ИСТИНА

Сфалерит (ZnS) – основной минерал цинка, в природе встречается в виде твёрдого раствора, в котором Zn2+ изоморфно замещается на Fe2+, до 56 мол% FeS. Вхождение железа в структуру сфалерита в значительной степени влияет на его физические и термодинамические свойства. Так, в работе [1] было отмечено необычное изменение микротвердости по Виккерсу (HV): с ростом количества железа от 0 до 5 мол% FeS HV растет на 25%, с 5 до 8 мол% остается постоянной, а затем начинает плавно снижаться. Причина таких изменений HV не известна. Для исследования распределения железа в сфалерите нами были синтезированы образцы, обогащенные изотопом 57Fe и содержащие до 9 мол % 57FeS. Образцы были получены методом сухого синтеза при контроле фугитивности серы буфером Fe/FeS. Полученные образцы исследовались методом мессбауэровской спектроскопии. Ранее аналогичные исследования проводились в работе [2] на природных и синтетических образцах. По результатам их исследований, железо в сфалерите распределяется не статистически, а с образованием пар Fe-Fe даже при малых концентрациях FeS, которые при добавлении FeS сменяются кластерами. Кроме того, в некоторых образцах авторы установили наличие трёхвалентного железа, содержание которого растет с увеличением общего содержания железа в образце. Согласно [3], отношение Fe2+/Fe3+ контролируется фугитивностью серы. Используя модель из работы [2] для описания наших спектров, были получены близкие результаты. Однако по нашим данным, количество Fe3+ растет при увеличении количества FeS от 0 до 5%, а с 5 до 9 мол% FeS остается постоянным. Количество Fe3+ при малых содержаниях FeS коррелирует с микротвердостью, и это позволяет предположить, что именно Fe3+ отвечает за аномальный рост микротвердости твердого раствора сфалерита. Литература 1. E.G. Osadchii, G. Bondarenko, D. Chareev, V. Osadchii, Mineral Mag, 2013, 77, 1869–1909. 2. F. Di. Benedetto, G. Andreozz, G. Bernardini, et al., Phys Chem Miner, 2005, 32, 339–348. 3. P. Lepeti, K. Bente, T. Doering, S. Luckhaus, Phys Chem Miner, 2003, 30, 185–191.