Kristallchemie von Fe, Mg-Turmalinen [article]

Boza Velickov, Irmgard Abs-Wurmbach, Technische Universität Berlin, Technische Universität Berlin
2002
Das Ziel dieser Arbeit war es, mehr Einblick in die komplexe Kristallchemie von Fe, Mg Turmalinen zu gewinnen (ideal (Na1-y)[(Fe2+1-x Mgx)3-y Al6+y][Si6O18|(BO3)3|(OH)4] mit y=0 für Fe, Mg-Schörle und y=1 für Fe, Mg-Foitite). Es wurde die Kristallchemie der Turmaline in bezug auf Platzbesetzungen des Fe2+, Fe3+, Mg, Al und OH- untersucht. Als Untersuchungsmaterial dienten nicht die chemisch komplexen und inhomogenen natürlichen Turmaline, sondern synthetische, große Einkristalle (500x100 µm),
more » ... lle (500x100 µm), welche hydrothermal mit der Gradienten-Methode bei kontrollierten Sauerstoff-Fugazitäten, T = 500-700 °C und P= 200 MPa gezüchtet wurden. Ausgewählte Einkristalle wurden mit der Mikrosonde, der Röntgen-Einkristallstrukturanalyse und der Mikroskopspektroskopie im IR (OH-Streckfrequenz) und UV/VIS/NIR (VIS) charakterisiert, Mößbauerspektren (MS) wurden an Pulverproben aufgenommen. Die chemischen Zusammensetzungen der Turmaline zeigen häufig Al-Überschüsse gegenüber der Ausgangszusammensetzung, die durch ein Protonen-Defizit Al(M2+H+)-1 kompensiert werden. Weitere Substitutionen sind: Fe2+Mg-1, [4]Al[6]Al([6]M2+[4]Si)-1 und Fe3+Al-1 bei höher oxidierten Turmalinen. Die Strukturanalyse des Magnesiofoitits zeigt, dass sich Mg hauptsächlich auf die Y-Position, aber auch in geringen Mengen auf die X- und Z-Position verteilt. In den Foititen befindet sich Fe nur auf der Y-Position; im Schörl hingegen verteilt sich Fe sowohl auf die Y- als auch auf die Z-Position. Die Bindungsvalenzsumme der OH-Positionen weist nur auf ein Protonen-Defizit am inneren O1-H und nicht am äußeren O3-H hin. Die Spektren der Turmaline sind am besten mit dem Modell zu deuten, dass sich Fe, Mg und Al in verschiedene Anordnungen auf den YYY-Trimeren ("Cluster") befinden. Ein Beitrag durch Fe2+ auf der Z-Position (Schörl) konnte entgegen bisheriger Literatur mit Hilfe der Spektren nicht nachgewiesen werden. Die IR-Absorptionsspektren zeigen mehrere Banden für die Valenzschwingungen des O1-H und O3-H, deren Energie von der Summe der Kationenladungen der YYY-Clu [...]
doi:10.14279/depositonce-501 fatcat:fpjh4apiandj7a53q5ixvanehe