Касситеритдің абсорбция спектрі

Касситерит-бұл қалайы қалайы кенорындарындағы әртүрлі генетикалық түрдегі өнеркәсіптік минерал болып табылады және зерттеушілердің назарын әлдеқашан тартады. Бұл зерттеулерде қалайы кенорындарының қалыптасу жағдайларына байланысты және әр түрлі жұмыстарда жинақталынған касситериттердің түрлі типоморфты ерекшеліктерін зерттеуге үлкен көңіл бөлінеді. Алайда оптикалық спектроскопия әдістері осы зерттеулерде жеткіліксіз толық пайдаланылды. Осы жұмыста Приморья, Чукотки, Памир кенорындарынан касситериттердің он үлгісін сіңірудің оптикалық спектрлерін зерттеу нәтижелері келтіріледі.

Касситерит жұту спектрлері.
Касситерит P4/mnm симметриясының кеңістіктік тобы бар. Оның негізін құрылымын құрайды октаэдры SnO6, тіркеме тіркелген противоположными қабырғалар да колонкалар, протирающиеся осіне параллель Отырып, кристалл және соединяющиеся өзара вершинами [4].SnO6 октаэдрлерінің D2h симметриясы бар және О мен Sn атомдарының арасындағы қашықтықпен сипатталады, орташа 2,08 А тең.

Зерттеуге арналған үлгілер қалыңдығы 1-2 мм жылтыратылған пластинкалар түрінде дайындалған, ал екі жағдайда петрографиялық шлифтер қолданылған. Касситериттердің зерттелген үлгілері түрлі түсті: қара қоңыр, қоңыр-қара, сұр. Жұқа пластинкаларда барлық зерттелген үлгілер иық шығарады. Поляризацияда ЕІІС түсі байқалады: қара-сары, қызғылт-сұр, қызғылт-қызыл, қызыл. Е_с поляризациясында неғұрлым ашық түс байқалады: ашық-сары, ашық-сұр, жасыл реңкті сұр, жасыл-ақ, жасыл-сары. Зерттелген үлгілердің біреуі ғана иық шығармайды, бұл оның құрылымының үлкен ақауына байланысты. Бұл туралы Ирактағы николядағы осы үлгінің өшпейтінін куәландырады.

Жұтылу спектрлерін өлшеу ауданы 400-ден 750 нм-ге дейін СФ-12 спектрометрінде поляризацияланған жарықта бөлме температурасында және 700-2000нм аймағында ДМР-4 монохроманоторы базасында жиналған спектрофотометриялық қондырғыда жүргізілді. Спектрдің 4 түрі бөлінген. Спектрлердің бірінші түрі Қызыл (Е II C)-жасыл-сары (Е касситеритердің сіңіру спектрлері) дейін өте күшті плеохроизмасы бар қара-қоңыр касситеритердің үлгілерін анықтайды және спектрдің көрінетін аймағының ультракүлгін бөлігінде өте қарқынды және поляризацияланған сіңірумен сипатталады. Бұл қарқынды жұтудың ұзын толқынды шеті 600 нм кезінде Е II C поляризациясында және 500 нм поляризациясында касситеритовС жұтылу Еспектрлерінде орналасады. Жақын инфрақызыл аймақта барлық зерттелген үлгілердің спектрінде 1000нм ауданында кең жұптық жұтылу жолақтары анықталады. Бірінші типті спектрлерде бұл жолақтар аса қарқынды болып табылады және 970нм және 1120 нм толқын ұзындығы кезінде Е II C басқа поляризацияда орналасады.

Екінші типті спектрлер бірнеше аз қарқынды қысқа толқынды жұтумен сипатталады, оның шеті 455 нм толқын ұзындығы кезінде Е II C поляризациясында және 434 нм касситеритовС жұтылу Еспектрлерінде орналасады, әлсіз жолақтың 560 нм және 945 нм және 1130 нм жұптық жолақтардың болуымен сипатталады. Сонымен қатар, осы спектрді сіңіру спектрінің осы түрін табатын касситеритердің қатты иық-тозуына байланысты Е II C поляризациясында қарқынды болып табылады. Бұл үлгілердің жұқа тілімшелерде бояуы қызғылт-қызылдан бастап Е II C поляризациясындағы жасыл-аққа дейін касситеритовС сіңіру Еспектрлеріне дейін өзгереді.

Спектрлердің үшінші түрі Приморья кенорындарынан сары (шлифтерде) касситериттерді анықтайды және ультракүлгін аймақта орналасқан максимуммен қарқынды жұтудың ұзын толқынды қанатында 430, 470 нм сіңіру жолақтарының болуымен сипатталады. 430, 470 нм жолақтары Е II C поляризациясында неғұрлым қарқынды болып табылады және, шамасы, спектрдің осы түрімен сипатталатын үлгілерде қара-сары (кассетеритовс сіңіру Еспектрлері) түсінің өзгеруінде көрінетін касситериттердің иық-ұрықтарына жауапты. Жақын инфрақызыл аймақта 950, 1125 нм өте қарқынды жұтылу жолақтары байқалады.

Спектрлердің төртінші түрі Памир кенорындарынан сұр түсті касситеритерді көрсетеді. олар ультракүлгін аймақтағы өте қарқынды жұтумен сипатталады, оның шеті көрінетін аймақтың бөліктерін де басып алады, ол 444 нм кезінде Е II C поляризациясында және 434 нм поляризациясында касситеритовС жұтылу Еспектрлерінде орналасады. Спектрдің көрінетін аймағында 540 нм ауданында толқынды бүгілген 500 нм жұтылу жолағы байқалады. 500, 540 нм жолақтары Е II C поляризация қарқынды. 500 нм жолағының поляризациядағы қарқындылығы касситеритовС жұтылу Еспектрлері едәуір жақсарады, ал 540 НМ жолағы бұл жерде мүлдем байқалмайды. 500, 540 нм жолақтарының мұндай мінез-құлқы және қарқынды қысқа толқынды жұтылу жиегінің жылжуы поляризация жазықтығының бағдарына байланысты осы касситерлердің иық-тозуына себепші болады. Олардың түсі қызғылт-сұрдан (Е II C) жасыл реңкті сұрға дейін(касситеритовС сіңіру Еспектрлері) өзгереді.

Жасанды касситерит монокристаллдарының меншікті сіңу шеті 340 нм аймағында орналасқан. Сондықтан ақаусыз касситериттер түссіз және мөлдір. Табиғи касситериттерде әдетте темір, тантал, ниобий, титан, марганец сияқты әртүрлі қоспалар бар. Темір қоспаларының негізгі массасы деп саналады. Тантал, ниобий минералдардың (тапиолит, вольфрамит, рутил, ильменорутил, кулумбит, гематит және т.б.) микротүшіру түрінде касситерде болады. Негізінен осы микробақылаулармен және ультракүлгін және оған жақын спектрдің көрінетін аймағында жарықтың қарқынды жұтылуы, қараңғы түстердің пайда болуы және табиғи касситериттердің сыну көрсеткіштерінің күшті қалыпты дисперсиясы байланыстырылады. Минералдар қоспаларының көпшілігі касситеритпен изоқұрылымды және соңғысының құрылымы элементтеріне қатысты заңды түрде орналаса отырып, касситериттердің иық-тозуын тудыруы мүмкін. Касситерит кристалдарында осы анизотропты минералдардың микротқырларының біркелкі бөлінбеуі соңғысының екі осьтік пайда болуына әкелуі мүмкін. Әлбетте, екі осьтік әдетте боялған касситерге тән, ал түссіз касситериттер әрқашан бірдей. Касситериттердегі жоғарыда аталған қоспалардың бір бөлігі қалайы қалайы орнын басады және табиғи касситериттердің оптикалық қасиеттерінің қалыптасуына елеулі әсер етеді. Бұл қоспалар валентті аймаққа және өткізгіштік аймаққа жақын донорлық-акцепторлы деңгейлердің пайда болуына әкеледі және осы деңгейлердің қатысуымен электрондық өтпелер касситериттердің өзі сіңіру жиегіне жақын меншікті сіңіру жиегіне жақын жерде қарқынды сіңіру пайда болуын туындатады. Бұдан басқа, спектрдің осы аймағында өтпелі элементтер үшін металл мен лигандтардың молекулалық орбитальдары арасында зарядтың тасымалдануымен қоса жүретін және металл-лиганд зарядының тасымалдануымен өтетін өтпелер деп аталатын электрондық өтпелер белгіленеді. Мұндай өткелдер, мысалы, Fe2+ иондарына тән және олар табиғи касситерит спектрінің көрінетін аймағының ультракүлгін бөлігін қамтитын сіңіру қарқындылығының пайда болуына әкеледі. D2h симметрия орталықтарындағы қарастырылатын типті электрондық өткелдер поляризацияланған болып табылады және табиғи касситерлердің иық-тозуына айтарлықтай әсер етеді, ол оптикалық спектрлерде жарықтың поляризациясы жазықтығының бағдарына байланысты қарқынды сіңіру жиегінің жылжуында көрінеді.

Касситериттердің түсі мен иық-тозуына елеулі әсер үшінші типтегі спектрлерде анықталатын 430, 470 нм сіңіру жолақтары болады. Бұл жолақтардың спектрдегі орналасуы ерітіндідегі nb4+ иондарының жолақтарына өте жақын. Табиғи касситерлерде ниобийдің тұрақты болуын ескере отырып, 430, 470 нм жолақтары nb4+ иондарымен байланысады және касситеритовтерм сіңіру спектрінің электрондық өтпелеріне сай келеді. Екі өту жолағының болуы, шамасы, кассетеритовэффект Яна-Теллер және екі төменгі деңгейге кристалды өрістің жұтылу спектрі деңгейінің ыдырауына байланысты. Nb4+ иондары үшін DG кристалдық өрісінің күші касситеритте 2230 см-1 тең. 500оС кезінде касситериттерді күйдіру 430, 470 нм жолақтарының жоғалуына әкеледі,бұл nb4+ иондарының бес валентті күйге дейін тотығуымен байланысты. Бұл ретте үлгілердің иық-тозуы айтарлықтай әлсірейді және олардың түсі айтарлықтай ашық болады. Табиғи касситериттерде басты қоспалардың бірі тантал. Танталдың электрондық конфигурациясы және оның қасиеттері ниобийге өте жақын. Сондықтан касситериттерде және Та4+ иондарында касситерит сіңіру спектрінің электрондық конфигурациясы бар болуын болжауға болады, ол үшін касситерит сіңіру спектрінің электрондық ауысуы мүмкін. Алайда Та4+ иондары үшін осы өтудің энергиясы Орталық ионның реттік нөмірінің өсуімен кристалдық өріс күшінің артуына байланысты nb4+ иондарына қарағанда біршама көп болуы тиіс. Сондықтан Та4 + иондарымен байланысты жұтылу спектрдің жақын ультракүлгін аймағында байқалуы тиіс, бұл табиғи касситериттерде орын алады және бұл едәуір дәрежеде өзінің қанатымен және көрінетін аймақтың бір бөлігін қамтитын жақын ультракүлгін аймақта қарқынды сіңіру туындады.