Original paper

An Infrared Spectroscopic Study of Natural and Synthetic Carbonates from the Quaternary System CaCO3-MgCO3-FeCO3-MnCO3

Böttcher, Michael E.; Gehlken, Peer-Lennart; Usdowski, Eberhard; Reppke, Volker

Kurzfassung

Infrarotspektroskopische Messungen wurden an natürlichen und synthetischen rhomboedrischen Karbonaten des quaternären Systems CaCO3-MgCO3-FeCO3-MnCO3 durchgeführt, einschließlich der vollständigen natürlichen Dolomit-Ankerit-Reihe, synthetischen Siderits, Ca-Siderits und Fe-Calcits. Es wurden signifikante Verschiebungen der v2- und v4-Banden der Karbonatgruppe als Funktion der Kationensubstitution festgestellt. Basierend auf den Daten für die reinen Endglieder werden v2-v4-Diagramme für die Darstellung der chemischen Zusammensetzung in den ternären Systemen CaCO3-MgCO3-FeCO3 und CaCO3-MgCO3-MnCO3 konstruiert. Bei der Auswertung der Frequenzlagen von Karbonatmineralen des quaternären Systems muß die vollständige chemische Zusammensetzung berücksichtigt werden, da sich die Positionen der v2- und v4-Frequenzen von Calcit, Magnesit, Siderit und Rhodochrosit deutlich voneinander unterscheiden.

Abstract

Infrared Spectroscopic measurements have been carried out on natural and synthetic rhombohedral carbonate samples from the quaternary system CaCO3-MgCO3-FeCO3-MnCO3, including the complete dolomite-ankerite mineral series, synthetic siderite, calcium-siderite and iron-calcite. Significant frequency shifts in the v2 and v4 vibrational bands of the carbonate ion group occur as a function of cationic substitution. Based an pure end-member data, v2-v4-diagrams are constructed reflecting chemical compositions in the ternary systems CaCO3-MgCO3-FeCO3 and CaCO3-MgCO3-MnCO3. In a rigorous quantitative evaluation of infrared frequencies of carbonate minerals from the quaternary system the complete chemical compositions have to be considered, because the v2 and v4 wave-number positions of calcite, magnesite, siderite and rhodochrosite differ significantly from each others.

Keywords

Natural materialssynthetic materialscarbonateinfrared spectrometrycation exchangeCaFeMnMgchemical analysis