Phân tách nội tinh thể Fe trong staurolite tổng hợp có chứa (Fe, Mg, Zn): Nghiên cứu quang phổ Mössbauer

Quang phổ 57Fe-Mössbauer của mười một mẫu staurolite có chứa Fe-Mg, được tổng hợp ở 5, 20 và 25 kbar ở 680°C, có thành phần dao động từ xFe = 1.00 đến xFe = 0.15, và hai mẫu staurolite có chứa Zn-Fe, được tổng hợp ở 20 kbar và 700°C với xFe = 0.10 và xFe = 0.32, đã được thu thập ở nhiệt độ phòng. Các quang phổ tiết lộ rằng khoảng 80% của Fetot (trong trường hợp staurolite có chứa Fe-Mg) và khoảng 70% của Fetot (trong trường hợp staurolite có chứa Fe-Zn) nằm ở dạng Fe2+ tại ba vị trí phụ Fe1, Fe2 và Fe3 của vị trí tứ diện T2. Việc tinh chỉnh các quang phổ cho kết quả gần như giống hệt nhau cho độ dịch chuyển isomer (IS) (±1.0 mm/s) nhưng giá trị phân chia quadropole (QS) thì khác biệt đáng kể cho ba vị trí phụ này, phù hợp với các biến dạng khác nhau của những vị trí này. Khoảng 8% của Fetot (trong trường hợp staurolite có chứa Fe-Mg) và 13% của Fetot (trong trường hợp staurolite có chứa Fe-Zn) nằm ở dạng Fe2+ tại vị trí octahedral M4, trong khi phần còn lại của Fetot xuất hiện không thể phân biệt dưới dạng Fe2+ tại các vị trí octahedral M1 và M2 trong phần cấu trúc giống kyanite. Trong toàn bộ loạt dung dịch rắn Fe-Mg-staurolite, các tham số Mössbauer QS của các vị trí M4 và (M1, M2) thay đổi có hệ thống với thành phần, trong khi IS vẫn không đổi. Có sự tương quan âm mạnh giữa tổng hàm lượng Mg với sự chiếm chỗ của Fe tại tất cả các vị trí có chứa Fe, cho thấy sự thay thế liên tục của Fe2+ bằng Mg tại tất cả các vị trí này. Các mẫu Fe-staurolite tổng hợp không cho thấy sự gia tăng chiếm chỗ của các vị trí octahedral bởi các cation hai hóa trị theo áp suất, như đã được một số tác giả giả thuyết.