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: 62
Скачиваний: 0
Химические составы биотитов из пород различных мас сивов, комплексов и регионов, видимо, значительно отли чаются друг от друга. Так, данные обработки выборки из 27 анализов биотитов [12, 13] из гранитоидов осевой части Приполярного Урала показывают, что их средний состав (табл. 4) отличается от состава биотита из гранитов мень шим содержанием окислов титана, магния, натрия и калия большим — окисного и закисного железа, окиси кальция.
Особенно заметно это отличие, вызванное, видимо, спе цификой химизма региона в целом, при рассмотрении кор реляционных связей. Сохранились лишь сильные изоморф
ные и |
парагенетическйе |
связи |
Fe+2 — Mg |
( r = — 0,801 |
при |
||||||
r955,_25= |
0,381), |
Al!— Fe+3(r = |
— 0,661), Si - |
К (r = 0 ,3 9 4 ). |
В то |
||||||
же |
время |
появились |
такие |
не характерные связи, |
как |
||||||
Si - |
Ti (г = |
+ |
0,527), Mg - |
К (г |
+ 0,379), T i - |
Са (г +0,702), |
|||||
Ti — Fe +3 (г = |
— 0,462), |
Ti — Mn (г — — 0,484). |
Последние |
две |
|||||||
связи, |
видимо, обусловлены |
изоморфизмом. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
Si02 |
|
35,78 |
1,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
TiO„ |
|
• 2,76 |
0,97 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Al,63 |
|
16,30 |
2,10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe20 3 |
|
6,72 |
4,57 |
|
|
|
|
|
|
|
|
FeO |
|
19,03 |
2,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
MnO |
|
0,44 |
0,21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
MgO |
. |
6,44 |
2,62 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CaO |
1,73 |
1,01 |
|
|
|
||
|
|
|
|
NasO |
|
0,38 |
0,70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
K20 |
|
7,34 |
1,29 |
|
|
|
|
Таким образом, в результате статистической обработки химических анализов биотитов выявился ряд закономерно стей:
1. Состав биотитов зависит от кислотности и щелоч ности породы, причем железистость и щелочность биоти тов повышается с щелочностью породы, а кислотность уменьшается. Глиноземистость биотита зависит от кислот
ности породы. |
связями окислов в |
био |
||
2. |
Наряду с корреляционными |
|||
тите, |
вызванными изоморфизмом, |
существуют |
парагене- |
|
тические связи. |
|
|
|
|
3. |
Корреляционным анализом подтверждается изоморфизм |
|||
по схемам Fe +2 — Mg, Са — К, Ti — Al, А1 — Fe+3, |
(Al, |
Ti, |
||
Fe"''3) — (Mg, Fe). |
|
|
|
|
105
4. |
|
|
Химический состав биотитов из различных регионо |
||||||||||||||||
имеет свои специфические |
черты, наиболее четко проявляе |
||||||||||||||||||
мые при анализе корреляционных |
связен. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1. |
Л. |
П. |
|
Б о н д а р е н к о , |
В. |
Д. |
Д а г е л а й с к и й . |
Геология и |
|||||||||||
метаморфизм |
пород архея |
центральной |
части |
Кольского |
полуострова. |
||||||||||||||
Л., изд-во .Наука", 1968. |
В. |
|
И. |
К о в а л е н к о , |
Н. |
В. |
В о л к о в а , |
||||||||||||
2. |
С. |
Б. |
|
Бра ндт , |
|
||||||||||||||
П. Г1. К ри ве нцо в . — Изв. |
АН СССР. Серия геологии., № 1, |
1967. |
|||||||||||||||||
3. |
В. Б. |
В а с и л е н к о , |
В. |
П. |
Л и т в и н о в . — «Геология |
и |
геофи |
||||||||||||
зика", |
1970, Mi 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
4. |
Д. А. |
В е л и к о с л а в н н с к и й. Химический состав биотитов как |
|||||||||||||||||
показатель степени и типа |
регионального |
метаморфизма. — В |
сб.: |
.Гео |
|||||||||||||||
логия докембрия*. Л., изд-во „Недра*, 1968. |
вулканологии |
СО АН СССР. |
|||||||||||||||||
5. |
О. Н. |
Во лыне ц . |
-Тр. |
Института |
|||||||||||||||
Вып. 25, |
1967. |
|
|
„Геология и |
геофизика", |
1970, |
№ 7. |
|
|
|
|||||||||
6. |
В о р о н ц о в . - |
|
|
|
|||||||||||||||
7. |
У. |
А. |
Д и р, Р. |
А. |
Хаун, |
Д ж. |
Зус ма н. |
Породообразующие |
|||||||||||
минералы, т. 3, изд-во „Мир". |
1966. |
|
|
|
Р. П. М о и с е е в а . —-„Гео |
||||||||||||||
8. Л. В. Д ми т р и е в , |
Р. П. Котина , |
||||||||||||||||||
химия*, 1962, № 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1970, № 3. |
|
||||||||
9. |
В. В. З а к р у т к и н . — Геология и геофизика', |
|
|||||||||||||||||
10. Н. Е. |
За л а шк о в а , |
Л. Ф. |
Сырицо . |
Эволюция химизма слюд |
|||||||||||||||
в процессе |
послемагматического |
метасоматиза |
в |
гранитах. — В сб.: |
Про |
||||||||||||||
блемы метасоматизма, Л., изд-во |
„Недра", |
1969. |
геол., № |
|
1970. |
|
|||||||||||||
11. |
В. С. Ив а но в . — Изв. АН СССР. Серия |
|
|
||||||||||||||||
12. |
Е. |
П. |
Ка линин, Б. |
|
А. Г олдин . — Тр. Института |
геологии. |
|||||||||||||
Коми филиала АН СССР. Вып. 7, 1967. |
В и г о р о в а, |
К. А. |
В ы с о ц |
||||||||||||||||
13. |
|
С. |
Г. |
|
Ка р а ч е н ц е в , |
В. |
Г. |
||||||||||||
кий, |
М. А. |
У расин, |
Э. Л. |
|
Э р в ь е. — В |
сб.: „Вопросы |
|
петрологии |
|||||||||||
гранитоидов Урала*. Свердловск. 1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
14. |
В. И. Ко в а л е нк о , |
Э. И. П о п о л и т о в. Петрология и геохимия |
|||||||||||||||||
редких элементов щелочных и гранитных |
пород |
Северо-Восточной Тувы. |
|||||||||||||||||
М., изд-во |
„Наука*, 1970. |
|
|
Метаморфизм, гранитизация и постмагма- |
|||||||||||||||
15. |
С. П. Ко р и к о в с к и й . |
|
|||||||||||||||||
тические |
процессы в |
докембрии |
Удокано-СтановОй |
зоны. |
М., |
изд-во |
|||||||||||||
„Недра", |
1967. |
|
|
Статистический |
анализ |
и парагенетические типы |
|||||||||||||
16. |
Е. А. Ко с т ю к. |
||||||||||||||||||
амфиболов метаморфических пород. М.. изд-во „Наука", 1970. |
|
|
|
||||||||||||||||
17. |
В. И. Л е б е д е в . Гранаты и биотиты |
пород ладожской формации |
|||||||||||||||||
и их петрологическое значение.— В сб: |
Вопросы магматизма |
и мегамор |
|||||||||||||||||
физма, т. 2, изд-во ЛГУ, 1964. |
|
|
|
сб. Львовск. университета. Т. 20. |
|||||||||||||||
18. |
В. А. |
Л и т в и н о в . |
Минералог, |
||||||||||||||||
Вып. 1. |
1966. |
Л о б а ч - Ж у ч е н к о, |
Н. И. |
Яс к е в ич . — Изв. АН СССР. |
|||||||||||||||
19. |
С. Б. |
||||||||||||||||||
Серия |
геология., № б, 1966. |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
Серия |
|||||
20. |
А. А. Ма р а куш ев, |
И. А. Т а р а р и и. — Изв. АН СССР. |
|||||||||||||||||
геология., |
№ 3, |
1965. |
|
|
|
|
|
|
СССР. Серия |
геология., № 7, |
|||||||||
21. А. |
А. |
Ма р а к vine в. — Изв. АН |
|||||||||||||||||
1966. |
|
А. |
А. |
Ма р а куш ев, |
И. |
А. Та р а р ин , |
Б. |
Л. |
Ва лища х . |
||||||||||
22. |
|
||||||||||||||||||
Минеральные фации кислотности-щелочности гранитоидов бедных каль
цием. |
В сб.: |
Минералогические фации гранитоидов и |
их рудоносность. |
М., изд-во „Наука", 1966. |
минералов. М., |
||
23. Л. Л. |
Пер чу к. Равновесия породообразующих |
||
Изд-во |
„Наука*, 1970. |
|
|
106
24. |
А. П. Пр о т ч е н к о , |
В. Г1. |
К у ц. — Геолопчнж ж, |
т. 22. Вып. 6 |
||||||
1962. |
И. С. С е д о в а , |
Г. |
Г. |
Дук. — Записки ВМО, |
т. 99, вып. 4, 1970. |
|||||
25. |
||||||||||
26. |
Н. Г. С у д о в и к о в, |
В. А. |
Г л е б о в и ц к и й, |
Г. М. Д р у г о в а, |
||||||
М. Д. |
Крыло ва , |
А. И. |
Не е л о в , |
И. С. С е д о в а . Геология и петро |
||||||
логия |
южного обрамления |
Алданского щита. М., |
изд-во |
.Наука', 1965. |
||||||
27. |
Г. Б. Ф е р ш т а т е р, |
И. Н. Б у ш л я к о в, |
И. С. Б о р о д и н а . — |
|||||||
Геохимия, № 9, 1970. |
|
Е. И. |
Б а р т н и ц к и й , |
В. |
И. |
О р е а . — Изв. |
||||
28. |
Н. П. Ще рба к , |
|
||||||||
АН СССР. Серия геология. № |
II, |
1966. |
|
|
Госстатиздат, |
|||||
29. |
Я- Я к ко. |
Математико-статистические таблицы. М., |
||||||||
1961. |
F. G. W. Dodge, |
V. С. Smi t h, R. Е. Ma y s — J. of Petrology 10. |
||||||||
30. |
||||||||||
N 2. 1969.
с. и. и зю м ск ий
О ВЫЧИСЛЕНИИ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗАРЯДОВ АТОМОВ В МИНЕРАЛАХ
Для интерпретации оптических и некоторых других свойств минералов часто требуется знать эффективные заряды: составляющих атомов. Известны различные методы их опре деления в разных соединениях [1, 2 и др.]. Многие методы
для заряда одного ато^а в соединении иногда дают столь отличающиеся между собой значения, что результаты прак тически не могут быть использованы для решения конкрет ных задач. Поэтому новые методы определения эффективных зарядов следует не только приветствовать, но и в<:емерно содействовать их рассмотрению, проверке и развитию. Таким является метод определения эффективных зарядов атомов в кристаллах, предложенный В. А. Тимесковым [3]. Он отра жает еще одну точку зрения на возникновение эффективных зарядов в атомах соединений. Однако отсутствие его теоре
тического |
обоснования требует детальной проверки основных |
||
положений. |
|
|
|
Начиная вычисления эффективного заряда для простейшего |
|||
кристалла |
типа А, — BVI1 (NaCl) со |
структурного |
мотива, |
В. А. Тимесков подчеркнул перспективность метода, |
которая |
||
в этом отношении, к сожалению, |
не оправдалась. |
Метод |
|
расчета может быть разделен на следующие этапы вычисле ния: 1) количества электронов, приходящихся на 1 коорди национную связь, 2) энергии притяжения валентных электро
нов атомом А и атомом В по одной линии связи, 3) степени во*здействия каждого атома А и В на эти электроны по линии связи, 4) суммы долей атомов А и В за обладание связевыми электронами, 5) долей связевых электронов, притягиваемых каждым атомом А и В по линии одной связи, 6) общего
количества валентных электронов, удерживаемых каждым: атомом А и В по отдельности, 7) эффективных зарядов атомов А и В.
О'бозначим через — координационное число, ZA и ZB—
формальный заряд ионов при удалении всех валентных элек тронов у атомов А и В, — сумма ZA -VZB , / л и 1В—
108
потенциалы ионизации |
атомов |
А |
и |
В |
|
соответственно, |
||
£ /л и 2/д — сумма потенциалов |
ионизации |
всех |
валентных |
|||||
электронов атомов А и В, |
И/д в — сумма |
/д -f У/й , |
~А и св — |
|||||
доли электронов связи, удерживаемые |
атомом .4 и атомом В , |
|||||||
Z* и Z * — эффективные заряды атомов |
А и б в соединении: |
|||||||
Первый этап вычислений |
по |
[За| |
в |
указанных |
обозначе |
|||
ниях может быть представлен как ZА: k + |
ZB : k = I.ZA B '-k~ |
|||||||
= 1,333 e. Следующий этап IA: k = 0,86 эв |
и ЕУВ : k = 68,27 эв. |
|||||||
Отсюда следует, что атом |
хлора |
действует на |
связевые |
|||||
электроны в (Е/в : k): (IA : k) = |
Е/в : JA= |
409,61 |
эв : 5,14 |
эв = 79,69 |
||||
раз сильнее чем атом.натрия. Поэтому суммарное количество
долей |
воздействия |
атомов |
А и б |
на |
связевые электроны |
будет определяться одной долей атома |
натрия и 79.69 долей |
||||
атома |
хлора. Это можно записать |
в виде |
|||
|
Е/в '■Iа 4- |
1 = |
в ■/д-= |
80,69 долей. |
|
Следует отметить, что этот четвертый этап совершенно не отражен в предложенном методе, что повлекло за собой дополнительную ошибку около 1%. Для валентных электро нов, притягиваемых по линии связи атомом А , будем иметь:
( в : * ) : (^ .4 . в : Л ) = ( ^ л . в ' О - <S / a . в •А) == 0 ,0 1 6 е,
а для атома б — (EZ4 Й-Е/В) : (Е/д й-£) = (409,61 -8): (414,75-3) =
= 1,317 е.
Умножая эти выражения на координационное число (!?), получаем доли удерживаемых атомом валентных электронов
на всех |
его |
линиях |
связи первой |
координационной |
сферы: |
|||||||
|
|
А , В 1А к |
Т 2ZА , S |
|
|
|
|
|||||
|
Од= |
У\7 |
. / |
. |
Ь |
1д• |
|
|
0,10 и аналогично |
|
|
|
|
--------------- = |
|
|
|
|
|||||||
|
A |
vr |
. ь |
|
А |
2/Л. в |
|
|
|
|
||
|
|
|
М. В |
к |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
°B = |
|
S Z л, в - 7,89. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
EV 3/л. в |
|
|
|
|
|||
Откуда |
доля отданных атомом |
А электронов будет |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Z, |
|
- Z л, в |
0 .90', |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
‘А |
2/.4. В |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
а присоединенных к атому В: |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Z* = Z B- S |
/ - . ^ |
^ = |
0,89- |
|
, |
(I) |
||||
вв в *1а. в
Из этих формул следует, что рассчитанный по предло женному методу эффективный заряд не зависит от коорди национного числа и кристаллической структуры соединения.
109