ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ИНХС РАН |
||
Позднегидротермальные и гипергенные природные системы обладают целым рядом общих генетических черт и характеризуются большим видовым и структурным разнообразием формирующихся в них минералов. Важнейшая их особенность – высокая степень фракционирования химических элементов при низких температурах. В рамках работы будет с применением генетико-кристаллохимического подхода исследоваться минералогия, в т.ч. сравнительная, поздних гидротермалитов, связанных с щелочными и базитовыми интрузивными и эффузивными комплексами, и зоны окисления халькогенидных месторождений разных типов. Запланировано детальное изучение кристаллохимии и генетических особенностей минералов с разновалентными формами серы, мышьяка, железа и марганца, соединений уранила, гидроксид-сульфидов, водных силикатов, фосфато-силикатов. Будут исследованы механизмы разделения элементов с близкими свойствами и накопления дефицитных компонентов. Специальное внимание будет обращено на изучение новых минералов как ранее неизвестных форм концентрации химических элементов и как носителей уникальной структурно-генетической информации. Будут проводиться эксперименты по исследованию посткристаллизационных преобразований минералов каркасного, квазикаркасного и слоистого строения с сохранением устойчивых структурных фрагментов.
В 2014 году открыто 24 новых минеральных вида: каскасит, манганокаскасит, юрмаринит, вульфит, паравульфит, калиохальцит, поповит, эммерихит, чанабаяит, звягинит, щуровскиит, дмисоколовит, кальцинаксит, окрушит, кононовит, никельцумкорит, мендигит, флинтеит, меллицинкалит, романорловит, цинкоменит, фармацинкит, шиловит и чубаровит. Они относятся к арсенатам, боратам, гидроксид-сульфидам, селенитам, силикатам, сульфатам, хлоридам и металлорганическим соединениям. Среди этих минералов – представители семи новых структурных типов, ранее неизвестных не только у природных, но и у синтетических соединений. Установлено, что в условиях очень низкой фугитивности кислорода в позднегидротермальных системах могут возникать специфические, ранее неизвестные слоистые гидроксид-сульфиды с модулярными валлериитоподобными структурами, содержащие в сульфидном модуле молибденитового типа Mo, Nb и W, между которыми существует широкая область смесимости. Впервые в природе встречена и изучена, в том числе в структурном отношении, металлорганическая кристаллическая фаза, содержащая триазольные кольца (N3C2H2). Обнаружено явление четкого разделения меди и цинка между минералами, кристаллизующимися как непосредственно из фумарольных газов, так и при взаимодействии газов с уже сформировавшимися сублиматами; структурные типы формирующихся в этих условиях оксосолей и хлоридов этих металлов принципиально различаются в силу того, что вокруг катионов Cu2+ и Zn2+ формируются анионные полиэдры из O2- и Cl-, имеющие существенно разную конфигурацию. В эксгаляциях вулкана Толбачик впервые установлена и изучена борная минерализация, представленная безгидроксильным флюоборитом и новым минералом чубаровитом – первым природным боратом цинка. Детально исследована кристаллохимия Cu- и Ag-замещенных гетерофиллосиликатов семейства ломоносовита, показано, что ионы халькофильных элементов при обмене на Na в водных средах способны входить не только в межпакетное пространство, но и занимать крупнокатионные позиции в октаэдрическом слое HOH-пакета. На представительном материале впервые однозначно доказано, что процесс катионообмена с участием халькофильных элементов (Zn, Pb, Cd) на минералах группы эпистолита активно протекает в природе – в низкотемпературных условиях с участием водных растворов. Обобщены данные по кристаллохимии, в том числе и в генетическом аспекте, силикатов, содержащих в качестве катионов только Na и/или K, – природных и синтетических, показана связь типа силикатного аниона, в том числе степени замещения O на (OH) в вершинах Si-центрированных тетраэдров, с химическими свойствами и с условиями формирования этих фаз. Экспериментально изучены структурные преобразования, происходящие в водной среде при высоких давлениях с цеолитоподобными цирконосиликатами эльпидитом и илеритом. По результатам работ по теме в 2014 г опубликовано 20 статей, тезисы 6 докладов, подготовлено к печати 6 статей.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
4 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | МИНЕРАЛЫ ПОЗДНЕГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ И ГИПЕРГЕННЫХ СИСТЕМ: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЙ И ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. |
Результаты этапа: В 2014 году открыто 24 новых минеральных вида: каскасит, манганокаскасит, юрмаринит, вульфит, паравульфит, калиохальцит, поповит, эммерихит, чанабаяит, звягинит, щуровскиит, дмисоколовит, кальцинаксит, окрушит, кононовит, никельцумкорит, мендигит, флинтеит, меллицинкалит, романорловит, цинкоменит, фармацинкит, шиловит и чубаровит. Они относятся к арсенатам, боратам, гидроксид-сульфидам, селенитам, силикатам, сульфатам, хлоридам и металлорганическим соединениям. | ||
5 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | МИНЕРАЛЫ ПОЗДНЕГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ И ГИПЕРГЕННЫХ СИСТЕМ: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЙ И ГЕНЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ. |
Результаты этапа: В 2015 году получен значительный объем новых данных по минералогии позднегидротермальных образований разных типов (в первую очередь щелочных) и зоны гипергенеза рудных месторождений, а также по кристаллохимии формирующихся в этих системах минералов. Открыты три новых минерала. Юсуповит и альмейдаит принадлежат к структурным архетипам, соответственно, эльпидита и кричтонита, а водный K-Ca-Na-хлоркарбонат алексхомяковит является первым представителем совершенно оригинального структурного типа. Показано, что «клинобарилит» на самом деле представляет собой ромбическую -1O модификацию барилита [барилита-2O], но при этом различия в свойствах между барилитом-2O и барилитом-1O существенно больше, чем между политипами типичных филлосиликатов за счет намного более сильных ионно-ковалентных связей между соседними Be-Si-O квазислоями, нежели между пакетами у слюд и родственных им минералов. Установлено, что распределение катионов Mn2+ и Fe2+ по разнотипным октаэдрическим позициям в пироксеноидах со структурным типом бустамита подчиняется более сложным закономерностям, чем те, что диктуются соотношениями радиусов катионов, и что Fe демонстрирует отчетливую тенденцию к рассеянию в позициях, преимущественно заселяемых Mn. Выявлена закономерная связь между соотношением в глиноземисто-магнезиальных минералах группы гидроталькита двух- и трехвалентных катионов в бруситоподобных слоях и величинами базальных межплоскостных расстояний. Экспериментально доказано, что при разложении эвдиалита даже в низкоконцентрированных растворах H2C2O4 в условиях, отвечающих по физическим параметрам позднегидротермальным системам, редкоземельные элементы практически не переходят в раствор, а главным образом фиксируются в твердой оксалатной форме, причем происходит их значительное фракционирование на LREE и (Y,HREE), формирующие кристаллических фазы двух типов, которые тесно ассоциируют друг с другом. Детально изучен катионный состав сосуществующих высококремнистых цеолитов в агатоносных гидротермалитах, связанных с андезитовыми туфами (Ауста, В. Родопы, Болгария), и показано относительное сродство структурного типа феррьерита к K и Ba, клиноптилолита к Ca, а морденита к Na, при относительной индифферентности дакиардита. На материале из позднего парагенезиса, связанного с амазонитовым пегматитом (Ильменские горы, Ю. Урал) детально исследован цезийкуплетскит (вторая находка в мире и первая в России), существенно обогащенный Pb, показано, что Cs выносится из межслоевых позиций при низкотемпературном гидротермальном изменении. В составе нового минерала юсуповита (Дараи-Пиоз, Таджикистан) примесный Cs находится в цеолитных позициях, что позволяет рассматривать этот цирконосиликат как потенциально интересный в технологическом отношении микропористый материал или, скорее, как природный прототип такого материала. На примере нового минерала алексхомяковита (г. Коашва, Хибины, Кольский п-ов) первые установлено, что калий в позднегидротермальных высокощелочных системах способен фиксироваться в карбонатной форме, причем непосредственно на месте, где происходит разложение агрессивным фторидно-карбонатным раствором первичных высококалиевых силикатов. На образцах из исторической коллекции В.И. Степанова (Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН) впервые получены прямые доказательства реализации в природе процесса непосредственного изменения ломоносовита в мурманит; этот процесс протекает в позднегидротермальных или гипергенных условиях в водных растворах. На материале из зоны окисления двух месторождений – Березовского (Ср. Урал) и Кремиковци (Болгария) систематически изучены сопряженные катионные замещения в непрерывном изомрофном ряду между арсенатом сегнититом и арсенат-сульфатом бёдантитом, установлено, что с увеличением As:S-отношения в этих минералах надгруппы алунита возрастает роль гетеровалентных замещений в октаэдрических позициях (Sb5+, Cu2+, Zn => Fe3+) и падает – в крупнокатионных (K+ => Pb2+). Завершено статистическое исследование применимости универсальной эмпирической константы kCuO в уравнении сходимости состава, плотности и усредненной величины светопреломления Гладстона-Дейла для природных медных оксосолей и показано, что эта величина существенно зависит от индивидуальных структурных особенностей минерала с Cu2+ (видимо, вследствие сильно варьирующего влияния эффекта Яна-Теллера) и, следовательно, не может считаться универсальной. По результатам работ по теме в 2015 г опубликовано 10 статей и тезисы 6 докладов. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".