Приложение 6. Модели твердых растворов минералов.
1. Ставролит
Теоретическая формула ставролита – (Fe,Mg)
2
(Al,Fe
3+
)
9
Si
4
O
23
(OH), но на
самом деле изоморфизм в ставролите значительно более широкий.
В работе (Holland & Powell, 1998) формула ставролита приведена в виде:
(Fe,Mg,Mn)
4
(Al)
18
Si
7.5
O
48
H
4
, согласно которой изоморфизм в ставролите про-
исходит только между Fe, Mg и Mn, занимающими одну октаэдрическую по-
зицию М.
Модель твердого раствора ставролита представлена в таблице П6.1, откуда
видно, что количества соответствующих миналов берутся в четвертой степени,
так как кратность позиции, где происходит их смешение, равна четырем.
2. Ильменит
В структуре ильменита слои катионов Fe
2+
и слои катионов Ti
4+
располо-
жены перпендикулярно к оси z и чередуются между собой в позициях M1
и M2 . Исходя из данного распределения, идеальная активность минала иль-
менитового раствора будет равняться произведению мольных долей компо-
нентов, занимающих позиции M1 и M2 (табл. П6.2). Формулы расчета
идеальных активностей приведены в таблице П6.2.
Из таблицы П6.2 видно, что поскольку трехвалентное железо делится
между позициями M1 и M2, активность гематита равна квадрату его концент-
рации. Но, согласно В.А. Курепину (1981), активности миналов ильменито-
вого раствора можно считать пропорциональными мольным долям, т.е. можно
принять и простую молекулярную модель твердого раствора ильменита.
Обе эти модели заложены в блок активностей для программного комплекса
«Селектор-С». Активности гематита по двум моделям очень сильно разли-
чаются, а эта активность важна в оценке окислительного потенциала ильме-
нитового твердого раствора.
199Модели твердых растворов минералов
Таблица П6.1. Модель твердого раствора ставролита.
Минал Обозначение Формула Катионы в позиции M
a
ideal
Mg-ставролит mst
Mg
4
Al
18
Si
7.5
O
48
H
4
4Mg
mst
4
Fe-ставролит fst
Fe
4
Al
18
Si
7.5
O
48
H
4
4Fe
fst
4
Mn-ставролит mnst
Mn
4
Al
18
Si
7.5
O
48
H
4
4Mn
mnst
4
Таблица П6.2. Модель твердого раствора ильменита.
Минал Обозначение Формула
Распределение катионов*
М1 М2
a
ideal
ильменит ilm
FeTiO
3
Fe
2+
Ti ilm (ilm + pnt + geik)
гематит hem
Fe
2
O
3
Fe
3+
Fe
3+
hem
2
пирофанит pnt
MnTiO
3
Mn Ti pnt (ilm + pnt + geik)
гейкилит geik
MgTiO
3
Mg Ti geik(ilm + pnt + geik)
* Здесь и далее дается распределение катионов только для позиций, участвующих в изо-
морфизме.