl ^отн Значения HF I2hkl рефлексов 02/, 11/
1T 3R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
0 4.622 | СИЛ. 861 0 72 72 72 0 72 287 215 215 0 72 215 215 72 502 215 287
1 4.597 71 71 71 107 178 214 71 107 71 214 178 71 178 286 71 286 214
2 4.522 ср. СЛ. 421 211 70 281 176 105 70 70 105 211 211 176 211 105 70 70 0 70
3 4.405 СЛ. 273 478 68 205 273 204 273 205 68 0 68 68 68 68 68 68 0
4 4.256 Ср. СЛ. 395 198 66 263 165 99 65 66 99 198 198 165 198 99 66 66 0 66
5 4.085 о. СЛ. 63 63 63 94 157 188 63 94 63 188 157 63 157 251 63 251 188
6 3.901 Ср. 710 0 59 59 59 0 59 237 178 178 0 59 178 178 59 414 178 237
7 3.713 о. СЛ. 55 55 55 82 138 165 55 83 55 165 138 55 138 220 55 220 165
8 3.526 Ср. СЛ. 303 151 51 202 126 76 50 50 76 152 152 126 152 76 51 51 0 51
9 3.345 о. СЛ. 183 321 46 138 184 137 184 138 46 0 46 46 46 46 46 46 0
10 3.172 СЛ. Ср. 245 123 41 163 102 61 41 41 61 123 123 102 123 61 41 41 0 41
11 3.010 о. СЛ. 36 36 36 53 90 107 36 54 36 108 90 36 90 144 36 144 108
12 2.857 Ср. СЛ. 372 0 31 31 31 0 31 124 93 93 0 31 93 93 31 217 93 124
13 2.715 27 27 27 40 66 79 27 40 27 79 66 27 66 106 27 106 79
14 2.584 134 67 22 90 56 34 22 22 34 67 67 56 67 34 22 22 0 22
15 2.461 75 131 19 56 75 56 75 56 19 0 19 19 19 19 19 19 0
16 2.348 94 47 16 63 39 24 16 16 24 47 47 39 47 24 16 16 0 16
17 2.243 13 13 13 20 33 39 13 20 13 40 33 13 33 53 13 53 40
18 2.146 132 0 11 11 11 0 11 44 33 33 0 11 33 33 11 77 33 44
Электронограмма от текстуры данного образца лизардита на первом эллипсе содержала достаточно четко выраженные рефлексы 021, 111, отвечающие трехслойной ортогональной ячейке. Между этими рефлексами располагались очень слабые отражения, соответствующ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.