Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 1.

Вестник МГТУ. 2024. Т. 27, № 1. С. 24-38. DOI: https://doi.org/10 .21443/1560-9278-2024-27-1-24-38 При наличии избыточного кремния (больше 4 apfu) и недостатке алюминия (меньше 4 apfu) общий заряд алюмокремнекислородного каркаса уменьшается, и для его компенсации требуется меньшее количество катионов. Избыточный кремний в составе нефелина компенсируется наличием вакансий в позиции В по схеме □в + Si4+r ^ K+B + (Al, Fe)3+r (Hayward et al., 2000; Dollase et al., 1978). Размер полостей А, занимаемых катионами Na, составляет 3,20 х 6,80 А, а размер полостей В, занимаемых катионами К, составляет 5,17 х 5,17 А. Размер их свободных кристаллографических диаметров соответственно равен 0,5 х 4,10 А и 2,47 х 2,47 А. Рис. 7. Проекция кристаллической структуры нефелина вдоль направления [001] (а) и общая проекция ( б ) Fig. 7. Projection of the crystal structure of nepheline along direction [001] (a) and the general projection (б) Размер молекулы воды, составляющий 2,75 А, больше свободных кристаллографических диаметров обоих полостей. В связи с этим вхождение воды в нефелин маловероятно в твердофазном состоянии и, скорее всего, происходило в процессе его кристаллизации. По данным (Beran, 1974; Beran et al., 1989; Balassone et al., 1995), вода в виде молекул H2O занимает вакансии в позиции калия. Она присутствует в трех кристаллографических ориентациях (третья ориентация достигается при нагревании до 350 °C). Абсолютная концентрация воды, по данным авторов, составляет от 0,05 до 0,5 мас.% и контролируется количеством вакансий в структуре нефелина. В наших исследованиях для определения водных компонентов мы использовали произвольно ориентированные зерна нефелина и неполяризованное ИК излучение, поэтому охарактеризовать образцы по спектральным типам и преимущественной координации молекулы воды, как в работах (Beran et al., 1989; Balassone et al., 1995), не представляется возможным. Однако выявленная нами высоко значимая (r = -0,93, R2 = 0,86) отрицательная корреляция количества воды с содержанием калия в нефелине свидетельствует в пользу того, что в структуре нефелина вода занимает вакансии в позиции калия. Обобщенные данные, приведенные в работе (Костылева-Лабунцова и др., 1978), показывают, что по химическому составу нефелины из пород и пегматитов Хибинского массива отчетливо делятся на две группы: (1) нефелин нефелиновых сиенитов и (2) нефелин мельтейгит-уртитов, апатит-нефелиновых пород и рисчорритов. В составе нефелина при переходе от фойяитов к фоидолитам, апатит-нефелиновым породам, рисчорритам и пегматито-гидротермальным жилам наблюдается обогащение калием и алюминием (в случае фоидолитов и Fe3 ) за счет кремния вследствие изоморфизма по схеме ^B+ Si4+r ^ K+B+ (Al, Fe)3+r. Аналогичный тренд изменения состава наблюдается в зональных кристаллах нефелина, в которых краевые зоны нефелина отличаются от ядер более высоким содержанием алюминия и калия (Яковенчук и др., 2010). Отмеченные различия в составе нефелина позволяют на основании имеющихся экспериментальных данных судить о температуре его кристаллизации, поскольку количество избыточного кремнезема в нефелине увеличивается по мере роста температуры его образования. Высокотемпературный нефелин обычно содержит повышенное относительно стехиометрии количество кремния и, соответственно, пониженное количество калия (Hamilthon, 1961). Для хибинских нефелинов в работе (Яковенчук и др., 2010) приведено уравнение, аппроксимирующее график зависимости температуры кристаллизации пород массива (по оценке различных исследователей) от среднего содержания кремния в слагающем их нефелине. Оцененная по этому уравнению температура кристаллизации нефелина в фенитизированных вулканогенно-осадочных породах соответствует ь с 33