В данной работе методами монокристаллической рентгеновской дифракции, электронно-зондового анализа и комплекса спектроскопических методов исследованы три образца тункита, существенно различающиеся по химическому составу и физическим свойствам. В частности, определен механизм полисинтетического двойникования и структура листа на границе между компонентами двойника. Существование нового 10-слойного каркаса в тунките на основе структурных данных монокристалла подтверждено методом ИК-спектроскопии. Здесь впервые показано, что анионы S52- и HS- и молекулы S4 являются важными компонентами тункита, а содержание K+ в этом минерале сильно варьируется. На основе этих данных предложена уточненная общая кристаллохимическая формула тункита.

Тункит был обнаружен на Мало-Быстринском и Тултуйском месторождениях самоцветных лазуритов, расположенных недалеко от Слюдянки, в районе озера Байкал (Восточная Сибирь, Россия). Оба месторождения рассматриваются как однотипные местонахождения этого минерального вида. Тункит первоначально был описан как 12-слойный минерал группы канкринита с идеальной формулой (Na,Ca,K)8[Al6Si6O24](SO4)2Cl·H2O (Z = 6) или (Na,K)30Ca18[Al36Si36O144] (SO4)12Cl6·6H2O (Z = 1) и 12-слойный каркас. Кристаллическая структура голотипа тункита не была определена из-за сильно неупорядоченного и размытого характера рефлексов hkl с l = 3n. Позже была получена структурная модель еще одного 12-слойного образца. Каркас этого минерала состоит из слоев тетраэдров (Si,Al)O4, образующих стопочную последовательность САСАСВСВСАСВ с упорядоченными атомами Si и Al. Этот минерал рассматривали как неупорядоченную разновидность тункита. Топологический тип алюмосиликатного каркаса тункита достоверно определен. Однако точные данные о структуре, особенно относящиеся к внекаркасным компонентам, получить не удалось, поскольку на рентгенограмме монокристалла присутствовали множественные слабые рефлексы, не соответствующие предложенной модели. В каркасе тункита присутствуют клетки быстрита (Лосод) и лиоттита, а также колонны клеток канкринита (см. рис. 1).

Рис. 1. Клетки канкринита (а), лозода (б) и лиоттита (в).

Тункит упоминается в числе двенадцати минералов наиболее сложного строения. Даже упрощенная модель структуры имеет коэффициент сложности 2187,8 бит на атом. Обсуждаются центры окраски, а также роль внекаркасных компонентов как маркеров условий минералообразования.

До недавнего времени тункит был единственным минералом группы канкрунита, кристаллическая структура и кристаллохимические особенности которого оставались недостаточно изученными. В данной работе решена задача о структуре тункита и идентифицированы все внекаркасные компоненты на основе мультиметодического подхода, включающего электронно-зондовый анализ, монокристаллическую рентгеновскую дифракцию, инфракрасные, рамановские, ЭПР, УФ-спектрометрические методы,  спектроскопия поглощения и фотолюминесценции в видимом ближнем ИК-диапазоне.

Работа выполнена Н. Чукановым из лаборатории кинетической калориметрии ФИЦ ПХФ и МХ РАН, при участии ученых из других центров исследований:

• Геологический факультет Московского государственного университета, Воробьевы горы, 119991 Москва, Россия
• Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», 123182 Москва, Россия
• Институт геохимии им. Виноградова Сибирского отделения РАН, ул. Фаворского, 1а, 664033 Иркутск, Россия

Chukanov N.V., Bolotina N.B., Shendrik R.Yu., Sapozhnikov A.N., Zubkova N.V., Pekov I.V., Vigasina M.F., Sandalov F.D., Ksenofontov D.A. Crystal chemistry and refined formula of tounkite. // Minerals, v. 14, p. 382 , 6 April 2024 Q2, IF = 2,5

https://www.mdpi.com/2075-163X/14/4/382