Развитие кристаллохимии новых фумарольных минералов, открытых в 2014–2024 гг., и их синтетических аналогов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты исследования новых безводных минералов, открытых авторским коллективом на фумаролах вулкана Толбачик (Камчатка) в последнее десятилетие. Рассмотрены условия синтеза аналогов фумарольных минералов и особенности их кристаллохимии. Основное внимание уделено минералам, содержащим сульфатный или ванадатный анион, открытие которых дало начало большим семействам неорганических соединений и материалов с богатой и интересной кристаллохимией. Отдельный раздел посвящен прогрессу в области терморентгенографии эксгаляционных минералов. Описаны несколько необычных топотактических переходов кристалл-в-кристалл, впервые обнаруженных в монокристаллах вергасоваита и алеутита.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. И. Сийдра

Санкт-Петербургский государственный университет; Кольский научный центр РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: o.siidra@spbu.ru

Институт наук о Земле

Россия, Санкт-Петербург; Апатиты

Е. В. Назарчук

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: o.siidra@spbu.ru

Институт наук о Земле

Россия, Санкт-Петербург

А. С. Борисов

Кильский университет

Email: o.siidra@spbu.ru

Институт наук о Земле

Германия, Киль

В. А. Гинга

Университет Лейпцига

Email: o.siidra@spbu.ru

Институт физики твердого тела

Германия, Лейпциг

Д. О. Некрасова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: o.siidra@spbu.ru

Институт наук о Земле

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Главатских С.Ф., Набоко С.И. Постэруптивный метасоматоз и рудообразование. М.: Наука, 1983. 185 с.
  2. Федотов С.А. Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка 1975–1976. М.: Наука, 1984. 637 с.
  3. Belousov A., Belousova M., Edwards B. et al. // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2015. V. 307. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2015.06.013
  4. Вергасова Л.П., Филатов С.К. // Вулканология и сейсмология. 2012. № 5. С. 3.
  5. Вергасова Л.П., Филатов С.К. // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3.
  6. Кривовичев С.В., Филатов С.К., Семенова Т.Ф. // Успехи химии. 1998. Т. 67. С. 155.
  7. Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В. и др. // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. С. 826. https://doi.org/10.15372/GiG2019167
  8. Pekov I.V., Koshlyakova N.N., Zubkova N.V. et al. // Eur. J. Mineral. 2018. V. 30. P. 305. https://doi.org/10.1127/ejm/2018/0030-2718
  9. Iveson A.A., Humphreys M.C.S., Jenner F.E. et al. // J. Petrol. 2022. V. 63. P. egac087. https://doi.org/10.1093/petrology/egac087
  10. Borisov A.S., Siidra O.I., Vlasenko N.S. // Chemie der Erde – Geochem. 2024. V. 84. P. 126179. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2024.126179
  11. Филатов С.К., Вергасова Л.П. // Мінералогічний журн. 1983. Т. 3. С. 84.
  12. Филатов С.K. Высокотемпературная кристаллохимия. Теория, методы и результаты исследований. Л.: Недра, 1990. 288 с.
  13. Домнина М.И., Филатов С.К., Зюзюкина И.И., Вергасова Л.П. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1986. Т. 22. С. 1992.
  14. Krivovichev S.V., Mentré O., Siidra O.I. et al. // Chem. Rev. 2013. V. 113. P. 6459. https://doi.org/10.1021/cr3004696
  15. Rousochatzakis I., Richter J., Zinke R., Tsirlin A.A. // Phys. Rev. B. 2015. V. 91. P. 024416. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.024416
  16. Fujihala M., Koorikawa H., Mitsuda S. et al. // J. Phys. Soc. Jpn. 2015. V. 84. P. 073702. https://doi.org/10.7566/JPSJ.84.073702
  17. Inosov D.S. // Adv. Phys. 2018. V. 67. P. 149. https://doi.org/10.1080/00018732.2018.1571986
  18. Pomjakushin V., Podlesnyak A., Furrer A., Pomjakushina E. // Phys. Rev. B. 2024. V. 109. P. 144409. https://doi.org/10.1103/physrevb.109.144409
  19. Vasiliev A., Volkova O., Zvereva E., Markina M. // npj Quant. Mater. 2018. V. 3. P. 18. https://doi.org/10.1038/s41535-018-0090-7
  20. Singh S., Neveu A., Jayanthi K. et al. // Dalton Trans. 2022. V. 51. P. 11169. https://doi.org/10.1039/D2DT01830F
  21. Gao Y., Zhang H., Liu X.-H. et al. // Adv. Energy Mater. 2021. V. 11. P. 2101751. https://doi.org/10.1002/aenm.202101751
  22. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Zaitsev A.N., Vlasenko N.S. // Mineral. Mag. 2020. V. 84. P. 283. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.69
  23. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Agakhanov A.A. et al. // Mineral. Petrol. 2018. V. 112. P. 123. https://doi.org/10.1007/s00710-017-0520-4
  24. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Zaitsev A.N., Shilovskikh V.V. // Mineral. Mag. 2019. V. 84. P. 153. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.68
  25. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Lukina E.A. et al. // Mineral. Mag. 2018. V. 82. P. 1079. https://doi.org/10.1180/minmag.2017.081.084
  26. Borisov A.S., Charkin D.O., Zagidullin K.A. et al. // Acta Cryst. В. 2022. V. 78. P. 499. https://doi.org/10.1107/S2052520622003535
  27. Nazarchuk E.V., Siidra O.I., Agakhanov A.A. et al. // Mineral. Mag. 2018. V. 82. P. 1233. https://doi.org/10.1180/minmag.2017.081.089
  28. Nekrasova D.O., Siidra O.I., Zaitsev A.N. et al. // Phys. Chem. Mineral. 2021. V. 48. P. 6. https://doi.org/10.1007/s00269-020-01132-4
  29. Borisov A.S., Siidra O.I., Kovrugin V.M. et al. // J. Appl. Cryst. 2021. V. 54. P. 237. https://doi.org/10.1107/S1600576720015824
  30. Nekrasova D.O., Mentré O., Siidra O.I. et al. // Dalton Trans. 2022. V. 51. P. 7878. https://doi.org/10.1039/D1DT04202E
  31. Siidra O.I., Lukina E.A., Nazarchuk E.V. et al. // Mineral. Mag. 2018. V. 82. P. 257. https://doi.org/10.1180/minmag.2017.081.037
  32. Kovrugin V.M., Nekrasova D.O., Siidra O.I. et al. // Cryst. Growth Des. 2019. V. 19. P. 1233. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.8b01658
  33. Siidra O.I., Charkin D.O., Kovrugin V.M., Borisov A.S. // Acta Cryst. В. 2021. V. 77. P. 1003. https://doi.org/10.1107/S2052520621010350
  34. Siidra O.I., Nekrasova D.O., Charkin D.O. et al. // Mineral. Mag. 2021. V. 85. P. 831. https://doi.org/10.1180/mgm.2021.73
  35. Siidra O., Nekrasova D., Blatova O. et al. // Acta Cryst. В. 2022. V. 78. P. 153. https://doi.org/10.1107/S2052520622000919
  36. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Zaitsev A.N. et al. // Eur. J. Mineral. 2017. V. 29. P. 499. https://doi.org/10.1127/ejm/2017/0029-2619
  37. Nekrasova D.O., Tsirlin A.A., Colmont M. et al. // Phys. Rev. B. 2020. V. 102. P. 184405. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.184405
  38. Nekrasova D.O., Tsirlin A.A., Colmont M. et al. // Inorg. Chem. 2021. V. 60. P. 18185. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.1c02808
  39. Borisov A.S., Siidra O.I., Pimshin I.D. et al. // Struct. Chem. 2025. https://doi.org/10.1007/s11224-025-02450-5
  40. Nazarchuk E.V., Siidra O.I., Nekrasova D.O. et al. // Mineral. Mag. 2020. V. 84. P. 563. https://doi.org/10.1180/mgm.2020.33
  41. Борисов А.С., Сийдра О.И., Чаркин Д.О. и др. // Журн. структур. химии. 2024. Т. 65. С. 136344. https://doi.org/10.26902/JSC_id136344
  42. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Agakhanov A.A., Polekhovsky Y.S. // Mineral. Mag. 2019. V. 83. P. 847. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.42
  43. Ginga V.A., Siidra O.I., Tsirlin A.A., Setzer A. // In preparation.
  44. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Zaitsev A.N. et al. // Mineral. Mag. 2019. V. 83. P. 749. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.41
  45. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Pautov L.A. et al. // CNMNC Newsletter 70. Eur. J. Mineral. 2022. V. 34. P. 591. https://doi.org/10.5194/ejm-34-591-2022
  46. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Pautov L.A. et al. // CNMNC Newsletter 61. Eur. J. Mineral. 2021. V. 33. P. 299. https://doi.org/10.5194/ejm-33-299-2021
  47. Siidra O.I., Nazarchuk E.V., Pautov L.A. et al. // CNMNC Newsletter 64. Eur. J. Mineral. 2022. V. 34. P. 1. https://doi.org/10.5194/ejm-34-1-2022
  48. Vergasova L.P., Starova G.L., Krivovichev S.V. et al. // Can. Mineral. 1999. V. 37. P. 911.
  49. Ginga V.A., Siidra O.I., Tsirlin A.A., Setzer A. // Inorg. Chem. 2024. V. 63. P. 24573. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.4c03694
  50. Bykova E.Y., Berlepsch P., Kartashov P.M. et al. // Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 1998. V. 78. P. 479.
  51. Nazarchuk E.V., Siidra O.I., Charkin D.O. et al. // Am. Mineral. 2024. V. 109. P. 471. https://doi.org/10.2138/am-2022-8753
  52. Pekov I.V., Zubkova N.V., Zelenski M.E. et al. // Mineral. Mag. 2013. V. 77. P. 107. https://doi.org/10.1180/minmag.2013.077.1.10
  53. Siidra O.I., Vladimirova V.A., Tsirlin A.A. et al. // Inorg. Chem. 2020. V. 59. P. 2136. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b02565
  54. Giacovazzo C., Scandale E., Scordari F. // Z. Kristallogr. 1976. B. 144. S. 226. https://doi.org/10.1524/zkri.1976.144.16.226
  55. Вергасова Л.П., Филатов С.К., Серафимова Е.К., Старова Г.Л. // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. С. 714.
  56. Mereiter K. // Neues Jb. Miner. Monat. 1979. S. 182.
  57. Siidra O.I., Vergasova L.P., Krivovichev S.V. et al. // Mineral. Mag. 2014. V. 78. P. 1687. https://doi.org/10.1180/minmag.2014.078.7.12
  58. Dahmen T., Gruehn R. // Z. Kristallogr. 1993. V. 204. P. 57. https://doi.org/10.1524/zkri.1993.204.12.57
  59. Christidis P.C., Rentzeperis P.J. // Z. Kristallogr. 1976. V. 144. P. 341. https://doi.org/10.1524/zkri.1976.144.16.341
  60. Abbott R.N. // Am. Mineral. 1984. V. 69. P. 449.
  61. Slater P.R., Greaves C. // J. Mater. Chem. 1994. V. 4. P. 1469. https://doi.org/10.1039/JM9940401469
  62. Anantharamulu N., Koteswara Rao K., Rambabu G. et al. // J. Mater. Sci. 2011. V. 46. P. 2821. https://doi.org/10.1007/s10853-011-5302-5
  63. Wildner M., Giester G. // Mineral. Petrol. 1988. V. 39. P. 201. https://doi.org/10.1007/BF01163035
  64. Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A. et al. // Eur. J. Mineral. 2017. V. 29. P. 323. https://doi.org/10.1127/ejm/2017/0029-2596
  65. Wildner M. // Z. Kristallogr. 1992. V. 202. P. 51. https://doi.org/10.1524/zkri.1992.202.1-2.51
  66. Burns P.C., Pluth J.J., Smith J.V. et al. // Am. Mineral. 2000. V. 85. P. 604. https://doi.org/10.2138/am-2000-0424
  67. Olmi F., Sabelli C., Trosti-Ferroni R. // Eur. J. Mineral. 1995. V. 7. P. 1331. https://doi.org/10.1127/ejm/7/6/1331
  68. Liebau F. Structural Chemistry of Silicates. Structure, Bonding and Classification. Berlin: Springer-Verlag, 1985. 347 p.
  69. Hawthorne F.C., Krivovichev S.V., Burns P.C. // Rev. Mineral. Geochem. 2000. V. 40. P. 1. https://doi.org/10.1515/9781501508660-003
  70. Вергасова Л.П., Старова Г.Л., Филатов С.К., Ананьев В.В. // Докл. АН СССР. 1998. Т. 359. С. 804.
  71. Kornyakov I.V., Vladimirova V.A., Siidra O.I., Krivovichev S.V. // Molecules. 2021. V. 26. P. 1833. https://doi.org/10.3390/molecules26071833
  72. Siidra O.I., Vergasova L.P., Kretser Y.L. et al. // Mineral. Mag. 2014. V. 78. P. 1699. https://doi.org/10.1180/minmag.2014.078.7.13
  73. Krivovichev S.V., Vergasova L.P., Britvin S.N. et al. // Can. Mineral. 2007. V. 45. P. 921. https://doi.org/10.2113/gscanmin.45.4.921
  74. Starova G.L., Krivovichev S.V., Fundamensky V.S., Filatov S.K. // Mineral. Mag. 1997. V. 61. P. 441. https://doi.org/10.1180/minmag.1997.061.406.09
  75. Biesner T., Roh S., Pustogow A. et al. // Phys. Rev. B. 2022. V. 105. P. L060410. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.L060410
  76. Siidra O.I., Krivovichev S.V., Armbruster T. et al. // Can. Mineral. 2007. V. 45. P. 445. https://doi.org/10.2113/gscanmin.45.3.445
  77. Ginga V.A., Siidra O.I., Firsova V.A. et al. // Phys. Chem. Mineral. 2022. V. 49. P. 38. https://doi.org/10.1007/s00269-022-01213-6
  78. Кривовичев С.В., Филатов С.К., Вергасова Л.П. // Зап. Рос. минерал. о-ва. 2015. Т. 144. С. 101.
  79. Mills S.J., Kampf A.R., Raudsepp M., Christy A.G. // Mineral. Mag. 2009. V. 73. P. 837. https://doi.org/10.1180/minmag.2009.073.5.837
  80. Mills S.J., Nestola F., Kahlenberg V. et al. // Am. Mineral. 2013. V. 98. P. 1966. https://doi.org/10.2138/am.2013.4587
  81. Burns P.C., Hawthorne F.C. // Can. Mineral. 1996. V. 34. P. 1089.
  82. Гинга В.А. “Кристаллохимия и свойства природных и синтетических ванадатов меди” Дис. ... канд. геол.-мин. наук. СПб.: СПбГУ, 2022.
  83. Shannon R.D., Calvo C. // J. Solid State Chem. 1973. V. 6. P. 538. https://doi.org/10.1016/S0022-4596(73)80012-X
  84. Hawthorne F.C., Oberti R. // Rev. Mineral. Geochem. 2007. V. 67. P. 1. https://doi.org/10.1515/9781501508523-002
  85. Winiarski M.J., Tran T.T., Chamorro J.R., McQueen T.M. // Inorg. Chem. 2019. V. 58. P. 4328. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b03464
  86. Liu C., Chang T., Wang S. et al. // Chem. Mater. 2024. V. 36. P. 9516. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.4c01342
  87. Lacroix C., Mendels P., Mila F. Introduction to Frustrated Magnetism: Materials, Experiments, Theory. Berlin: Springer, 2011. 682 p.
  88. Effenberger H. // Monatsh. Chem. 1985. V. 116. P. 927. https://doi.org/10.1007/BF00809186
  89. Pring A., Gatehouse B.M., Birch W.D. // Am. Mineral. 1990. V. 75. P. 1421.
  90. Krivovichev S.V., Filatov S.K., Vergasova L.P. // Mineral. Petrol. 2013. V. 107. P. 235. https://doi.org/10.1007/s00710-012-0238-2
  91. Pekov I.V., Britvin S.N., Krivovichev S.V. et al. // Am. Mineral. 2021. V. 106. P. 633. https://doi.org/10.2138/am-2020-7611
  92. Nazarchuk E.V., Siidra O.I., Filatov S.K. et al. // Phys. Chem. Mineral. 2023. V. 50. P. 11. https://doi.org/10.1007/s00269-023-01236-7
  93. Siidra O.I., Borisov A.S., Lukina E.A. et al. // Phys. Chem. Mineral. 2019. V. 46. P. 403. https://doi.org/10.1007/s00269-018-1011-9
  94. Hughes J.M., Hadidiacos C.G. // Am. Mineral. 1985. V. 70. P. 193.
  95. Scordari F., Stasi F. // Neues Jb. Miner. Abh. 1990. V. 161. P. 241.
  96. Вергасова Л.П., Филатов С.К., Серафимова Е.К., Вараксина Т.В. // Зап. Всесоюз. Минерал. о-ва. 1988. Т. 117. С. 459.
  97. Hawthorne F.C., Ferguson R.B. // Acta Cryst. B. 1975. V. 31. P. 1753. https://doi.org/10.1107/S0567740875006048
  98. Zelenski M.E., Zubkova N.V., Pekov I.V. et al. // Eur. J. Mineral. 2012. V. 24. P. 749. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2012/0024-2221
  99. Birnie R.W., Hughes J.M. // Am. Mineral. 1979. V. 64. P. 941.
  100. Филатов С.К. // Зап. Всесоюз. Минерал. о-ва. 1982. Т. 116. С. 417.
  101. Филатов С.К. // Докл. АH СССР. 1985. Т. 280. С. 369.
  102. Aksenov S., Antonov A., Deyneko D. et al. // Acta Cryst. B. 2022. V. 78. P. 61. https://doi.org/10.1107/S2052520621009136

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Спутниковый снимок вулкана Толбачик и Толбачинского дола, цифрами обозначены шлаковые конусы Северного прорыва БТТИ и конуса Набоко ТТИ, откуда происходят описываемые минералы (а). Фотография Второго шлакового конуса и фумарольного поля с активными фумаролами Ядовитая и Арсенатная (обозначены звездочкой) (б). Разрез фумаролы Ядовитая по данным [10] (в).

Скачать (947KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии некоторых высокотемпературных фумарольных минералов, открытых авторским коллективом: пунинит Na2Cu3O(SO4)3 (а), гликинит Zn3O(SO4)2 (б), белоусовит KZn(SO4)Cl (в), паульгротит Cu9Fe3+(PO4)4O4Cl (г), корякит NaKMg2Al2(SO4)6 (д) и докучаевит Cu8O2(VO4)3Cl3 (е). Все фотографии сделаны авторами.

Скачать (599KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Две стратегии синтеза аналогов фумарольных минералов (при синтезе моделируют температурные режимы образования минералов в фумаролах): метод химического газового транспорта наиболее продуктивен для получения кристаллов синтетических аналогов фумарольных минералов и изучения кристаллохимических особенностей, твердофазный синтез используется для получения объемных поликристаллических образцов и изучения свойств.

Скачать (153KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Проекция структуры корякита на плоскость ac (а) [22]. Слои, слагающие каркас в структуре корякита (б, в). Сульфатные тетраэдры SO4 здесь и далее обозначены желтым цветом.

Скачать (468KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Проекция структуры германнянита вдоль оси a (а) [23]. Упаковка и ориентация (u – вверх (up); d – вниз (down)) сульфатных тетраэдров в структуре германнянита (б). Цепочки из октаэдров CuO4O2 (длинные апикальные связи Cu–Oap показаны штриховыми линиями) и октаэдров ZnO6 (в). График, показывающий зависимость параметра Δoct × 103 от соотношения Cu : Zn в октаэдрической позиции в минералах оксосолей меди и цинка (г).

Скачать (158KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Кристаллическая структура белоусовита (a), образованная слоями Zn(SO4)Cl апофиллитовой топологии (б) [25]. Слои, состоящие из восьми- и четырехчленных колец, включающих в себя разнонаправленные (u – вверх (up); d – вниз (down)) тетраэдры SO4 и ZnO3Cl (обозначены зеленым) (в). Увеличение угла гофрировки белоусовитового слоя (г–е) с ростом радиуса щелочного катиона (от K до Cs) и аниона галогена (от Cl до I) [26].

Скачать (355KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Каркас кристаллической структуры ительменита Na2CuMg2(SO4)4 [27], состоящий из полиэдров MO5, MO6 и сульфатных тетраэдров SO4 (a). Примеры кристаллических структур новых соединений ительменитового семейства с общей формулой A+2M2+3(SO4)4: K2Cu3(SO4)4 [29] (б), Cs2Cd3(SO4)4 [26] (в).

Скачать (334KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Проекции кристаллических структур новых соединений ительменитового семейства [30]: Cs2Co3(SO4)4 (а), Cs2Ni3(SO4)4 (б), изоструктурных Rb2M3(SO4)4 (M = Co, Ni) (в).

Скачать (289KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Каркасная кристаллическая структура саранчинаита Na2Cu(SO4)2 [31, 32] (а, б). Координационное окружение [4+1+(2)] четырех позиций меди (в). Гидратация на воздухе саранчинаита Na2Cu(SO4)2 и трансформация в кренкит Na2Cu(SO4)2·2H2O, который при последующем нагреве переходит обратно в безводный Na2Cu(SO4)2 [31] (г).

Скачать (372KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Кристаллические структуры новых соединений саранчинаитового морфотропного ряда A+2Cu(SO4)2: проекции структур K(Na,K)Na2[Cu2(SO4)4] [33] (а), KNaCu(SO4)2 [29] (б), Rb2Cu(SO4)2 [34] (в), Cs2Cu(SO4)2 [35] (г). Полиэдры CuOn показаны голубым цветом, а сульфатные тетраэдры – желтым. Сферами показаны катионы щелочных металлов.

Скачать (346KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Предполагаемая схема образования медь-оксидных подструктур из гипотетического глетового архетипа в пунинитовом морфотропном ряду (а) [39]. Изолированные димеры [Cu6O2]4+ (тетраэдры OСu4 обозначены красным цветом) в структурах пунинита, эвхлорина и федотовита (б). Врезка из дефектных тетраэдров [OСu4]6+ (полупрозрачные) в структуре Rb2Cu3O(SO4)3[Cu0.07O0.07] [38] (в). Гексамерные изолированные комплексы в структурах Cs4Cu7O3(SO4)6 (пр. гр. P2/a) [38] (г) и Cs4Cu7O3(SO4)6 (пр. гр. P1) [39] (д). Врезка из дефектных тетраэдров OCu4 между гексамерными изолированными комплексами в структуре Cs4Cu7O3(SO4)6[Cu0.2O0.2] [39] (е).

Скачать (337KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Полиэдры в структуре гликинита Zn3O(SO4)2 и цепочки [OZn3]4+ (а) [40]. Сравнение структурных архитектур гликинита Zn3O(SO4)2 (б), нового оксосульфат-молибдата Cu6O2(MoO4)3(SO4) (в) и вергасоваита Cu3O(MoO4)(SO4) (г) [41]. Серым цветом обозначены молибдатные тетраэдры MoO4.

Скачать (238KB)
Метаданные
14. Рис. 13. Кристаллические структуры “Rb-хлоротионита” Rb2Cu(SO4)Cl2 [34] (а), “Rb-пийпита” Rb4Cu4O2(SO4)4·(Cu+0.83Rb0.17Cl) [34] (б), а также Cs2Co2(SO4)3 [35] – представителя семейства соединений со стехиометрией лангбейнита A2M2(SO4)3 (в). Оксоцентрированные тетраэдры OCu4 обозначены красным цветом.

Скачать (333KB)
Метаданные
15. Рис. 14. Образование ванадатов в системе CuO–V2O5–CuCl2, цвета соответствуют разным полученным фазам (а). Схематическое изображение роста кристаллов ванадатов меди методом химического транспорта в запаянной кварцевой ампуле (б).

Скачать (479KB)
Метаданные
16. Рис. 15. Координация катионов в кристаллической структуре алеутита Cu5O2(AsO4)(VO4)·(Cu0.50.5)Cl [42].

Скачать (170KB)
Метаданные
17. Рис. 16. Проекция кристаллической структуры алеутита Cu5O2(AsO4)(VO4)·(Cu0.50.5)Cl [42] вдоль осей с (а) и b (б): трехмерный каркас образован тетраэдрическими группами [OCu4]6+, (VO4)3– и (AsO4)3–, каналы в каркасе заполнены катионами металлов в позиции M1 и анионами хлора. Оксоцентрированные ленты [Cu5O2]6+, вытянутые вдоль оси b (в). Фрагмент кристаллической структуры алеутита, показывающий взаимное расположение Cu-центрированных полиэдров и шестичленных колец [Cu5O2]6+ из тетраэдров [OCu4], объединенных через общие вершины и ребра (г).

Скачать (430KB)
Метаданные
18. Рис. 17. Проекция кристаллической структуры докучаевита Cu8O2(VO4)3Cl3 вдоль оси b, показаны тетраэдры (VO4)3– и оксоцентрированные тетраэдры [OCu4]6+) (а) [44]. Сравнение кристаллических структур докучаевита (б) и ярошевскита Cu9O2(VO4)4Cl2 [52] (в): ванадатные группы не показаны для ясности восприятия, показано различие параметров с элементарных ячеек обоих минералов.

Скачать (302KB)
Метаданные
19. Рис. 18. Кристаллическая структура синтетического аналога ярошевскита: вдоль осей b и a (а), в виде катионоцентрированных полиэдров (тетраэдров (VO4)3– и Cu-центрированных) (б), оксоцентрированных тетраэдров [OCu4]6+ (в) [53].

Скачать (462KB)
Метаданные
20. Рис. 19. Сочленение полиэдров Cu1O4, Cu2O4Cl2 и Cu3O5Cl в структуре α-Cu4O2(VO4)Cl (пр. гр. Pbcm) (а) и моноклинного полиморфа β-Cu4O2(VO4)Cl (пр. гр. P2/n) (2) (б) [49]. В основе обеих упаковок лежат димерные звенья Cu6O2 (вверху) из оксоцентрированных тетраэдров OCu4, объединенных через общее ребро. Атомы O1 находятся в цис- и транс-положениях в координационном окружении атомов Cu1 и Cu2 в структурах α- и β-Cu4O2(VO4)Cl соответственно. Выделены тетраэдры O1Cu4.

Скачать (265KB)
Метаданные
21. Рис. 20. Проекция кристаллической структуры α-Cu4O2(VO4)Cl вдоль оси с (связи Cu–Cl показаны штриховыми линиями) (а) [49]. Цепочка [O2Cu4]4+, образованная тетраэдрами [OCu4]6+ (б). Проекция кристаллической структуры α-Cu4O2(VO4)Cl вдоль оси c с выделенными цепочками [O2Cu4]4+ (в). Слой [O2Cu4]4+ в структуре β-Cu4O2(VO4)Cl (г). Проекция кристаллической структуры β-Cu4O2(VO4)Cl с каналами, заполненными анионами Cl– (слабые связи Cu–Cl показаны штриховыми линиями) (д).

Скачать (460KB)
Метаданные
22. Рис. 21. Сравнение оксокомплексов из тетраэдров [OCu4]6+ в кристаллических структурах известных природных и синтетических оксованадат-хлоридов меди: ярошевските Cu9O2(VO4)4Cl2 [52] и докучаевите Cu8O2(VO4)3Cl3 [44] (a), копарсите α-Cu4O2(VO4)Cl [48, 49] (б), алеутите Cu5O2(AsO4)(VO4)·(Cu0.50.5)Cl (в) [42], моноклинном полиморфе копарсита β-Cu4O2(VO4)Cl [49] (г), аверьевите Cu5O2(T5+O4)2·(MX) (д) [74, 78]. Димеры выделены прямоугольниками. Вверху показаны диаграммы Шлегеля для тетраэдров [OCu4]6+, которые представляют собой проекции реберных сеток тетраэдров на плоскость [49].

Скачать (155KB)
Метаданные
23. Рис. 22. Проекции кристаллических структур аверьевита (a) и долерофанита (б) на плоскости ab и ac (показаны тетраэдры OCu4, VO4, SO4) [77, 88]. Изменение сечений тензоров теплового расширения с ростом температуры в аверьевите (в) и долерофаните (г).

Скачать (229KB)
Метаданные
24. Рис. 23. Сечения тензоров теплового расширения α-Cu4O2(VO4)Cl (а) и β-Cu4O2(VO4)Cl (б) в температурном интервале 25–550C [49]. Проекции обеих кристаллических структур показаны на рис. 20.

Скачать (50KB)
Метаданные
25. Рис. 24. Эволюция порошковых дифрактограмм ярошевскита с ростом температуры [77]. Слева подписаны продукты разложения.

Скачать (491KB)
Метаданные
26. Рис. 25. Сечения тензоров теплового расширения синтетического аналога ярошевскита с ростом температуры в интервале 25–800C [77]. Проекция и фрагменты кристаллической структуры ярошевскита показаны на рис. 18.

Скачать (19KB)
Метаданные
27. Рис. 26. Проекция кристаллической структуры камчаткита (a) и цепочки [Cu3O]4+, обрамленной сульфатными тетраэдрами (б). Изменение сечений тензоров теплового расширения с ростом температуры в камчатките (в) [92].

Скачать (99KB)
Метаданные
28. Рис. 27. Изменение сечений тензоров теплового расширения эвхлорина с ростом температуры [93].

Скачать (12KB)
Метаданные
29. Рис. 28. Проекции кристаллической структуры халькокианита (a). Координация атомов меди в структуре халькокианита (б). Изменение сечений тензоров теплового расширения с ростом температуры в халькокианите (в) [92].

Скачать (76KB)
Метаданные
30. Рис. 29. Изменение сечений тензоров теплового расширения саранчинаита (a) с ростом температуры в интервале 25–450°C и кренкита (б) в интервале 25–200°C [31]. Проекция и фрагменты кристаллической структуры показаны на рис. 9.

Скачать (5KB)
Метаданные
31. Рис. 30. Реконструкция обратного пространства вергасоваита в интервале температур 25–800°С [51]. Для каждой картины обратного пространства представлены фотография кристалла вергасоваита при разных температурах и пример дифракционной картины. Отметим изменение цвета кристалла с ростом температуры и появление капли расплава.

Скачать (267KB)
Метаданные
32. Рис. 31. Температурные зависимости параметров элементарной ячейки вергасоваита (а) и его синтетического аналога (б) [51]. Разными цветами показаны точки, полученные в ходе повторных экспериментов.

Скачать (302KB)
Метаданные
33. Рис. 32. Проекция кристаллической структуры вергасоваита (а). Изменение сечений тензоров теплового расширения вергасоваита с ростом температуры (б) [51].

Скачать (154KB)
Метаданные

Примечание

К 100-летию кафедры кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета


© Российская академия наук, 2025