структурная минералогия силикатов

STRUCTURAL MINERALOGY OF SILICATES СТРУКТУРНАЯ МИНЕРАЛОГИЯ СИЛИКАТОВ D. Yu. PUSHCHAROVSKY Ñ. û. èìôÄêéÇëäàâ © èÛ˘‡Ó‚ÒÍËÈ Ñ.û., 1998 The paper summarizes the results of recent structural studies of silicates and related compounds. The main subdivisions of their crystal chemical classifications are considered. A description of new types of anionic tetrahedron complexes, found in silicates and their analogues is given. The crystal chemical concepts useful for the interpretation of structure transformations of silicates under high pressure are reviewed. é·Ó·˘ÂÌ˚ ÂÁÛθڇÚ˚ ÒÓ‚ÂÏÂÌÌ˚ı ÒÚÛÍÚÛÌ˚ı ËÒÒΉӂ‡ÌËÈ ÒËÎË͇ÚÓ‚ Ë Ò‚flÁ‡ÌÌ˚ı Ò ÌËÏË ÒÓ‰ËÌÂÌËÈ. ê‡ÒÒÏÓÚÂÌ˚ ÓÒÌÓ‚Ì˚ ÔÓ‰‡Á‰ÂÎÂÌËfl ÍËÒÚ‡ÎÎÓıËÏ˘ÂÒÍÓÈ ÒËÒÚÂχÚËÍË ÒËÎË͇ÚÓ‚ Ë ÍËÒÚ‡ÎÎÓıËÏ˘ÂÒÍË ÍÓ̈ÂÔˆËË, ËÒÔÓθÁÛÂÏ˚ ‰Îfl ËÌÚÂÔÂÚ‡ˆËË ÒÚÛÍÚÛÌ˚ı Ú‡ÌÒÙÓχˆËÈ ÒËÎË͇ÚÓ‚ ÔÓ‰ ‚ÎËflÌËÂÏ ‚˚ÒÓÍËı ‰‡‚ÎÂÌËÈ. è˂‰ÂÌÓ ÓÔËÒ‡ÌË ÌÓ‚˚ı ÚËÔÓ‚ ‡ÌËÓÌÌ˚ı ÚÂÚ‡˝‰˘ÂÒÍËı ÍÂÏÌÂÍËÒÎÓÓ‰Ì˚ı ÍÓÏÔÎÂÍÒÓ‚. åÓÒÍÓ‚ÒÍËÈ „ÓÒÛ‰‡ÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÛÌË‚ÂÒËÚÂÚ ËÏ. å.Ç. ãÓÏÓÌÓÒÓ‚‡ ÇÇÖÑÖçàÖ XX век ознаменован крупнейшими достижениями в минералогии, с которыми, несомненно, связано развитие многих важнейших направлений в науках о Земле. Определение атомных структур минералов существенно расширило научные представления о принципах строения и образования кристаллических веществ, подходах к их систематике, природе их физических свойств, составе земных оболочек, а также о закономерностях сочетаний и формах концентраций содержащихся в них химических элементов. Среди более 10 млн химических соединений число минеральных видов относительно невелико: к середине 90-х годов установлено лишь около 3600 минералов несмотря на применение в последние десятилетия мощной лабораторной техники, которая позволяет находить и определять химический состав частиц, измеряемых тысячными долями миллиметра. Ограниченность количества минеральных видов становится особенно очевидной в сравнении с числом возможных сочетаний почти из 90 химических элементов, стабильно существующих в природе. В.М. Гольдшмидтом, В.С. Соболевым, В.С. Урусовым и другими исследователями отмечено, что физико-химическая устойчивость минерала имеет кристаллохимическую природу (правило максимальной полярности химической связи): стабильными оказываются либо наиболее ковалентные сочетания химических элементов (разность электроотрицательностей минимальна), либо наиболее ионные (разность электроотрицательностей максимальна). Другим важнейшим фактором, ограничивающим число минеральных видов, является изоморфизм, то есть способность атомов разных химических элементов замещать друг друга в одних и тех же позициях кристаллической структуры. Главные условия изоморфизма – близость размеров атомов или ионов и близость их химических свойств (например, электроотрицательностей). Изоморфизм приводит к тому, что почти третья часть всех стабильных химических элементов (Rb, Hf, Ge, Ga, Sc и др.) в результате наличия более распространенного “идеального” изоморфного партнера либо вообще не образует соответствующих минеральных фаз, либо создает очень редкие минералы, встречающиеся лишь в специфических геохимических условиях. èìôÄêéÇëäàâ Ñ.û. ëíêìäíìêçÄü åàçÖêÄãéÉàü ëàãàäÄíéÇ 83 ëàååÖíêàâçÄü ëíÄíàëíàäÄ åàçÖêÄãéÇ Изучение кристаллических структур позволило оценить распределение минеральных видов в зависимости от их симметрии (табл. 1). Среди кристаллохимических факторов, влияющих на симметрийную