Analysis Of Iron In Layer Silicates By Mossbauer Spectroscopy

Abstract

Analysis of Mossbauer effect in layer silicates provides a spectroscopic method for determining valences and coordination of iron. In this study Mossbauer spectra were obtained for amesite, cronstedtite, nontronite, two glauconites, biotite, lepidomelane, chlorite, minnesotaite, vermiculite. stilpnomelane, and chloritoid.

Trivalent iron was detected in tetrahedral coordination. Abundant trivalent iron in octahedral coordination apparently causes quadrupole splitting values of divalent iron in the same mineral to decrease. This phenomenon was noted in cronstedtite and glauconite. In cases where divalent iron predominates in the mineral, the quadrupole splitting is larger. It is generally accepted that ferrous iron is largely in octahedral coordination. This suggests that the octahedral sites may be more distorted when ferric iron is present in the octahedral sheet. In biotite, quadrupole splitting of divalent iron is decreased when trivalent iron is present in tetrahedral sheets. This suggests that there is also more distortion in the octahedral sheet because of iron in tetrahedral positions.

Résumé

Une analyse de l’effet Mossbauer dans les silicates en couches donne une méthode spectroscopique pour déterminer les valences et la coordination du fer. Dans cette étude, des spectres Mossbauer ont été obtenus pour l’amésite, la cronstedtite, la nontronite, deux glauconites, la biotite, la lépidomelane, la chlorite, la minnésotaite, la vermiculite, la stilptomélane et la chloritoide.

Le fer trivalent a été détecté dans une coordination tétrahédrique. Une quantité importante de fer trivalent en coordination octahédrique cause une diminution des valeurs de fissuration quadripolaire du fer bivalent du même minéral. Ce phénomène fut noté pour la cronstedtite et la glauconite. Là où le fer bivalent prédomine dans le minéral, la fissuration quadripolaire est plus importante. 11 est généralement accepté que le fer ferreux est largement en coordination octahédrique. Cela semble suggérer que les emplacements octahédriques peuvent être davantage déformés lorsqu’il se trouve du fer ferrique dans la feuille octahédrique. Dans la biotite, la fissuration quadripolaire du fer bivalent s’augmente lorsque le fer trivalent se trouve présent dans les feuilles tétrahédriques. Cela fait penser qu’il y a également plus de déformation dans la feuille tétrahédrique par suite du fer dans les emplacements tétrahédriques.

Kurzreferat

Die Analyse des Mossbauer Effektes in Schichtsilikaten liefert eine spektroskopische Methode für die Bestimmung der Valenzen und der Koordination des Eisens. In dieser Arbeit wurden Mossbauer Spektren erhalten für Amesit, Cronstedtit, Nontronit, zwei Glaukonite, Biotit, Lepidomelan, Chlorit, Minnesotait, Vermiculit, Stilpnomelan und Chloritiod.

Dreiwertiges Eisen wurde in tetraedrischer Koordination aufgefunden. Im Überschuss vorhandenes dreiwertiges Eisen scheint die Abnahme quadrupolarer Spaltwerte von zweiwertigem Eisen im gleichen Mineral hervorzurufen. Diese Erscheinung wurde im Cronstedtit sowie im Glaukonit beobachtet. Wenn das zweiwertige Eisen in dem Mineral überwiegt so ist die quadrupolare Spaltung grösser. Es wird allgemein angenommen, dass sich das Ferro-eisen weitgehend in octaedrischer Koordination befindet. Das deutet darauf hin, dass die octaedrischen Besetzungsstellen mehr verzerrt sein werden wenn sich Ferri-eisen in der octaedrischen schichte befindet. Im Biotit nimmt die quadrupolare Spaltung von zweiwertigem Eisen ab wenn dreiwertiges Eisen in tetraedrischen schichte anwesend ist. Das weist darauf hin, dass auch durch die Anwesenheit von Eisen in tetraedrischen Stellungen mehr Verzerrung in der octaedrischen schichte auftritt.

Резюме

Анализ эффекта Мосбауера в слоистых силикатах предоставляет спектроскопический метод определения валентностей и координации железа. В настоящем исследовании, спектры Мосбауера были получены для амезита, кронштедтита, нонтронита, двух глауконитов, биотита, лепидомелана, хлорита, мнннезотаита, вермикулита, стилъпломелана и хлоритоида. p ]Трехвалентное железо было обнаружено в тетраэдрической координации. Обилие трехвалентного железа в октаэдрической координации вероятно вызывает понижение квадруполъных расщепляющих значений двухвалентного железа в том же минерале. Явление это наблюдалось в кронштедтите и глауконите. В случаях, когда двухвалентное железо преобладает в минерале, квадруполъное расщепление будет большим. Общепринято, что двухвалентное железо находится преимущество в октоэдрической координации. Это намекает на то, что октоэдрические места могут быть более искажены когда трехвалентное железо присутствует в октоэдрическом листе. В биотите, квадруполъное расщепление двухвалентного железа понижается, когда трехвалентное железо присутствует в тетраэдрических листах. Подсказывает это, что больше искажений имеется также и в октоэдрическом листе, так как железо находится в тетраэдрических положениях.