К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов




Скачать 97.11 Kb.
НазваниеК таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов
Дата30.08.2012
Размер97.11 Kb.
ТипДокументы
Пояснения

к таблице RHA данных, составленной для минералов группы турмалинов

(файлы: RHA-Tourmaline-2009.rar, RHA-Tur-Groups-2005.rar)


Авторы: Н.И. Краснова, Т.Г. Петров, А.А. Андриянец-Буйко

Санкт-Петербургский Университет, Санкт-Петербург, Россия

(nataly_krasnova@rambler.ru, tomas_petrov@rambler.ru, a-baa@mail.ru)


Представленный в виде таблицы Excel массив RHA-индексов минералов группы турмалинов является еще одним примером создания единой химической классификации составов природных объектов. Объектами могут быть минералы, горные породы, руды, воды, метеориты и другие. Основой для создания такой классификации является метод RHA, разработанный Т.Г. Петровым и используемый для решения различных проблем (1971, 2001, 2002), также см. Петров, Краснова, 2010; Петров, Фарафонова, 2005 и в Интернете http://www.geology.pu.ru/ файлы:

CollStart_Ru-2010.rar,

RHA-Typical-Rocks-2005.rar,

HelpColl_Ru-2010.rtf,

RHA-Mica+Sheet silicates-2010.rar,

RHA-Sheet silicates_Groups-2010.rar,

Help-Mica+Sheet silicates_2010-Ru.rtf,

RHA-Tourmaline-2009.rar,

RHA-Tur-Groups-2005.rar,

Help_Turm_2010-Ru.rtf,

R-Min-Catalogue-2010.rar,

RHA_Garnet-Group Minerals_2010.rar,

RHA+Chem An_Grt Incl in Diamonds_2010.rar,

RHA_schorlomites+Analyses_2010.rar,

RHA-Grt_xenoliths_G types_2010.rar,

Help_Garnet_2010-Ru.rtf,

RHA-Min-Chem_alkaline rocks-2010.rar,

RHAchem_Lamproph clan_2010.rar,

RHA-Min-Chem comp_lamprophyres_2010.rar.

С помощью этого метода решаются следующие задачи по упорядочению и изучению химико-аналитической информации.

  1. Получать индексированные свернутые отображения химических анализов любых природных или искусственных объектов.

  2. Осуществлять единообразное линейное иерархическое классифицирование химических составов.

  3. Выделять группы химических разновидностей.

  4. Идентифицировать объект по результатам его химического анализа.

  5. Оценивать оригинальность состава объекта в выборке, что может быть обусловлено как его редкостью, так и аналитическими ошибками (в частности, неполнотой определенных компонентов).

  6. Оценивать представительность данной выборки анализов.

  7. Содействовать решению номенклатурных проблем, в частности, выявлению названий-синонимов и т.д.

Краткое описание RHA метода


Описание анализа в системе RHA (Петров, 1971; 2001) состоит из трех параметров: R – ранговая формула; H – информационная энтропия и А – анэнтропия.

Ранговая формула – последовательность символов химических элементов данного анализа, упорядоченных по уменьшению атомных содержаний.

Символ "=" между соседними элементами означает, что pi/pi+1 ≤ 1,15, что соответствует различиям между соседними компонентами, не превышающим 15 относительных процентов.

Сложность состава измеряется информационной энтропией, которая была определена Шенноном как H = –SUM pi ln pi, где pi - атомное количество i-го элемента в ранговой формуле. Чтобы привести H к интервалу 0 – 1, и избежать совпадения символов энтропии и водорода энтропия переопределена как:

En = H/ln(n), где n = 10 – число элементов в ранговой формуле стандартной длины (она может быть определена иной по желанию исследователя).

Чистота анализа измеряется анэнтропией, которая, согласно Т. Петрову (1971, 2001), определена как А = –[(SUM ln pi) /n] – ln n, где обозначения те же. Чтобы привести А к интервалу 0–1, А делится на AMax, которая равна анэнтропии "аналитически абсолютно чистой одноэлементной системы", состав которой в долях единицы:

p1 = 0.99955, тогда как p2 = p3 = ... = p10 = 0.00005.

Нормированные значения Hn и An от оснований логарифмов не зависят.

Используя совокупность R, En, и An, которая может служить “паспортом состава горной породы, или минерала”, можно описывать и систематизировать выборки ранговых формул, отражающих составы любых геологических объектов.

Однозначное иерархическое упорядочивание выборки ранговых формул производится следующим образом. Ранговая формула (Rchem) данного анализа принимается за "слово", в котором "буквы" являются символами химических элементов. Эти "слова" упорядочиваются по словарному принципу, (как в словарях) согласно "алфавиту". За алфавит принята последовательность химических элементов в Периодической таблице. Итак, таблицы RHA данных в первую очередь представляют собой иерархическую классификацию ранговых формул, т.е. химических составов.

В такой классификации близкие составы располагаются группами периодически. Сходные составы имеют мало различающиеся ранговые формулы и близкие значения EnAn.

Каждый заинтересованный в выяснении места собственных данных в приведенной совокупности отображений составов, может перевести химический состав любой геологического объекта в атомные % и ранжировать их в порядке их величин, как это показано ниже.


Таблица 1. Химический состав шерла (обр. 804/10), 23-1354-t1 (масс. %)


SiO2

TiO2

Al2O3

Fe2O3

FeO

MnO

CaO

MgO

Na2O

K2O

Li2O

F

B2O3

H2O+

Total36.060.7634.080.1911.800.450.290.631.770.390.220.9310.802.61100.98Ранговая формула – это символы химических элементов, ранжированные по уменьшению их ат. %OAl=SiBHFeNaFMg=LiTiKMnCa58.2212.6911.395.895.53.161.080.930.30.280.180.160.120.1Пересчет анализа на кристаллохимическую формулу, согласно первоисточнику: Владыкин и др.,197430.516.836.003.12.581.670.570.490.160.150.100.080.080.05

При ранжировании по убыванию коэффициентов, полученных при традиционном пересчете данных химического состава минерала на кристаллохимическую формулу (нижняя строка таблицы 1), ранговая формула может быть получена, если суммировать коэффициенты элементов, находящиеся в разных структурных позициях.


Структура описания состава в заголовке таблицы


Номер анализа в таблице источника – Источник – Номер таблицы/страницы –


Название минерала – Порода – Авторский номер анализа Место взятия


Условные обозначения: разновидности, синонимы и дискредитированные названия минералов выделены розовым.

Принятые в таблице сокращения названий минералов даны в файле Kretz-En.rtf.


О качестве материалов коллекции


Ранговые формулы, имеющие длину менее 11-12 элементов, малонадежны, так как нет гарантии, что были определены все элементы, которые в соответствии с их содержаниями должны были войти в ранговую формулу. Соответственно, Нn и An таких анализов могут быть неточны. В исключительных случаях, если в анализе редких разновидностей минералов было определено 9 элементов, с целью сохранения анализа для коллекции мы добавляли в его состав какие-либо из отсутствующих компонентов, например, F или Mn в количестве 0.001 масс. %. Важный общий дефект публикуемых в литературе анализов – приведение в них значений “LOI” (или “п.п.п.”) и отсутствие сведений о содержаниях H2O, а также часто и F, B, Li и некоторых других компонентов. Так, в серии микрозондовых анализов, приведенных в статье [1378], содержание F, а в статье [1397] содержание H2O не были определены. Количество соответствующих компонентов в анализах было рассчитано по разнице суммы анализа от 100 %. F и H в соответствующих ранговых формулах помечены голубым.


Представительность коллекции


Наш набор, состоящий из 787 реальных химических анализов и 41 теоретических составов турмалинов, имеет 450 различных ранговых формул, и только 116 ранговых формул имеют больше чем 1 анализ. Количественно представительность определяется как частное от деления количества анализов в выборке на количество разных РФ. Для коллекции она равна 1.75, то есть предлагаемая коллекция далеко не в полной мере соответствует реальному разнообразию химических составов турмалинов, отобранных для включения в таблицу.

Для сравнения приведем оценку представительности набора ранговых формул только лиддикоатитов [1392], отобранных из полной коллекции. В этом наборе 35 анализов, которые имеют 16 разных ранговых формул, и, соответственно, представительность этой выборки равна 2.19. Таким образом, эта выборка более полно характеризует разнообразие состава лиддикоатитов, чем вся коллекция – природное разнообразие состава турмалинов.


Литература, использованная для составления таблицы RHA данных.


1160 – Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. (1965) Породообразующие минералы. Т. 1. Ортосиликаты и кольцевые силикаты. М., Мир. 372 с.

1162 – Минералы. Справочник (1981) (Ред.: Чухров Ф.В., Смолянинова Н.Н.) М. Наука. Т. III. Вып. 2. Силикаты с линейными трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. М., Наука. 614 с.

1187 – Гранитные пегматиты. Т. 3. Миароловые пегматиты (1999) Ред. Б.М. Шмакин и В.М. Макагон. Новосибирск. Наука. СИФ РАН. 488 с.

1354 – Кузьмин В.И., Добровольская Н.В., Солнцева Л.С. (1979) Турмалин и его использование при поисково-оценочных работах. М., Недра, 269 с.

1355 – Кузьмин В.И. (1966) Особенности геологического строения и минералогии месторождения Горное в Приморье. В кн.: Минеральное сырье. Вып. 11. 30-50.

1356 – Россовский Л.Н. (1963) Пегматиты в магнезиальных мраморах из района месторождения благородной шпинели Куги-Ляль на Юго-Западном Памире. // Тр. Минералогического музея АН СССР. Вып. 14. 166-181.

1357 – Ширяева В.А., Шмакин Б.М. (1969) О составе турмалинов из мусковитовых пегматитов Восточной Сибири. // Записки ВМО. 98. Вып. 2. 166-174.

1358 – Окулов В.Н. (1973) Цинксодержащий турмалин в одном из месторождений пегматитов Средней Азии. // Узбекский геол. Журнал. No 2. 86-88.

1359 – Владыкин Н.В., Антипин В.С., Коваленко В.И., Афонина Г.Г., Лапидес И.Л., Новиков В.М., Гормашева Г.С. (1975) Химический состав и генетические группы турмалинов из мезозойских гранитоидов Монголии. // Записки ВМО. 104. Вып. 4. 403-412.

1360 – Отрощенко В.Д., Дусматов В.Д., Хорват В.А., Акрамов М.Б., Морозов С.А., Отрощенко Л.А., Халилов М.Х., Холопов Н.П., Виноградов О.А., Кудрявцев А.С., Кабанова Л.К., Сущинский Л.С. (1971) Турмалины Тянь-Шаня и Памира (Средняя Азия). // Записки ВМО. 100. Вып. 6. 403-412.

1362 – Руб А.К. (1972) Типоморфные особенности топаза и турмалина – характерных минералов-спутников танталового и оловянного оруденения (на примере одного из районов Востока СССР). В кн.: Типоморфизм минералов и его практическое значение. М. Недра. 178-185.

1363 – Павловский А.Б., Маршукова Н.К. (1971) Особенности бериллий-вольфрам-оловянных месторождений скарново-рудного комплекса. // Геология мест. твердых полезных ископаемых. Вып. 5. 104 с.

1365 – Владыкин Н.В. (1983) Минералого-геохимические особенности редкометальных гранитоидов Монголии. Наука, Сибирское отд., Новосибирск. 200 с.

1366 – MacDonald D.J., Hawthorne F.C., Grice J.D. (1993) Foitite, [Fe2+2(Al,Fe3+)]Al6Si6O18(BO3)3(OH)4, a new alkali-deficient tourmaline: description and crystal structure. // American Mineralogist, 78, 1299-1303.

1367 – Барсанов Г.П., Яковлева М.Е. (1965) О турмалине шерлового состава. В кн.: Новые данные о минералах СССР. Вып. 16. М., Наука. 12-56.

1368 – Барсанов Г.П., Яковлева М.Е. (1964) О турмалине дравитового состава. В кн.: Минералы СССР. Вып. 15. М., Наука. 5-40.

1369 – Барсанов Г.П., Яковлева М.Е. (1966) Эльбаит и некоторые редкие разновидности турмалина. В кн.: Новые данные о минералах СССР. Вып. 17. М., Наука. 26-56.

1370 – Foit F.F., Jr. (1989) Crystal chemistry of alkali-deficient schorl and tourmaline structural relationships. // American Mineralogist, 74, 422-431.

1371 – Grice J.D., Robinson G.W. (1989) Feruvite, a new member of the tourmaline group, and its crystal structure. // Canadian Mineralogist. 27. 199-203.

1372 – Bloodaxe E.S., Hughes J.M., Dyar M.D., Grew E.S., Guidott C.V. (1999) Linking structure and chemistry in schorl-dravite series. // American Mineralogist, 84, 922-928.

1373 – Schmetzer K., Bank H. (1984) Crystal chemistry of tsilaisite (manganese tourmaline) from Zambia. // N. Jb. Miner. Mh. H. 2, 61-69.

1374 – Shigley J.E., Kane R.E., Manson D.V. (1986) A notable Mn-rich elbaite tourmaline and its relationship to “tsilaisite”. // American Mineralogist, 71, 1214-1216.

1375 – Соколов П.Б., Горская М.Г., Гордиенко В.В., Петрова М.Г., Крецер Ю.Л., Франк-Каменецкий В.А. (1986) Оленит Na1-xAl3Al6B3Si6O27(O,OH)4 – новый высокоглиноземистый минерал из группы турмалинов. // Записки ВМО. 115. Вып. 1. 119-123.

1376 – Соколов П.Б., Горская М.Г., Крецер Ю.Л. (1988) Цинксодержащие турмалины редкометальных пегматитов. // Записки ВМО. 117. Вып. 1. 70-74.

1377 – Nuber B., Schmetzer K. (1979) Die Gitterposition des Cr3+ im Turmalin: Strukturverfinerung eines Cr-reichen Mg-Al-Turmalins. // N.Jb. Miner. Abh. 137, No 2, 184-197.

1378 – Fritsch E., Shigley J.E., Rossman G.R., Mercer M.E., Muhlmeister S.M., Moon M. (1990) Gem quality cuprian-elbaite tourmalines from São José da Batalha, Paraíba, Brazil. // Gem and Gemology, 26, No 3, 189-205.

1379 – Schmetzer K., Nuber B., Abraham K. (1979) Zur Kristallchemie Magnesium-reicher Turmaline. // N.Jb. Miner. Abh. 136, No 1, 93-112.

1392 – Dirlam D.M., Laurs B.M., Pezzotta F., Simmons W.B. (2002) Liddicoatite tourmaline from Anjanabonoina, Madagascar. // Gems & Gemology, 38, No 1, 28-53.

1393 – Novak M., Taylor M.C. (2000) Foitite: formation during late stages of evolution of complex granitic pegmatites at Dobra Voda, Czech Republic, and Pala, California, USA. // Canadian Mineralogist, 38, 1399-1408.

1400 – Povondra P. (1981) The crystal chemistry of tourmalines of the schorl-dravite series. // Acta Universitatis Carolinae, Geologica. No 3. 223-264.

1401 – Schreyer W., Hughes J.M., Bernhardt H-J., Kalt A., Prowatke S., Ertl A. (2002) Reexamination of olenite from the type locality: description of boron in tetrahedral coordination. // Eur. J. Mineral., 14. 935-942.

1402 – Dyar M.D., Taylor M.E., Lutz T.M., Francis C.A., Guidotti C.V., Wise M. (1998) Inclusive chemical characterization of tourmaline: Mössbauer study of Fe valence and site occupancy. // American Mineralogist, 83, 848-864.

1403 – Aurisicchio C., Ottolini L., Pezzotta F. (1999) Electron- and ion-microprobe analyses, and genetic inferences of tourmalines of foitite-schorl solid solution, Elba Island (Italy). // Eur. J. Mineral., 11, 217-225.

1404 – Dyar M.D., Guidotti C.V., Core D.P., Wearn K.M., Wise M.A., Francis C.A., Johnson K., Brady J.B., Robertson J.D., Cross L.R. (1999) Stable isotope and crystal chemistry of tourmaline across pegmatite - country rock boundaries at Black Mountain and Mount Mica, southwestern Maine, U.S.A. // Eur. J. Mineral., 11, 281-294.

1405 – Féher Béla (1998-99) Hidrotermás turmalin Bükkszentlászlóról. // Folio Historico Naturalia Musei Matraensis, 23, 5-15.

1406 – Румянцева Е.В. (1983) Хромдравит – новый минерал из Карелии. // Записки ВМО. 112. Вып. 2. 222-225.

1407 – Grice J.D., Ercit T.C, Hawthorne F.C. (1993) Povondraite, a redefinition of the tourmaline ferridravite. // American Mineralogist, 78, 433-436.


Литература к описанию метода RHA


Петров Т.Г. (1971) Обоснование варианта общей классификации геохимических систем. // Вестник ЛГУ. No 18. С. 30-38.

Петров Т.Г. (2001) Информационный язык для описания составов многокомпонентных объектов. // Научно-техническая информация. Сер 2. No 3. С. 8-18.

Петров Т.Г., Краснова Н.И. (2010). R-словарь каталог химических составов минералов. СПб. Наука. 150 с.

Петров Т.Г., Фарафонова О.И. (2005) Информационно-компонентный анализ. Метод RHA. Учебное пособие. Изд. СПбУ. СПб. 168 с.

Shannon C.E. (1948) A mathematical theory of communication. // Bell System Technology Journal, 27, 379-423 and 623-656.



Похожие:

К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconК таблице rha данных, составленной для минералов группы слюд
Авторы: Н. И. Краснова, Т. Г. Петров, А. В. Ретюнина Санкт-Петербургский Университет, Санкт-Петербург, Россия
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconК таблицам rha данных, составленным для минералов группы граната
Авторы: Н. И. Краснова1, Т. Г. Петров1, А. В. Антонов2, Г. П. Буланова3, В. П. Константинова1, Н. Н. Сарсадских2
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconУниверсальной rha- классификации химических составов геологических объектов
Начало” (“CollStart”) содержит rha-индексы химических составов фоскоритов, карбонатитов и многих других горных пород, а также теоретических...
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconУниверсальной rha- классификации химических составов геологических объектов
Начало” (“CollStart”) содержит rha-индексы химических составов фоскоритов, карбонатитов и многих других горных пород, а также теоретических...
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconРуководство пользователя Мастер формул минералов
Мастер формул минералов является бесплатной программой (freeware), упрощающей ввод химических формул минералов при работе в текстовом...
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconДля заказа доставки диссертации введите ее название в форму поиска на
Рентгенографическое исследование и особенности кристаллических структур магнезиальных минералов группы гумита
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconПрактическая работа по определению минералов. Целью работы является приобретение минимума знаний по определению главнейших породообразующих минералов, определяющих названия и свойства наиболее распространенных горных пород
Изучение основных диагностических признаков, характеризующих минералы и методики диагностики минералов
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconНахождение в природе
...
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconР. Юбельт определитель минералов
Значение минералов как сырья, используемого для выплавки металлов, со­ставляющих основу промышленного производства, исключительно...
К таблице rha данных, составленной для минералов группы турмалинов iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ для студентов специальности 261000 «Технология обработки ювелирных материалов»
Под конституцией минералов понимают химический состав и внутреннее строение (структура), которые взаимосвязаны между собой и от которых...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница