- Код статьи
- S001675252050027-1
- DOI
- 10.31857/S001675252050027
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 70 / Номер выпуска 5
- Страницы
- 381-391
- Аннотация
- Проведено комплексное физико-химическое исследование бабингтонита Ca2.0(Fe0.6Mn0.2Mg0.2)Σ1.0Fe1.0Si5O14(OH)1.0 (Херборн, Земля Гессен, Германия) методами порошковой рентгенографии, электронно-зондового микроанализа, спектроскопии инфракрасного поглощения, комбинационного рассеяния света и мёссбауэровской спектроскопии. Методом высокотемпературной калориметрии растворения на микрокалориметре Кальве в расплаве состава 2PbO•B2O3 при T = 973 K впервые определена энтальпия образования из элементов изученного бабингтонита (−6911.6±10.2 кДж/моль). Оценено значение его стандартной энтропии и рассчитаны величины стандартных энтропии и энергии Гиббса образования (338.8±2.0 Дж/(моль·К), −1501.3±2.0 Дж/(моль·К) и −6464.0±10.2 кДж/моль соответственно). Оценены термодинамические константы конечных членов изоморфной серии: бабингтонит Ca2Fe2+Fe3+Si5O14(OH) — манганбабингтонит Ca2Mn2+Fe3+Si5O14(OH): ΔrH°(298.15 K) = −6868.0±10.4 и −6876.9±9.9 кДж/моль, S°(298.15 K) = 341.2±1.8 и 343.9±2.6 Дж/(моль·К), ΔrS°(298.15 K) = −1496.8±1.8 и −1499.0±2.6 Дж/(моль·К), ΔrG°(298.15 K) = −6422.0±10.4 и −6430.0±9.9 кДж/моль соответственно. Рассчитаны поля устойчивости бабингтонита для окислительно-восстановительных условий, определяемых двумя разными буферами – кварц-фаялит-магнетитовым и магнетит-гематитовым, в координатах PH2O − t, а также минеральных ассоциаций бабингтонита в координатах IgPCO2 — IgPO2, характерных для низкоградного метаморфизма и поздних скарновых парагенезисов.
- Ключевые слова
- бабингтонит манганбабингтонит ИК спектроскопия КР спектроскопия мёссбауэровская спектроскопия микрокалориметрия Кальве энтальпия образования энтропия энергия Гиббса поля устойчивости низкоградный метаморфизм пренит-пумпеллиитовая фация
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 2
Библиография
- 1. Брусницын А.И., Старикова Е.В., Чуканов Н.В., Семкова Т.А. (2001) Новые данные о манганбабингтоните. Записки Российского минералогического общества (5), 82–91.
- 2. Виноградова Р.А., Плюснина И.И. (1967) Состав, свойства и кристаллохимические особенности минералов изоморфного ряда ферробабингтонит–манганбабингтонит. Вестник Московского университета, Серия 4. Геология (4), 54–67.
- 3. Виноградова Р.А., Сычкова В.А., Кабалов Ю.К. (1966) Марганцевый бабингтонит из месторождения Рудный Каскад (Восточный Саян). ДАН СССР 168(2), 434–437.
- 4. Габинет М.П., Елисеев Э.Н. (1962) О бабингтоните. Минералогический сборник Львовского университета (16), 430–435.
- 5. Горобец Б.С., Рогожин А.А. (2001) Спектры люминесценции минералов. М.: ВИМС, 312 с.
- 6. Гриценко Ю.Д., Огородова Л.П., Вигасина М.Ф., Дедушенко С.К., Вяткин С.В., Мельчакова Л.В., Ксенофонтов Д.А. (2023) Физико-химические характеристики железо-содержащего лазулита из гранитных пегматитов Патомского нагорья, Иркутская область. Новые данные о минералах 57(3), 63–73.
- 7. Золотухин В.В., Васильев Ю.Р., Смекалин А.Г., Бакуменко И.Т. (1967) Бабингтонит-пренит-пумпеллиитовая парагенетическая ассоциация в метасоматитах Норильска. Материалы по генетической и экспериментальной минералогии. Т. 5. Новосибирск: Наука, 218–251.
- 8. Киселева И.А. (1976) Термодинамические свойства и устойчивость пиропа. Геохимия (6), 845–854.
- 9. Киселева И.А., Огородова Л.П., Топор Н.Д., Чигарева О.Г. (1979) Термохимическое исследование системы СаО–MgO–SiO2. Геохимия (12), 1811–1825.
- 10. Косой А.Л. (1975) Структура бабингтонита. Кристаллография 20(4), 730–739.
- 11. Минералы (1981) Минералы. Т. III. Вып 2. Силикаты с линейными трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. Ред. академик Ф.В. Чухров. М.: Наука, 1981. 613 с.
- 12. Накамото К. (1991) ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 536 с.
- 13. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В. (2005) Термодинамические свойства биотита. Журнал физической химии (9), 1569–1572.
- 14. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Шурига Т.Н. (2009) Энтальпия образования природных аннита и биотита. Геохимия (1), 109–112.
- 15. Ogorodova L.P., Kiseleva I.A., Melchakova L.V., Shuriga T.N. (2003) Formation enthalpy of natural annite and biotite. Geochem. Int. 9(47), 105–108.
- 16. Огородова Л.П., Киселева И.А., Мельчакова Л.В., Вигасина М.Ф., Спиридонов Э.М. (2011) Калориметрическое определение энтальпии образования пирофиллита. Журнал физической химии (9), 1609–1611.
- 17. Рябов В.В., Золотухин В.В. (1977) Минералы дифференцированных траппов. Новосибирск: Наука, 392 с.
- 18. Спиридонов Э.М. (1989) Метаморфические и метасоматические образования Горного Крыма. Геологическое строение Качинского поднятия Горного Крыма.T.II. M.: МГУ, 136–152.
- 19. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Симонов О.Н., Кулагов Э.А., Середа Е.В., Степанов В.К. (2000) Метавулканиты пренит-пумпеллиитовой и цеолитовой фаций трапповой формации Норильского района Сибирской платформы. М.: МГУ, 212 с.
- 20. Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. (2009) Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный мир. 218 с.
- 21. Чуканов Н.В., Пеков И.В. (2012) Инфракрасная спектроскопия кислых солей. I. Минералы класса силикатов. Записки Российского минералогического общества CXLI (3), 129–143.
- 22. Akasaka M., Kimura T., Nagashima M. (2013) X-ray Rietveld and 57Fe Mössbauer study of babingtonite from Kouragahama, Shimane Peninsula, Japan. J. Mineral. Petrol. Sci. 108, 121–130.
- 23. Amthauer G. (1980) 57Fe Mössbauer study of babingtonite. Am. Mineral. 63, 157–162.
- 24. Amthauer G., Rossman G.R. (1984) Mixed valence of iron in minerals with cation clusters. Phys. Chem. Minerals 11, 37–51.
- 25. Araki T., Zoltai T. (1972) Crystal structure of babingtonite. Z. Kristallogr. 135, 355–375.
- 26. Burns R.G., Dyar M.D. (1991) Crystal chemistry and Mӧssbauer spectra of babingtonite. Am. Mineral. 76, 892–899.
- 27. Сhukanov N.V. (2014) Infrared Spectra of Mineral Species: Extended Library. Dordrecht: Springer, 1726 p.
- 28. Czank M. (1981) Chain periodicity faults in babingtonite, Ca2Fe2+Fe3+H[Si5O15]. Acta Cryst. A37, 617–620.
- 29. Dowty E. (1987а) Vibrational interactions of tetrahedra in silicate glasses and crystals: I. Calculations on ideal silicate–aluminate–germanate structural units. Phys. Chem.Minerals 14, 80–93.
- 30. Dowty E. (1987б) Vibrational interactions of tetrahedra in silicate glasses and crystals: II. Calculations on melilites, pyroxenes, silica polymorphs and feldspars. Phys. Chem.Minerals 14, 122–138.
- 31. Fritsch S., Navrotsky A. (1996) Thermodynamic properties of manganese oxides. J. Am. Ceram. Soc. 79(7), 1761–1768.
- 32. Holland T.J.B. (1989) Dependence of entropy on volume for silicate and oxide minerals: A review and a predictive model. Am. Mineral. 74, 5–13.
- 33. Jacobsen S.D., Smyth J.R., Swope R.J., Sheldon R.I. (2000) Two proton position in the very strong hydrogen bond of serandite, NaMn2Si3O8(OH). Am. Mineral. 85, 745–752.
- 34. Liebau F. (1980) The role of cationic hydrogen in pyroxenoidcrystal chemistry. Am. Mineral. 65, 981–985.
- 35. Nagashima M., Mitani K., Akasaka M. (2014) Structural variation of babingtonite depending on cation distribution at the octahedral sites. J. Mineral. Petrol. 108, 287–301.
- 36. Nagashima M., Nishio-Hamane D., Matsumoto T., Fukuda C. (2022) The role of scandium substitution in babingtonite. Minerals 12, (3), 333.
- 37. Navrotsky A., Coons.W.J. (1976) Thermochemistry of some pyroxenes and related compounds. Geochim. Cosmochim. Acta 40, 1281–1295.
- 38. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Belitsky I.A. (2003) Thermochemical study of natural pollucite. Thermochim. Acta 403, 251–256.
- 39. Ogorodova L.P., Melchakova L.V., Kiseleva I.A., Peretyazhko I.S. (2012) Thermodynamics of natural tourmalines – dravite and schorl. Thermochim. Acta 539, 1–5.
- 40. Ogorodova L., Vigasina M., Melchakova L., Rusakov V., Kosova D., Ksenofontov D., Bryzgalov I. (2017) Enthalpy of formation of natural hydrous iron phosphate: vivianite. J. Chem. Thermodyn. 110, 193–200.
- 41. Philpotts A.R. (1990) Principles of igneous and metamorphic petrology. New Jersey: Prentice Hall, 498 p.
- 42. Robie R.A., Hemingway B.S. (1995) Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15 K and 1 bar (105 pascals) pressure and at higher temperatures. U. S. Geol. Surv. Bull. 2131, 461 p.
- 43. Robie R.A., Evans H.T., Hemingway B.S. (1988) Thermophysical properties of ilvaite CaFe2+2Fe3+Si2O7O(OH); heat capacity from 7 to 920 K and thermal expansion between 298 and 856 K. Phys. Chem. Miner. 15(4), 390–397.
- 44. Tagai T., Joswig W., Fuess H. (1990) Neutron diffraction study of babingtonite at 80 K. Minerals 15, 8–18.
- 45. Wise W.S., Möller W.P. (1990) Occurence of Ca-Fe silicate minerals with zeolites in basalt cavities at Bombay, India. Eur. J. Mineral. 2, 875–883.
