Силикаты высоких давлений: кристаллохимия и систематика

Кривовичев С. В.

Записки РМО. 2021. Т. 150. № 5. С.1-78

https://doi.org/10.31857/S0869605521050038

Язык: Английский

Аннотация

Проведен обзор высокобарических силикатов с подробным анализом их структурной топологии и координации кремния. Высокобарические силикаты разделены на одиннадцать основных групп в согласии с их химическим составом: (i) полиморфы кремнезема; (ii) полиморфы полевых шпатов; (iii) полиморфы пироксенов и амфиболов; (iv) гранатоподобные фазы с октаэдрическим Si; (v) полиморфы MSiO₃ (M =Mg, Fe); (vi) полиморфы M₂SiO₄ (M = Mg, Fe); (vii) плотные водные магнезиальные силикаты и родственные им структуры; (viii) силикаты систем Al₂O₃–SiO₂ и Al₂O₃–SiO₂–H₂O; (ix) силикаты и алюмосиликаты Ca, Sr и Ba; (x) силикаты и алюмосиликаты щелочных металлов; (xi) разнообразные высокобарические силикаты. Всего рассмотрено более 160 высокобарических силикатов, которые кристаллизуются в более чем 115 различных структурных типах. На основе последних достижений предложена общая систематика неорганических силикатов на основе координации кремния в отношении атомов кислорода. По координации кремния выделено семь структурных групп: 4; 4 + 5; 4 + 5 + 6; 4 + 6; 5; 5 + 6; 6. Структуры менее половины всех известных высокобарических силикатов образованы плотнейшими упаковками атомов. Топологические свойства объединения силикатных полиэдров включают объединение по вершинам (для всех координационных чисел (КЧ) кремния), по ребрам (для КЧ = 5 и 6) и граням (для КЧ = 6). Один атом кислорода может быть поделен не более чем между тремя координационными полиэдрами кремния.

Ключевые слова: высокие давления, силикаты, кристаллическая структура, кристаллохимия, шестикоординированный кремний, пятикоординированный кремний, минералогия высоких давлений, фазовые переходы, структурная сложность, структурная топология