Изучение особенностей сокристаллизации сложных бериллийсодержащих силикатных фаз в зональных образцах методом рентгеноспектрального электронно-зондового микроанализа

Объекты исследования. Слитки силикатов, содержащих четыре видообразующих компонента Be, Mg, Al, Si, относящиеся к составам области кристаллизации бериллиевого индиалита (идеальная формула Mg₂BeAl₂Si₆O₁₈, структурный тип берилла). Цель. Работа направлена на решение фундаментальной задачи по выделению закономерностей дифференциации вещества и формирования стабильных и метастабильных фаз в силикатных матрицах. Метод. Авторы применяли метод фиксирования эволюции фазового состава силикатного расплава путем создания градиента температуры. Оригинальность и новизна результатов. Получены новые данные об особенностях фазовых преобразований в силикатных расплавах на основе данных рентгеноспектрального электронно-зондового микроанализа синтезированных образцов бериллиевого индиалита. Выделены сосуществующие метастабильные и стабильные минеральные фазы, показана близость их составов при разной структуре, установлен характер примесных фаз на каждом этапе кристаллизации. Выводы. Экспериментально зафиксирована эволюционная последовательность фазовых ассоциаций, обеспечивающих кристаллизацию бериллиевого индиалита и метастабильных фаз близкого к нему состава, характер которой задается исходным соотношением компонентов. Расширен спектр возможных фазовых ассоциаций, сокристаллизующихся или замещающих стабильную фазу со структурой берилла в расплавах области существования бериллиевого индиалита в системе BeО–MgО–Al₂О₃–SiО_2. Избирательность вхождения хрома в различные фазы изученной системы зависит от возможностей их структуры. Добавление хромофорного элемента хрома является надежным критерием для визуализации последовательных слоев, зон, участков смены фазовых ассоциаций в конечном слитке.

1. Белозерова О.Ю., Михайлов М.А. (2017) Оценка однородности синтезированного бериллийсодержащего силикатного стекла с целью его использования как стандартного образца предприятия при рентгеноспектральном микроанализе силикатов. Журн. аналит. химии, 72(7), 686-694. https://doi.org/10.7868/S0044450217050048

2. Демина Т.В., Михайлов М.А. (1993) Образование бериллиевого индиалита при твердофазном взаимодействии в системе. Минералог. журн., 15(1), 61-70.

3. Демина Т.В., Михайлов М.А. (2012) Температурная эволюция расплава Mg2BeAl2Si6O18 (по данным кристаллооптического изучения продуктов закалки). Зап. РМО, 141(2), 101-115.

4. Мамонтова С.Г., Михайлов М.А., Демина Т.В., Белозерова О.Ю., Богданова Л.А. (2015) Кристаллохимический аспект преобразования вещества в ряду аморфный гель–кристаллический Mg–Вe–Al-силикат в субсолидусных условиях. Кристаллография, 60(1), 21-27. https://doi.org/10.7868/S0023476115010130

5. Мамонтова С.Г., Богданова Л.А., Зеленцов С.З., Белозерова О.Ю. (2018) Фазовые ассоциации и кристаллохимическое наследование при субсолидусной кристаллизации Be–Mg–Al-силикатов. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, (12), 76-80. https://doi.org/10.1134/S0207352818120132

6. Михайлов М.А., Демина Т.В. (1998) Изменение составов и метрики элементарных ячеек в рядах твердых растворов бериллиевого индиалита, кордиерита и берилла. Зап. ВМО, (3), 22-37.

7. Михайлов М.А., Мамонтова С.Г., Зеленцов С.З., Демина Т.В., Белозерова О.Ю., Богданова Л.А. (2018) О сосуществовании химически сходных стабильной и метастабильных фаз в системе BeO–MgO–Al2O3– SiO2. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, (8), 24-29. https://doi.org/10.1134/S0207352818080139

8. Михайлов М.А., Демина Т.В., Белозерова О.Ю. (2007а) Распределение видообразующих и примесных катионов между пирамидами роста граней пинакоида и призмы в кристаллах берилла, кордиерита и бериллиевого индиалита. Геология и геофизика, 48(11), 1189-1200.

9. Михайлов М.А., Демина Т.В., Мамонтова С.Г., Богданова Л.А. (2007б) О механизмах изменения координационных чисел Mg и Al в центральной части системы MgO–BeO–Al2O3–SiO2. Зап. РМО, 136(7), 199-213.

10. Михайлов М.А., Демина Т.В. (2010) Кристаллизация бериллиевого индиалита из собственного расплава в окислительных условиях. Кристаллография, 55(4), 741-748.

11. Минералы. Справочник. (1981) (Под общ. ред. акад. Ф.В. Чухрова). Т. III, вып. 2. Силикаты с линейными трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. М.: Наука, 614 с.

12. Печерская С.Г., Михайлов М.А., Демина Т.В., Богданова Л.А., Белозерова О.Ю. (2003) Симметрия и упорядочение соединений со структурой берилла в обогащенной магнием части системы бериллиевый индиалит – кордиерит – берилл. Кристаллография, 48(3), 409-415.

13. Belozerova O.Yu., Mikhailov M.A., Demina T.V. (2017) Investigation of synthesized Be-bearing silicate glass as laboratory reference sample at X-ray electron probe microanalysis of silicates. Spectrochim. Acta Pt B: Atomic Spectroscopy, 127, 34-41. https://doi.org/10.1016/j.sab.2016.11.007

14. Mikhailov M.A. (2005) The co-crystallization of beryl-structure compounds in the Al2Be3Si6O18 – Mg, Ca/F, Cl system. Crystal Growth, 275(1-2), 861-866. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2004.11.125