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高铁铁橄榄石(ferrifayalite)是富含Fe~(3+)的硅酸盐矿物,产于我国辽宁省似鞍山式磁铁矿矿床中。它在矿石中分布不均匀,多呈条带状产出,含量一般低于磁铁矿,有时含量可高达10％,晶体主要呈他形粒状,粒径0.25—0.7毫米,个别达1毫米。黑色,半金属光泽,条痕为黑褐色,(100)解理清楚,(010)解理不清楚。有中等磁性,具中等电磁性,硬度5.5—6.5,比重3.967。在偏光镜下不透明,反射光下为灰色,非均质,双反射清楚,折射率是由反射率换算的,在‖解理时N_(546)=2.03±0.04,N_(589)=2.01±0.04;⊥解理时,N_(546)=2.04±0.04,N_(589)=2.03±0.04;重屈折△_(546)=0.01,△_(589)=0.02。化学成分简单,较稳定,Fe_2O_3含量高,可达45.1％,结晶化学式为Fe~(3+)Fe_2~(3+)[SiO_4]_2。该矿物属单斜晶系,空间群为C_(2h)~5—P2_1/b。a=4.808,b=10.171,c=5.824,α=90°。粉晶强谱线有:3.488(10),2.774(9),2.521(10),2.405(7),2.246(7),1745(8)等,线条有弥散现象。差热分析曲线上700℃处有一放热峰。红外光谱在460—620频率段为SiO_4为变形振动,840—1120频率段为SiO_4的伸缩振动。单晶结构分析系用等倾斜魏森堡多重胶片法按橄榄石定向,共收集了0kl—2kl,hk0—hk2,h0l七套照片,246个非零独立衍射点。照片上显示出V_h—D_(2h)—mmm劳埃对称,因为在[010]方向的魏森堡图上见到约40％的h+l=2n+1弱衍射点以及在P(VW)原子间向量投影图上没有P(OW)的哈格峰,这就证明晶体中不存在橄榄石空间群D_(2h)~(16)—Pbnm中的n滑移面和m对称面。所以确定唯一空间群C_(2h)~5—P2_1/b。各种原子的坐标参数是根据结晶化学原理和原子间向量投影图确定的R_(okl)=0.23,R_(hko)=0.21。晶体结构分析表明,高铁铁橄榄石是一具有序缺席橄榄石结构型的独立矿物,在结构上具有橄榄石结构的某些相同特征,包括一个相同的四面体方位,但所不同的是以公用稜连结的八面体直链代替了锯齿状链。Fe~(2+)位于对称中心1上。但本矿物在(0,0,1/2)及(1/2,1/2,1/2)对称中心位置上Fe~(2+)作有序空缺席来实现。矿物的解理、硬度、光性等物性在结构上都得到合理的解释。作者对高铁铁橄榄石结构分析时发现该矿物与铁橄榄石之间存在一个Fe~(3+)代替Fe~(2+)的异价类质同象系列的问题。Fe~(2+)被Fe~(3+)按其xFe~(2+)换2/3xFe~(3+)的方式所代替,因此在一些等值结构位置上形成空缺,当空缺位置由无序缺席代替变为有序缺席代替时,其结果必然导致晶体结构由高对称变为低对称。高铁铁橄榄石就是这种量变到质变的产物。它属于不完全的类质同象系列。按元素周期表对角线发展的类质同象代替规律,作者认为也适用于过渡元素的异价离子间的置换,从高铁铁橄榄石这一事实与在其他硅酸盐矿物中所观察到的情况是一致的。根据矿物的化学成分、物理性质及晶胞大小与I. W.金兹堡等人所报道的含MnO_2Ferrifayalite比较,本文作者认为二者可能属于同类矿物,但他们认为该矿物是由锰铁橄榄石+Fe_2O3、+SiO_2三个物相所组成的非独立矿物,他们推测该矿物的结构与本文显然是不相同的。