Кристаллохимические закономерности минералогенеза в низкобарических окислительных обстановках при различных температурных режимахНИР

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 апреля 2014 г.-31 декабря 2014 г. Кристаллохимические закономерности минералогенеза в низкобарических окислительных обстановках при различных температурных режимах
Результаты этапа: Основные результаты проекта 14-05-00276 за первый год (2014 г) Серия эксгаляционных, в первую очередь из активных фумарол вулкана Толбачик на Камчатке, и гипергенных оксосолей и галогеносолей, в том числе содержащих рудные компоненты и токсичные элементы (Cu, Ni, Pb, As, Tl) детально изучена методами электронной и оптической микроскопии, электронно-зондового микроанализа, монокристальной и порошковой рентгенографии, рентгеноструктурного анализа, инфракрасной и рамановской спектроскопии. Эти минералы объединены общими характеристиками обстановок их формирования: они кристаллизовались в существенно окислительных условиях при низком (атмосферном или близком к нему) давлении в широком интервале температур: от 0 до 600º C. Оказалось, что существенная (возможно, главная) часть мышьяка в фумарольных эксгаляциях Толбачика сосредоточена в составе As5+-содержащего калиевого полевого шпата, изучен непрерывный ряд твердых растворов между его высокомышьяковой (до 27.3 мас.% As2O5) и безмышьяковой разновидностями, с ведущей схемой замещений 2Si4+ <=> Al3+ + As5+. Установлен протяженный изоморфный ряд между арсенатами группы аллюодита брадачекитом и йохиллеритом. При смене высокотемпературных безводородных K-Na-Cu оксосульфатов гидроксил- и/или водосодержащими сульфатами на стадии «горячего гипергенеза» в фумарольных системах происходит расщепление щелочно-медной минерализации на две ветви – калиево-медную практически без Na и натриево-медную практически без K. Сравнительный структурно-топологический анализ медных ванадатов эксгаляционного и гипергенного происхождения показал, что для первых, безводородных, нехарактерна октаэдрическая координация Cu2+, тогда как вторые всегда содержат OH- и/или H2O, и в них Cu2+ находится только в октаэдрическом анионном окружении. Открыты 8 новых минеральных видов: поповит Cu5O2(AsO4)2, щуровскиит K2CaCu6O2(AsO4)4, дмисоколовит K3Cu5AlO2(AsO4)4, вульфит K3NaCu4O2(SO4)4, паравульфит K5Na3Cu8O4(SO4)8, калиохальцит KCu2(SO4)2[(OH)(H2O)], никельпикромерит K2Ni(SO4)2•6H2O (их кристаллические структуры решены прямыми методами) и никельцумкорит Pb(Ni,Fe3+)2(AsO4)2(H2O,OH)2. Первые 5 минералов относятся к новым структурным типам. Методом Ритвельда уточнена кристаллическая структура форнасита. По результатам полевых работ установлено, что на шести хроматных проявлениях Среднего и Южного Урала локальная геологическая ситуация в целом однотипная: в разной степени окисленные исходно сульфидные ассоциации, богатые галенитом, приурочены к кварцевым жилам, окруженным ореолами лиственитов, развитых по серпентинитам.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Кристаллохимические закономерности минералогенеза в низкобарических окислительных обстановках при различных температурных режимах
Результаты этапа: Основные результаты проекта 14-05-00276 за второй год (2015 г) В 2015 г открыты три новых минеральных вида: криптохальцит K2Cu5O(SO4)5, дравертит CuMg(SO4)2 и раисаит CuMg[TeO4(OH)2]*6H2O. Все они относятся к новым структурным типам. Получен значительный объем новых данных по минералогии и кристаллохимии сульфатов из отложений фумарол окисленного типа, связанных с вулканом Толбачик (Камчатка). На материале из зоны окисления Березовского месторождения (Ср. Урал) детально изучены минералы изоморфного ряда бёдантит – сегнитит, показано, что здесь реализуется сложная система твердых растворов с широкими вариациями содержаний As, Fe, Cu, Sb; для нее установлена обобщенная схема замещений Sb5+ + (Cu,Zn)2+ + (AsO4)3- => 2Fe3+ + (AsO3OH)2-. На представительном материале изучено распределение примеси Cr6+ в гипергенных арсенатах, фосфатах и ванадатах разных структурных типов, выявлено, что наибольшим сродством к примесному аниону (CrO4)2- обладают минералы групп бракебушита и деклуазита. На примере парагенезиса аннабергит – гаспеит – никельцумкорит –никельлотармейерит – никельаустинит – пекораит – Ni-содержащий доломит из зоны окисления сульфидного проявления в Лаврионе (Греция) рассмотрено распределение Ni2+ и входящих с ним в изоморфные соотношения Mg, Zn, Fe3+ и Mn3+ в гипергенных оксосолях в зависимости от структурного типа. Изучена минералогия сформировавшихся в высокоокислительных условиях пород формации “Mixed Series” (Нежилово, Македония), в них установлены новая Sb-содержащая разновидность цинкохёгбомита-2N6S (первый случай нахождения сурьмы в минералах надгруппы хёгбомита-нигерита) и новая изоморфная система титанатно-антимонатных пирохлоров [«гидроксиплюмбобетафит» (Pb,Ca)2(Ti,Sb)2O6(OH,O) – гидроксиплюмборомеит – фторкальциоромеит] с широкими пределами сопряженных замещений Sb5+ <=> Ti4+, Pb2+ <=> Ca2+ и O2- <=> (OH,F)-. Проведен анализ характера упорядочения/разупорядочения видообразующих Cu2+ и Mg в природных оксосолях, показано, что степень разделения этих катионов связана в первую очередь со степенью ян-теллеровского искажения Cu-центрированных полиэдров. Показано, что при относительно низких температурах (<150 град. С) и атмосферном давлении в присутствии хоть небольшого количества воды или водяного пара безводородные оксосоли меди не образуются. Обобщен материал по влиянию различных факторов, обусловливающих локальность развития минералов и контрастность минеральных ассоциаций, характерные как для гипергенных, так и для фумарольных окислительных систем; показано, что в первых эти явления вызваны в основном химическими причинами, а во вторых – в основном колебаниями температуры. Опубликованы 12 научных статей и тезисы 13 докладов, приняты к печати 5 статей.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Кристаллохимические закономерности минералогенеза в низкобарических окислительных обстановках при различных температурных режимах
Результаты этапа: Проект направлен на получение оригинальых данных по составу, кристаллической структуре и обстановкам нахождения природных оксосолей и галогеносолей, образующихся в существенно окислительных условиях при низком давлении в широком интервале температур (от 0 до 700 град. C), сравнительный и генетический анализ кристаллохимических характеристик этих минералов. Рассматриваемые «холодные» системы – это зона гипергенеза сульфидных руд, а «горячие» – активные вулканические фумаролы окислительного типа. В ходе работ по проекту открыты 14 новых минеральных видов, относящихся к классам сульфатов, арсенатов, ванадатов, фосфатов, теллуратов, оксидов, хлоридов. Среди них – представители 8 новых структурных типов. Получен значительный объем новых данных по минералогии и кристаллохимии сульфатов, арсенатов, ванадатов и хлоридов из отложений фумарол, связанных с вулканом Толбачик (Камчатка), показана индикаторная роль разновалентного таллия при оценке окислительного режима фумарол. Установлено, что бёдантит и сегнитит образуют сложную систему твердых растворов с широкими вариациями содержаний As, S, Fe, Cu, Sb и обобщенной схемой замещений Sb5+ + (Cu,Zn)2+ + (AsO4)3- => 2Fe3+ + (AsO3OH)2-. Выявлено, что наибольшим сродством к примесному аниону (CrO4)2- обладают минералы групп бракебушита и деклуазита. Установлена новая Sb-содержащая разновидность цинкохёгбомита-2N6S (первый случай вхождения Sb в минералы группы хёгбомита). Показано, что степень упорядочения видообразующих Cu2+ и Mg в природных оксо- и галогеносолях связана в первую очередь со степенью ян-теллеровского искажения Cu-центрированных полиэдров. Впервые обобщены данные по генетической кристаллохимии гипергенных и фумарольных ванадатов и по генетической минералогии хроматов. Показано, что при относительно низких температурах (<150 град. С) и атмосферном давлении в присутствии хоть небольшого количества воды или водяного пара безводородные оксосоли меди не образуются. Обобщен материал по влиянию различных факторов, обусловливающих локальность развития минералов и контрастность минеральных ассоциаций, характерные как для гипергенных, так и для фумарольных окислительных систем; показано, что в первых эти явления вызваны в первую очередь химическими причинами, а во вторых – в основном колебаниями температуры. Минералы исследованы с помощью электронной и оптической микроскопии, электронно-зондового микроанализа, монокристальной и порошковой рентгенографии, рентгеноструктурного анализа, ИК- и КР-спектроскопии.

Прикрепленные к НИР результаты

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".