Файл: Магнитная и оптическая спектроскопия минералов и горных пород [сборник статей]..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
творе |5] и сходство спектра поглощения коричнево-красных
цирконов со |
спектром поглощения иона U3+ в кристаллах [3] |
и в водных |
растворах [4] свидетельствуют о присутствии |
ионов U3+ в коричневато-красных цирконах. Это косвенно подтверждается и тем, что спектр поглощения четырех валентного урана в красных цирконах не обнаружива ется, в то время как радиоактивность их обычно более высокая по сравнению с нормальными цирконами. Кроме то го, невысокое значение окислительно-восстановительного по тенциала пары U4+/U3+ = — 0,631 в в 1 М растворе НСЮ4
говорит о возможности перехода при определенных условиях урана в трехвалентное состояние.
Ион U3+ имеет электронную конфигурацию 5/ л и спектр поглощения должен состоять из серии полос. В коричневатокрасных цирконах при 77° К обнаружены следующие полосы поглощения 477, 496, 509, 544, 565, 599, 638, 700 нм. Эти по
лосы связаны с электронными переходами в ионе U3+ с уров
ней |
основного состояния |
4Ig/2 на уровни |
термов |
смешанных |
|||
конфигураций 5 /W , |
5 / 27s, |
of27p. Ширина |
полос |
обычно не |
|||
большая и не превышает 250 А. |
В области |
длин волн короче |
|||||
450 |
нм наблюдается |
сплошное |
поглощение. |
Прогрев образ |
|||
цов |
на воздухе при |
600° С |
в течение часа |
не |
уничтожает |
||
спектра поглощения |
и окраска |
образцов |
остается прежней. |
||||
В работе [11] утверждается, что красная окраска гиацин
тов обязана присутствию в цирконах ионов Рг3+ и Nb4H. На ши исследования не подтверждают эту точку зрения. В крас ных циркона* (гиацинтах) при комнатной температуре обна руживается широкая полоса ' поглощения, захватывающая фиолетовую, синюю, голубую и часть зеленой области спек тра. Наличие этой полосы и обусловливает красную окраску гиацинтов. При температуре 77° К в пределах этой полосы удалось выделить максимумы 408, 431, 504, 527 нм. Кроме этих полос в гиацинтах обнаруживаются и более слабые по лосы поглощения с максимумами 565, 577, 617, 685 нм. Все указанные полосы поглощения гиацинтов, по-видимому, обя заны шестивалентному урану изоморфно замещающему цир коний в структуре минерала. Но это утверждение требует уточнения.
Редкоземельные элементы. Редкоземельные элементы постоянно присутствуют в цирконах. Концентрация их здесь иногда достигает 3,5%. Преобладают элементы Y-подгруипы, которые наиболее близки по размерам к замещаемому ими цирконию.'Из трехвалентных ионов редких земель в спек трах поглощения цирконов проявляются Yb, Er, Dy и иногда Nd.
96
Иттербий имеет электронную конфигурацию 4 / ls и в спек тре поглощения циркона образует относительно слабую ши рокую линию с а = 975 нм, отвечающей электронному пере
ходу 2F 7/2— 2F5I2.
Эрбий в спектрах поглощения цирконов при 77° К образует три группы узких линий. Одна группа, состоящая из 4 —9
О
линий, располагается в области длин волн 5207—5282А ,
о
вторая группа из 1—4 линий — в области 5313—5400 А ,
О
а третья группа из 4-х линий — в области 6559—6600 А. Ука занные 3 группы линий отвечают электронным переходам в ноне Ег3+ с уровней основного состояния 4Iis/2 на уровни термов 2Н ц ;2 , 4S 3'2 и 4F d/2 соответственно.
Диспрозий в спектрах поглощения цирконов д а е т слабые линии 760, 803, 915, 983, 1107, 1297 нм, которые отвечают электронным переходам в ионе Dy3+ из основного состояния
ВН15'2 В |
СО СТО Я Н И Я |
BF3 2, F5/2, 6F 7/2, 6Hs;2, |
6'Н7;2, 6Hgf2 COOTBeT- |
|
ственно. |
|
|
|
|
Неодим |
в спектрах поглощения цирконов проявляется |
|||
редко. |
Это |
связано |
с незначительной |
концентрацией его в |
цирконах. Поэтому линии иона Nd3+ в спектрах цирконов являются слабыми и проявляются лишь при температуре
77° К. У неодима в цирконе обнаружена лишь одна группа
о
из 4-х линий в области 5775—5876.А, обладающая наиболь шей силой осцилляторов из всех линий иона Nd3+. Обнару женная группа линий отвечает электронному переходу в ионе
Nd3+ из основного состояния %/2 на уровни термов 2G7/2,
4G5/2-
Двухвалентные ионы редких земель обнаружены в крас ных цирконах — гиацинтах и представлены иттербием. Иттер бий, как показано в работе |1], обладает одним из самых
больших значений из всех редкоземельных элементов срод ства к электрону и поэтому в благоприятных условиях он может захватывая электрон переходить в двухвалентное со стояние. Такие условия, по-видимому, создаются в гиацин тах, которые как отмечает Пшибрам [9], обладают более вы сокой радиоактивностью в сравнении с нормальными цирко нами.
Ион Yb2+ в спектрах поглощения цирконов образует одну
о
интенсивную полосу с максимумом 3675 А, которая обязана электронному / — d переходу.
Заканчивая рассмотрение спектров поглощения цирконов, следует подчеркнуть, что все рассмотренные выше элементы в спектрах природных цирконов проявляются как по отдель
ности, так и группами, причем ионы |
разной валентности о д |
е - 3 6 5 . - 7 |
97 |
ного и того же элемента в спектрах поглощения совместно |
|||
не обнаруживаются. |
|
и раз |
|
Проведенные исследования показали, что богатство |
|||
нообразие спектров поглощения природных цирконов |
позво |
||
ляют считать их |
достаточно |
информативными. Это обстоя |
|
тельство может |
быть широко |
использовано при исследова |
|
ниях геологических объектов, в которых присутствует ми
нерал |
циркон. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
В. |
А. |
А р х а н г е л ь с к а я . |
Спектроскопия |
кристаллов. |
Изд-во |
|||||||||
, Наука", 1970. |
|
|
|
Введение |
в теорию поля |
лигандов. Изд-во |
|||||||||
2. |
К. |
Б а л ь х а у з е н . |
|||||||||||||
„Мир“, |
1964. |
|
X. |
|
Кар рас, |
Г. К ё т и т ц , |
|
Р. Л ем ан . |
Спек |
||||||
3. |
П. |
Гер л их, |
|
|
|||||||||||
троскопические |
свойства |
|
активированных |
лазерных |
|
кристаллов. Изд-во |
|||||||||
»Наука |
1966. |
Е л ь я ш е в и ч . |
Спектры редких земель. М., 1953. |
|
|
||||||||||
4. |
М. |
А. |
|
|
|||||||||||
5. |
Ф. |
К оттон , |
Дж. |
У и л к и н со н . |
Современная |
неорганическая |
|||||||||
химия. Изд-во „Мир", 1969. |
|
|
|
|
телах. |
Изд-во ИЛ, |
|||||||||
6. |
В. |
Л о у. Парамагнитный резонанс в твердых |
|
||||||||||||
1962. |
Д. |
А. |
М и н е е в . |
|
Лантанойды в минералах. |
М., Изд-во „Недра", |
|||||||||
7. |
|
||||||||||||||
1969. |
А. |
С. П о в а р е н н ы х . |
Кристаллохимическая |
классификация |
ми |
||||||||||
8. |
|||||||||||||||
неральных видов. Киев, Изд-во „Наукова думка", 1966. |
|
|
|
|
|
||||||||||
9. |
К. |
П ши брам. |
Окраска и люминесценция минералов. Изд-во ИЛ, |
||||||||||||
1959. |
L. |
Н. |
A h re n s . |
Geochem. et |
Cosmochim. Acta, 2, |
155, |
(1952). |
|
|||||||
10. |
|
||||||||||||||
11. |
P. |
E. |
F i e l d i n g . |
Amer. Mineral., Vol. 55, N |
|
3—4, |
1970. |
|
155, |
||||||
12. |
I. |
R ich man, |
P. |
К i s 1 i u k, |
E. |
Y. W ong. — Phys. |
Rev., |
||||||||
262 (1967).
М. А. УРАСИН
ОСОБЕННОСТИ ХИМИЗМА БИОТИТОВ ИЗВЕРЖЕННЫХ ГОРНЫХ ПОРОД
В настоящее время в литературе опубликовано значи тельное количество химических анализов биотитов и начаты работы по их систематизации и изучению особенностей хи мизма биотитов различного генезиса. Особенно большое количество работ посвящено слюдам метаморфических пород [1, 4, 9, 15, 17, 20]. В настоящей статье делается попытка выявить химические особенности биотитов изверженных горных пород. Для этого по литературным данным [2, 3, 5, 6, 8 , 10, 11, 14, 16, 18—29] было подобрано значительное
количество химических анализов биотитов из габбро и дио ритов, кварцевых диоритов, гранодиоритов, биотитовых и двуслюдяных гранитов, сиенитов и прослежено поведение составов биотитов по этим типам.
Кроме анализа данных по типам пород большой интерес
представляет изучение поведения состава биотита |
по от |
||
дельным массивам, комплексам и регионам. |
Совмещение |
||
этих двух подходов может дать значительную |
информацию |
||
о закономерностях изменения состава биотита в |
.зависи |
||
мости от условий его образований. |
|
|
|
Большая часть вычислений, |
необходимых для |
обобщения |
|
и анализа имеющихся данных |
(получение средних |
и стан |
|
дартов содержаний породообразующих окислов, а также
нахождение парных коэффициентов |
корреляции), была про |
||
ведена на ЭВМ яМинск-22“ по |
программе, |
составленной |
|
Н. Н. Поплавским. |
|
|
|
Химический состав |
биотитов из |
различных типов извер. |
|
женных горных пород |
отличается |
большим |
разнообразием |
Однако уже при простом рассмотрении средних (х ) и стан дартов (s) содержаний породообразующих ркислов в био титах (таблица 1) можно заметить ряд закономерностей.
Видно, что на состав биотитов большое влияние оказы вает кислотность и щелочность породы. При повышении кислотности (от габбро к гранитам и от нефелиновых сие нитов к гранитам) происходит закономерное уменьшение
7* |
99 |