Учёные СПбГУ изучили температурное поведение одного из самых распространенных соединений земной коры

Кристаллы различных полиморфов CaAl2Si2O8 на "черном блоке" (Челябинск, Россия): (а-с) дмиштейнбергит, (d) анортит

Группа учёных Санкт-Петербургского государственного университета совместно с Институтом Минералогии УРО РАН изучила термическое поведение одного из самых распространенных соединений земной коры – CaAl₂Si₂O₈. Результаты работы были опубликованы в журнале Geoscience Frontiers.

В рамках исследования были изучены при температурах до 1000 ºС три природные полиморфные модификации CaAl₂Si₂O₈, относящиеся к семейству полевого шпата: анортит – широко распространённый в земной коре и в породах ряда космических объектов (лунных нагорий, метеоритах и, возможно, в некоторых кометах) минерал, а также дмиштейнбергит и святославит – редкие минералы, встречающиеся как на Земле, так и в метеоритах.

Полиморфизмом называют способность химических соединений образовывать различные кристаллические структуры при смене условий. При этом, каждой модификации соответствует своя область стабильности температур и давлений. Наиболее ярким примером являются графит и алмаз – две модификации углерода, обладающих контрастно отличными свойствами при одинаковом химическом составе.

«Наши исследования показали, что полиморфы, ранее обнаруженные только в синтезах, могут встречаться и в природе. Таким образом семейство минералов с общей формулой CaAl₂Si₂O₈ может пополниться новыми членами. Полученные нами данные о высокотемпературном поведении CaAl₂Si₂O₈ могут быть использованы не только в геологии, но и материаловедении, так как на основе CaAl₂Si₂O₈ изготавливают различные керамики», – подчеркнули авторы статьи.

В будущем ученые планируют изучить высокотемпературное поведение других минералов семейства полевого шпата. Исследования было поддержано грантом Президента Российской Федерации для молодых кандидатов наук (MK-2831.2021.1.5 «Моделирование процессов в мантии Земли на примере минералов группы полевого шпата») и проводилось на уникальном оборудовании ресурсных центров СПбГУ «Рентгендифракционные методы исследования» и «Геомодель».