CC BY
60
Опыт систематики карбонатов Y и REE А.В. Волошин
Геологический институт КНЦ РАН; Естественно-технический факультет МГТУ, кафедра геологии и полезных ископаемых
Аннотация. Данные по кристаллическим структурам карбонатов Y и REE позволяют проводить кристаллохимический анализ и систематизировать по структурно-геометрическим признакам. Рассматривая кристаллические модели Y и REE карбонатов с позиций эволюции трех главных полиморфных модификаций СаС03: фатерита, кальцита и арагонита, можно вывести все известные структуры Y-REE карбонатов или фрагменты их кристаллических построек. По типу координации атомов Y и REE карбонатными группами (CO3) в этих минералах выделяется четыре группы. Опыт систематики Y-REE карбонатов может быть использован при кристаллохимическом анализе подобных минералов других классов.
Abstract. Data on crystalline structures of Y and REE carbonates allow one to carry out the crystal chemical analysis and to classify them according to structural-geometrical features. Studying the crystalline models of Y and REE carbonates in the context of evolution of three main polymorphic modifications of CaC03: vaterite, calcite and aragonite, it is possible to create all known structures of Y-REE carbonates or fragments of their crystalline structures. There are four groups in these minerals distinguished by the type of atom coordination of Y and REE by (CO3) groups. An experience of classification of Y-REE carbonates may be used in crystal chemical analysis of similar minerals of other classes.
1. Введение
Широкая гамма координационных полиэдров, свойственных группе Y-REE катионов в структурах собственных минеральных видов, также реализуется и для других катионов в структурах разных классов соединений. Сродство Y-REE со щелочноземельными и другими катионами, обычное участие последних в архитектурной постройке структур Y-REE минералов свидетельствует, что основных критериев для создания единой кристаллохимической систематики Y-REE нет. И в этом нет необходимости, а структуры Y-REE минералов возможно рассматривать в общей систематике химических классов минерального мира. Вероятно, на этой основе R. Miyawaki и I. Nakai (1993) и предложили классификацию структур Y-REE минералов с выделением двух таксонов структурного типа: класс и подкласс. В минералогической практике, по-видимому, главную нагрузку в классификационной систематике следует перенести на химическую конституцию минерального вида, группу изотипных или изоструктурных соединений и класс.
В каждом структурном типе возможно использование структурно-геометрического анализа для более детального систематического рассмотрения включенных в этот тип групп минералов и отдельных минеральных видов. Подходы могут быть различными, но определяться они должны только параметрами (структурными и химическими), свойственными одному классу или нескольким изотипным классам. Такая систематика выполнена в данной работе для карбонатов Y-REE. Не всегда или не сразу можно применить такие результаты структурно-геометрического анализа для генетических построений.
2. Принципы систематики Y-REE карбонатов
Карбонаты Y-REE объединяют около 50 минеральных видов (табл. 1). В основном минеральные виды выделены по доминирующему редкоземельному элементу в формуле минерала. Кроме того, для группы бастнезита минеральные виды различаются еще и ведущей ролью F или групп ОН. Для некоторых карбонатов этой же группы с явно выраженным слоистым мотивом структуры свойственно проявление политипии. Так, к примеру, для паризита установлены три политипа: 3R, 6R и 3H.
Следует отметить, что для большинства Y-REE карбонатов в настоящее время известны кристаллические структуры; для некоторых видов редкоземельных карбонатов установлены и полиморфные модификации, которые не имеют пока статуса минерального вида (Чинъ Тхи Ле Тхы и др., 1992). Это прежде всего относится к доннейиту, который кристаллизуется как в тригональной, так и триклинной сингониях. По-видимому, это также может быть справедливо и для маккельвиита-^) и эвальдита. Все эти минералы могут рассматриваться в одной группе карбонатов.
Данные по кристаллическим структурам рассматриваемых карбонатов позволяют проводить кристаллохимический анализ с целью выявления особенностей строения, а также систематизировать карбонаты по некоторым общим структурно-геометрическим признакам.
Таблица 1. Минеральные виды Y-REE карбонатов
Минеральный вид Формула
Группа бастнезита
Бастнезит-(Се) (Ce,La)(CO3)F
BacTHe3HT-(La) (La,Ce)(CO3)F
Бастнезит-(М) (Nd,La,Ce)(CO3)F
Бастнезит-(У) (У,Се)(Ш3^
Гидроксилбастнезит-(Се) (Ce,La)(CO3)(OH,F)
Гидроксилбастнезит-(Ьа) (La,Nd)(CO3)(OH,F)
Гидроксилбастнезит-(Ш) (Nd,Ce,La)(CO3)(OH,F)
Торбастнезит Th(Ca,Ce)(CO3)2F2 *3H2O
Синхизит-(Се) (Ce,La)Ca(CO3)2F
Синхизит-(Ш) Ca^d^XCO^F
Синхизит-(У) Са(У ,Ce)(CO3 )2F
Паризит-(Се) Ca(Ce,La)2(CO3)3F2
Паризит-(Ш) Ca(Nd,Ce,La)2(CO3)3F2
Рентгенит-(Се) Ca2(Ce,La)3(CO3)5F3
Группа кордилита
Кордилит-(Се) Ba(Ce,La)2(CO3)4F
Кухаренкоит-(Се) Ba2Ce(CO3)3F
Хуанхэит-(Се) BaCe(CO3)2F
Цебаит-(Се) Ba3Ce2(CO3)5F2
Группа тенгерита
Тенгерит-(У) У2(CO3)3*nH2O ( n=2;3)
Локкаит-(У) (У;Ca)2(COз)з*2H2O
Кимураит-(У) CaУ2(CO3)4*6H2O
Камфаугит-(У) Ca2У2(CO3)4(OH)2*3H2O
Шомиокит-(У) Na3У(CO3)3*3H2O
Группа лантанита
Лантанит-(Се) (Ce,La,Nd)2(CO3)3*8H2O
Лaнтaнит-(La) (La,Ce)2(CO3)3*8H2O
Лaнтaнит-(Nd) (Nd,La)2(CO3)3*8H2O
Калькинсит-(Се) (Ce,La)2(CO3)3*4H2O
Мойдит-(У) ^REEXCO^B^H^
Группа доннейита
Доннейит-(У) Sr3NaCaУ(CO3)6*3H2O
Маккельвиит-(У) BajNa^a^^CO^^^O
Эвальдит Ba^a^Na^XCO^^n^O
Группа бу эбанкита
Бурбанкит (Na,Ca)3(Sr,Ce,Ba)3(CO3)5
Кальциобурбанкит (Na,Ca)3(Ca,Ce,Sr)3(CO3)5
Ханнешит (Na,Ca)3(Ba,Sr,Ce,Ca)3(CO3)5
Петерсенит-(Се) Na4(Ce,La,Sr)2(CO3)5
Ремондит-(Се) Na3(Ce,La,Ca,Na,Sr)3(CO3)5
Карбоцернаит (Ca,Na)(Sr,Ce,Ba)(CO3)2
Дациншанит-(Се) (Sr,Ca,Ba)3(Ce,La)(PO4)(CO3)3.x(OH,F )x
Минеевит-(У) Na25Ba(У;Gd)2(COз)ll(HCOз)4(SO4)2F2Cl
Группа анкилита
Анкилит-(Се) SrCe(CO3)2(OH)*H2O
Кальцио-анкилит-(Се) (Ca,Sr)Ce3(CO3)4(OH)3* H2O
Кальцио-анкилит-(Ш) CaNd3(CO3)4(OH)3*H2O
Гисинит-(Ш) Pb(Nd,La)(CO3)2(OH)* H2O
Другие ка збонаты
Сахамалит-(Се) ' (Mg,Fe)Ce2(CO3)4
Бижветит-(У) (^Dy^^M^MOH^ll^O
Ридерит-(У)
Камотоит-(У) (У ,Nd,Gd,Sm,Dy )2U4(CO3)3O12*14.5H2O
Шабаит-(Ш) Ca(Nd,Ce)2(UO2)(CO3)4(OH)2* 6H2O
Шуилингит-(М) Pb(Nd,La)(CO3)2(OH)*H2O
3. Систематика на основе полиморфных модификаций СаС03
На основе трех главных полиморфных модификаций СаСОз - фатерита, кальцита и арагонита -можно рассмотреть трансформацию структурных типов этих минералов для всех карбонатов. Используя геометрию полиморфных модификаций СаС03, практически можно вывести все известные структуры Y-REE карбонатов или фрагменты их кристаллических построек. Таким образом, группы Y-REE карбонатов можно систематизировать, как это показано в табл. 2.
Таблица 2. Распределение групп Y-REE карбонатов по структурным мотивам полиморфов СаС03
Структурный мотив
Фатеритовый Кальцитовый Арагонитовый
Группа бастнезита Группа кордилита Группа тенгерита Группа лантанита Группа доннейита Группа бурбанкита Группа анкилита
Вопрос кристаллохимического родства отдельных структурных типов отдельных групп минералов с главными мотивами не всегда очевиден, и некоторые группы показаны условно, в частности, группа доннейита. Не вызывает сомнения фатеритовый мотив кристаллической постройки для минералов групп бастнезита, кордилита и тенгерита. Если первые две объединяют, главным образом, редкоземельные карбонаты, то группа тенгерита состоит из Y-содержащих минеральных видов. Следует еще добавить и своеобразную гофрированность слоев в структурах минералов группы тенгерита и согласное расположение в них слоев молекул воды. В составе рассматриваемых групп минералов важную роль играют щелочные и щелочно-земельные элементы. Соотношение между формульными значениями последних и катионными позициями Y-REE определяет минеральный вид, как это показано в табл. 3.
Таблица 3. Карбонаты Y-REE с типовой формулой An(Y,REE)m(CO3)pX*qH2O, A = Ca, Sr Ba, Na
Водосодержащие (q > 1) n m Безводные (q = 0)
Y REE
Na Ca Ca Ba
TeHrepHT-(Y) 0 1 Группа бастнезита
Локкаит-^) 1 >5
KHMypaHT-(Y) 1 2 Паризит-(Се), -(La) Кордилит-(Се)
2 3 Рентгенит-(Се)
Камфаугит-^) 1 1 Синхизит-(Се) Хуанхэит-(Се)
Синхизит -(Nd)
Chhxh3ht-(Y)
2 1 Кухаренкоит-(Се)
3 2 Цебаит-(Се)
Шомиокит-^) 3 1
Обращает на себя внимание, с одной стороны, значительное число незаполненных полей в матрице таблицы, а с другой - отсутствие минеральных видов с участием Sr, хотя этот элемент нередко присутствует в качестве существенной примеси, прежде всего в составе минералов группы кордилита. В минеральных ассоциациях минералов группы кордилита всегда участвует стронцианит, что свидетельствует и о достаточно высоком геохимическом потенциале Sr. Возможно, что в данном случае мы имеем дело с кристаллохимическим контролем именно в аспекте фатеритового мотива для карбонатов Sr.
4. Координация атомов Y-REE группами (С03)
По сравнению с другими кислородными соединениями, в карбонатных кристаллических структурах Y и REE обладают самыми высокими координационными числами и, в то же время, во всем этом классе соединений проявляют практически полный спектр характерных для этих элементов координационных полиэдров. Это предполагает возможность систематизации всех кристаллографически изученных редкоземельных карбонатов по типу координационного полиэдра (по величине к.ч.) и по типу сочленения этого полиэдра с карбонатными группами (С03).
По типу координации атомов Y и редкоземельных элементов (дальше эти атомы для краткости будут обозначаться Ln) карбонатными группами (С03) аналогично изотипным группам в боратах и нитратах (Вигдорчик, 1993; Вигдорчик, Малиновский, 1995), отмечается четыре типа: монодентатный, бидентатный, мостиковый бидентатный и тридентатный (рис. 1).
Перейдем к рассмотрению кристаллических структур отдельных карбонатов и изоструктурных групп и выделению типов координации атомов Ln, т.е. типов сочленения полиэдров Ln с карбонатными группами. Характеристика кристаллических структур Y-REE карбонатов приводится по R. Miyawaki и I. Nakai (1993).
4.1. Группа бастнезита
Группа бастнезита объединяет ряд карбонатов с явно выраженным слоистым мотивом кристаллической структуры. Кристаллическая структура построена из полиэдров Се, соединеных вершинами в трехмерный каркас. Структура бастнезита рассматривается как производная от фатерита, и эта близость особенно видна в сравнении слоев катионных полиэдров (Боппау, Боппау, 1953). Слои бастнезитового типа структуры (слон Се и атомов Б) могут быть получены из слоев фатеритового типа путем замены Са на Се и введением атомов Б. В то же время слои щелочно-земельных металлов в структурах паризита, синхизита и др. аналогичны таковым в фатерите. Гидроксилбастнезит-(Се) является (ОН)-аналогом бастнезита-(Се). С другой стороны, структура синтетического соединения Кё(С03)(0Н) имеет пониженную симметрию по сравнению с бастнезитом-(Се), но структурно подобна последнему.
В структуре бастнезита-(Се) атомы Се (к.ч. 11) координируются тремя атомами Б и восемью атомами кислорода. Полиэдры Се, соединяясь гранями, образуют слои, которые, соединяясь через вершины между собой, создают трехмерный каркас. Группы (С03) располагаются между слоями соединенных гранями полиэдров Се (рис. 2).
Рис. 1. Типы координации атомов Ьп в иттрий-редкоземельных карбонатах:
I - монодентатный,
II - симметричный бидентатный,
III - симметричный мостиковый бидентатный,
IV - тридентатный
Рис. 2. Тройка цериевых полиэдров одиночный координационный полиэдр
Рис. 3. Фрагмент кристаллической структуры кордилита-(Се): сочленение Ьп-полиэдра с полиэдром Ва и треугольными группами (С03) (слева) и одиночный Ьп-полиэдр (справа)
(слева) и (справа) с
карбонатными группами в структуре бастнезита-(Се)
Здесь и на последующих рисунках римскими цифрами показаны типы координации полиэдров Ьп группами (С03) согласно рис. 1.
4.2. Группа кордилита
Барий-редкоземельные карбонаты по общему мотиву кристаллической структуры объединены в группу кордилита и включают, кроме кордилита-(Се), хуанхэит-(Се), кухаренкоит-(Се), цебаит-(Се). В деталях структуры этих минералов имеют некоторые различия, но в общем плане их, как и минералы группы бастнезита, можно рассматривать как производные от фатерита.
Кристаллическая структура кордилита-(Се) состоит из трех видов слоев: слоя Се в координации 10 (9 атомов кислорода и один атом Б), слоя Ва в координации 12 атомов кислорода и слоя Ка- полиэдров (к.ч.9: 6 атомов кислорода и 3 атома Б). Слои создают пакет в направлении (001) в порядке Ва-Се-Ка-Се-Ва. Треугольные группы (С03) находятся в плоскости (001) и локализованы между слоями катионов (рис. 3).
В кристаллической структуре хуанхэита-(Се) оба атома Се занимают независимые позиции и координируются 9 атомами кислорода и одним атомом Б. С другой стороны, два вида атомов Ва показывают разные виды координационных полиэдров. Структуру хуанхэита-(Се) можно рассматривать в наиболее близкой связи со структурой кордилита-(Се). Соединение с карбонатными группами происходит по I и II типам (рис. 4).
Кристаллическая структура синтетического аналога кухаренкоита-(Се) также построена из слоев полиэдров Се в десятерной координации и двух типов полиэдров Ва (к.ч. 10 и 11) в соединении с карбонатными группами I, II и III типов (рис. 5).
Основа кристаллической
структуры цебаита-(Се) (рис. 6) подобна таковой хуанхэита-(Се). В отличие от последнего, в цебаите-(Се) нет отдельных слоев полиэдров Ва и Се, и слои построены из полиэдров этих двух дополнительных атомов. Кроме того, кристаллические структуры цебаита-(Се), хуанхэита-(Се) и кордилита-(Се) различаются расположением атомов Б.
4.3. Группа тенгерита
Группа тенгерита включает собственно тенгерит-(У), локкаит-(У), кимураит-(У), камфаугит-(У) и шомиакит-(У). Все минералы этой группы характеризуются общим мотивом кристаллической структуры, которую формируют полиэдры У в девятерной координации с группами С03 в виде гофрированных слоев. Соединяясь через группы С03 сверху и снизу, такие слои образуют каркас. В отличие от структуры тенгерита, в структурах кимураита и локкаита они разделяются слоями полиэдров Са и молекул воды.
На рис. 7 показано строение координационных полиэдров Ьи в структуре тенгерита-(У), из которого видно, что два типа (I и II) карбонатных групп обеспечивают связь с внешних сторон гофрированного слоя, а тип III участвует в мостиковом соединении двух вершинносоединенных полиэдров
внутри слоя (рис. 7). Если же рассматривать изолированно один полиэдр Ьи, то можно сказать, что карбонатные группы имеют связь только двух типов: 4 группы II типа и две группы I типа.
В кристаллической структуре камфаугита-(У) в гофрированных слоях, в отличие от типа тенгерита, участвуют два вида полиэдров: девятивершинники У и полиэдры Са в восьмерной координации. Между слоями располагаются молекулы воды в цеолитной форме. Полиэдр Ьи координируется двумя видами карбонатных групп: четыре группы С03 первого типа и две - второго типа.
Рис. 4. Фрагменты структуры хуанхэита-(Се). Слева - сочленение полиэдров разного сорта в разных слоях, справа - одиночные полиэдры Ва (светлый) и Ьи (темный)
ьЩшшШя
да
/
Рис. 5. Фрагменты кристаллической структуры кухаренкоита-(Се)
_ н
Рис. 6. Фрагменты кристаллической структуры цебаита-(Се)
и
Рис. 7. Пара вершинносоединенных полиэдров в гофрированном слое структуры (слева) и одиночный координационный полиэдр Ьи в структуре тенгерита-(У) (справа)
4.4. Группа лантанита
Кристаллическая структура лантанита-(Ьа) содержит две позиции редкоземельных элементов в десятерной координации. Полиэдры лантана соединяются вершинами и ребрами, создавая пластины параллельно плоскости (010). Лантанит-(Ьа) - сильно гидратированный минерал, и слои полиэдров лантана соединяются между собой только водородными связями.
ц
Структура калькинсита-(Се) не изучалась, но сравнение параметров решетки предполагает структурную связь между лантанитом-(Ьа) и калькинскитом-(Се) (рис. 8).
Полиэдры лантана в структуре лантанита-(Ьа) соединяются I, II и III типом карбонатных групп, создавая пластины вдоль плоскости (010). Для отдельного полиэдра характерны группы С03 I и II типа.
Мойдит-(У) - борокарбонат иттрия. Кристаллическая структура имеет явно выраженный слоистый тип и создана слоями вершиносоединенных полиэдров иттрия в девятерной координации кислорода параллельно плоскости (010). В этой плоскости в основном располагаются группы С03 первого и второго типа (рис. 9). Слои соединяются изолированными тетраэдрами [В(ОН)4]. Возможно, существует тесная связь между структурами мойдита-(У) и лантанита-(Ьа).
4.5. Группа доннеита
Доннеит-(У), маккельвиит-(У) и эвальдит могут быть рассмотрены на примере кристаллической структуры триклинной и ромбоэдрической модификаций доннеита (Чинъ Тхи и др., 1992). Атомы Na и REE распределены в структуре по трем независимым позициям (с к.ч. 6, 6 и 9, соответственно). Полиэдры представляют собой искаженную тригональную призму, октаэдр и трехшапочную тригональную призму. Полиэдры Sr (к.ч. 10) - в виде искаженной гексагональной бипирамиды с заменой одной вершины треугольной гранью. В кристаллической структуре вдоль оси [001] чередуются два типа слоев: слои полиэдров Sr, соединенные общими вершинами и карбонатными группами; Na-REE слои из дискретных полиэдров, связанных группами (С03). В структуре следует отметить связующие карбонатные группы первого и второго типа.
Рис. 8. Фрагмент из двух полиэдров Ьи с карбонатными группами в кристаллической структуре лантанита-(Ьа)
V/ ■ ::: V
Рис. 9. Фрагмент из двух иттриевых полиэдров (слева) и одиночный координационный полиэдр (справа) с карбонатными группами и тетраэдрами [В(ОН)4] в кристаллической структуре мойдита-(У)
Рис. 10. Фрагменты кристаллических структур с полиэдрами редкоземельных (Ьи) и щелочно-земельных катионов и карбонатных групп: а иб - бурбанкит, в иг - ремондит
4.6. Группа бурбанкита
Группа бурбанкита включает собственно бурбанкит, кальциобурбанкит, петерсенит, ханешит и ремондит. Ремондит изоструктурен бурбанкиту и является моноклинной его модификацией. В этой группе уместно рассмотреть карбоцернаит, дациншанит-(Се), минеевит и тулиокит.
Структура бурбанкита включает две независимых позиции М1, М2 и три карбонатных иона С1, С2 и С3. Редкоземельные элементы занимают 10-вершинный (к.ч. 10) полиэдр М2 вместе с 8г и Са. Полиэдры М2 соединяются карбонатными ионами С2 и С3 вершинами и образуют слои шестичленных колец, параллельных плоскости (001). Вдоль оси "с" полиэдры связаны наклонно расположенными карбонатными группами С1. Катионы № и Са занимают восьмивершинные полиэдры М1, которые находятся в каналах, перпендикулярных полиэдрическим слоям. Для полиэдров М2 характерны карбонатные группы первого и второго типа (рис.10).
В кристаллической структуре карбоцернаит Ьи полиэдры с координацией 10 соединяются вдоль тройной оси с образованием зигзагообразных цепочек, цепочки соединяются вершинами, формируя гофрированные слои
Рис. 11. Фрагменты структуры карбоцернаита: сочленение полиэдров редкоземельных элементов (Ьи) и Са (слева), двух редкоземельных полиэдров (справа) а и
параллельно плоскости (100). Эти слои согласуются с подобными с помощью слоев полиэдров щелочных и щелочноземельных катионов, которые выполняют цементирующую роль. Гофрированные слои структурно отличны от свойственных тснгсриту-(У). Для отдельных полиэдров Ln характерны группы С031 и П типов (рис. 11).
Дациншанит-(Се) - необычный редкоземельно-стронциевый фосфокарбонат: изоструктурный с гунтитом, Mg3Ca(CO3)4, характеризующимся кальцитовым типом структуры. В кристаллической структуре дациншанита-(Ce) Ce и Sr занимают индивидуальные позиции и образуют 10 и 9 координационные полиэдры, соответственно, которые окружают карбонатные группы I и II типов (рис. 12).
В кристаллической структуре минеевита-(У) атомы Ba располагаются в икосаэдрах, Y-REE - в 9-вершинниках, Na - в 5-, 6- и 7-вершинниках. Полиэдры катионов образуют три типа пакетов, причем более плотные [Ba,Na,CO3F]-naKeTbi и сдвоенные [REE,Na,CO3Cl]^oKH чередуются вдоль оси "с" с рыхлыми [№^04]-слоями. Отдельные слои объединяются по общим кислородным вершинам, а в сдвоенном блоке пары REE-девятивершинников связаны по общей грани, лежащей в зеркальной плоскости симметрии. Изолированные SO4-тeтpaэдpы и атомы F и Cl, расположенные на тройных осях, связывают тройки Na-полиэдров. Чередование соединенных по общим вершинам и граням слоев вдоль оси "с" создает смешанную каркасную постройку. В координации полиэдров редкоземельных элементов каркаса структуры миневита-(У) участвуют карбонатные группы I и II типов (рис. 13).
Структуру минеевита-(У) можно рассматривать, как производную от близких по составу редкоземельных карбонатов со щелочными и щелочноземельными металлами: xyaHX3HTa-(Ce), кордилита-^е) и доннеита-(У). В структурах этих минералов вдоль оси "с" элементарной ячейки чередуются слои из расположенных по закону плотнейшей упаковки на тройных и шестерных осях крупных катионов Ba и REE, меньших по размеру Na, анионов F и треугольников С03, плоскости которых параллельны (001). Подобно минеевиту-(У), в структуре кордилита-^е) более плотные Ba,CO3 и Ce,CO3-CTon чередуются с рыхлыми NaF-слоями, а в структуре доннеита-(У) триклинного плотные Sr,CO3 и (Na,REE)-^oH чередуются с рыхлыми CO3, И20-слоями с неупорядоченным расположением атомов. В структуре же без щелочных металлов xyaHX3HTa-(Ce) плотные Ba,F,Ce,CO3- и Ba,CO3-^on равномерно распределены по всей длине оси "с" ячейки.
Со структурами этих минералов можно также связать и структуру тулиокита, в которой часть позиций крупных катионов замещается на тройки Na-полиэдров. В структуре тулиокита слои из расположенных по закону плотнейшей упаковки крупных катионов Ba и Th также чередуются вдоль оси "с". Таким образом, вдоль оси "с" формируются бесконечные колонки из Th-Ba-Th-икосаэдров, по периферии которых располагаются шестерки Na-полиэдров, создавая плотную каркасную постройку.
Следует отметить, что координационные полиэдры Ва в минеевите-(У) и тория в тулиоките полностью аналогичны. Также аналогично эти полиэдры координируются карбонатными группами.
Рис. 12. Фрагменты структуры дациншанита-(Се). Сочленение двух типов полиэдров и анионных групп (слева) и одиночный Ьи-полиэдр с карбонатными группами
(справа)
Рис. 13. Координационные полиэдры Ва (а) и У-REE (б) с карбонатными группами в структуре минеевита-(У)
4.7. Группа анкилита
В кристаллической структуре аикилита-(Се) атомы REE и Ca,Sr окружаются 10 атомами кислорода. Эти полиэдры, соединяясь гранями, ребрами и вершинами, создают трехмерный каркас структуры. Кристаллическая структура анкилита может быть получена из структуры арагонита при замещении части атомов Ca на REE и дополнении ее группами OH. Десятивершинные полиэдры окружены карбонатными группами второго и первого типа; в построении каркаса следует отметить группы (С03) третьего типа.
5. Заключение
Типы координации полиэдров редкоземельных элементов карбонатными группами по всем рассмотренным структурам сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Систематика карбонатов по типу координации Y-REE (Ln) полиэдров
Минерал к.ч. Ln Тип сочленения видов Y,REE полиэдра Ln с группами [С03]
Бастнезит 11 I+II
Паризит 11 I+II
Рентгенит 11 I+II
Синхизит 11 I+II
Лантанит 10 I+II+III
Калькинсит 10 I+II+III
Анкилит 10 I+II
Бурбанкит 10 I+II
Ханнешит 10 I+II
Ремондит 10 I+II
Карбоцернаит 10 I+II
Дациншанит 10 I+II
Кордилит 10 I+II+IV
Хуанхэит 10 I+II
Кухаренкоит 10 I+II
Цебаит 10 I+II
Тенгерит 9 I+II+III
Кимураит 9 I+II+III
Локкаит 9 I+II+III
Камфаугит 9 I+II
Мойдит 9 I+II
Минеевит 9 I+II
Доннеит-Т 6,9 I+II
Доннеит-R 6,9 I+II
Маккельвиит 6,9 I+II
Эвальдит 6,9 I+II
В результате проведенной систематизации Y,REE-Kap6oHaroB со щелочными и щелочноземельными катионами по типу связи Y,REE-пoлиэдpoв с группами (C03) можно выявить следующие закономерности:
• Наиболее распространенными типами связи являются монодентатный и симметричный бидентатный, когда треугольники (C03) соединяются с полиэдром посредством общей вершины и ребра соответственно.
• Симметричный мостиковый бидентатный тип связи (C03) характерен для Ln-полиэдров структур группы анкилита, группы тенгерита и группы лантанита.
• Наименее встречаемый тип соединения групп (C03) с Y,REE-no.nroflpaMH - тридентатный, когда все три вершины карбонатного аниона соединяются с Ln-полиэдром. Такой тип групп (C03) отмечен только в структуре кордилита.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 98-05-64365). Литература
Donnay G., Donnay J.D.H. The crystallography of bastnaesite, parisite, roentgenite and synchisite. Amer.Miner.,
v.38, No.11-12, p.962-963, 1953. Miyawaki R., Nakai I. Crystal structures of rare-earth minerals. Handbook on the Physics and Chemistry of Rare
Earths, v.16, ch.108, p.249-518, 1993. Вигдорчик А.Г. Рентгеноструктурное исследование и кристаллохимический анализ щелочных редкоземельных нитратов. Москва, автореферат канд. дисс., 23 е., 1993.
Вигдорчик А.Г., Малиновский Ю.А. Особенности строения редкоземельных полиэдров в щелочных
нитратах лантаноидов. Кристаллография, т.40, № 1, с.79-85, 1995. Чинь Тхи Ле Тхы, Победимская Е.А., Иадежина Т.Н., Хомяков А.П. Полиморфизм доннейита (№,ТК)8г(С03)2.И20. Вестник МГУ, сер.4, № 5, с.69-78, 1992.
