Есть потребность?
Получите лучшую цену

Влияние некоторых добавок на свойства геополимерных цементных растворов на основе летучей золы

Активация и геополимеризация летучей золы

Летучая зола содержит алюмосиликат, который после активации щелочью превращается в геополимер, как показано на следующей схеме 1 [13, 14].

Реакция геополимеризации

Модель геополеризации в присутствии AFP, CC и AP может быть представлена ​​на рис. 4. FA в сухом состоянии тщательно перемешали с песком, а затем смешали с гидроксидом щелочного металла (NaOH / KOH) и раствором силиката (Na ₂ SiO ₃ / Li ₂ SiO ₃ ) и гомогенизированный. Смеси отверждали при комнатной температуре после добавления (i) AFP, (ii) AFP + CC, (iii) AFP + AP и (iv) AFP + AP + CC. Получены геополимерные растворы различных свойств.

Модель для геополеризации

Прочность на сжатие

Прочность на сжатие различных геополимерных строительных смесей после 12 часов отверждения при различных температурах (32, 60 и 80 ° C) приведена в таблице 4. Чтобы узнать огнестойкость смесей, смеси 14–16 также нагревали в течение 2 часов при высоких температурах, то есть при 600, 800 и 1000 ° C, как требуется для применения блоков AAC, и значения прочности на сжатие приведены в таблице 4.

Прочность на сжатие различных геополимерных строительных смесей, содержащих 200 г Na ₂ SiO ₃ / Li ₂ SiO ₃ и 14 M NaOH / KOH и контроль при различных температурах (32, 60 и 80 ° C) равны изображенный на рис.5а. Результаты показали, что прочность на сжатие геополимерных строительных смесей (смесь 2–5) была ниже, чем у контрольных образцов при всех температурах отверждения. Не имело значения, использовался ли силикат Na ₂ SiO ₃ или Li ₂ SiO ₃ , и использовалась щелочь NaOH или KOH. Прочность на сжатие геополимерных растворов (Mix 6–9), содержащих 300 г Na ₂ SiO ₃ / Li ₂ SiO ₃ и 14 M NaOH / KOH, была выше, чем у контроля при 60 и 80 °. C (рис.5б). Похоже, что при отверждении при комнатной температуре и в присутствии 200 г силикатного раствора процесс геополимеризации был неполным, и прочность во всех случаях была ниже по сравнению с контролем. Haidi et al. [15] сообщили, что меньшие количества Si ⁴⁺ и Na ⁺ отрицательно влияют на формирование когерентной структуры, которая, следовательно, снижает прочность на сжатие. Даже если количество силиката было больше (300 г), геополимеризация не завершилась при комнатной температуре за 12 часов.Таким образом, с увеличением концентрации силиката и температуры отверждения прочность на сжатие увеличивалась во всех случаях (рис. 6). Из Таблицы 4 и Рис. 5b очевидно, что прочность на сжатие строительных растворов находится в следующей последовательности.

a и b Прочность на сжатие контрольного (Смесь 1) и геополимерного цементного раствора на основе летучей золы Смеси при различных температурах через 12 ч

Прочность на сжатие различных геополимерных цементных растворов при разных температурах

$$ {\ text {FA}} + 300 \; {\ text {Li}} _ {2} {\ text {SiO}} _ {3} + 40 \; {\ text {KOH}}> {\ текст {FA}} + 300 \; {\ text {Na}} _ {2} {\ text {SiO}} _ {3} + 40 \; {\ text {KOH}}> {\ text {FA}} + 300 \; {\ text {Li}} _ {2} {\ text {SiO}} _ {3} + 40 \; {\ text {NaOH}}> {\ text {FA}} + 300 \; { \ text {Na}} _ {2} {\ text {SiO}} _ {3} + 40 \; {\ text {NaOH}} $$

имеет край по сравнению с силикатом натрия во всех случаях, а комбинация Li ₂ SiO ₃ с КОН дает сравнительно более высокую прочность на сжатие.При добавлении 5% AFP в геополимерные строительные растворы прочность на сжатие увеличивалась с повышением температуры, и значение было довольно высоким для смеси 13 при 80 ° C (рис. 7). Были проведены предварительные эксперименты в присутствии AFP, но механизм не изучен [16]. В присутствии микрокремнезема прочность на сжатие также увеличивается [17], но AFP с более низкой стоимостью дает сопоставимую прочность на сжатие и может использоваться вместо микрокремнезема.

Прочность на сжатие различных смесей в присутствии порошка алкофина при 32, 60 и 80 ° C

pH в диапазоне 13–14 наиболее подходит для образования геополимеров с лучшей механической прочностью [18].Обычно в качестве щелочного активатора использовались NaOH / KOH и Na ₂ SiO ₃ . Сообщается, что КОН из-за большего размера K ⁺ способствует образованию геополимеров [19]. Раствор силиката лития с низкой вязкостью увеличивает ионизацию КОН, придавая ему более щелочной характер. Таким образом, Li ₂ SiO ₃ в сочетании с КОН может усилить геополимеризацию, как в данном случае. Кроме того, уже сообщалось, что AFP в геополимерных растворах увеличивает прочность на сжатие за счет увеличения геополимеризации и частичного проникновения в поры [20].Таким образом, геополимерный раствор из Li ₂ SiO ₃ в сочетании с КОН в присутствии AFP дает максимальную прочность.

Лучшая производительность Li ₂ SiO ₃ по сравнению с Na ₂ SiO ₃ может быть связана с меньшим размером иона лития или низкой растворимостью Li ₂ SiO ₃ или того и другого. Уже сообщалось, что использование нескольких ионов щелочных металлов (Na, K и Cs), различающихся по размеру и космотропным или хаотропным свойствам, показало быстрое растворение метакаолина и быстрое появление жесткой перколяционной сетки с небольшим щелочным активатором [ 21].Однако, чтобы понять детальную роль различных ионов щелочных металлов во время геополимеризации, необходимо отдельное и подробное исследование.

Исследования SEM

Изображение SEM геополимера (смесь 6) (рис. 8a), отвержденного при комнатной температуре, показывает присутствие непрореагировавшей FA, что указывает на неполную геополимеризацию. Однако при 80 ° C, вероятно, имеет место более высокая степень геополимеризации (рис. 8b), и образуется много волокнистых материалов. На рис. 8с показано образование волокнистых продуктов игольчатой ​​формы.Размер игл около 35 нм. Эта ситуация возникла из-за более высокой температуры отверждения и более высокой концентрации силиката. Результаты показали, что наноструктуры образуются в процессе геополимеризации.

СЭМ-изображение Mix 6, отвержденного при a комнатной температуре (32 ° C) и b , c 80 ° C

Исследования прочности

Фотографии кубиков геополимерного раствора, отвержденных с покрытием и без покрытия, показаны на рис.9. Образец (а) был отвержден при 80 ° C в течение 12 часов без полиэтиленовой упаковки, тогда как образец (b) был отвержден с полиэтиленовой пленкой. В образце (а) трещины обнаружены, а в образце (б) трещины не обнаружены. Кубики при нагревании без полиэтиленовой пленки вылезла вода и кубики потрескались. Однако, когда кубики были покрыты полиэтиленовой пленкой и нагреты, вода не могла выйти. В результате не произошло растрескивания (рис. 9б).

Смесь 1 — смесь 13 образца a (без упаковки) и образец b (с пленкой) были отверждены в печи при 80 ° C

Поскольку куб (FA + кварцевый песок + 300 Li ₂ SiO ₃ + 40 КОН + 5% AFP) (смесь 13) дает максимальную прочность после 12 ч отверждения при 80 ° C; Также исследовали влияние 5% AP, 10% CC и 5% AP + 10% CC (Mix 14, Mix 15 и Mix 16, соответственно).Прочность на сжатие определяли также при 600, 800 и 1000 ° C (43, рис. 10). При нагревании при разных температурах в течение 2 ч наблюдалась потеря веса за счет удаления воды (табл. 5).

Влияние различных температур на прочность на сжатие смесей 14, 15 и 16

Резкое снижение прочности на сжатие при нагревании до 600, 800 и 1000 ° C, вероятно, вызвано потерей конструкционной воды, а также развитием микротрещин [22, 23].Было обнаружено, что в присутствии 5% АР (смесь 14) прочность на сжатие ниже по сравнению с таковой без АР (смесь 13) (таблица 4). Сообщалось, что при добавлении алюминиевого порошка он реагирует со щелочами следующим образом, высвобождая газ H ₂ [24].

$$ \ begin {align} & {\ text {Al}} \ left ({\ text {s}} \ right) + 6 {\ text {H}} _ {2} {\ text {O}} \ left ({\ text {l}} \ right) + 2 {\ text {NaOH}} \ left ({\ text {aq}} \ right) \ to 2 {\ text {NaAl}} \ left ({\ текст {OH}} \ right) _ {4} \ left ({\ text {aq}} \ right) + 3 \; {\ text {H}} _ {2} \ left ({\ text {g}} \ right) \\ & 2 {\ text {NaAl}} \ left ({\ text {OH}} \ right) _ {4} \ to {\ text {NaOH}} + {\ text {Al}} \ left ({\ text {OH}} \ right) _ {3} \\ & 2 {\ text {Al}} + 6 {\ text {H}} _ {2} {\ text {O}} \ left ({ \ text {aq}} \ right) \ to 2 {\ text {Al}} \ left ({\ text {OH}} \ right) _ {3} + 3 \; {\ text {H}} _ {2 } \ left ({\ text {g}} \ right) \\ \ end {align} $$

Газообразный водород был захвачен структурой случайным образом, создавая пустоты.Пористая структура Mix 14 показана с помощью SEM (Рис. 11). Плотность была уменьшена (Таблица 6), что привело к снижению прочности на сжатие, и при высокой температуре кубики потрескались. В присутствии CC прочность на сжатие увеличивалась из-за увеличения растворения / гидролиза летучей золы за счет выделения тепла [25]. Это увеличило процесс геополимеризации. Поскольку пустот было меньше, он не растрескивался при 1000 ° C. Комбинация AP и CC дала плотность между кубиками, содержащими только AP и CC.Однако прочность на сжатие смеси 16, содержащей АР и СС, была ниже даже у смеси, содержащей АР. Похоже, что в присутствии AP поры образовывались, и CC проникал в поры, и у них не было возможности помочь процессу геополимеризации, и в результате прочность была ниже. Это может быть подтверждено структурой SEM (рис. 11). В целом плотность кубиков уменьшалась с повышением температуры.

СЭМ-изображения Mix 14, Mix 15 и Mix 16

Когда кубики Mix 14, Mix 15 и Mix 16 отверждены при 80 ° C в течение 12 часов, погружены в 5% H ₂ SO ₄ на 24 часа (3/4 в кислоте и на 1/4 выше кислотного раствора ), некоторые изменения внешнего вида (рис.12) и прочности на сжатие (рис. 13). Когда смеси были погружены в H ₂ SO ₄ , цвет кислоты в смеси 15 стал мутным, и кислота просачивалась вверх, тогда как в смесях 14 и 16 кислота почти не просачивалась. Было очень небольшое изменение прочности на сжатие в случае смесей 14 и 16 при погружении в 5% H ₂ SO ₄ на 24 часа. Некоторое снижение прочности на сжатие произошло, когда Смесь 15 была погружена в 5% H ₂ SO ₄ на 24 часа.Реакция между АР и щелочным активатором была быстрой, в то время как реакция геополимеризации требовала более длительного времени для завершения. В результате стехиометрия щелочного активатора была нарушена. Это, а также образование пор из-за выделения газа H ₂ привело к снижению плотности и прочности на сжатие. Кроме того, поры не были соединены между собой, и в результате повреждение серной кислотой было незначительным. Смесь 15, содержащая CC, испортилась намного быстрее. Разрушение геополимера в кислой среде может быть связано с деполимеризацией.Похоже, что деполимеризация произошла в Mix 15. Однако для Mix 16 эффект разрушения был намного ниже, что может быть связано с присутствием AP.

A-Mix 14, B-Mix 15 и C-Mix 16 просто погружение в 5% H ₂ SO ₄ ; D-Mix 14, E-Mix 15 и F-Mix 16 после погружения в 5% H ₂ SO ₄ на 24 часа

Изменение прочности на сжатие при погружении в 5% H ₂ SO ₄ на 24 часа

Кубики нагревали при различных температурах (600–1000 ° C) в печи.Кубики, содержащие CC (Mix 15), становились красными при нагревании при разных температурах (рис. 14). Однако при нагревании смеси 14, содержащей АР, цвет не изменился (рис. 14). Поскольку в присутствии АП кубы становились пористыми, тепло рассеивалось в разных областях куба. В случае смеси 16 цвет стал красным, но намного меньше, чем у смеси 14. Смесь 16 также содержала АР, но поры были меньше, чем у смеси 14.

Отверждение в муфельной печи при a 1000 ° C, b 800 ° C и c 600 ° C для 2

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Минеральная информация, данные и местоположения.

Рюляйн фон Кальв, U.(1527) Querz. in: Ein nützlich Bergbüchlin: von allen Metallen / als Golt / Silber / Zcyn / Kupferertz / Eisenstein / Bleyertz / und vom Quecksilber, Loersfelt (Erffurd) 25, 38.

Agricola, G. (1530) Quarzum. в: Bermannus, Sive De Re Metallica, in aedibus Frobenianis (Basileae) 88, 129.

Agricola, G. (1546) Книга V. Quartz. в: De Natura Fossilium, Froben (Basileae) 249-275.

Бра-де-Фер, Л. (1778) (84) Терре (Эльеман). в: Explication Morale du Jeu de Cartes; Анекдот Curieuse et Interessante, (Брюссель), 99–100.

Hoffmann, C.A.S. (1789) Mineralsystem des Herrn Inspektor Werners mit dessen Erlaubnis herausgegeben von C.A.S. Гофман. Bergmännisches Journal: 1: 369-398.

Берцелиус, Дж. Дж. (1810) Zerlegung der Kieselerde durch gewöhnliche chemische Mittel. Annalen der Physik: 36: 89-102. [Открытие кремния, кварца, состоящего из кремния и кислорода]

Arago, F.J.D. (1811) Mémoire sur une модификации remarquable qu’éprouvent les rayons lumineux dans leur pass à travers some corps diaphanes et sur quelques autres nouveaux fénomènes d’optique.Mémoires de la class des Sciences mathématiques et Physiques de l’Institut Impérial de France Année 1811. 1re partie: 92-134. [открытие оптической активности кварца и интерференционных цветов в поляризованном свете]

Био, Ж. Б. (1812) Память о колебаниях в жанре нуво, о молекулах люмиера, возникающих при переходе к определенным кристаллам. Mémoires de la class des Sciences mathématiques et Physiques de l’Institut Impérial de France Année 1812. 1re partie: 1-371.

Вайс, К.S. (1816) Ueber den eigenthümlichen Gang des Krystallisations-systemes beim Quarz, und über eine an ihm neu beobachtete Zwillingskrystallisation. Mitteilungen der Gesellschaft Naturforschender Freunde, Берлин: 7: 163-181. [первое описание закона близнецов Дофине]

Herschel, J.F.W. (1822) О вращении пластинок горного хрусталя на плоскостях поляризации лучей света, связанном с некоторыми особенностями его кристаллизации. Труды Кембриджского философского общества: 1: 43-51.

Брюстер Д. (1823) О круговой поляризации, как показано в оптической структуре аметиста, с замечаниями о распределении красящего вещества в этом минерале. Труды Эдинбургского королевского общества: 9: 139-152.

Weiss, C.S. (1829) Über die herzförmig genannten Zwillingskrystalle von Kalkspath, und gewisse analoge von Quarz. Abhandlungen der Königlichen Akademie der Wissenschaften zu Berlin: 77-87.

Leydolt, F. (1855) Uber eine neue Methode, die Structur und Zusammensetzung der Krystalle zu untersuchen, mit besonderer Berücksichtigung der Varietäten des rhomboedrischen Quarzes.Sitzungsberichte der Mathematisch naturwissenschaftlichen Classe der kaiserlichen Akademie der Wissenschaften: 15: 59-81.

Rammelsberg, C. (1861) Ueber das Verhalten der aus Kieselsäure bestehenden Mineralien gegen Kalilauge. Annalen der Physik und Chemie: 112: 177-192.

Jenzsch, G. (1867) Ueber die am Quarze vorkommenden sechs Gesetze regelmäßiger Verwachsung mit gekreuzten Hauptaxen. Annalen der Physik: 206: 597-611.

Jenzsch, G. (1868) Ueber die Gesetze regelmäßiger Verwachsung mit gekreuzten Hauptaxen am Quarze.Annalen der Physik: 210: 540-551.

Фиркет, А. (1878) Sur une varété de quartz pulvérulent. Annales de la Société géologique de Belgique, 5, XC.

Джадд, Дж. У. (1888) О создании ламеллярной структуры в кристаллах кварца механическими средствами. Минералогический журнал и Журнал Минералогического общества: 8: 1-10.

Мейер Т. (1888) Действие плавиковой кислоты на кварцевый шар. Слушания Академии естественных наук Филадельфии: 40: 121.

Cesàro, G. (1890) Примечания к фигурам коррозии кварцевого фторсодержащего ацида. Annales de la Société géologique de Belgique, 17, LV.

Абрахам А. (1913) Quartz fibreux. Annales de la Société géologique de Belgique, 40, B275.

Fenner, C.N. (1913) Отношения устойчивости минералов кремнезема. Американский журнал наук: 36: 331-384.

Zyndel, F. (1913) Über Quarzzwillinge mit nichtparallelen Hauptaxen. Zeitschrift für Krystallographie: 53 (1): 15-52.

Адамс, С. (1920) Микроскопическое исследование жилового кварца. Экономическая геология: 15: 623-664.

Weber, L. (1922) Beobachtungen an schweizerischen Bergkristallen. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 2: 276-282.

Брэгг, В., Гиббс, Р. (1925) Строение α- и β-кварца. Труды Лондонского королевского общества, серия A: 109 (751) 405-427.

Гиббс Р.Э. (1926) Структура α-кварца. Труды Лондонского королевского общества, серия A: 110 (754) 443-455.

Харт, Г. (1927) Номенклатура кремнезема. Американский минералог: 12: 383-395.

Сосман Р. Б. (1927) Свойства кремнезема. Американское химическое общество, Монография № 37, 856 стр.

Гибсон Р.Э. (1928) Влияние давления на инверсию кварца. Журнал физической химии: 32: 1197-1205.

Tarr, W.A., Lonsdale, J.T. (1929) Псевдокубические кристаллы кварца из Артезии, Нью-Мексико. Американский минералог: 14: 50-53.

Толман, К.(1931) Дайки кварца. Американский минералог: 16: 278-299.

Weil, R. (1931) Наблюдения за Quelques касаются структуры кварца. Compte Rendu 1er Réunion de l’Institut d’Optique: 2-11.

Schubnikow, A., Zinserling, K. (1932) Über die Schlag- und Druckfiguren und über die mechanischen Quarzzwillinge. Zeitschrift für Kristallographie: 74: 243-264.

Другман Дж. (1939) Призматический раскол и крутая ромбоэдрическая форма в α-кварце. Минералогический журнал: 25: 259-263.

Koenigsberger, J.G. (1940) Die zentralalpinen Minerallagerstätten. Часть III. Wepf & Co. Verlag, Базель.

Raman, C.V., Nedungadi, T.M.K. (1940) α-β переход кварца. Nature: 145: 147.

Tomkeieff, S.I. (1941) Происхождение названия «Кварц». Минералогический журнал: 26: 172-178.

Фрондел К. (1945) История производства кварцевых пластин-генераторов, 1941-1944 гг. Американский минералог: 30: 205-213.

Фрондел, К. (1945) Вторичное двойникование дофине в кварце.Американский минералог: 30: 447-460.

Кришнан, Р.С. (1945) Рамановский спектр кварца. Nature: 155: 452.

Thomas, L.A. (1945) Терминология взаимопроникающих близнецов в α-кварце. Nature: 155: 424.

Armstrong, E. (1946) Связь между вторичным двойникованием дофине и окраской кварца при облучении. Американский минералог: 31: 456-461.

Бейкер Г. (1946) Микроскопические кристаллы кварца в буром угле, Виктория. Американский минералог: 31: 22-30.

Фридман И.I. (1947) Лабораторное выращивание кварца. Американский минералог: 32: 583-588.

Faust, G.T. (1948) Термический анализ кварца и его использование для калибровки в исследованиях термического анализа. Американский минералог: 33: 337-345.

Gault, H.R. (1949) Частота типов двойников в кристаллах кварца. Американский минералог: 34: 142-162.

Таттл, О.Ф. (1949) Переменная температура инверсии кварца как возможного геологического термометра. Американский минералог: 34: 723-730.

Чепмен, К.А. (1950) Кварцевые жилы, образованные метаморфической дифференциацией глиноземистых сланцев. Американский минералог: 35: 693-710.

Friedlaender, C. (1951) Untersuchung über die Eignung alpiner Quarze für piezoelektrische Zwecke. Beiträge zur Geologie der Schweiz, Geotechnische Serie, Lieferung 29.

Браун, К.С., Келл, Р.С., Томас, Л.А., Вустер, Н., Вустер, В.А. (1952) Рост и свойства крупных кристаллов синтетического кварца. Минералогический журнал: 29: 858-874.

Козу, С.(1952) Японские двойники кварца. Американский журнал науки: Том Боуэна, Часть 1: 281-292.

Van Praagh, G., Willis, B.T.M. (1952) Штрихи на гранях призм кварца. Природа: 169: 623-624.

Fairbairn, H.W. (1954) Стресс-чувствительность кварца в тектонитах. Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 4: 75-80.

Фредериксон, А.Ф., Кокс, Дж. Э. (1954) Механизм «растворения» кварца в чистой воде при повышенных температурах и давлениях. Американский минералог: 39: 886-900.

Фредериксон А.Ф. (1955) Мозаичная структура в кварце. Американский минералог: 40: 1-9.

О’Брайен, M.C.M. (1955) Структура центров окраски дымчатого кварца. Труды Лондонского королевского общества. Серия A, Математические и физические науки: 231: 404-414.

Seifert, H. (1955) Über orientierte Abscheidungen von Aminosäuren auf Quarz. Die Naturwissenschaften: 42: 13. [эпитаксия аминокислот]

Borg, I. (1956) Заметка о двойниковании и псевдодвойниковании в обломочных зернах кварца.Американский минералог: 41: 792-796.

Krauskopf, K.B. (1956) Растворение и осаждение кремнезема при низких температурах. Geochimica et Cosmochimica Acta: 10: 1-26.

de Vries, A. (1958) Определение абсолютной конфигурации α-кварца. Nature: 181: 1193.

Dapples, E.C. (1959) Поведение кремнезема в диагенезе. в: Ирландия, H.A. (редактор) Кремнезем в осадках. Симпозиум, организованный Обществом экономических палеонтологов и минералогов, Общество экономических палеонтологов и минералогов, Специальная публикация No.7: 36-54.

Деннинг, Р.М., Конрад, М.А. (1959) Твердость кварца при направленном шлифовании путем периферийного шлифования. Американский минералог: 44: 423-428.

Krauskopf, K.B. (1959) Геохимия кремнезема в осадочных средах. в: Ирландия, H.A. (редактор) Кремнезем в осадках. Симпозиум, спонсируемый Обществом экономических палеонтологов и минералогов, Общество экономических палеонтологов и минералогов, Специальная публикация № 7: 4-19.

Фостер, Р.Дж. (1960) Происхождение кристаллов кварца в кислых вулканических породах.Американский минералог: 45: 892-894.

Баллман, А.А. (1961) Рост и свойства цветного кварца. Американский минералог: 46: 439-446.

Bambauer, H.U. (1961) Spurenelementgehalte und -Farbzentren in Quarzen aus Zerrklüften der Schweizer Alpen. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 41: 335-369.

Bambauer, H.U., Brunner, G.O., Laves, F. (1961) Beobachtungen über Lamellenbau an Bergkristallen. Zeitschrift für Kristallographie: 116: 173-181.

Bambauer, H.U., Brunner, G.O., Laves, F. (1962) Wasserstoff-Gehalte in Quarzen aus Zerrklüften der Schweizer Alpen und die Deutung ihrer regionalen Abhängigkeit. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 42: 221-236.

Brace, W.F., Walsh, J.B. (1962) Некоторые прямые измерения поверхностной энергии кварца и ортоклаза. Американский минералог: 47: 1111-1122.

Фрондел, К. (1962) Система минералогии Даны, 7-е издание: Vol. III: Минералы кремнезема.Джон Вили, Нью-Йорк и Лондон.

Бамбауэр, Х.У., Бруннер, Г.О., Лавес, Ф. (1963) Merkmale des OH-Spektrums alpiner Quarze (3μ-Gebiet). Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 43: 259-268.

Блатт, Х., Кристи, Дж. М. (1963) Волнообразное вымирание в кварце магматических и метаморфических пород и его значение в изучении источников происхождения осадочных пород. Журнал осадочных исследований: 33: 559-579.

Блосс, Ф.Д., Гиббс, Г.В. (1963) Спайность в кварце.Американский минералог: 48: 821-838.

Gansser, A. (1963) Quarzkristalle aus den kolumbianischen Anden (Südamerika). Schweizerische mineralogische und petrographische Mitteilungen: 43: 91-103.

Lang, A.R. (1965) Картирование близнецов Дофине и Бразилия в кварце с помощью рентгеновской топографии. Письма по прикладной физике: 7: 168-170.

Dennen, W.H. (1966) Стехиометрическое замещение в природном кварце. Geochichimica et Cosmochimica Acta: 30: 1235-1241.

Леманн, Г., Мур, В.J. (1966) Цветовой центр в аметистовом кварце. Наука: 152: 1061-1062.

McLaren, A.C., Retchford, J.A., Griggs, D.T., Christie, J.M. (1967) Исследование с помощью просвечивающего электронного микроскопа бразильских двойников и дислокаций, экспериментально полученных в природном кварце. Physica Status Solidi: 19: 631-645.

Карр Р.М. (1968) Проблема устойчивости кварц-корунд. Американский минералог: 53: 2092-2095.

Карстенс, Х. (1968) Заметка о происхождении бразильских близнецов из пластинчатого кварца. Norsk Geologiske Tidsskrift: 48: 61-64.

Карстенс, Х. (1968) Линейная структура кристаллов кварца. Вклады в минералогию и петрологию: 18: 295-304.

Фрондел, К. (1968) Кварцевый двойник на {3032}. Минералогический журнал: 36: 861-864.

Бамбауэр, Х.У., Бруннер, Г.О., Лавес, Ф. (1969) Рассеяние света термообработанным кварцем по отношению к водородсодержащим дефектам. Американский минералог: 54: 718-724.

Кусиро И. (1969) Система форстерит-диопсид-кремнезем с водой и без воды при высоких давлениях.Американский журнал науки: 267: 269-294.

McLaren, A.C., Phakey, P.P. (1969) Дифракционный контраст от границ двойников Дофине в кварце. Physica Status Solidi: 31: 723-737.

Райс, С.Дж. (1969) Минералы семейства кварца. Калифорнийское отделение горнодобывающей промышленности и геологии Информационная служба по минералам: 22: 35-38.

Кармайкл, И.С.Е., Николлс, Дж., Смит, А.И. (1970) Активность кремнезема в магматических породах. Американский минералог: 55: 246-263.

Фейгл, Ф.Дж., Андерсон, Дж. Х.(1970) Дефекты в кристаллическом кварце: электронный парамагнитный резонанс центров вакансий E ‘, связанных с примесями германия. Журнал физики и химии твердого тела: 31: 575-596.

Calvert, S.E. (1971) Природа кремнеземистых фаз в глубоководных кремнях северной части Атлантического океана. Природа и физика: 234: 133-134.

Маккензи, Ф.Т., Джис, Р. (1971) Кварц: синтез в условиях земной поверхности. Наука: 173: 533-535.

Скотт, С.Д., О’Коннор, Т.П. (1971) Флюидные включения в жильном кварце, шахта Сильверфилдс, Кобальт, Онтарио.Канадский минералог 11, 263-271.

Бейтс, Дж. Б., Квист, А.С. (1972) Поляризованные спектры комбинационного рассеяния β-кварца. Журнал химической физики: 56: 1528-1533.

Baëta, R.D., Ashbee, K.H.G. (1973) Исследования пластически деформированного кварца с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Physica Status Solidi A: 18: 155-170.

Gross, G. (1973) Trigonale Symmetrie anzeigende Querstreifung bei Bergkristall. Schweizerische Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 53: 173-183.

Беттерманн, П., Liebau, F. (1975) Превращение аморфного кремнезема в кристаллический кремнезем в гидротермальных условиях. Вклады в минералогию и петрологию: 53: 25-36.

Донней, Дж.Д.Х., Ле Пейдж, Й. (1975) Законы-близнецы в сравнении с электрическими и оптическими характеристиками в низком кварце. Канадский минералог: 13: 83-85.

Barron, T.H.K, Huang, C.C., Pasternak, A. (1976) Межатомные силы и динамика решетки α-кварца. Журнал физики C: Физика твердого тела: 9: 3925-3940.

Чакраборти, Д., Леманн, Г. (1976) Распределение ОН в синтетических и природных кристаллах кварца. Журнал химии твердого тела: 17: 305-311.

Чакраборти Д., Леманн Г. (1976) О структуре и ориентации водородных дефектов в природных и синтетических кристаллах кварца. Physica Status Solidi A: 34: 467-474.

Ле Паж Й., Донне Г. (1976) Уточнение кристаллической структуры низкокварца. Acta Crystallographica: B32: 2456-2459.

Van Goethem, L., Van Landuyt, J., Amelinckx, S.(1977) α-β переход в аметистовом кварце, изученный методами электронной микроскопии и дифракции. Взаимодействие Дофине с бразильскими близнецами. Physica Status Solidi: 41: 129-137.

Флик, Х., Вайссенбах, Н. (1978) Magmatische Würfelquarze in Rhyolithen (Quarzkeratophyren) des Rheinischen Schiefergebirges. Tschermaks Mineralogische und Petrographische Mitteilungen: 25: 117-129.

Донней, Дж. Д. Х. и Ле Пейдж, Ю. (1978): Превратности кристаллической решетки с низким содержанием кварца или ловушки энантиоморфизма.Acta Crystallogr. A34, 584-594.

Робин, П.Я.Ф. (1979) Теория метаморфической сегрегации и связанных с ней процессов. Geochimica et Cosmochimica Acta: 43 (10): 1587-1600.

Maschmeyer, D., Niemann, K., Hake, K., Lehmann, G., Räuber, A. (1980) Два модифицированных центра дымчатого кварца в природном цитрине. Физика и химия минералов: 6: 145-156.

Flörke, O.W., Mielke, H.G., Weichert, J., Kulke, H. (1981) Кварц с ромбоэдрическим сколом из Мадагаскара. Американский минералог: 66: 596-600.

Sprunt, E.S. (1981) Причины окраски катодолюминесценции кварца. Сканирующая электронная микроскопия: 525-535.

Райт, А.Ф., Леманн, М.С. (1981) Структура кварца при 25 и 590 ° C, определенная методом нейтронографии. Журнал химии твердого тела: 36: 371-380.

Болен, С.Р., Ботчер, А.Л. (1982) Преобразование кварц-коэсит: точное определение и влияние других компонентов. Журнал геофизических исследований: 87 (B8): 7073-7078.

Макларен, А.К., Питкетли Д. (1982) Двойниковая микроструктура и рост аметистового кварца. Физика и химия минералов: 8: 128-135.

Richet, P., Bottinga, Y., Deniélou, L., Petitet, JP, Téqui, C. (1982) Термодинамические свойства кварца, кристобалита и аморфного SiO2: измерения капельной калориметрии между 1000 и 1800 K и обзор от 0 до 2000 K. Geochimica et Cosmochimica Acta: 46: 2639-2658.

Серебренников А.Ю., Вальтер А.А., Машковцев Р.И., Щербакова М.Я. (1982) Исследование дефектов в ударно-метаморфизованном кварце. Физика и химия минералов: 8: 155-157.

Ясуда Т., Сунагава И. (1982) Рентгеновское топографическое исследование кристаллов кварца, двойниковых согласно закону двойников Японии. Физика и химия минералов: 8 (3): 121-127.

Машмайер, Д., Леманн, Г. (1983) Центр ловушки, вызывающий розовую окраску природного кварца. Zeitschrift für Kristallographie: 163: 181-186.

Скандейл, Э., Штази, Ф., Зарка, А.(1983) Дефекты роста в кварцевой друзе. ac Вывихи. Журнал прикладной кристаллографии: 16: 39-403.

Сунагава, И., Ясуда, Т. (1983) Эффект очевидного возвратного угла на морфологии двойниковых кристаллов; тематическое исследование двойников кварца в соответствии с японским законом о близнецах. Журнал выращивания кристаллов: 65: 43-49.

Баркер, К., Робинсон, С.Дж. (1984) Термический выброс воды из природного кварца. Американский минералог: 69: 1078-1081.

Bernhardt, H.-J., Alter, U.(1984) Индуцированные полосы роста в кристаллах кварца. Технология исследования кристаллов: 19: 453-460.

Rykart, R. (1984) Authigene Quarz-Kristalle. Журнал Lapis Mineralien: 9 (6).

Weil, J.A. (1984) Обзор электронного спинового резонанса и его приложений к изучению парамагнитных дефектов в кристаллическом кварце. Физика и химия минералов: 10: 149-165.

Скандейл, Э., Стази, Ф. (1985) Дефекты роста в кварцевых друзах. Псевдобазальные вывихи. Журнал прикладной кристаллографии: 18: 275-278.

Bernhardt, H.-J. (1986) Прагматическая модель для моделирования самоиндуцированных страт в кристаллах кварца. Технология исследования кристаллов: 21: 983-994.

Сойер, Э.В., Робин, П.-Й.Ф. (1986) Субсолидусная сегрегация параллельных слоям кварц-полевошпатовых жил в зеленых сланцах и метаосадках верхней амфиболитовой фации. Журнал метаморфической геологии: 4: 237-260.

Апплин, К.Р., Хикс, Б.Д. (1987) Волокна дюмортьерита в кварце. Американский минералог: 72: 170-172.

Хемингуэй, Б.С. (1987) Кварц: Теплоемкость от 340 до 1000 К и пересмотренные значения термодинамических свойств. Американский минералог: 72: 273-279.

Хурай В., Стреско В. (1987) Корреляция между морфологией кристаллов кварца и составом флюидных включений, полученная по трещинам в Центральной Словакии (Чехословакия). Химическая геология: 61: 225-239.

Джаяраман, А., Вуд, Д.Л., Мэнс, Р.Г. (1987) Рамановское исследование под высоким давлением колебательных мод в AlPO4 и SiO2 (α-кварц).Физический обзор B: 35: 8316-8321.

Molenaar, N., de Jong, A.F.M. (1987) Аутигенный кварц и альбит в девонских известняках: происхождение и значение. Седиментология: 34: 623-640.

Рупперт, Л.Ф. (1987) Применение катодолюминесценции кварца и полевого шпата в осадочной петрологии. Сканирующая микроскопия, 1 (1), 63-72.

Graziani, G., Lucchesi, S., Scandale, E. (1988) Дефекты роста и генетическая среда кварцевой друзы из Traversella, Италия. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen: 159: 165–179.

Оуэн, М.Р. (1988) Ореолы радиационного повреждения в кварце. Геология: 16: 529-532.

Рамзайер, К., Бауман, Дж., Материя, А., Маллис, Дж. (1988) Цвета катодолюминесценции α-кварца. Минералогический журнал: 52: 669-677.

Sowa, H. (1988) Кислородные насадки из низкокварца и ReO3 под высоким давлением. Zeitschrift für Kristallographie: 184: 257-268.

Дэвидсон П.М., Линдсли Д.Х. (1989) Термодинамический анализ пироксен-оливин-кварцевого равновесия в системе CaO-MgO-FeO-SiO2.Американский минералог: 74: 18-30.

Дриес, Л.Р., Уилдинг, Л.П., Смек, Н.Е., Сенкайи, А.Л. (1989) Кремнезем в почвах: кварц и неупорядоченные полиморфы кремнезема. в минералах в почвенных средах, редактор С.Б. Сорняк. Американское общество почвоведов (Мэдисон, Висконсин, США) 913-974.

Дубровинский Л.С., Нозик Ю.З. (1989) Расчет анизотропных тепловых параметров атомов α-кварца. Советская физика — Доклады: 34: 484-485.

Хейзен, Р.М., Фингер, Л.В., Хемли, Р.Дж., Мао, Х.К. (1989) Кристаллохимия под высоким давлением и аморфизация α-кварца. Твердотельные коммуникации: 72: 507-511.

Скандейл, Э., Стази, Ф., Луччези, С., Грациани, Г. (1989) Метки роста и генетические условия в кварцевой друзе. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen: 160: 181–192.

Рао, П.С., Вейл, Дж. А., Уильямс, Дж. А. С. (1989) Исследование монокристаллов углеродистого природного кварца методом ЭПР. Канадский минералог: 27: 219-224.

Blum, A.E., Юнд, Р.А., Ласага, А.С. (1990) Влияние плотности дислокаций на скорость растворения кварца. Geochimica et Cosmochimica Acta: 54: 283-297.

Брэди П.В., Вальтер Дж. В. (1990) Кинетика растворения кварца при низкой температуре. Химическая геология: 82: 253-264.

Голубь, П.М., Крерар, Д.А. (1990) Кинетика растворения кварца в растворах электролитов с использованием гидротермального реактора смешанного потока. Geochimica et Cosmochimica Acta: 54: 955-969.

Kihara, K. (1990) Рентгеновское исследование температурной зависимости структуры кварца.Европейский журнал минералогии: 2: 63-77.

Рибет И., Тири М. (1990) Рост кварца в известняке: пример окварцевания водного зеркала в Парижском бассейне. Геохимия земной поверхности и минерального образования. 2-й Международный симпозиум, 2 июля 1990 г., Экс-ан-Прованс, Франция. Химическая геология: 84: 316-319.

Тайцзин, Л., Сунагава, И. (1990) Структура двойных границ Бразилии в аметисте с бахромой пивоварни. Физика и химия минералов: 17: 207-211.

Черноский, Ю.В., Берман Р. (1991) Экспериментальное изменение равновесия андалузит + кальцит + кварц = анортит + CO2. Канадский минералог: 29: 791-802.

Cordier, P., Doukhan, J.C. (1991) Состав воды в кварце: исследование в ближней инфракрасной области. Американский минералог: 76: 361-369.

Хини, П.Дж., Веблен, Д.Р. (1991) Наблюдения за фазовым переходом альфа-бета в кварце: обзор изображений и дифракционных исследований и некоторые новые результаты. Американский минералог: 76: 1018-1032.

Люттге, А., Metz, P. (1991) Механизм и кинетика реакции 1 доломит + 2 кварца = 1 диопсид + 2 CO2 исследованы с помощью порошковых экспериментов. Канадский минералог: 29: 803-821.

Agrosì, G., Lattanzi, P., Ruggieri, G., Scandale, E. (1992) История роста кристалла кварца на основе данных о метках роста и флюидных включениях. Neues Jahrbuch für Mineralogie, Monatshefte: 7: 289-294.

Glinnemann, J., King, HE, Schulz, H., Hahn, T., La Placa, SJ, Dacol, F. (1992) Кристаллические структуры низкотемпературных фаз кварцевого типа SiO2 и GeO2 при повышенных температурах. давление.Zeitschrift für Kristallographie: 198: 177-212.

Ленц, Д.Р., Фаулер, А.Д. (1992) Динамическая модель графических срастаний кварца и полевого шпата в гранитных пегматитах в юго-западной провинции Гренвилл. Канадский минералог: 30: 571-585.

Peucker-Ehrenbrink, B., Behr, H.-J. (1993) Химия гидротермального кварца в постварисканской системе «Баварский Пфаль», F.R. Германия. Химическая геология: 103: 85-102.

Ринк, У.Дж., Ренделл, Х., Марселья, Э.А., Лафф, Б.Дж., Таунсенд, П.Д. (1993) Спектры термолюминесценции магматического кварца и гидротермального жильного кварца. Физика и химия минералов: 20: 353-361.

Берти Г. (1994) Микрокристаллические свойства кварца с помощью измерений XRPD. Adv. Рентгеновский анализ: 37: 359-366.

Коэн Р.Э. (1994) Теория из первых принципов кристаллического SiO ₂ . в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 369-402.

Кордье, П., Вейл, Дж. А., Ховарт, Д. Ф., Дукхан, Дж. К. (1994) Влияние дефекта (4H) Si на движение дислокаций в кристаллическом кварце. Европейский журнал минералогии: 6: 17-22.

Долино, Г., Валладе, М. (1994) Динамическое поведение решетки безводного кремнезема. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 403-431.

Голубь П.М., Римстидт Дж.Д. (1994) Взаимодействие кремнезема с водой. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 259-308.

Гиббс, Г.В., Даунс, Дж. У., Бойзен, М. Младший (1994) Неуловимая связь SiO. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 331-368.

Голдсмит, Д.F. (1994) Воздействие на здоровье кварцевой пыли. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 545-606.

Graetsch, H. (1994) Структурные характеристики опаловых и микрокристаллических минералов кремнезема. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 209-232.

Хини, П.Дж. (1994) Структура и химия полиморфов кремнезема низкого давления. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 1-40.

Hemley, R.J., Prewitt, C.T., Kingma, K.J. (1994) Поведение диоксида кремния при высоком давлении. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы.Минералогическое общество Америки, 41–81.

Кнаут, Л.П. (1994) Петрогенезис кремни. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 233–258.

Кроненберг, А.К. (1994) Виды водорода и химическое ослабление кварца. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы.Минералогическое общество Америки, 123–176.

Langenhorst, F. (1994) Ударные эксперименты на предварительно нагретом α- и β-кварце: II. Рентгеновские и ПЭМ исследования. Письма о Земле и планетологии: 128: 683-698.

Навроцкий А. (1994) Термохимия кристаллического и аморфного кремнезема. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 309-329

Россман, Г.Р. (1994) Цветные разновидности минералов кремнезема. в: Хини, П.Дж., Гиббс, Г.В., редакторы. Обзоры в Mineralogy Volume 29 Silica — Физическое поведение, геохимия и материалы. Минералогическое общество Америки, 433-467.

Свами, В., Саксена, С.К., Сундман, Б., Чжан, Дж. (1994) Термодинамическая оценка фазовой диаграммы кремнезема. Журнал геофизических исследований 99, 11787-11794.

Донг Г., Моррисон Г., Джайрет С. (1995) Текстуры кварца в эпитермальных жилах, Квинсленд — классификация, происхождение и значение.Экономическая геология: 90: 1841-1856.

Onasch, C.M., Vennemann, T.W. (1995) Неравновесное разделение изотопов кислорода, связанное с секторной зональностью в кварце. Геология: 23: 1103-1106.

Rykart, R. (1995) Quarz-Monographie — Die Eigenheiten von Bergkristall, Rauchquarz, Amethyst, Chalcedon, Achat, Opal und anderen Varietäten. Отт-Верлаг, Тун.

Стивенс Калсефф, М.А., Филлипс, М.Р. (1995) Катодолюминесцентная микрохарактеризация дефектной структуры кварца.Обзор физики: B: 52: 3122-3134.

Грац, А.Дж., Фислер, Д.К., Бохор, Б.Ф. (1996) Отличие кварца от тектонически деформированного кварца с помощью сканирующего электронного микроскопа и химического травления. Письма о Земле и планетологии: 142: 513-521.

Plötze, M., Wolf, D. (1996) EPR- und TL-Spektren von Quartz: Bestrahlungsabhängigkeit der [TiO4 — / Li +] 0-Zentren. Bericht derJahrestagung der Deutschen Mineralogischen Gesellschaft: 8: 217 (abstr.).

Гейнс, Р.В., Скиннер, К.Х.В., Форд, Э., Мейсон, Б., Розенцвейг, А., Кинг, В. (1997) Новая минералогия Даны: Система минералогии Джеймса Дуайта Дана и Эдварда Солсбери Дана, 8-е. edition: 1573.

Niedermayr, G. (1997) Neue Beobachtungen über Hohlkanäle in alpinen Quarzen. Mineralien-Welt: 8 (4): 40-44.

Карпентер, M.A., Salje, E.K.H., Gaeme-Barber, A., Wruck, B., Dove, M.T., Knight, K.S. (1998) Калибровка избыточных термодинамических свойств и изменений упругой постоянной, связанных с фазовым переходом α ↔ β в кварце.Американский минералог: 83: 2-22.

Gautier, J.-M., Schott, J., Oelkers, E.H. (1998) Экспериментальное исследование скорости осаждения и растворения кварца при 200 ° C. Минералогический журнал: 62: 509-510.

Hertweck, B., Beran, A., Niedermayr, G. (1998) IR-spektroskopische Untersuchungen des OH-Gehaltes alpiner Kluftquarze aus österreichischen Vorkommen. Mitteilungen der österreichischen Mineralogischen Gesellschaft: 143: 304-306.

Schäfer, K. (1999) Vogelschnäbel und Sterne — Quarz-Zwillinge: Kristallographische Schätze aus Idar-Oberstein.Lapis Mineralien Magazin: 24 (10): 19-26.

Фон Герн, Г., Франц, Г., Роберт, Дж. Л. (1999) Верхняя термическая стабильность турмалин + кварц в системе MgO – Al2O3 – SiO2 – B2O3 – h3O и Na2O – MgO – Al2O3 – SiO2 – B2O3 – h3O –HCl в гидротермальных растворах и кремнистых расплавах. Канадский минералог: 37: 1025-1039.

Баххаймер, Ж.-П. (2000) Сравнительное исследование природного, синтетического и облученного синтетического кварца в ближнем и инфракрасном диапазоне. Европейский журнал минералогии: 12: 975-986.

Гент, E.Д., Стаут М.З. (2000) Минеральные равновесия в кварцевых лейкоамфиболитах (кварц-гранат-плагиоклаз-роговая обманка известково-силикаты) из юго-востока Британской Колумбии, Канада. Канадский минералог: 38: 233-244.

Bons, P.D. (2001) Образование крупных кварцевых жил при быстром подъеме флюидов в мобильных гидроразрывах. Тектонофизика: 336: 1-17.

Гётце, Дж., Плётце, М., Фукс, Х., Хаберманн, Д. (2001) Происхождение, спектральные характеристики и практические применения катодолюминесценции (КЛ) кварца — обзор.Минералогия и петрология: 71: 225-250.

Скала Р., Хёрц Ф. (2001) Пересмотр размеров элементарной ячейки экспериментально нагруженного ударной волной кварца. Метеоритика и планетология: 36: 192-193.

Монгер, Х.С., Келли, Э.Ф. (2002) Минералы кремнезема. по минералогии почвы с экологическими приложениями, Американское почвенное общество (Мэдисон, Висконсин, США) 611-636.

Schlegel, M.L., Nagy, K.L., Fenter, P., Sturchio, N.C. (2002) Структуры границ раздела кварц (1010) — и (1011)-вода, определенные с помощью рентгеновской отражательной способности и атомно-силовой микроскопии естественных поверхностей роста.Geochimica et Cosmochimica Acta: 66 (17): 3037-3054.

Hyrsl, J., Niedermayr, G. (2003) Magic World: Inclusions in Quarz / Geheimnisvolle Welt: Einschlüsse in Quarz. Bode Verlag GmbH, Хальтерн. [на английском и немецком языках]

Роджерс, К.А., Хэмптон, В.А. (2003) Лазерная рамановская идентификация кремнеземных фаз, содержащих микротекстурные компоненты агломератов. Минералогический журнал: 67: 1-13.

Рудник, Р.Л., Гао, С. (2003) 3.01 Состав континентальной коры. Трактат по геохимии, том 3: Кора.Elsevier Ltd., 1-е издание, 1-64.

Ванген, М., Мунц, И.А. (2004) Формирование кварцевых жил путем локального растворения и переноса кремнезема. Химическая геология: 209: 179-192.

Basile-Doelsch, I., Meunier, J.D., Parron, C. (2005) Еще один континентальный бассейн в земном цикле кремния. Природа: 433: 399-402.

Ботис С., Нохрин С.М., Пан Ю., Сюй Ю., Бонли Т. (2005) Естественное радиационное повреждение кварца. I. Корреляция между цветами катодолюминесценции и парамагнитными дефектами.Канадский минералог: 43: 1565-1580.

de Hoog, J.C.M., van Bergen, M.J., Jacobs, M.H.G. (2005) Парофазная кристаллизация кремнезема из SiF ₄ -содержащих вулканических газов. Анналы геофизики: 48: 775-785.

Голубь, П.М., Хан, Н., Де Йорео, Дж. Дж. (2005) Механизмы классической теории роста кристаллов объясняют поведение кварца и силикатов при растворении. Труды Национальной академии наук: 102: 15357-15362.

Гётце, Дж., Плётце, М., Траутманн, Т.(2005) Структура и люминесцентные характеристики кварца пегматитов. Американский минералог: 90: 13-21.

Уолтер, Ф. (2005) Ангидриты Einschluss в альпинском Quarzen der Ostalpen. Каринтия II: 195./115: 85-96.

Вальтер Ф., Эттингер К. (2005) Происхождение полых трубок в кристаллах альпийского кварца. 3-й симпозиум Национального парка Высокий Тауэрн по исследованиям в охраняемых территориях, 15-17 сентября 2005 г., Замок Капрун, том конференции: 245-249.

Чоудхури, Н., Chaplot, S.L. (2006) Ab initio исследования фононного смягчения и фазовых переходов под высоким давлением α-кварца SiO2. Physical Review B: 73: 094304-11.

Гриммер, Х. (2006) Еще раз о кварцевых агрегатах. Acta Crystallographica Раздел A: 62: 103-108.

Энами, М., Нишияма, Т., Моури, Т. (2007) Лазерная рамановская микроспектрометрия метаморфического кварца: простой метод сравнения давлений метаморфизма. Американский минералог: 92: 1303-1315.

Pati, J.K., Patel, S.C., Pruseth, K.Л., Мальвия, В.П., Арима, М., Раджу, С., Пати, П., Пракаш, К. (2007) Геология и геохимия гигантских кварцевых жил из кратона Бунделькханд в центральной Индии и их значение. Журнал науки о земных системах: 116: 497-510.

Хеберт Л. Б., Россман Г. Р. (2008) Зеленоватый кварц найден в Панораме Аметистовой шахты Тандер-Бей, Тандер-Бей, Онтарио, Канада. Канадский минералог: 46: 111-124.

Рис, Г., Менкхофф, К. (2008) Lösung und Neuwachstum auf Quarzkörnern eiszeitlicher Sande aus dem Hamburger Raum.Geschiebekunde aktuell: 24: 13-24.

Baur, W.H. (2009) В поисках кристаллической структуры низкого кварца. Zeitschrift für Kristallographie: 224: 580-592.

Ботис, С.М., Пан, Ю. (2009) Теоретические расчеты дефектов [AlO4 / M +] 0 в кварце и кристаллохимические регуляторы поглощения Al. Минералогический журнал: 73: 537-550.

Корсаков А.В., Перраки М., Жуков В.П., Де Гуссем К., Ванденабеле П., Томиленко А.А. (2009) Является ли кварц потенциальным индикатором метаморфизма сверхвысокого давления? Лазерная рамановская спектроскопия включений кварца в гранатах сверхвысокого давления.Европейский журнал минералогии: 21: 1313-1323.

Lehmann, K., Berger, A., Götte, T., Ramseyer, K., Wiedebeck, M. (2009) Зональность, связанная с ростом аутигенного и гидротермального кварца, характеризуемая SIMS, EPMA-, SEM-CL- и SEM -CC-визуализация. Минералогический журнал: 73: 633-643.

Сунагава И., Ивасаки Х., Ивасаки Ф. (2009) Рост и морфология кристаллов кварца: природные и синтетические. Террапаб, Токио, 201 стр.

Томпсон, Р.М., Даунс, Р.Т. (2010) Систематика упаковки полиморфов кремнезема: роль, которую играют несвязанные взаимодействия O-O в сжатии кварца.Американский минералог: 95: 104-111.

Wagner, T. Boyce, A.J., Erzinger, J. (2010) Взаимодействие флюид-порода во время формирования метаморфических кварцевых жил: исследование РЗЭ и стабильных изотопов в Рейнском массиве, Германия. Американский журнал науки: 310: 645-682.

Зейферт, В., Реде, Д., Томас, Р., Форстер, Х.-Дж., Лукассен, Ф., Дульски, П., Вирт, Р. (2011) Отличительные свойства породообразующего голубого кварца : выводы мультианалитического исследования субмикронных минеральных включений.Минералогический журнал: 75: 2519-2534.

Götte, T., Ramseyer, K. (2012) Характеристики микроэлементов, люминесцентные свойства и реальная структура кварца. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 265–285.

Гётце Дж. (2012) Классификация, минералогия и промышленный потенциал минералов SiO ₂ . в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 1-27.

Гётце, Дж.(2012) Минералогия, геохимия и катодолюминесценция аутигенного кварца из различных осадочных пород. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 287-306.

Хаус, Р., Принц, С., Присс, К. (2012) Оценка ресурсов кварца высокой чистоты. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 29-51.

Хенн, У., Шульц-Геттлер, Р. (2012) Обзор некоторых современных разновидностей цветного кварца.Журнал геммологии: 33 (1-4): 29-43.

Кемпе, У., Гетце, Дж., Домбон, Э., Монеке, Т., Потивцев, М. (2012) Регенерация кварца и ее использование в качестве хранилища генетической информации. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 331-355.

Li, Z., Pan, Y. (2012) Расчеты из первых принципов центра E ‘ ₁ в кварце: структурные модели, ²⁹ сверхтонкие параметры Si и связь с примесью Al. в: Götze, J., Мёкель, Р., редакторы. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 161–175.

Мюллер, А., Ванвик, Дж. Э., Ихлен, П.М. (2012) Петрологическая и химическая характеристика месторождений высокочистого кварца на примерах из Норвегии. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 71–118.

Plötze, M., Wolf, D., Krbetschek, M.R. (2012) Зависимость ЭПР и TL-спектра кварца от гамма-излучения. в: Götze, J., Möckel, R., редакторы. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 177–190.

Раск, Б. (2012) Текстуры катодолюминесценции и элементы-примеси в гидротермальном кварце. в: Götze, J., Möckel, R., editors. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 307-329.

Scholz, R., Chaves, M.L.S.C., Krambrock, K., Pinheiro, M.V.B., Barreto, S.B., de Menezes, M.G. (2012) Бразильские месторождения кварца с особым упором на кварц из драгоценных камней и его цветную обработку. в: Götze, J., Мёкель, Р., редакторы. Кварц: месторождения, минералогия и аналитика. Springer Verlag, 139–159.

Дир, В.А., Хауи, Р.А., Зуссман, Дж. (2013) Введение в породообразующие минералы. Минеральное общество Великобритании и Ирландии. 510 стр.

Пабст В., Грегорова Е. (2013) Упругие свойства полиморфов кремнезема — обзор. Керамика — Silikáty: 57: 167-184.

White, W.M., Klein, E.M. (2014) 4.13 Состав океанической коры. Трактат по геохимии, том 4: Кора.Elsevier Ltd. 2-е издание, 1-64.

Чжан С., Лю Ю. (2014) Механизмы растворения кварца на молекулярном уровне в нейтральных и щелочных условиях в присутствии электролитов. Геохимический журнал: 48 (2): 189-205.

Eder, SD, Fladischer, K., Yeandel, SR, Lelarge, A., Parker, SC, Søndergård, E., Holst, B. (2015) Гигантская реконструкция α-кварца (0001), интерпретированная как три домена близнецов nano Dauphine. Nature, Scientific Reports: 5: 14545. doi: 10.1038 / srep14545

Frelinger, S.Н., Ледвина, М.Д., Кайл, Дж. Р., Чжао, Д. (2015) Катодолюминесценция кварца с помощью сканирующей электронной микроскопии: принципы, методы и приложения в рудной геологии. Обзоры по геологии руды: 65: 840-852.

Momma, K., Nagase, T., Kuribayashi, T., Kudoh, Y. (2015) История роста и текстуры кварца, двойниковые в соответствии с законодательством Японии. Европейский журнал минералогии: 27: 71-80.

Винкс, Р. (2015) Gesteinsbestimmung im Gelände. Springer Verlag, Берлин, Гейдельберг, 480pp.

Кальво, М.(2016) Minerales y Minas de España. Том VIII. Cuarzo y otros minerales de la sílice. Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas de Madrid. Fundación Gómez Pardo. 399pp. [на испанском]

Лин, X., Хини, П.Дж. (2017) Причины радужной оболочки в природном кварце. Драгоценные камни и геммология: 53: 68-81.

Глейзер, А. (2018): Снова путаница в описании структуры кварца. Журнал прикладной кристаллографии 51, 915-918.

Мурри М., Пренсипи М. (2021 г.): Ангармонические эффекты на термодинамические свойства кварца на основе расчетов из первых принципов.Энтропия: 23: 1366.

Границы | Реакционная способность благородных газов в недрах планет

1. Введение

Инертность благородных газов — краеугольный камень геохимии благородных газов. Гелий (He), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr) и ксенон (Xe) — все они являются важными маркерами различных планетных процессов, начиная от аккреции Земли, дегазации атмосферы и энергии мантийной конвекции. , для отслеживания подземных ядерных испытаний. Таким образом, содержание благородных газов и изотопные отношения были измерены в большом количестве образцов (атмосфера, флюиды, горные породы) и из разных геологических условий, более двух из архейских пород.5 Гл [1, 2] до марсианских метеоритов [3] и комет [4]. Помимо Земли и Марса, до сих пор исследовали только атмосферу Юпитера [5]. Будущие миссии нацелены на измерение благородных газов в других атмосферах с предварительно выбранной миссией NASA DAVINCI + на Венеру и миссией SPRITE на Сатурн, благородные газы представлены как критически важные для понимания образования и эволюции планет-гигантов.

По этим измерениям можно проследить резервуары и процессы планетарной аккреции.Только Ne сохранил солнечную подпись в некоторых земных образцах, подпись интерпретируется как доказательство существования глубокого магматического океана (т. Е. Частично или полностью расплавленной Земли в равновесии с первичной солнечной атмосферой) в пределах первых ста миллионов лет назад. формирование Земли [6, 7]. Более тяжелые благородные газы Kr и Xe в целом имеют хондритовую подпись в земных и марсианских образцах с незначительным кометным вкладом [4, 8]. Юпитер — единственная планета, атмосфера которой была подробно изучена.Он немного обеднен He, сильно Ne [5] и обогащен в 2,5–2,7 раза тяжелыми инертными газами (Ar, Kr, Xe) по сравнению с содержанием на Солнце [9], как и ожидалось от захвата аморфным льдом и указывая на большой вклад комет в Юпитер.

Благородные газы также широко используются для отслеживания планетарных процессов. Например, система йод-плутоний-ксенон используется для датировки образования атмосферы [10, 11] из-за очень коротких периодов полураспада ¹²⁹ I (17 млн ​​лет) и ²⁴⁴ Pu (82 млн лет). .Изотопы гелия и Ar сдерживают дегазацию и конвекцию мантии в гораздо более длительных временных масштабах [12–14] из-за более длительного периода полураспада их родительских изотопов (например, 1,25 млрд лет для ⁴⁰ K). Ни один из стабильных изотопов Kr не является чисто радиогенным, что не позволяет использовать его для ограничения хронологии эволюции атмосферы. Еще в 1970 году было указано, что Xe находится в недостаточном количестве в атмосферах Земли и Марса по сравнению с моделью содержания хондритов [15], истощение до 90% [10] и известное как проблема «недостающего Xe». .Атмосферный Xe, кроме того, сильно обеднен легкими изотопами [16], и это обеднение легкими изотопами Xe прогрессировало на протяжении всего архея [17]. Этот случай является более спорным для Ar, но классическая двухслойная модель конвекции [12] точно требовала двух разделенных слоев в мантии на основании того, что резервуар без отбора проб, такой как нижняя мантия, должен быть обогащен Ar, чтобы удовлетворять радиогенным требованиям ⁴⁰ Баланс массы аргона. Позже сейсмическая томография показала, что существует массовый поток из верхней мантии в нижнюю, но потребность в резервуаре, богатом аргоном, сохраняется.

Самым поразительным фактом, вытекающим из текущего набора данных анализа благородных газов в природных пробах, остается «отсутствующий Xe». Этот парадокс положил начало поиску способов потерять Xe в космос [17–20] или уловить Xe на глубине. Внутренние части Земли действительно характеризуются экстремальными условиями P — T , с увеличением на шесть порядков величины P и увеличением на 3 порядка величины T между поверхностью (10 ⁵ Па– 287 К) и ядро ​​планеты (365 ГПа – 5000 К).Такие условия могут вызвать химическую реактивность, поскольку отрицательное изменение реакционного объема при увеличении P может преодолеть энтальпийные эффекты запрещенных в других случаях реакций при температуре окружающей среды P . Натуральные образцы действительно указывают на более высокое удерживание Xe в определенных контекстах. Концентрации Xe в приповерхностных породах составляют ~ 0,05 ppt (части на триллион) в базальтах [21] и до 0,2 ppb (части на миллиард) в глубоководных кремнистых окаменелостях [22]. Последние образцы имеют отношения ¹³² Xe / ³⁶ Ar до 0.05, т.е. примерно в 30 раз выше, чем в базальтах срединно-океанических хребтов [23, 24]. Обогащение Xe по сравнению с другими благородными газами также отмечается в контекстах с высоким содержанием P , таких как ксенолиты мантии, эксгумированные вулканизмом [25–28], и ударные кратеры [29] на два порядка величины с максимальным избытком ( ¹³² Xe / ³⁶ Ar = 0.170), обнаруженный в раскопанных породах лунной коры [30].

Начало химии твердого тела P Xe было инициировано открытием его металлизации при 135 ГПа [31], однако для установления потенциальной связи с парадоксом отсутствующего Xe потребовалось десятилетие.С тех пор существует постоянная обратная связь между физикой минералов P и физикой конденсированных сред в поисках новых соединений благородных газов. Грохала [32] предвидел многообещающие, но тогда еще не исследованные экспериментально, химический состав благородных газов с высоким уровнем P теперь распространяется на несколько атомов, что в значительной степени обусловлено перспективой понимания реакционной способности благородных газов в глубоких земных условиях. Интересно, что благородные газы — это типичные среды, передающие давление, используемые в экспериментах с ячейками с алмазными наковальнями, нагреваемыми лазером, для воспроизведения гидростатических глубинных условий Земли в аппарате для одноосного сжатия, а также для термической изоляции образца от алмазных наковальней.Этот технический аспект, несомненно, был положительным фактором в разъяснении некоторых из рассмотренных здесь высоких показателей реакционной способности благородных газов P , которые охватывают первое удержание благородных газов в кольцах, каналах и каркасных структурах, вторые оксиды благородных газов, третьи соединения благородных газов с металлы и, наконец, другие типы высоких соединений благородных газов P , относящиеся к внутренним планетам.

2. Удержание благородных газов в кольцевых, канальных и каркасных конструкциях

2.1. Клатраты и другие клеточные соединения

Водяной лед — одно из наиболее распространенных веществ в Солнечной системе, большая часть которого существует при высоких условиях P и T в недрах планет-гигантов.В то время как клатратные гидраты долгое время считались переносчиками благородных газов на планеты-гиганты, сейчас возникает консенсус в отношении простой адсорбции на аморфном льду [9]. На Земле клатратные гидраты встречаются в пергелизолях и окраинах океанов. Благородные газы относятся к числу газов, которые стабилизируют клатрат-гидратные структуры посредством ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Ar ₆ · H ₂ O был фактически первым соединением благородного газа, обнаруженным в Вилларде [33]. Все благородные газы образуют клатраты, соединяясь с водой, с полем стабильности P — T , простирающимся от He до Xe [34].Однако даже гидраты Xe стабильны только до 2,5 ГПа [35].

Циклосиликаты могут содержать большое количество благородных газов в каналах и кольцевых узлах их кристаллических структур. Эти минералы не являются проявлением реакционной способности благородных газов на глубине, но являются важными носителями рециркуляции благородных газов через субдукцию литосферных плит [36, 37] из поверхностных резервуаров (атмосфера, океаны) в глубину Земли, где могут происходить реакции. Природные содержания He и Ar в цикло-силикатах аномально высоки [38].He, Ne и Ar занимают позиции кольца в амфиболе [37], минерале, образованном в измененной океанической коре, и экспериментально измеренная растворимость на четыре порядка выше, чем для других силикатов при аналогичном опыте P (0,17 ГПа). Центры кольца образованы парой противоположных шестичленных (Si, Al) O44-тетраэдрических колец с внутренним диаметром кольца около 5 Å. Таким образом, благородные газы, находящиеся в этих местах, окружены 12 соседними атомами кислорода примерно на 2,5 Å. Растворимость Kr и Xe в амфиболе не исследовалась, но она даже выше, чем растворимость Ar в серпентине (× 2 для Kr, × 10 для Xe), другом важном минерале из измененной океанической коры [39].

Самые первые попытки проверить реакционную способность Хе с диоксидом кремния [40] были обусловлены тем фактом, что фазовый кристобалит SiO ₂ high T имеет большие клетки, которые могут захватывать атомы Xe и способствовать химической реакционной способности. Однако, когда SiO ₂ загружали в виде кристобалита, он систематически превращался в кварц, причем последний эффективно улавливал Xe (см. Раздел 3). Ксенон, в отличие от стабилизирующего кристобалита, на самом деле дестабилизирует его. Вместо этого он оказался гораздо более интересным в этом отношении, поскольку кристобалит, загруженный в He в качестве передающей среды ячейки с алмазной наковальней, P , как было показано, превращается в He-кристобалит при 8 ГПа вместо того, чтобы превращаться в кристобалит-II при 1.6 ГПа [41], его структура и стехиометрия (SiO ₂ He) были решены (рис. 2).

2.2. Фаршированные аморфные силикаты

Растворимость благородных газов в расплавленных силикатах зависит от их состава. Фактически, растворимость благородных газов в стекловидном диоксиде кремния использовалась для характеристики геометрии сетки стекла [44]. Удержание благородного газа в силикатных расплавах долгое время постулировалось как происходящее за счет внедрения в межузельные пустоты [45], причем его количество зависит от полимеризации расплава, которое само ограничивается содержанием SiO ₂ , поскольку тетраэдры SiO44 полимеризуются в виде колец (см. Ниже). ).Силикатные расплавы могут вмещать большее количество растворенных благородных газов при увеличении P до тех пор, пока растворимость не достигнет плато около 5 ГПа, например, максимум 3 мол.% Ar в расплавах, богатых кремнеземом [46, 47]. Обратите внимание, что сообщалось о падении растворимости при более высоком значении P [48, 49], но эти результаты не были воспроизведены [50], возможно, из-за неполного плавления образцов при более высоком значении P в первых исследованиях.

Благородные газы влияют на поведение некристаллических силикатов под давлением.До 1–2 мол.% He может растворяться в межузельных пустотах в стекле SiO ₂ под давлением [51, 52], что приводит к гораздо менее сжимаемому стеклу [52] с пространственным масштабом почти среднего порядка. не зависит от P по сравнению с SiO ₂ стекло, сжатое в твердом состоянии P -среда или сжатое в H ₂ . Подобно He в сжатом стекле SiO ₂ , Xe также влияет на средний порядок с обострением первого острого дифракционного пика на данных дифракции рентгеновских лучей, что указывает на более сильный средний порядок [53].Что еще более важно, сообщалось о связях Xe-O с длиной связи 2,05–2,10 Å и координационным числом 12, что свидетельствует о включении Xe в шестичленные кольца (т. Е. Кольца, образованные из шести тетраэдров SiO44), а не в межузельные пустоты. Эта кольцевая структура расплавленных и стеклообразных силикатов подобна структуре цикло-силикатов, за исключением того, что существует статистическое распределение размеров колец, в основном от 4 до 10 тетраэдров в зависимости от состава расплава [54]. Это распределение было недавно количественно определено в стекловидном диоксиде кремния с помощью дифракции нейтронов [55], при этом шестичленное кольцо является наиболее заметным и имеет внутренний диаметр 4.30 Å, что соответствует длине связи Xe-O, указанной выше. Локальное окружение криптона в сжатых расплавах, как было исследовано с помощью рентгеновской абсорбционной спектроскопии [56], представляет собой оболочку из атомов кислорода, расположенную на 2,49 Å. Это относительно небольшое расстояние указывает на некоторую степень ковалентности, хотя и меньшую, чем для связей Xe-O. Однако трудно прийти к дальнейшим выводам, так как координационное число не может быть рассчитано из-за отсутствия эталонов оксида Kr, которые необходимы для обработки данных рентгеновской абсорбционной спектроскопии.

3. Оксиды благородных газов

Минералогическими составляющими коры и мантии планет земной группы являются силикаты с преобладанием каркасных силикатов в континентальной коре, таких как кварц и полевые шпаты, и преобладанием оливина в мантии, которая претерпевает фазовые переходы на глубине и разлагается на бриджманит. и магнезиовюстит ниже 660 км. Первыми шагами к установлению реакционной способности благородных газов в земной коре и мантии стал синтез оксидов благородных газов, имея в виду, что он может быть твердо установлен только между силикатами и благородными газами в качестве микроэлементов для реалистичного воздействия на внутреннее пространство планеты.

3.1. Стехиометрические оксиды

Оксиды ксенона были известны с шестидесятых годов с помощью синтеза тетраэдрических форм (XeO ₃ Темплтоном и др. [57], XeO ₄ Хьюстоном и др. [58]) путем гидролиза фторидов ксенона в криогенной среде T , а совсем недавно с синтезом XeO ₂ , который имеет другую геометрию с локальным квадратным плоским кислородным окружением [59]. Хотя локальная структура XeO ₂ является плоской квадратной, причем Xe связан с четырьмя атомами кислорода, его полная кристаллографическая структура еще не решена.

Первым оксидом Xe, экспериментально синтезированным с использованием высокого P , был Xe ₂ O ₆ H ₆ (рис. ячейки с алмазной наковальней [60], платина используется в качестве элемента связи с лазером. Суперионный лед представляет собой высокую фазу P — T , образующуюся при 50 ГПа и характеризующуюся полной подвижностью атомов водорода [62], тогда как решетка кислорода идентична решетке нижней T фазы X.Xe ₂ O ₆ H ₆ является металлическим из-за атомов Xe и O, однако диффузионная способность атомов водорода аналогична диффузии суперионного льда. Согласно расчетам ab initio, чистые оксиды Xe были предсказаны как устойчивые к разложению выше 83 ГПа: XeO, XeO ₂ и XeO ₃ [63], затем Xe ₂ O ₃ и более Xe- богатые фазы еще выше P [64]. Только Xe ₂ O ₃ наблюдался экспериментально, хотя и при немного более высоком значении P (87 ГПа вместо прогнозируемых 75 ГПа), наряду с Xe ₂ O ₅ при 83 ГПа [61].Интересный факт: Xe может существовать в разных степенях окисления в одной и той же структуре. То, что окисление Xe индуцируется при значительно более низком значении P с суперионным льдом по сравнению с чистым кислородом, может быть связано с реакционной способностью очень диффузного водорода с платиной, причем образование гидрида платины способствует большему уменьшению объема глобальной реакции. Кроме того, подрешетки кислорода и ксенона в Xe ₂ O ₆ H ₆ имеют поразительное сходство с подрешетками η-O ₂ [65] и чистого Xe, оба имеют гексагональную структуру с закрытой упаковкой и η -O ₂ характеризуется высокой степенью переноса заряда.

Рисунок 1 . Экспериментально наблюдаемые и теоретически предсказанные оксиды ксенона. Слева направо: Xe ₂ O ₆ H ₆ [60], Xe ₂ O ₅ , Xe ₂ O ₃ [61]. Цветовой код атомов: ксенон (желтый), кислород (красный), атомы водорода (светло-розовый).

Для криптона предсказано, что только KrO будет устойчивым к разложению выше 300 ГПа [66], и никаких соединений Kr экспериментально не синтезировано.Ни оксид аргона, ни оксид неона еще не зарегистрированы для образования в условиях планетных недр, несмотря на дальновидную редакционную статью Абельсона [67], цитирующую ArH ₄ и ArO ₆ в качестве примеров химии, индуцированной P . Но удивительно, что сообщалось об одном оксиде гелия. На основе ab initio расчетов FeO ₂ He предсказывается как устойчивый при граничных условиях ядро-мантия [68]. В отличие от Xe-оксидов и KrO, рассмотренных выше, перенос заряда от He к окружающим атомам практически отсутствует.Избыточный первичный He (то есть ³ He, в то время как ⁴ He образовывался на протяжении всей истории Земли в результате радиоактивного распада) обнаружен в некоторых базальтах, источник горных пород которых идентифицирован как происходящий из очень глубоких слоев мантии [69]. Термохимические сваи — это купола как термического, так и химического происхождения в глубокой мантии, укорененные над границей ядро-мантия ниже центральной части Тихого океана и южной части Атлантики-Африки [70], с местами частично расплавленными зонами (зонами сверхнизких скоростей) в самом их основании. .Эти груды могли сохраняться на протяжении большей части, если не всей истории Земли, и действительно могли быть сохранены He-rich, обеспечивая разумный контекст для образования FeO ₂ He. Кроме того, водородсодержащий пероксид железа FeO ₂ H [71] также стабилен при соответствующих условиях P — T или как частично дегидрированный FeOOH _x , постулируемый как важный компонент сверхнизкой скорости. зоны [72]. И FeO ₂ He, и FeO ₂ H имеют кубическую структуру с идентичным параметром ячейки соответственно 4.32 Å при 135 ГПа [68] и 4,33 Å при 133,5 ГПа [73], но с другой симметрией, Fm-3m по сравнению с Pa-3.

3.2. Ксенон как второстепенный / микроэлемент в оксидах

То, что Xe реагирует с оксидами в условиях глубокой коры и мантии, является убедительным признаком того, что он может храниться на глубине. Однако Xe является следовым элементом во внутренних планетах (см. Раздел 1), поэтому релевантными реакциями являются не те, которые производят стехиометрические соединения, а те, в которых удерживание Xe происходит в виде следовых или второстепенных элементов.Этот аспект значительно изменяет энергетику реакции и, следовательно, условия P — T , при которых они могут происходить. Захват Xe в глубокой коре и мантии может разрешить парадокс Xe, и это происходит путем замещения Xe на Si (см. Рис. 2), в результате чего Xe окисляется, например, в горячем сжатом кварце SiO ₂ [74] или (Mg, Fe ) ₂ SiO ₄ оливин [75]. Связи Xe-O лучше всего демонстрируются новыми моделями комбинационного рассеяния и инфракрасного излучения (см. Рис. 3), которые появляются под P при нагревании выше кривой плавления Xe, причем реакция термодинамически благоприятствует уменьшению объема между реагентами (i .е., жидкий Xe и кварц или оливин) и продукты (например, кварц, допированный Xe, или оливин, допированный Xe). Теоретические расчеты подтвердили этот механизм для кварца [43, 76, 77] и оливина [42] и помогли уточнить кристаллохимию Xe в этих минералах. Объем и параметры ячейки в зависимости от соотношения P , а также рамановская сигнатура силикатов, допированных ксеноном, теоретически могут быть воспроизведены путем замены Xe на Si, хотя и с различной геометрией в зависимости от минерала: квазиплоскостная трехкратная в оливине по сравнению слинейная двукратная (2 ближайших атома O при 1,99 Å) с 2 ближайшими соседями O в ортогональном плане при 2,27 Å в кварце [43]. Теоретически рассчитанная растворимость составляет до 0,4 ат.% Хе в обеих фазах [42, 43].

Рисунок 2 . Экспериментально синтезированы благородные газы-силикаты. Слева направо: оливин, легированный Xe Mg ₂ SiO ₄ [42], легированный Xe β-кварц [43], фаза (Xe, Si) O ₂ , для которой занятость позиций Xe неизвестна [43] ], кристобалит-He [41]. Цветовой код атомов: магний (оранжевый), ксенон (желтый), кислород (красный), кремний (синий), гелий (белый).

Рисунок 3 . Инфракрасные спектры силикатов, допированных ксеноном, в условиях высокого P — T , полученные с использованием резистивно-нагреваемых ячеек с алмазной наковальней. Слева: оливин, справа: кварц [43]. Знак звездочки означает новую колебательную моду, наблюдаемую только при нагревании и относящуюся к связи Xe-O.