Изоморфизм, структурные деформации и оптические аномалии Li ‒ содержащих турмалинов

Минералы надгруппы турмалина являются сложными боратосиликатами, которые встречаются в разнообразных магматических, метаморфических и осадочных породах различного происхождения и состава (Henry et al. 1994; Загорский и др. 1999; Загорский 2010; Vďačný M, Bacik P 2015).
Присутствие в различных горных породах, стабильность в широком диапазоне термодинамических условий и существенная вариабельность элементного состава, позволяет использовать турмалины в качестве минералов-индикаторов эволюции состава вмещающих их горных пород (Кузмин и др. 1979; Henry et al. 1985; Federico et al. 1998; van Hinsberg et al. 2011; Kuznetsova et al. 2011; Vereshchagin et al. 2018).Благодаря уникальному спектру кристаллофизических свойств (пиро- и пьезоэлектрическому эффекту, наличию «диодного» эффекта теплопроводности, прозрачности и яркой окраске турмалины находят применение во многих отраслях науки и техники, в том числе, в качестве рабочих тел теплоэлектрических преобразователей и управляющих элементов в схемах, «запускаемых» изменением температуры. Прозрачные, ярко окрашенные разновидности турмалинов находят применение в ювелирном деле.
Кристаллическая структура турмалина (пр. гр. R3m) хорошо изучена (Buerger et al. 1937; Hamburger, Buerger 1948; Белов, Белова 1949; Белов 1976; Hawthorne F.C., Henry 1999). В соответствии с многочисленными ионными замещениями общая формула турмалина имеет вид (Хенри): XIXY3VIZ6VI [T6IVO18][BIIIO3]3V3W (X - Na+, Ca2+, K+,  (вакансия); Y - Li+, Al3+ и др.; Z – Al3+ и др.; T –Si4+, Al3+, B3+; B – B3+; V (O3) - OH-, O2-; W (O1) – OH-, F-, O2-).
Закономерности сложных изоморфных замещений и связанных с ними деформаций структуры турмалина являются предметом постоянной научной дискуссии (Горская 1985; Афонина 1990; Ertl et al. 2002; Bosi et al. 2007; Bosi 2018). В настоящее время в структурной базе данных неорганических соединений ICSD находятся сведения о 200 определений кристаллической структуры турмалина, что позволяет проводить такие исследования для отдельных групп турмалинов, отличающихся по составу (Vereshchagin et al. 2014; Vereshchagin et al. 2018). <...>