ИСТИНА

В настоящем проекте запланировано получение минералогических и химических данных для группы новых природных твердых растворов между безводными арсенатами, ванадатами и фосфатами. Существует большое число изоструктурных соединений относящихся к классам арсенатов, фосфатов и ванадатов и во многих случаях они образуют в разной степени протяженные твердые растворы. Характер и пределы изоморфных замещений несут информацию, позволяющую как оценивать условия минералообразования, так и характеризовать кристаллохимические особенности конкретных структурных типов.

В настоящем проекте запланировано получение минералогических и химических данных для группы новых природных твердых растворов между безводными арсенатами, ванадатами и фосфатами. Изучение изоморфных систем между с участием мышьяка, ванадия и фосфора является актуальной научной задачей, так как знание о формах переноса и механизмах мобилизации токсичных элементов, в частности мышьяка, и о формах их концентрирования в кристаллических фазах, необходимо для обеспечения экологической безопасности при рациональном природопользовании. Кроме того, характер и пределы изоморфных замещений несут информацию, позволяющую как оценивать условия минералообразования, так и характеризовать кристаллохимические особенности конкретных структурных типов. Задачей настоящего проекта является характеристика изоморфизма в минералах твердых растворов между арсенатами, ванадатами и фосфатами со структурой граната, TAPP (тетрагональная альмандин-пироповая фаза) и титанита, сформировавшимися в активных фумарольных системах окислительного типа, связанных с вулканом Толбачик на Камчатке. Впервые будут изучены твердые растворы между берцелиитом и шеферитом {Ca2Na}[Mg2](As5+3)O12 - {Ca2Na}[Mg2](V5+3)O12, недавно открытыми минералами удинаитом NaMg4(VO4)3 и арсенудинаитом NaMg4(AsO4)3 и минералами со структурой титанита тилазитом и изокитом CaMg(AsO4)F - CaMg(PO4)F. Для всех фаз данные твердые растворы не описаны ни для природных, ни для синтетических соединений. В рамках проекта для всех фаз будет выполнено детальное минералогическое описание, электронно-зондовыми методами будут изучены вариации химического состава, а связанные с ними структурные вариации - методами монокристального рентгеноструктурного анализа.

К концу первого года: - для минералов надгруппы граната, относящихся к твердому раствору берцелиит-шеферит будет получена детальная химическая характеристика твердого раствора, определены схемы изоморфизма и пределы изоморфных замещений в позициях X, Y и Z, получены данные рентгеноструктурного анализа для минералов промежуточного состава - кристаллохимические формулы, параметры элементарных ячеек и полиэдров, изучены особенности катионного упорядочения, а также дана минералогическая характеристика с описанием формы выделения минералов и минеральных ассоциаций. Результаты этих исследований будут опубликованы. В ходе дальнейшей реализации проекта будет выполнена минералогическая характеристика для фаз твердого раствора удинаит-арсенудинаит. Для данного твердого раствора за счет изучения материалов большой минералогической коллекции будут расширены данные о вариациях химического состава, определены основные изоморфные схемы и пределы изоморфных замещений. Для монокристальных рентгеновских исследований будут отобраны фазы промежуточного состава, будет проведен анализ упорядочения As5+, V5+ и P5+ между двумя тетраэдрическими позициями структуры, проведено сравнение кристаллических структур данных минералов и других соединений этого структурного типа. Полученные данные о минералах твердых растворов удинаит-арсенудинаит и полученные на предыдущем этапе проекта данные о минералах системы тилазит-изокит, будут обработаны, подготовлены к публикации и опубликованы.

Для предлагаемых к изучению в рамках проекта твердых растворов проведены предварительные исследования и подобрана соответствующая минералогическая коллекция. Для минералов удинаита и арсенудинаита при участии руководителя проекта проведены монокристалльные рентгеновские исследования и изучена структура. Руководитель проекта имеет опыт в проведении аналогичных исследований, в частности, при ее участии выполнены кристаллохимические и минералогические исследования безводородных арсенатов, ванадатов и фосфатов, относящихся к структурным типам аллюодита, граната, апатита, панснерита и др. Получены данные о полиморфизме и изоморфных замещениях в природной системе Cu3(T5+O4)2, где T = As5+, V5+, P5+. В том числе руководитель является соавтором открытия четырнадцати новых минералов, относящихся к этим химическим классам. Результаты этих работ опубликованы в международных и российских журналах.