Študirali smo (130) dvojčke hrizoberila (BeAl2O4) iz Rio das Pratinhas v pegmatitih blizu območja Arataca v državi Bahia v Braziliji. Strukturo samega hrizoberila in lokalno strukturo dvojčične meje smo analizirali z uporabo rentgenske praškovne difrakcije, z metodami presevne elektronske mikroskopije in s pomočjo izračunov po teoriji gostotnih funkcionalov (DFT). Z natančno Rietveldovo analizo XRD posnetka hrizoberila smo določili strukturo hrizoberila in definirali parametre osnovne celice, ki pripada ortorombski prostorski skupini (Pmnb) in ima celične parametre a = 5.4825(1) Å, b = 9.4163(2) Å, and c = 4.4308(1) Å in z 0.5 at% Fe3+ na Al (2) mestih. S pomočjo presevne elektronske mikroskopije smo ugotovili, da dvojčična meja leži v (130) ravninah in da je kot med kristalnima domenama ∼59.5°. Določili smo strukturni model same dvojčične meje, pri čemer smo položaj atomov ob sami meji določili s pomočjo DFT izračunov z uporabo pseudo-potencialne metode. Dvojčična meja kaže lokalno obogatenje s Ti. Hrizoberil s te lokacije vsebuje tudi številne nanometrske precipitate rutila, ki so strukturno orinetirani glede na hrizoberil: [001]Ch{120}Ch ǀǀ [010]R{103}R. Ti rutili imajo deformirano osnovno celico iz česar smo lahko sklepali na temperaturo nastanka hrizoberila ter na temperaturo njihovega izločanja iz hrizoberila.
COBISS.SI-ID: 28468775
Ta članek je obsežna študija orientiranih preraščanja rutila in hematita z lokacije Mwinilunga v Zambiji. S pomočjo analiz s presevno elektronsko mikroskopijo smo uspeli rekonstruirati kompleksno zaporedje topotaksialnih reakcij, ki so vodile v nastanek teh vzorcev. Makroskopsko so vzorci hematitni kristali veliki nekaj centimetrov, orientirano preraščeni z manjšimi do centimetra velikimi kristali rutila, ki tvorijo značilne sagenitne mreže - preraščanje rutilnih kristalov v treh glavnih smereh. Vzorce smo analizirali po btako imenovanem top-down principu, najprej z optično mikroskopijo (mm-nivo), nato z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM, mikrometrski-nivo) do presevne elektronske mikroskopije (TEM, nanometrski oz. atomarni nivo). na vseh stopnjah smo vzorce analizirali v dveh značilnih pravokotnih nizko-indeksnih orientacijah. Posebno pozornost smo namenili kontaktom med rutilnimi kristali. Že preprosta makroskopska analiza vzorcev je pokazala splošno orinetacijsko zvezo med rutilom in hematitom: (010)R{101}R||(001)H{110}H, ki pa se je izkazala le kot približna, saj smo s pomočjo uklonskih metod v TEM lahko bolj natančno določili zvezo med strukturno sorodnima fazama: (010)R{401}R||(001)H{170}H. Ta zveza vodi v izločanje rutila iz primarnega ilmenita v 12 različnih smereh ter posledično do 144 tipov kontaktnih ravnin med dvema rutilnima domenama. Le-te lahko uvrstimo v štiri kategorije: (1) nekristalografski kontakti pod 60° in 120°, (2) {101} dvojčki po kotom 114.44°in njihovi komplementarni kontakti po 65.56°, (3) {301} dvojčki pod 54.44° in njihovi komplementarci pod 125.56° ter (4) nizko-kotne meje pod 174.44° in 5.56°. V analiziranih vzorcih iz Mwinilunge smo potrdili prisotnost vseh mej razen nekristalografskih kontaktov. S pomočjo metod TEM - HRTEM in HAADF-STEM ter v kombinaciji s spektroskopskimi analizami (EDS) smo v vzorcih določili ostanke ilmenitnih precipitatov v bližini rutilnih lamel, kar je bila pomembna indikacija za to, da je imel primarni mineral sestavo hemo-ilmenita (trdna raztopina hematita in ilmenita) s primarno sestavo Ilm67Hem33. Poleg tega smo v samih rutilnih domenah identificirali proces izločanja presežnega železa iz rutila ter nastanek t.i. Guinier Prestonovih con, za katere je značilna potrojitev {101} uklonskih pik v rutilu. Hematitni precipitati v rutilu tvorijo drugi tip ravnotežnih kontaktov z rutilom, in sicer {301}R|{030}H. Na podlagi rezultatov mikroskopskih in nanostrukturnih analiz smo uspeli rekonstruirati nastanek teh kompleksnih preraščanj. Kristali primarnega hemo-ilemenita v obliki neurejene trdne raztopine so se izločali iz močno diferencirane magme pri temperaturah višjih od 1100°C. Pri okoli 900°C je prišlo do izločanja lamel ilmenita v hematitu. Pri okoli 740°C so se razadi povečane aktivnosti kisika v okolnih raztopinah iz kristalov zaradi oksidacije ilmenita v rutil in hematit pričele topotaksialno izločati lamele rutila, na koncu pa so pod hidrotermalnimi pogoji na površini vzorcev epitaksialno zrastli kristali rutila. Vse topotaksialne reakcije v teh vzorcih so v funkciji temperature in aktivnosti kisika.
COBISS.SI-ID: 28374567
Za ugotavljanje magmatskega ali sedimentnega nastanka domnevno »karbonatitnega« kompleksa Kriva Lakavica na območju Madenske reke, smo v primerjalni študiji primerjali vzorce kalcitnih skarnov iz železovega rudišča Damjan, Pb-Zn rudišča Sasa in marmorje iz Pohorskega masiva. Na podlagi rezultatov je bilo ugotovljeno, da domnevni »karbonatit« ni normalni karbonantit, temveč predstavlja nataljene dele karbonatov, ki so direktno povezani z globje ležečim ohlajenim magmatskim ognjiščem. Omenjeni karbonatitni dajk ima fluidalno teksturo z vključki ultaramafičnih ksenolitov, ki merijo v povprečju tudi do 35 cm. Povprečne vrednosti izotopske sestave ogljika in kisika »karbonatitov« so nanizani med vrednostmi nespremenjenih karbonatitov in karbonatov morskega izvora. Izotopska sestava kisika »karobnatitov Kriva Lakavica«, se spreminja od + 13.79 ‰ do + 18.89 ‰ δ18OV-SMOW, izotopska sestava ogljika pa od -1.22 ‰ do + 1.31 ‰ za δ13CV-PDB. Omenjene vrednosti izotopske sestave ogljika so bistveno nižje od vrednosti karbonatitov, ki so bili analizirani tekom študije. Njihove vrednosti se gibljejo od 6.53 ‰ do 8.10 ‰ za δ18OV-SMOW in od –5.82 ‰ in –4.32 ‰ za δ13CV-PDB, in predstavljajo povprečne vrednosti večine magmatskih karbonatitov. Podobne visoke vrednosti δ18O and δ13C so bile izmerjene v skarnih železovega rudišča Damjan, ki se nahaja v bližini Madenskega kompleksa Kriva Lakavica, Pb-Zn rudišča Sasa in visoko metamorfoziranega kalcitnega marmorja Pohorskega masiva. Zaradi številnih tektonskih procesov je uvrstitev in klasifikacija “karbonatitnega dajka” je še vedno stvar debate. Najpomembnejši faktorji, ki so vplivali na izotopsko sestavo kisika in ogljika v “karbonatitih” Kriva Lakavica, so mineraloške značilnosti primarnih kamnin (karbonati, ultra-mafične, mafične in kisle kamnine), hidrotermalne spremembe in metasomatski ter regionalno-metamorfni procesi.
COBISS.SI-ID: 28988711