Кристаллохимия низкосимметричного везувиана из месторождений Монетной дачи (Средний Урал, Россия) Текст научной статьи по специальности «Физика»

2013 ВЕСТНИК САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Сер. 7 Вып. 1

ГЕОЛОГИЯ

УДК 548.3

С. В. Кривовичев, А. А. Золотарев, Т. А. Паникоровский, А. А. Антонов, В. Г. Кривовичев

КРИСТАЛЛОХИМИЯ НИЗКОСИММЕТРИЧНОГО ВЕЗУВИАНА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МОНЕТНОЙ ДАЧИ (СРЕДНИЙ УРАЛ, РОССИЯ)

Месторождения Монетной дачи на Среднем Урале известны своими замечательными по красоте и величине образцами изумрудов. Вот как описывал эти месторождения А. Е. Ферсман в «Очерках по истории камня» [1]: «Описание наших поездок 19121915 гг. начнем с тех мест, в которые скорее всего попадали из Екатеринбурга по непролазной грязи большого Алапаевского тракта. Здесь, в лесной глуши Монетной дачи, далеко от больших дорог, в болотистом месте у берегов Адуя стояло несколько строений вокруг двадцатиметровой шахты. В сплошном граните проходят жилы пегматита до 2-3 м мощностью с огромными перистыми листами слюды и крупнокристаллическим полевым шпатом. Изредка стенки трещины внутри жилы расходятся, оставляя между собою пустоту, в которой свободно лежат большие кристаллы прекрасных минералов (до 15 см в длину). Шахта летом залита водой почти доверху, работа может начаться лишь с наступлением морозов. Одиноко живет в маленькой избушке владелица этой копи в ожидании зимы и рабочих. А кругом сплошные леса, кое-где отдельные скалы, обломки гранитных глыб, ряд ям и шурфов, выработки и копи, разбросанные в лесной чаще. Почти не заглядывал глаз минералога в эти места, и в минералогической литературе долго не упоминалось об этих месторождениях». Кроме изумрудов, в месторождениях Монетной дачи были обнаружены также и интересные образцы везувианов, первые достоверные сведения о которых были получены в 1907 г. В. И. Крыжановским при описании асбестовых копей на границе Каменской и Монетной дач [2]. Здесь везувиан был встречен на контакте ультраосновных пород (пироксенитов и оливини-тов) с жилами кислых полевошпатовых пород в ассоциации с хризотилом, гранатом

Кривовичев Сергей Владимирович — д-р геол.-минерал. наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет, ; e-mail: [email protected]

Золотарев Андрей Анатольевич — канд. геол.-минерал. наук, доцент, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: [email protected]

Паникоровский Тарас Анатольевич — студент, Санкт-Петербургский государственный университет,

Антонов Андрей Александрович — канд. геол.-минерал. наук, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: [email protected]

Кривовичев Владимир Герасимович — д-р геол.-минерал. наук, профессор, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: [email protected]

© С. В. Кривовичев, А. А. Золотарев, Т. А. Паникоровский, А. А. Антонов, В. Г. Кривовичев, 2013

и хлоритом. Согласно описанию С. М. Курбатова в 5-й части его работы «Везувианы русских месторождений» [2], «...кристаллы везувиана грязного бутылочного желто-зеленого цвета достигают иногда до 1,2 см длины по оси с и располагаются или среди серпентина корочки или по поверхности ее, причем обычно они оказываются лежачими и рассеянными в беспорядке, не образуя сростков». Кристаллы везувиана из асбестовых копей Монетной дачи были детально исследованы С. М. Курбатовым методом отражательной гониометрии [3]. Характерный облик кристаллов изображен на рис. 1. В настоящей работе приводятся результаты кристаллохимического исследования везувиана Монетной дачи из коллекций Минералогического музея Санкт-Петербургского государственного университета (образец № 171/11184), по всей видимости, переданный в него самим С. М. Курбатовым. Как оказалось, эти образцы характеризуются пониженной симметрией, что является характерным типоморфным признаком, указывающим на определенную температуру образования минерала.

Кристаллическая структура везувиана была впервые решена Б. Уорреном и Д. Мо-деллом [4] в пространственной группе Р4/ппс и впоследствии неоднократно уточнялась

Рис. 1. Кристаллы везувиана из асбестовых копей на границе Монетной и Каменской дач (по С. М. Курбатову [3]). Обозначения простых форм: а — {100}, / — {210}, т — {110}, 5 — {311}, г — {331}, с — {001}, р — {111}, I — {312} (морфологическая установка соотносится со структурной путем поворота на 45° вокруг оси 2).

[5-8]. Согласно авторам первой расшифровки, структура минерала представляет собой фрагменты структуры гроссуляра, чередующиеся со структурными зонами, содержащими частично заполненные катионные позиции. С течением времени было отмечено, что модель структуры везувиана в группе Р4/ппс недостаточна для уяснения особенностей симметрийных вариаций везувиана. Задолго до структурных исследований минерала были известны его аномальные оптические свойства: в некоторых зональных кристаллах наблюдались как одноосные, так и двуосные оптические свойства. Ж. Арем и К. Бурнхем [5] продемонстрировали наличие на прецизионных рентгеновских снимках рефлексов, нарушающих условия погасания для плоскостей скользящего отражения в группе Р4/ ппс. А. Кода с соавторами [6] предположили, что понижение симметрии связано с кати-

онным упорядочением вдоль осей четвертого порядка (позиции В и С или X' и У' согласно разным авторам). Существование упорядочения в везувиане было показано в работе [9], авторы которой провели уточнение структуры везувиана в пространственной группе Р4/и и отметили возможность кристаллизации везувиана в нецентросимметрич-ной группе P4nc. Первое уточнение структуры в этой группе было проведено японскими минералогами [10] и впоследствии повторено в работах [11-13].

Согласно работе [8], структурные разновидности везувиана отличаются размерами доменов с катионным упорядочением, которые можно определить как группы элементарных ячеек с четкой симметрией. Идеальный домен содержит полностью идентичные катионно-упорядоченные ячейки, несовершенный домен составлен из элементарных ячеек с только частичным (преобладающим) типом упорядочения. В том случае, когда кристалл состоит из доменов с низкой симметрией (ниже P4/nnc), на дифракционных картинах появляются максимумы, нарушающие правила погасания для плоскостей скользящего отражения (ДЗС = дифракция, запрещенная скольжением). Чем больше домены по размеру, тем сильнее ДЗС-рефлексы. В случае, когда домены описываются нецентросимметричными группами (например, P4nc), кристаллы везувиана обладают нелинейно-оптическими свойствами.

Наиболее важными с точки зрения симметрии и свойств везувиана являются ка-тионные позиции, расположенные вдоль оси четвертого порядка. В отдельно взятой элементарной ячейке имеет место цепочка из четырех катионных позиций В-С-С-В. В большинстве случаев позиции С заняты Са2+, тогда как позиции В заняты катионами Mg2+, А13+, Fe2+ и Fe3+. Соседние позиции В и С расположены на расстоянии 1,3 А, тогда как расстояние между соседними позициями С составляет 2,4 А, в связи с чем эти позиции не могут быть заняты одновременно. Таким образом, факторы заселенностей позиций В и С (Ь и ^ соответственно) должны удовлетворять следующим условиям:

0 < c < 0,5; Ь < 1 - c

Основные отличия структурных разновидностей везувиана заключаются в различной степени заселенности позиций В и С (или X' и У' в обозначениях Т. Армбру-стера). Упорядоченная цепочка позиций вдоль оси 4-го порядка может иметь две ориентации: вверх (+) или вниз (-). Основные схемы упорядочения в расположении соседних упорядоченных цепочек можно описать двумя тетрагональными группами, P4/n и P4nc. Для тетрагональной группы P4/n элементарная ячейка содержит одну цепочку (+) и одну цепочку (-), чередующиеся вдоль направлений [110] и [110]. При этом имеется два варианта таких ячеек, эквивалентных друг другу относительно поворота на 180°. В тетрагональной группе P4nc элементарная ячейка содержит только цепочки одной направленности (или (+), или (-)), при этом есть также два варианта ячеек. Соседние упорядоченные ячейки с различными схемами упорядочения соотносятся друг с другом посредством двойникования, причем в качестве элементов двойникования могут выступать оси 2-го порядка, плоскости скользящего отражения и центры инверсии.

С кристаллохимической точки зрения катионное упорядочение сопровождается образованием в структуре однонаправленных стержней, в которых тетрагональные пирамиды вокруг катионов У' (С) обращены либо вверх, либо вниз вдоль направления {001}. Индивидуальные кристаллы везувиана могут быть представлены как состоящие из доменов с тем или иным типом упорядочения. Пространственная группа везувиана

определяется двумя основными параметрами: (а) размерами доменов и (б) соотношением доменов разного типа. Если кристалл состоит из доменов малых размеров, неупорядоченно расположенных друг относительно друга (кристалл с низкой степенью порядка), он имеет пространственную группу P4/nnc (ДЗС будет отсутствовать). Если домены достаточно велики и домены одного из четырех указанных типов преобладают (кристалл с высокой степенью порядка), симметрию структуры можно описать пространственными группами P4/n и P4nc (дифракционная картина от такого кристалла будет содержать ДЗС соответствующего типа). Возможна ситуация, когда кристалл состоит из достаточно больших доменов с разным характером упорядочения. В этом случае дифракционная картина будет содержать как ДЗС-рефлексы, отвечающие группе P4/n, так и ДЗС-рефлексы, соответствующие группе P4nc.

Кристалл везувиана из Монетной дачи, исследованный в данной работе, был изучен при помощи монокристальных дифрактометров Stoe IPDS II (с рентгеночувствительной

пластиной с оптической памятью) и Bruker APEX II (с детектором типа прибора с зарядовой связью (CCD = charge-coupled device)). Первый из этих приборов удобен с точки зрения возможности реконструкции обратного дифракционного пространства, тогда как второй позволяет провести сбор данных высокого качества для уточнения кристаллической структуры. На рис. 2 показано реконструированное сечение обратного пространства плоскостью (010). Как можно видеть, наряду с сильными рефлексами на дифракционной картине имеют место слабые максимумы ДЗС, для которых h + k Ф 2n. Их наличие указывает на отсутствие в структуре плоскостей скольжения n, ориентированных параллельно (010). Таким образом, единственным возможным вариантом пространственной группы для исследованного кристалла является низкосимметричная группа P4/n. Полный массив дифракционных данных был собран при помощи дифрактометра Bruker APEX II (MoKa-излучение, шаг сканирования — 0,5°, время экспозиции — 10 с на снимок). Кристаллическая структура была уточнена в пространственной группе P4/ n до значения кристаллографического фактора сходимости R = 0,038, рассчитанного для 6091 независимого рефлекса с I > 2а/. Попытка уточнения структуры в «высокой» пространственной группе P4/nnc привела к увеличению параметра R1 до 0,072, причем 981 дифракционный максимум нарушал условия погасания для этой группы. При уточнении структуры в группе P4/n только два рефлекса — 010 и 270 — нарушали ее условия погасания. Присутствие этих рефлексов, скорее всего, связано с наличием в кристалле определенного количества доменов с симметрией P4nc.

Рис. 2. Реконструированное сечение дифракционного пространства исследованного кристалла везувиана плоскостью (010) на уровне к = 0. Белыми стрелками показаны дифракционные максимумы, нарушающие условия погасания для пространственной группы Р4/ппс.

Кристаллографические параметры и параметры уточнения структуры приведены в табл. 1, координаты атомов и изотропные параметры атомных смещений — в табл. 2. Таблица 3 содержит длины связей в структуре. Таблицы анизотропных факторов атомных смещений и вычисленных и экспериментальных структурных факторов могут быть получены от авторов по запросу.

Химический состав минерала был изучен на сканирующем электронном микроскопе Сатеса MS-46 (напряжение и сила тока 20 кВ и 20-30 нА, диаметр

Таблица 1. Кристаллографические данные и параметры уточнения кристаллической структуры везувиана из Монетной дачи (Средний Урал)

Вид данных Величина

Кристаллографические данные

Сингония тетрагональная

Пространственная группа Р4/п

Параметры элементарной ячейки а, с (А) 15,5677(12), 11,8380(9)

Объем элементарной ячейки (А3) 2869,0(4)

X 2

Вычисленная плотность (г/см3) 2,547

Коэффициент поглощения (мм-1) 4,422

Размер кристалла (мм3) 0,24 х 0,22 х 0,16

Параметры сбора данных

Интервал углов 29 1,72-36,10°

Интервал значений к, к, 1 -25 ^ 25, -23 ^ 23, -19 ^ 19

Всего рефлексов 51179

Независимых рефлексов (_КШ1) 6713 (0,032)

Независимых рефлексов с Р > 4а (Р) 6091

Параметры уточнения

Метод уточнения Полноматричный МНК по Р2

Весовые коэффициенты а, Ь 0,0367, 5,3236

Коэффициент экстинкции 0,0009(1)

Д1 [Р > 4а(Р)], иЯ2 [Р > 4а (Р)] 0,0382, 0,0977

Я1 по всем данным, по всем данным 0,0431, 0,0996

5 1,267

ртах, ртт, е 2,612 -1,720

пучка 20 цм). В результате исследования был получен следующий состав (мас. %): SiO2 37,92; ТЮ2 1,23;АЬОз16,72; MgO 2,39; СаО 37,05; FeO 4,17; МпО 0,52, сумма 100,00. Эмпирическая формула, рассчитанная на основе Si = 18, имеет следующий

Таблица 2. Координаты атомов, заселенности позиций (ЗП) и изотропные параметры атомных смещений (А2) для кристаллической структуры везувиана из Монетной дачи (Средний Урал)

Атом ЗП X У 2 иг$о

Si 1/4 3/4 0 0,0055(3)

Si2 ^0,90 3/4 1/4 1/2 0,0048(3)

Si3 Si 0,68114(3) 0,45994(3) 0,12983(4) 0,00512(14)

Я4 Si 0,45857(3) 0,68000(3) 0,37252(4) 0,00514(14)

Si5 Si 0,34881(3) 0,41378(3) 0,13451(4) 0,00623(14)

Si6 Si 0,41859(3) 0,34963(3) 0,36357(4) 0,00641(14)

Са1 Ca0,94(1)Mg0,06(1) 0,7500 0,2500 0,25033(4) 0,00765(17)

Са2 Ca0,92(1)Mg0,08(1) 0,54524(2) 0,31132(2) 0,11965(3) 0,00705(12)

Са3 Ca0,92(1)Mg0,08(1) 0,31018(2) 0,54338(2) 0,37872(3) 0,00718(12)

Са4 Ca0,92(1)Mg0,08(1) 0,59942(3) 0,67941(3) 0,11879(4) 0,01440(14)

Са5 Ca0,93(l)Mg0,07(1) 0,68425(3) 0,60319(3) 0,39434(4) 0,01421(14)

Са6 Са0,743(3) 1/4 1/4 0,34993(9) 0,0091(2)

Са7 Са0,257(3) 1/4 1/4 0,1499(3) 0,0115(7)

А11 А1 1/2 1/2 0 0,00611(13)

А12 А1 1/2 1/2 1/2 0,00601(13)

А13 А10,968(4)Ре0,032(4) 0,38679(3) 0,62041(3) 0,12563(5) 0,00654(16)

А14 А10,970(4)Ре0,030(4) 0,62190(3) 0,38870(3) 0,37347(4) 0,00615(16)

М3а Feo,5oMgo,25 1/4 1/4 0,03155(7) 0,00657(14)

М3Ь Feo,l6Mgo,o9 1/4 1/4 0,4643(3) 0,0107(5)

01 0 0,27845(9) 0,67223(8) 0,08563(11) 0,0090(2)

02 0 0,67253(9) 0,28110(9) 0,41411(11) 0,0092(2)

03 0 0,66095(9) 0,38330(9) 0,22181(11) 0,0090(2)

04 0 0,38221(9) 0,65887(9) 0,28093(12) 0,0097(2)

05 0 0,45266(9) 0,72217(9) 0,07604(11) 0,0089(2)

06 0 0,72257(8) 0,45153(9) 0,42486(11) 0,0084(2)

07 0 0,60627(8) 0,43901(9) 0,03185(12) 0,0092(2)

08 0 0,43758(9) 0,60584(8) 0,47182(11) 0,0084(2)

09 0 0,32789(9) 0,51125(9) 0,17749(12) 0,0114(2)

010 0 0,51636(9) 0,33114(9) 0,32021(12) 0,0109(2)

011 0 0,27199(9) 0,3760(1) 0,05757(13) 0,0137(3)

012 0 0,3831(1) 0,27182(9) 0,43941(13) 0,0137(3)

013 0 0,67431(9) 0,55610(9) 0,18098(13) 0,0120(2)

014 0 0,55578(9) 0,67129(9) 0,32440(12) 0,0115(2)

015 0 0,43877(9) 0,40795(9) 0,06528(12) 0,0092(2)

016 0 0,40956(9) 0,43952(9) 0,43142(12) 0,0093(2)

017 0 0,35637(9) 0,35326(9) 0,24968(12) 0,0113(2)

0Н18 0 3/4 3/4 0,1282(3) 0,0166(6)

0Н19 0 3/4 3/4 0,3606(3) 0,0150(5)

0Н20 0 0,49586(9) 0,5603(1) 0,13657(12) 0,0110(2)

0Н21 0 0,56255(9) 0,49640(9) 0,36462(12) 0,0108(2)

Таблица 3. Межатомные расстояния (А) в кристаллической структуре везувиана из Монетной

дачи (Средний Урал)

Химические элементы Масштаб. расстоян. Химические элементы Масштаб. расстоян. Химические элементы Масштаб. расстоян.

Si1-O1 1,640(1) 4х Са3-016 2,323(1) А12-ОН21 1,876(1) 2х

Са3-010 2,345(2) А12-016 1,878(1) 2х

Si2-O2 1,650(4) 4х Са3-06 2,382(1) А12-08 1,942(1) 2х

Са3-04 2,415(1) <А12-0> 1,899

Si3-O13 1,618(2) Са3-09 2,450(2)

Si3-O5 1,638(1) Са3-08 2,469(1) А13-01 1,929(2)

Si3-O3 1,646(1) Са3-02 2,497(1) А13-04 1,935(2)

Si3-O7 1,676(1) Са3-012 2,894(2) А13-0Н20 1,943(2)

<Si3-O> 1,645 <Са3-0> 2,472 А13-05 1,976(2)

А13-09 2,026(2)

Si4-O14 1,623(2) Са4-013 2,364(2) А13-07 2,084(2)

Si4-O6 1,642(1) Са4-05 2,433(1) <А13-0> 1,982

Si4-O4 1,642(1) Са4-0Н20 2,467(2)

Si4-O8 1,680(1) Са4-013 2,486(2) А14-03 1,897(2)

<Si4-O> 1,646 Са4-014 2,530(2) А14-02 1,913(2)

Са4-011 2,566(2) А14-ОН21 1,917(2)

Si5-O11 1,615(2) Са4-ОН18 2,591(5) А14-06 1,945(1)

Si5-O15 1,625(1) Са4-015 2,637(2) А14-010 1,975(2)

Si5-O9 1,633(2) Са4-011 3,018(2) А14-08 2,054(2)

Si5-O17 1,661(2) <Са4-0> 2,566 <А14-0> 1,950

<Si5-O> 1,634

Са5-012 2,404(2) М3а-ОН18 1,891(4)

Si6-O12 1,606(2) Са5-014 2,410(2) М3а-011 2,014(2) 4х

Si6-O16 1,620(1) Са5-06 2,462(1) <М3а-0> 1,989

Si6-010 1,632(2) Са5-014 2,508(2)

Si6-O17 1,661(2) Са5-ОН19 2,536(7) М3Ь-ОН19 2,072(5)

<Si6-O> 1,630 Са5-ОН21 2,545(2) М3Ь-012 2,120(2) 4х

Са5-016 2,613(2) <М3Ь-0> 2,110

Са1-02 2,334(1) 2х Са5-013 2,635(2)

Са1-01 2,337(1) 2х Са5-012 2,960(2)

Са1-03 2,518(1) 2х <Са5-0> 2,564

Са1-04 2,526(1) 2х

<Са1-0> 2,429 Са6-012 2,352(2) 4х

Са6-017 2,595(2) 4х

Са2-015 2,329(1) <Са6-0> 2,474

Са2-09 2,334(1)

Са2-05 2,375(1) Са7-011 2,271(2) 4х

Окончание табл. 3

Химические элементы Масштаб. расстоян. Химические элементы Масштаб. расстоян. Химические элементы Масштаб. расстоян.

Ca2-010 2,436(1) Ca7-017 2,593(2) 4x

Ca2-07 2,436(1) <Ca7-0> 2,432

Ca2-03 2,442(1)

Ca2-01 2,454(1) A11-0H20 1,870(1) 2x

Ca2-011 3,028(2) A11-015 1,887(1) 2x

<Ca2-0> 2,479 A11-07 1,944(1) 2x

<Al1-0> 1,900

вид: Ca18,84Mg1,69Fe2+1,65Tio,44Mno,2iAl9,35Sii8O68(OH)9,4iOo,59. Формула, рассчитанная по данным рентгеноструктурного анализа, может быть представлена как Ca17,62Mg1,72Fe2+0,91Al11,75Si17,28(O,OH)78. Учитывая близость атомных факторов рассеяния Ca, Ti, Mn и Fe, можно заключить, что химическая и структурная формулы находятся в хорошем согласии друг с другом.

Инфра-красный (ИК) спектр минерала (рис. 3) был получен на ИК Фурье-спектрометре Bruker Vertex 70. Интерпретация спектра выполнена на основе данных

систематического исследования, проведенного В. С. Куражковской и др. [14]. Две полосы поглощения 441 и 487 см-1 относятся к симметричным деформационным колебаниям v2 связи Si-O, полосы 572 и 605 см-1 соответствуют асимметричным деформационным колебаниям v4 той же связи. Полосы 800, 887, 918, 968 и 1020 см-1 могут быть приписаны асимметричным валентным колебаниям связей Si-O и Si-O-Si. Полосы в диапазоне колебаний 1610-3637 см-1 соответствуют областям колебаний гидроксила. Для исследованного нами образца наблюдается характерное для низких везувианов смещение выскочас-тотной полосы колебаний v3 связи Si-O на 20 см-1 в область более низких частот (с 990 до 968 см-1) [14]. Таким образом, результаты ИК спектроскопии находятся в хорошем согласии с данными рентгеноструктурного анализа.

Проекция изученной кристаллической структуры везувиана из Монетной дачи изображена на рис. 4. Она представляет собой объединение одномерных гроссуляровых модулей через общие вершины тетраэдров SiO4 таким образом, что в структуре образуется диортогруппа Si2O7. Гроссуляровые стержни центрированы

Рис. 3. ИК-спектр низкосимметричного везувиана из асбестовых копей на границе Монетной и Каменской дач (Средний Урал, Россия).

Рис. 4. Проекция кристаллической структуры везувиана из Монетной дачи на плоскость (001): (а) полная проекция структуры; (б) проекция структуры без координационных полиэдров кальция; (в) проекция структуры без координационных полиэдров кальция и алюминия; (г) проекция структуры, показывающая расположение катионов и анионов в каналах между гроссуляровыми стержнями. Условные обозначения: полиэдры Са размечены крестиками, октаэдры А106 показаны темно-серым цветом, тетраэдры ЭЮ4 — светло-серым, атомы кислорода — малые серые шары, гидроксил-ионы — серые шары среднего размера, маленькие темно-серые шары — позиции М3а и М3Ь.

вдоль осей [0,75-0,25 г] и [0,25-0,75 г]; при их объединении образуются каналы, заполненные позициями М3а, М3Ь, Са6, Са7 (эти четыре позиции соответствуют катионным позициям В и С или X' и У' (см. стр. выше)), ОН 18 и ОН 19. Позиции М3а и М3Ь имеют координацию тетрагональной пирамиды с апикальными связями М3а-0Н18 и М3Ь-0Н19, соответственно (рис. 5). Различная заселенность М3а и М3Ь создает преимущественную ориентацию цепочек позиций вдоль оси с, что приводит к образованию упорядоченных областей и понижению симметрии с группы Р4/ппс до

Рис. 5. Расположение цепочек катионных и анионных позиций в каналах структуры (вертикальная ось — {001}, горизонтальная — {101}): (а) разупорядоченная конфигурация; (б) упорядоченная конфигурация.

Р4/п. В изученном кристалле заселенности позиций М3а и М3Ь составляют 75 и 25%, соответственно, что отвечает аналогичной разности заселенности позиций Саб и Са7 (см. табл. 2). Таким образом, можно условно охарактеризовать изученный кристалл как состоящий на 75% из одинаково ориентированных доменов с симметрией Р4/п.

Основной причиной упорядочения в везувианах принято считать историю роста его кристаллов. Так, высокий везувиан (Р4/ппс) образуется при температурах свыше 500 °С [15]. Везувианы с симметрией Р4/п характерны для температур 300-500 °С, что примерно соответствует зеленосланцевой фации метаморфизма. Это находится в согласии с предполагаемыми условиями образования контактово-метасоматических пород в районе Монетной дачи в процессе серпентинизации первичных ультраосновных пород. Согласно [16], подобные процессы протекают при температурах ниже 400450 °С и давлении воды 1-2 кбар.

В настоящей работе нами изучена кристаллохимия низкосимметричного везувиана из асбестовых копей месторождения Монетная дача (Средний Урал) на образце, который, по всей видимости, принадлежит к коллекции везувианов из русских месторождений, переданных С. М. Курбатовым в Минералогический музей СПбГУ. Результаты рентгеноструктурного анализа, микрозондового химического анализа и ИК спектроскопии находятся в согласии друг с другом и подтверждают, что симметрия исследованного образца соответствует пространственной группе Р4/п, его образование происходило в интервале температур 300-500 °С при процессах серпентинизации ультраосновных пород при воздействии гидротерм поздних гранитоидных интрузий.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки в рамках государственного контракта № 16.518.11.7096 (ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20072012 годы») и РФФИ (12-05-31190-мол=а).

Литература

1. Ферсман А. Е. Очерки по истории камня. Т. 2. М.: ТЕРРА-Книжный клуб, 2003. 382 с.

2. Курбатов С. М. Везувианы из русских месторождений. V. Везувианы из асбестовых копей на границе Каменской и Монетной дач на Урале (описание месторождения) // Изв. РАН. VI сер. 1925. Т. 19. № 1-5. С. 43-52.

3. Курбатов С. М. Везувианы из русских месторождений. VI. Везувианы из асбестовых копей на границе Каменской и Монетной дач на Урале // Изв. РАН. VI сер. 1925. Т. 19. № 12-15. С. 451-482.

4. Warren B. E., Modell D. I. The structure of vesuvianite Ca10A14(Mg,Fe)2Si9034(0H)4 // Z. Kristallogr. 1931. Bd 78. S. 422-432.

5. Arem J. E., Burnham C. W. Structural variations in idocrase // Amer. Mineral. 1969. Vol. 54. P. 1546-1550.

6. Coda A., Delia Giusta A., Isetti G., Mazzi F. 0n the structure of vesuvianite // Atti dell Accademica delle Scienze di Torino. 1970. Vol. 105. P. 1-22.

7. Rucklidge J. C., Hemingway B. S., Fisher J. R. The crystal structure of three Canadian vesuvianites // Can. Mineral. 1975. Vol. 13. P. 15-21.

8. Allen F. M., Burnham C. W. A comprehensive structure-model for vesuvianite: Symmetry variation and crystal growth // Can. Mineral. 1992. Vol. 30. P. 1-18.

9. Giuseppetti G., Mazzi F. The crystal structure of a vesuvianite with P4/n symmetry // Tscherm. Mineral. Petrogr. Mitt. 1983. Vol. 31. P. 277-288.

10. Ohkawa M., Yoshiasa A., Takeno S. Structural investigation of high and low-symmetry vesuvianite // Mineral. J. 1994. Vol. 17. P. 1-20.

11. Armbruster T., Gnos E. Tetrahedral vacancies and cation ordering in low-temperature Mn-bearing vesuvianites: indication of a hydrogarnet-like substitution // Amer. Mineral. 2000. Vol. 85. P. 570-577.

12. Armbruster T., Gnos E. Rod polytypism in vesuvianite: crystal structure of a low-temperature P4nc vesuvianite with pronounced octahedral cation ordering // Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 2000. Bd 80. S. 109-116.

13. Armbruster T., Gnos E. P4/n and P4nc long range ordering in low-temperature vesuvianites // Amer. Mineral. 2000. Vol. 85. P. 563-569.

14. ИК-спектры высокосимметричных и низкосимметричных везувианов / В. С. Куражковская, Е. Ю. Боровикова, Г. И. Дорохова, О. В. Кононов, С. Ю. Стефанович // Записки РМО. 2003. Т. 132. № 1. С. 109-120.

15. Gnos E., Armbruster T. Relationship among metamorphic grade, vesuvianite rod polytypism, and vesuvianite composition // Amer. Mineral. 2006. Vol. 91. P. 862-870.

16. Петрографический словарь / под ред. В. П. Петрова, О. А. Богатикова, Р. П. Петрова. М.: Недра, 1981.

Статья поступила в редакцию 20 сентября 2012 г.