Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
30 
I–12 
New minerals as potential prototypes for advanced materials: 
Raman investigation of hexagonal broken antiperovskite 
with a modular structure derived from hatrurite 
 
Evgeny Galuskin
1 
 
1 
Department of Geochemistry, Mineralogy and Petrography, Faculty of Earth Sciences, University of 
Silesia, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland, e-mail: [e-mail] 
 
 
Minerals  –  natural  solids,  many  times  play  the  role  of  prototypes  for  creating  of  advanced 
materials. Perovskite, CaTiO
3
, discovered more than 150 years ago, was an ancestor for engineering 
of perovskite structure based materials, which have widespread applications from superconductors to 
materials  for  immobilization  of  radioactive  wastes  [1].  In  pyrometamorphic  rocks  of  the  Hatrurim 
Complex (Israel, Palestinian  Autonomy,  Jordan), represented by  natural  high-temperature ceramics, 
new  minerals  having  structure  of  a  broken  (intercalated)  hexagonal  antiperovskite  were  recently 
discovered.  Antiperovskites  (inverse  perovskites)  are  inorganic  compounds  with  a  perovskite 
structure  but  with  cations  replaced  by  anions.  Structure  of  the  new  minerals  are  presented  by  a 
modular  structure  derived  from  hatrurite  of  two  types  described  by  the  next  crystal  chemical 
formulas:  AB
12
(TO
4
)
4
(TO
4
)
2
W
3
  (structural  type  3:1,  nabimusiate  group)  and  AB
6
(TO
4
)
2
(TO
4
)
2
W 
(structural type 1:1, zadovite group), where A = Ba, K, Sr...; B = Ca, Na...; T = Si, P, V
5+
, S
6+
, Al...; 
W 
=  O
2-
,  F
-
.
 
The  nabimusaite  group  combines  nabimusaite  KCa
12
(SiO
4
)
4
(SO
4
)
2
O
2
F  [2],  dargaite, 
BaCa
12
(SiO
4
)
4
(SO
4
)
2
O
3 
[3], and ariegilatite BaCa
12
(SiO
4
)
4
(PO
4
)
2
F
2
O [4]. The zadovite group units the 
following
 
minerals
 
species:
 
zadovite
 
BaCa
6
[(SiO
4
)(PO
4
)](PO
4
)
2
F,
 
aradite
 
BaCa
6
[(SiO
4
)(VO
4
)](VO
4
)
2
F,
 
gazeevite
 
BaCa
6
(SiO
4
)
2
(SO
4
)
2
O,
 
strecherite
 
BaCa
6
(SiO
4
)
2
[(PO
4
)(CO
3
)]F [4–6]. Antiperovskite single 
{[WB
6
](TO
4
)
2
} and triple {[W
3
B
12
](TO
4
)
4
} layers intercalate with single glaserite-like A(TO
4
)
2
 layers 
in minerals of the zadovite and nabimusaite groups, respectively [2, 4, 6]. Minerals of the nabimusaite 
and zadovite groups form micron-sized grains and they are represented by solid solutions with diverse 
combinations of tetrahedral cations, that is responsible for Raman spectroscopy to be the one from the 
main  methods  of  these  mineral  investigations.  Using  of  Raman  spectroscopy  at  the  stages  of 
searching and discovery of potentially new minerals will be considered in this report. Also results of 
Raman study of approved by CNMNC IMA minerals with antiperovskite structure and solid solutions 
between them (zadovite-aradite, nabimusaite-dargaite, dargaite-ariegilatite and etc.) will be discussed. 
Raman  spectroscopy  is  an  irreplaceable  method  for  study  of  mineral  phases  containing  chemical 
elements  unmeasurable  by  means  of  microprobe  technics  (EDS/WDS),  that  will  be  shown  on  the 
examples of stracherite and potentially new minerals – OH- and CO
3
-analogs of ariegilatite and also 
antiperovskite minerals with mixed structure. Questions of using of nabimusaite and zadovite group 
minerals  as  prototypes  for  creation  of  new  advanced  materials  will  be  review.  Structure  of  broken 
hexagonal antiperovskites is a combination of hatrurite- and glaserite-like layers. Hatrurite, Ca
3
SiO
5
, 
is an analogue of synthetic allite, the main component of cement clinkers. P
5+
, V
5+
, S
6+
, Al, Si... may 
be in tetrahedral sites, and K, Ba, Sr, Na... – in octahedral sites in glaserite-like layers, what allow to 
synthesize different predetermined-properties materials. 
 
Keywords: broken antiperovskite; new minerals, nabimusaite, zadovite, aradite, Raman spectroscopy 
 
References  
[1]  R. Mitchell, M.D. Welch, A.R. Chakhmouradian, Mineral. Mag. 81 (2017) in press. 
[2]  E.V.Galuskin,  F.  Gfeller,  T.  Armbruster,  I.O.  Galuskina,  Ye.  Vapnik,  M.  Murashko,  R.  Wodyka,  P. 
Dzierżanowski, Mineral. Mag. 79 (2015) 1061. 
[3]  F. Gfeller, I.O. Galuskina, E.V. Galuskin, T. Armbruster, Y. Vapnik, M. Dulski, M. Gardocki, L. Jeżak, M. 
Murashko, Mineral. Mag. 79 (2015) 1859. 
[4]  E.V. Galuskin, B. Krüger, I.O. Galuskina, H. Krüger, Y. Vapnik, J.A. Wojdyla, M. Murashko, Mineral. Mag. 
81 (2017) in press. 
[5]  E.V.Galuskin,  F.  Gfeller,  I.O.  Galuskina,  A.  Pakhomova,  T.  Armbruster,  Y.  Vapnik,  R.  Włodyka,  P. 
Dzierżanowski, M. Murashko, Mineral. Mag. 79 (2015) 1073. 
[6]   E.V. Galuskin, F. Gfeller, I.O. Galuskina, T. Armbruster, A. Krzątała, Ye. Vapnik, J. Kusz, M. Dulski, M. 
Gardocki, A.G. Gurbanov, P. Dzierżanowski, Mineral. Mag. 81 (2017) in press. 

---