Особенности структуры метамиктного циркона по данным РФА и ЯМР

Калиниченко Е.А., Брик А.Б., Степанюк Л.М., Калиниченко А.М.

С использованием методов рентгенофазового анализа и ядерного магнитного резонанса исследованы формы вхождения протонов и кремния и особенности структуры метамиктного (с высоким содержанием U) и кристаллического циркона из гранитов Украинского щита. Показано, что в структуре метамиктного образца (поглощенная доза D ≈ 8 · 1018 α-распад/г, III стадия метамиктизации) присутствуют кристаллическая и аморфная фазы циркона. Последняя содержит, кроме того, небольшое количество слабоупорядоченной фазы кварца, аморфного гидратированного кремнезема (Si1—хO2—х(ОН)х) и, предположительно, аморфного ZrO2, который при отжиге трансформируется в t-ZrO2. Структура циркона с низким содержанием U (поглощенная доза D ≈ 2 · 1018 α-распад/г, I стадия метамиктизации) в основном кристаллическая, с небольшой примесью аморфной фазы циркона. В метамиктном цирконе присутствуют ОН-группы (1,2 мас. % Н2О), преимущественно Si-ОН-группы в аморфном гидратированном кремнеземе. В цирконе I стадии метамиктизации таких групп на порядок меньше (0,1 мас. % Н2О). Предполагается, что количество ОН-групп в метамиктной фазе циркона отражает активность воды в магматической и постмагматической истории минерала. Показано, что в метамиктном и кристаллическом цирконе в граничном слое зоны на расстоянии до 2 нм от оси трека ядра отдачи могут формироваться фазы SiO2 и ZrO2 вследствие более быстрого понижения температуры, чем в остальной структуре. Показано, что структура метамиктного циркона рекристаллизуется на ≈ 90 % в температурном интервале Т = 600—1000 °С в течение трех часов и сопровождается частичным перераспределением ОН-групп в структуре, частичной дегидроксилацией аморфной фазы, снижением ее количества, образованием и исчезновением фазы t-ZrO2.


 


Номер журналу: 

Ключові слова: 

Сторінка: 

34