Кристаллохимия и спектроскопия ионов марганца в слюдах

Платонов А.Н., Хоменко В.М., Таращан А.Н.

Методами оптической спектроскопии и люминесценции изучены образцы Мn3+-содержащих разновидностей фенгитов (алургитов), мусковитов и лепидолитов, а также образцы Мn2+-содержащих слюд — широзулита и манганофиллита. Поляризованные оптические спектры алургитов и Mn3+-мусковитов характеризуются наличием четырех полос поглощения ионов Мn3+, спектральная позиция которых близка к таковой в спектрах поглощения других минералов, окрашенных этими ионами, — берилла-морганита, клиноцоизита, цоизита-тулита, турмалина-эльбаита, эпидота-пьемонтита, монтмориллонита и т. д. Средние значения энергии полос поглощения ионов Мn3+ в оптических спектрах алургита Al-Sw — ν1 = 10700 см–1, ν2 = 17550, ?3 = 19800 и ν4 = 22450 см–1, а в спектрах Mn3+-мусковита GRR-727 — ν1 = 10300 см–1, ν2 = 17750, ν3 = 19950, ν4 = 22450 см–1. Спектры поглощения лепидолитов аналогичны спектрам алургитов, средние значения энергии полос в них составляют: ν1 = 12370 см–1, ν2 = 17600, ν3 = 19940, ν4 = 22440 см–1. Существенной отличительной особенностью спектров Мn3+ в лепидолитах является более высокое (12370 см–1 против 10300 в спектрах алургитов) значение энергии ν1-полосы. Для спектров поглощения алургитов, полученных при трех ориентациях вектора поляризованного света — E ║ Np (║ c), E ║ Nm ( c) и E ║ Ng ( c), проанализированы ориентационные зависимости полос ν1—ν4 ионов Мn3+. В соответствии с правилами отбора эти полосы поглощения отнесены к электронным переходам 5B →5A и 5B → 5B в ионах Мn3+, находящихся в октаэдрическом кристаллическом поле локальной симметрии C2 (позиция M2 в структуре слюды). На примере спектра поглощения ионов Мn3+ в полилитионите рассмотрено влияние ионов лития на спектроскопические параметры Мn3+-содержащих слюд. В спектре поглощения широзулита наблюдаются восемь слабых узких полос ионов VIMn2+ и IVFe3+, наложенных на интенсивный край полосы переноса заряда О2 → Fe3+, а в спектре манганофиллита (Е c) на крутом склоне полосы О2– → Fe3+ фиксируются лишь слабые перегибы в районе предполагаемых узких полос поглощения, соответствующих переходам на уровни 4А, 4Е(4G) и 4T2(4D) в ионах VIMn2+ и IVFe3+. На основе анализа оригинальных спектров возбуждения люминесценции (Mn2+, Fe3+)-содержащих синтетических флогопитов выполнено отнесение полос поглощения в спектрах широзулита и манганофиллита к конкретным электронным переходам в ионах VIMn2+ и IVFe3+. Обсуждаются механизмы образования обменно-связанных пар VIMn2+ и IVFe3+ в структуре слюд. Слабые полосы излучения ионов VIMn2+ при 570 нм в спектрах рентгенолюминесценции выявлены в ограниченном числе изученных образцов слюд, что позволяет предположить преимущественно трехвалентное состояние примеси марганца в изученных мусковитах и лепидолитах.

Номер журналу: 

Ключові слова: 

Сторінка: 

3