Чвилеваи́т, точнее чвилёваи́т (англ.Chvilevaite, от имени собственного) — редкий гидротермальный полиметаллический минерал из класса сложных сульфидов, образующий микроскопические зёрна в родственных минералах, по составу представляет собой редкое сочетание щелочного и халькофильных металлов — ферро-сульфид натрия, цинка и меди с расчётной формулой Na(Cu,Fe,Zn)2S4, первоначально подтверждённой и опубликованной как Na(Cu,Fe,Zn)2S2.
Новый минерал был установлен и утверждён в 1985-1987 годах[1] и назван в честь Татьяны Чвилёвой,[2] ведущего сотрудника ИМГРЭ, минералога кабинета минераграфии.[3]:115
— Валерия Качаловская и др., «Чвилеваит — новый сульфид щелочного металла...», 1988
Форма выделений чвилеваита довольно разнообразная: пластинчатая, призматическая, неправильная и изометричная, но преобладают пластинчатые чешуйчатые выделения с хорошей спайностью.[5]:90
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Симметрия, параметры элементарной ячейки чвилеваита, а также зафиксированные из патерсоновской функции межатомные расстояния близки к вюрциту...[5]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Атомы S <серы> в структуре чвилеваита, как и в вюрците, создают гексагональную плотнейшую упаковку.[5]:92
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Структуру чвилеваита интересно сопоставить со структурой кубанита CuFe2S3, которая также является производной от структуры вюрцита.[5]:92-93
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
В структуре чвилеваита иной механизм сочленения октаэдров и тетраэдров. Колонки сложены из октаэдров двух типов: вдоль оси с чередуются «кубанитовые» октаэдры и октаэдры, занятые натрием, которые составляют бруситоподобный слой.[5]:92-93
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Очень близким строением, хотя и другими пространственными группами характеризуется целое семейство чвилеваитоподобных синтетических сульфидов и селенидов[6]:115
— Игорь Пеков, «Орикит из хибинского щелочного массива...», 2010
Чвилеваит <...> обнаружен в сульфидной руде <...>. Пока — это единственная находка сульфида с натрием в рудном месторождении.[7]:12-13
— Майя Добровольская, «Сульфиды щелочных металлов в природе...», 2018
Замена слоёв атомов Na или Li на слои с более крупными K, Cs или Tl приводит к переходу от структурного типа тригонального чвилеваита к структурному типу тетрагонального буковита...[7]:94
— Майя Добровольская, «Сульфиды щелочных металлов в природе...», 2018
Джерфишерит — необычный и редкий минерал, сочетающий в своём составе литофильные (K) и халькофильные (Cu,Ni,Fe) элементы. В последнее время совместимость подобных элементов в единой структуре выявлена у редких минералов чвилеваита <...> и мурунскита...[8]:174
Мономинеральные зерна чвилеваита <на месторождении Акатуй> имеют размеры 0,01-0,5 мм, как правило, 0,01-0,05 мм.
Чвилеваит найден в виде свободных зёрен и сростков в дроблёных пробах сфалерита, содержащих небольшое количество галенита, пирита, кварца, карбонатов, единичные зерна буланжерита, ковеллина, халькозина и арсенопирита. Новый минерал чаще всего встречается в тесном срастании с ковеллином, в массе которого фиксируются реликты галенита. Ковеллин замещает чвилеваит и галенит нередко с образованием сложных мирмекитовых прорастаний. Чвилеваит наблюдается также в срастании с халькозином, изредка с арсенопиритом, сфалеритом, кварцем и органическим веществом.[4]:204
— Валерия Качаловская и др., «Чвилеваит — новый сульфид щелочного металла...», 1988
Минерал хрупкий, спайность совершенная по (0001), цвет бронзовый, блеск металлический. Форма выделений чвилеваита довольно разнообразная: пластинчатая, призматическая, неправильная и изометричная, но преобладают пластинчатые чешуйчатые выделения с хорошей спайностью.[5]:90
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Учитывая некоторые колебания в содержании всех элементов в составе минерала, общая формула чвилеваита может быть представлена в виде (Na2,00Ca0,03)2,03(Cu2,56FeO,88Zn0,43As0,03Mn0,005)3,90S4,06
(идеализированная <формула> Na(Cu,Fe,Zn)2S2).[5]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Рентгенометрические исследования чвилеваита Na(Cu,Fe,Zn)2S2) показали, что новый минерал не является структурным аналогом тетрагонального мурунскита К2Cu3FeS4.[5]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Рентгенограмма порошка чвилеваита проиндицирована в гексагональной сингонии и рассчитаны параметры элементарной ячейки... <...>
Для исследования кристаллической структуры был отобран монокристалл изометричной формы, размером 0,2-0,3 мм.
Монокристальные рентгеновские исследования (метод Лауэ, качания-вращения) подтвердили гексагональную симметрию кристалла.[5]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Симметрия, параметры элементарной ячейки чвилеваита, а также зафиксированные из патерсоновской функции межатомные расстояния близки к вюрциту ZnS.
Дальнейшая расшифровка структуры велась при сопоставлении со структурой вюрцита. В группе P3m в структуре чвилеваита атомы S занимают две частные позиции, аналогичные одной частной позиции в группе вюрцита Р63mc. Атомы (Cu, Fe, Zn) занимают только одно положение из двух независимых, на которые разбивается одна частная позиция Zn при переходе из группы вюрцита Р63mc к группе чвилеваита 'P3m...[5]:91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Атомы (Cu, Fe, Zn) совместно занимают тетраэдрические пустоты в гексагональной плотнейшей упаковке из атомов серы: атом Na может располагаться в одной из 2 октаэдрических пустот в элементарной ячейке <...>.
Анализ распределения электронной плотности и величина расстояний между катионами Na+ — (Cu, Fe, Zn) позволили однозначно локализовать Na в октаэдрической пустоте...[5]:91-92
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Атомы S <серы> в структуре чвилеваита, как и в вюрците, создают гексагональную плотнейшую упаковку. Атомы Cu, Fe, Zn совместно занимают половину тетраэдрических пустот, но в отличие от вюрцита, где заняты Zn-тетраэдрические пустоты одной ориентации, связанные по вершинам, в чвилеваите заняты тетраэдрические пустоты разной ориентации, имеющие общие ребра и образующие плотные тетраэдрические слои. Атомы Na занимают половину октаэдрических пустот послойно, что приводит к проявлению металлического блеска кристаллов. В структуре вдоль оси с происходит чередование плотных слоев из (Cu, Fe, Zn)-тетраэдров с более рыхлыми слоями из NaS6-октаэдров, что хорошо объясняет совершенную спайность по (0001).[5]:92
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
Структуру чвилеваита интересно сопоставить со структурой кубанита CuFe2S3, которая также является производной от структуры вюрцита. В обеих структурах атомы S образуют гексагональную плотнейшую упаковку, а металлические атомы занимают тетраэдрические пустоты. Структура кубанита сложена из двух вертикально вырезанных частей структуры вюрцита, толщиной каждая в два тетраэдра в противоположной ориентации. Это позволяет тетраэдрам иметь общее ребро. Отталкиваясь от него, атомы Fe «выглядывают» из своих тетраэдров в соседний пустой октаэдр. Колонки из таких пустых октаэдров с вдавленными атомами Fe обеспечивают кубаниту металлические свойства.
В структуре чвилеваита иной механизм сочленения октаэдров и тетраэдров. Колонки сложены из октаэдров двух типов: вдоль оси с чередуются «кубанитовые» октаэдры и октаэдры, занятые натрием, которые составляют бруситоподобный слой.[5]:92-93
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
В 1988 г. был описан новый минерал чвилеваит Na(Cu,Fe,Zn)2S2, тригональный, a = 3,873; c = 6.848Å (Качаловская и др., 1988), а затем охарактеризована его кристаллическая структура, оказавшаяся производной от структуры вюртцита, но с другим законом чередования слоёв трёх типов: S, переходных металлов (Cu, Fe, Zn) и Na; это вызвало понижение симметрии от P63mc у вюртцита до P3m1 у чвилеваита (Каплунник и др., 1990).
Очень близким строением, хотя и другими пространственными группами характеризуется целое семейство чвилеваитоподобных синтетических сульфидов и селенидов: Na(CuFe)S2, Li(CuFe)S2, Li(CuFe)Se2 <...>. Интересно, что замена слоёв атомов Na или Li на слои из более крупных K, Cs или Tl приводит к переходу от структурного типа тригонального чвилеваита к структурному типу тетрагонального буковита (Ramirez et al., 2001), к которому, в частности, относится мурунскит K(CuFe)S2, встречающийся на горе Коашва (Пеков и др., 2009) в пегматитах того же типа, что и орикит, только менее изменённых позднегидротермальными процессами.[6]:115
— Игорь Пеков, «Орикит из хибинского щелочного массива...», 2010
Опираясь на химический состав, стехиометрию, метрики элементарных ячеек, и структурное подобие вюртциту, один из авторов настоящей статьи в 2006 г. предположил, что орикит может быть аналогом чвилеваита со слоями из молекул H2O вместо атомов Na, который способен возникать при выносе из последнего Na и гидратации: Na(Cu,Fe)2S2 → (Cu,Fe)2S20 • nH2O (Pekov, 2006).
Однако изучение найденного в 2007 г. в Хибинах орикита показывает, что этот минерал и чвилеваит скорее всего не являются прямыми структурными аналогами. Так, на порошкограмме чвилеваита присутствуют сильные рефлексы 001 и 111, а также более слабые линии 003 и 113 (Качаловская и др., 1988), запрещённые по симметрии для вюртцита <...> Этих отражений нет у орикита, если не считать слабого рефлекса с d = 1.370Å на рентгенограмме хибинского образца, который можно было бы интерпретировать как 113. Однако он может быть проиндицирован скорее как 104: проявление слабой линии 113 при отсутствии сильного рефлекса 111 представляется весьма маловероятным. Мы смоделировали <...> порошкограмму CuFeS2(H2O)0.83 — гипотетического аналога чвилеваита, у которого Na замещён на H2O с сохранением симметрии P3m1, а параметры ячейки (как и заселённость позиции H2O) соответствуют хибинскому орикиту. Сопоставление этой теоретической рентгенограммы с экспериментальной порошкограммой хибинского орикита показывает существенные различия, которые носят систематический характер.
В первую очередь они заключаются в отсутствии у орикита рефлекса 001 (d = 6.14Å) и очень высокой интенсивности рефлекса 002 (d = 3.078 Å), тогда как у гипотетического чвилеваитоподобного CuFeS2(H2O)0.83 отражение 001 должно быть очень сильным, а 002 – слабым. Также отметим отсутствие на экспериментальной рентгенограмме орикита рефлексов 003 и 111, запрещенных по симметрии для вюртцита (P63mc), но достаточно интенсивных у его производных, кристаллизующихся в пространственных группах P3m1, P3m1 и P3 (порошкограммы перечисленных выше синтетических чвилеваитоподобных фаз также были смоделированы нами).[6]:115-117
— Игорь Пеков, «Орикит из хибинского щелочного массива...», 2010
Чвилеваит — Na(Cu,Fe,Zn)2S4 (Качаловская и др., 1988) обнаружен в сульфидной руде Pb-Zn <свинцово-цинкового> Акатуевского месторождения в Восточном Забайкалье. Пока — это единственная находка сульфида с натрием в рудном месторождении.[7]:12-13
— Майя Добровольская, «Сульфиды щелочных металлов в природе...», 2018
Изучая орикит из Хибинского щелочного массива и его структурные особенности (Пеков и др., 2010), авторы подчёркивают, подобные чвилеваиту (Качаловская и др., 1988) синтетические сульфиды и селениды: Na(CuFe)S2, Li(CuFe)S2, Li(CuFe)Se2 (Ramirez et al., 2001), Na(Cu1.54V0.46)S2 (Mujica et al., 1996) характеризуются очень близким строением, хотя и другими пространственными группами. Замена слоёв атомов Na или Li на слои с более крупными K, Cs или Tl приводит к переходу от структурного типа тригонального чвилеваита к структурному типу тетрагонального буковита (Ramirez et al., 2001), к которому, в частности, относится мурунскит. На этом основании авторы (Пеков и др., 2010) предполагают новые находки подобных фаз в природе.[7]:94
— Майя Добровольская, «Сульфиды щелочных металлов в природе...», 2018
...кластеры из 8 тетраэдров выявлены и в (Cu,Ni,Fe)-сульфиде джерфишерите K6(Cu,Fe,Ni)23S26Cl. При этом из четырёх кластеров, приходящихся на элементарную ячейку пентландита, в джерфишерите сохраняются три, расположенные в центрах гранец куба, а четвёртый (в вершинах куба) — заменяется на атом Cl. Джерфишерит — необычный и редкий минерал, сочетающий в своём составе литофильные (K) и халькофильные (Cu,Ni,Fe) элементы. В последнее время совместимость подобных элементов в единой структуре выявлена у редких минералов чвилеваита (Na(Cu,Fe,Zn)2S2 и мурунскита K2Cu3FeS3. При этом отмечено, что халькофильные свойства литофильных элементов (К, Сs и др.) проявляются в условиях высокой щелочности.[8]:174
Чвилеваит (chvilevaite; в честь советского и российского минералога Татьяны Никифоровны Чвилевой (р. 1925); ИМГРЭ РАН, Москва, Россия) — минерал, NaCu2S2. Тригональная сингония. R3m. Акатуйского месторождение, Акатуй, Читинская область, Забайкалье, Россия.[9]:510-511
Na(Cu,Fe,Zn)2S2 был обнаружен в образцах сфалерита месторождений Акатуй (Забайкалье), полученных из Минералогического музея АН СССР, и назван по имени советского минералога Т.Н. Чвилёвой, внесшей большой вклад в изучение рудных минералов. <...> Химический состав чвилеваита изучен на микрозонде MS-46 «Cateca».[5]:90-91
— Елена Победимская и др., «Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита...», 1988
↑Новый минеральный вид чвилёваит был утверждён Комиссией по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации 22 июня 1987 г. Протокол № 5.
↑Минералы, названные в честь сотрудников Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов: чвилеваит, 2023 г.
↑ 1234Качаловская В. М., Осипов Б. С., Назаренко Н. Г., Кукоев В. А., Мазманян В. О., Егоров И. Н., Каплунник Л. Н. Чвилеваит — новый сульфид щелочного металла состава Na(Cu,Fe,Zn)2S2. — М.: Записки Российского минералогического общества, том 117, № 2, 1988 г. — с. 204-207.
↑ 1234567891011121314Каплуник Л. Н., Петрова И. В., Победимская Е. А., Качаловская В. М., Осипов Б. С. (1990) Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита Na(Cu,Fe,Zn)2S2. Представлено академиком В. А. Жариковым 22 апреля 1988. — Москва: Доклады Академии Наук СССР: том 310: стр.90-93.
↑ 123Пеков И. В. Орикит из хибинского щелочного массива (Кольский полуостров) и его структурные особенности. — Москва, Новые данные о минералах, Вып. 45, 2010 г. — стр.113-120
↑ 1234Добровольская М. Г. Сульфиды щелочных металлов в природе. История изучения, география, ассоциации, изоморфизм, условия образования. — Москва: 2018 г. — 159 с.
↑ 12Пущаровский Д. Ю. Минералогическая кристаллография. — Москва: Министерство природных ресурсов и экологии РФ, Геокарт, Геос, 2020 г. — 599 с.
↑Кривовичев В. Г. Минеральные виды (под ред. И. В. Пекова). ISBN: 978-5-288-06121-9. — Санкт-Петербург: Издательство Санкт-Петербургского университета, 2021 г. — 599 с.
Качаловская В. М., Осипов Б. С., Назаренко Н. Г., Кукоев В. А., Мазманян А. О., Егоров И. Н., Каплуник Л. Н. (1988) Чвилеваит — новый сульфид щелочного металла состава Na(Cu,Fe,Zn)2S2. Записки Всесоюзного Минералогического Общества: том 117, вып. 2, стр. 204-207.
Jambor, John L., Vanko, David A. (1989) New mineral names. American Mineralogist, 74 (7-8) p.946-951
Каплуник Л. Н., Петрова И. В., Победимская Е. А., Качаловская В. М., Осипов Б. С. (1990) Кристаллическая структура природного щелочно-сульфидного чвилеваита Na(Cu,Fe,Zn)2S2. Доклады Академии Наук СССР: том 310: стр.90-93.
Каплуник Л. Н., Петрова И. В., Победимская Е. А., Качаловская В. М., Осипов Б. С. (1990) Кристаллическая структура природного щелочного сульфида чвилеваита Na(Cu,Fe,Zn)2S2. Советская Физика — Доклады: том 35: стр. 6-8.
Статья в Википедии
