Вестник Кольского научного центра РАН. 2010, №3.

Рис. 1. Кристаллическая структура ломоносовита. Тетраэдры SiO 4 - желтые, тетраэдры PO 4 - оранжевые, полиэдры TiOn (n = 5, 6 ) - синие, октаэдры Na(O,OH ) 6 - светло-голубые. Ионы натрия в пакете Na 3 PO 4 изображены в виде светло-голубых шаров Способность ломоносовита к катионному обмену определяется степенью замещения титана ниобием (зарядом трехслойного пакета) и щелочностью среды. В экспериментах с раствором KCl установлено, что в сильнощелочной среде обмен практически не происходит, тогда как в слабощелочной и нейтральной среде часть ионов натрия из трехслойных пакетов замещается ионами калия, а - -yi - - все группы Na3P04 - водой, формируя небольшие участки У g У d j> состава NaKTi20 2(Si20 7)-2H20 в беталомоносовитовой матрице. Катионный обмен в мурманите практически не зависит от щелочности среды и всегда приводит к полному превращению этого минерала в рентгеноаморфное соединение состава NaKTi2O 2 (Si 2 O 7 )-H2O. По нашим данным, 100 г измельченного ломоносовита или мурманита способны поглотить (обменять на натрий) из водного раствора около 10 г калия. Описанные превращения, по сути, имитируют начальную стадию преобразования гетерофиллосиликатов семейства ломоносовита в гетерокаркасные силикаты (зорит, чивруайит, ситинакит, минералы группы лабунцовита, кукисвумит, пункаруайвит и др.), представляющие собой характерные продукты изменения мурманита или лампрофиллита слабощелочными низкотемпературными растворами (рис. 2). Зорит и чивруайит Зорит Na8[Ti5Si12O37(OH2)]13-14H2O является первым и наиболее известным нанопористым гетерокаркасным титаносиликатом, открытым на Кольском п- ове [7]. Он встречается в виде розеток удлиненно-пластинчатых розовых кристаллов, образовавшихся при изменении вуоннемита (еще один представитель семейства ломоносовита состава Na5TiNb2[(Si2O7)2|O3F]-2Na3PO4) в известной своим минеральным разнообразием эгирин- микроклин-натролитовой жиле «Юбилейная» (г. Карнасурт, Ловозерский массив). Синтетический аналог зорита ETS-4 (Engelhard Titano-Silicate-4) получен С.М. Кузницким в 1989 г. и запатентован фирмой «Engelhard Corporation» (США) в качестве ионообменника для ионов стронция и абсорбента для молекул воды, метана, азота и других газов [19]. В 2006 г. одновременно в Хибинском и Ловозерском массивах нами открыт кальциевый аналог зорита - чивруайит Сa4[Ti5Sil2O37(OH2)]•13-14H2O, который образует бесцветные (до бледно-розовых) длиннопризматические кристаллы до 1.5 мм в длину в пустотах измененных мурманита и астрофиллита K2NaFe7[Ti2Si8O26(OH)4F] [9] (рис. 2). Основу кристаллической структуры зорита, ЕТS-4 и чивруайита составляет пористый каркас из тетраэдров SiO4, октаэдров TiO6 и пирамид TiO5 (рис. 3), в котором присутствует система параллельных каналов разного диаметра, занятых ионами Ca2+, Na+, K+ и молекулами воды [9, 20-21]. В природных минералах ряда зорит-чивруайит катионы K располагаются в наиболее широких восьмигранных каналах с кристаллографическим свободным диаметром (КСД) 3.3 А (позиция III на рис. 3; КСД рассчитывается как расстояние между ближайшими атомами кислорода поперек канала минус два радиуса атома кислорода (—2.7 А)), а ионы Na+ и Ca2+ - либо в каналах с диаметром 2.3 А (рис. 3, позиция I), либо в стенках восьмигранных каналов (рис. 3, позиция II). Рис. 2. Кристаллы чивруайита в пустоте выщелачивания мурманита (долина р. Чивруай, Ловозерский массив). Ширина поля зрения 7мм 53