Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 Archiwum Mineralogiczne

1 1998

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: pyrophyllite

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Pyrophyllite superstructure determined by XRD

Wiewióra A., Hida T.

Archiwum Mineralogiczne

1998

T. 51, z. 1-2

111-130

SEM observation of the pyrophyllites from Nakamuraguchi and Takinotani mineral deposits showed typical particles morphology and sizes in the range of 0.1-1 micrometers in thickness and several micrometers in diameter. Chemical analyses conducted with WDS technique proved classical pyrophyllite composition, with minor admixture of Fe. By IR method, location of Fe3+ in octahedra has been confirmed. Structural analyses were performed by X-ray powder reflection diffractometry and transmission diffractometry with use of position sensitive detector PSD-120 on the powdered and non-powdered samples. Diffraction patterns recorded from powdered samples displayed all the sharp basal and subfamily diffractions and strongly blurred polytypic diffractions indicating a significant structural disorder. Diffraction patterns recorded from a non-powdered rod-like preparation displayed in addition basal reflections of a series d00l . l = 18.4 . They are clearly due to the superstructure, where spacing d001 equals double spacing of pyrophyllite. The experimental patterns were compared to the simulated ones from the structure data of the two-layer mono-clinic and one-layer triclinic polytypes, with unit cell parameters refined from the experimental pattern of the Nakamuraguchi pyrophyllite. The structural model incorporating alternation of pyrophyllite layers with slightly different electron densities was used to simulate diffraction pattern characteristic of the superstructure. The pattern displayed d00l . l = 18.4 series of basal reflections with the correct relative intensities. It showed a reflection 111 at 4.16 of similar intensity to that one in the experimental pattern. The best match to the experimental diffractograms of the pyrophyllites from Nakamuraguchi and Takinotani deposits was obtained by a simulated diffractogram for a structure composed of superstructure (70%), monoclinic structure (25%) and triclinic structure (5%). Evidently, the studied pyrophyllites have a complex composition, in which triclinic one-layer per unit cell domains and layer pairing play important roles. In results, the domains with two layer arrangement may be created there where all layers have similar composition or every second layer has different electron density. In that latter case a superstructure is observed.

Pirofyllit jest prostym krzemianem warstwowym o składzie Al2Si4O10(OH02. Nie posiada podstawień w warstwie tetraedrycznej, a w warstwie oktaedrycznej statystycznie tylko dwa na trzy ośmiościany są zajęte przez glin. Podstawienie glinu przez inne kationy, np Fe3+, jest spotykane sporadycznie. Metodą IR wykryto w badanym pirofyllicie ze złoża Nakamuraguchi (Japonia) niewielką domieszkę Fe3+ podstawiającego Al w ośmiościanach. Pakiety 2:1 pirofyllitu są elektrycznie zrównoważone i z tego względu w strukturze nie występują kationy wymienne. Kohezja międzypakietowa jest zapewniona głównie siłami Van der Waalsa. Siły te są relatywnie słabe. Charakterystyczną formą morfologiczną pirofyllitu z Nakamuraguchi są dość grube płytki, o płaskich i czystych powierzchniach i nieregularnych zarysach. Metodami XRD pirofyllit jest łatwy do zidentyfikowania na podstawie refleksu o dość znacznej intensywności. Intensywne są także refleksy podstawowe pierwszego, a zwłaszcza trzeciego rzędu. W identyfikacji pomocny może być także refleks złożony "060' o wartości d=1.493A. Natomiast identyfikacja odmiany politypowej pirofyllitu nastręcza wieli trudności. Obecnie opiera się ona głównie na wykorzystaniu kart JCPDS. Na tej podstawie japońscy mineralogowie ustalili, że pirofyllit z Nakamuraguchi i z Takinotani jest mieszaniną odmian politypowych, jednoskośnej i trójskośnej, w róznym stosunku w róznych strefach złoża. Jako główny dowód obecności struktury jednoskośnej przyjęli oni refleks przy 4.16A. Jednak refleks taki nie występuje w żadnym z symulowanych przez Weissa i Durovica dyfraktogramów dla teoretycznie mozliwych jednoskośnych odmian politypowych pirofyllitu. Po drugie, refleks o tej wartości pozornej odległości międzypłaszczyznowej pojawia się w wyniku wprowadzenia niuporządkowania w strukturze trójskośnej w wyniku krótkotrwałego ucierania pirofyllitu. Jest on zatem wskaźnikiem nieuporządkowania, a nie struktury jednoskośnej. Próbka pirofyllitu z Nakamuraguchi badana metodą XRD wykazuje obecność tego refleksu, ale jeszcze bardziej interesujące jest ujawnienie nadstruktury w tym pirofyllicie udokumentowane rejestracją refleksów. Dotychczas nadstruktura pirofyllitu nie była obserwowana. Dla wyjaśnienia dyfrakcyjnego efektu nadstruktury skoncentrowano się zatem na metodzie XRD. Opracowano trzy alternatywne modele strukturalne, które mogą być przyczyną serii refleksów. Pierwszy oparty jest na regularnej interstratyfikacji pirofyllitowego pakietu 2;1 z dwoma pakietami bayerytu. Drugi oparty jest na regularnej interstratyfikacji donbassytu (di-di-oktaedryczny chloryt) i bayerytu, który to model pod względem chemicznym jest równoważny modelowi pierwszemu, a jest uprawdopodobniony bliskością parametrów komórki elementarnej donbassytu, bayerytu i pirofyllitu. I wreszcie model trzeci oparty jest na regularnej interstratyfikacji zasadniczo pirofyllitowych pakietów, z których co drugi charakteryzuje się odmiennymi własnościami krystalochemicznymi. Opracowane modele strukturalne posłużyły do symulacji programem DIFK dyfraktogramów proszkowych. Symulowano także dyfraktogramy dla 1AA-II,1 i 2MA-V,1 odmian politypowych pirofyllitu. Porównanie symulowanych dyfraktogramów z dyfraktogramem eksperymentalnym wykazało, że model trzeci daje największa zbieżność obrazu dyfrakcyjnego z tym ostatnim pod względem nie tylko obecności i intensywności refleksów podstawowych, ale także refleksów przestrzennych, w tym politypowych. W szczególności ten model, jako jedyny, generuje refleks o wartości d=4.16A. Trzeba podkreślić, że jest to pierwsza racjonalna próba wyjaśnienia pochodzenia tego refleksu oraz po raz pierwszy obserwowanej nadstruktury poprzez symulację dyfraktogramu dla konkretnego modelu strukturalnego. Te badania pozwalaja również lepiej zrozumieć stan częściowego nieuporzdkowania struktury pirofyllitu wywołanego zmianą warunków środowiska w czasie krystalizacji (lub póxniej), która prowadzi do współwystępowania pojedynczych pakietów i par pakietów w tych samych krystalitach.