Пайхойский алюминокопиапит

M. н. с.

Л. Р. Жданова

Фонды минералогических музеев дают прекрасную возможность время от времени возвращаться к повторному изучению старых образцов. В музейной практике такая процедура называется диагностической ревизией и проводится с целью проверки соответствия природы образца его этикетке и коррекции последней согласно современным номенклатурным правилам [5]. Подобная работа особенно актуальна для тех минеральных видов, которые обычно не вызывают повышенного интереса исследователей. Таковыми являются, например, многие представители класса сульфатов и, в частности, минералы группы копиапита .

В настоящее время к группе копиапита относят сульфаты с общей формулой AR4(SO4)6(OH)2 ∙ 20H2O, где A = = M2+(Mg, Fe2+, Zn, Cu, Сa) или M3+0.67 (Al, Fe3+), a R = Fe3+, кристаллизующиеся в триклинной сингонии. Внутри группы, в зависимости от преобладания того или иного катиона в позиции А, выделяют семь самостоятельных минеральных видов: магнезиокопиапит, копиапит, цинкокопиапит, купрокопиапит, каль-цийкопиапит, алюминокопиапит и фер-рикопиапит [10, 11]. При этом содержания видообразующих катионов составляют весьма незначительную часть от общей формульной массы, изменяясь в пределах 1.49 — 5.16 %. Важно подчеркнуть, что минералы группы копиапита не различаются между собой ни по физическим, ни по рентгеновским свойствам. Стандартная порошковая дифрактометрия позволяет очень легко определять принадлежность сульфата к группе в целом, но бессильна для дальнейшей диагностики: наиболее интенсивные линии дифрактограмм, соответствующие отражениям (010) и (020), для всех членов группы колеблются в интервалах 18.2—18.5 и 9.18—9.26 Е [4]. Установив, таким образом, что некий гипергенный минерал желтого цвета относится к группе копиапита, вы сможете однозначно отождествить его с одним из вышеперечисленных минеральных видов, только выяснив, какой катион главенствует в позиции А.

Следует отметить, что название «копиапит» может употребляться и как групповое — применительно к любому члену группы в том случае, когда его состав точно не определен; и как видовое, обозначающее конкретный минеральный вид с преобладанием двухвалентного железа в позиции А. На практике эта двойственность нередко

Сульфаты Пай-Хоя: алюминокопиапит (желтое), кокимбит (светло-серое), минерал группы галотрихита (белое). (Образец 666/277 Геологического музея им. А. А. Чернова)

приводит к путанице и смешению понятий: например, формула копиапита как минерального вида используется вместо общей формулы при характеристике группы в целом или ближе неопределенного члена группы [3].

Сульфаты группы копиапита достаточно широко распространены на fiж-ном и Среднем Урале, однако в северных его регионах были неизвестны вплоть до 1980-х гг. В 1983 г. представитель этой группы был найден Н. П. fiш- киным на Пай-Хое в бассейне р. Кара вблизи приуральского замыкания антиклинория. До сих пор эта находка остается самой северной в России. После детального исследования и подготовки к публикации статьи образец копиапита был передан в Геологический музей им. А. А. Чернова, и в настоящее время демонстрируется в постоянной экспозиции по систематике минералов. Статья, посвященная характеристике минерала, была опубликована в 1984 году [7]. Ha основании результатов комплекса физико-химических методов анализа (ИК-спектроскопия, термический aна-лиз, рентгеновская дифрактометрия, «мокрая» химия и т. д.), минерал состава (Al0.65Fe0.14Mg0.31Ca0.11)1.21Fe3.60(SO4)5.66 (OH)2 ∙ 14.39H20 с Пай-Хоя был диагностирован как собственно копиапит Fe2+Fe3+4(SO4)6(OH)2∙20H20 и под этим названием упоминался в последующих работах и включался в региональные кадастры [1, 2, 8].

Однако чтобы соответствовать этой формуле, реальные копиапиты должны содержать от 2.25 до 4.48 % Fe²⁺. Данные же о химическом составе минерала, приведенные в первоисточнике, показывают, что содержание двухвалентного железа в нем существенно ниже, а среди видообразующих катионов резко преобладает алюминий [7] .

Для уточнения первичной диагностики минерал был изучен в Институте минералогии УрО РАН методами атомно-абсорбционной и мёссбауэровской спектроскопии. Для этого из образца 666/277, представляющего собой рыхлый углисто-глинистый материал с полими-неральными сульфатными корками и реликтами пирита, были тщательно отобраны выделения желтого цвета. Принадлежность их к группе копиапита была подтверждена с помощью рентгеновской дифрактометрии (ДРОН-2.0, Fe_{K α} из-

		Содержания, мас. %
		Al	Mg	Fe3+	Fe2+
1	Образец 666/277	1.37	0.22	15.06	н.о.
2	копиапит	1.54	0.65	13.24	0.7
3	алюминокопиапит	1.48	-	18.48
4	копиапит	-	-	17.92	4.48

Примечание. 1 — все железо определено как общее и по основным параметрам MС-спектра отнесено к Fe³⁺. Fe²⁺ не обнаружено (< 0.5 %); 2 — пересчитано по данным [7]; 3 — алюминокопиапит теоретический; 4 — копиапит теоретический. Прочерк — элемент отсутствует; н. о. — не обнаружен.

лучение). Содержания Al, Mg, Zn, Cu, а также общего железа, определенные на спектрофотометре Perkin-Elmer из навески ~ 0.1 г, предварительно растворенной в дистиллированной воде, составляют 1.37, 0.22, 0.04, 0.03 и 15.06 % cоответ-ственно. Валентное состояние железа определялось методом мёссбауэровской спектроскопии по величине двух основных параметров мёссбауэровского спектра — изомерного сдвига ( δ ) и квадрупольного расщепления ( ∆ ) [4] . Mёссбау-эровский спектр минерала представляет собой суперпозицию двух дублетов, относящихся по своим параметрам к Fe³⁺ (I: 0.62 и 0.79; II: 0.62 и 0.38 мм/c).

Полученные результаты показывают, что в минерале практически отсутствует двухвалентное железо, а главным видообразующим катионом, так же, как и в оригинальном образце, является алюминий (таблица). Согласно современной номенклатуре такие составы относят не к собственно копиапиту, а к другому минеральному виду этой же группы — алюминокопиапиту [9] .

Интересно, что теперь находка H. П. fiшкина оказывается не только первой на Пай-Хое (р. Кара), но и первой на Урале. До сих пор таковой считалась находка алюминокопиапита на горелых

Выход алюмофосфатов на р. Силоваяхе. Aкадемический подход

угольных отвалах Кизела, которая была описана значительно позднее, в 2003 году [6]. Таким образом, в кадастры уральских минералов должна быть внесена соответствующая поправка. Hе исключено, кстати, что находка H. П. fiшкина — первая достоверная и для России в целом. Ведь в 1980-е годы алюминокопиапит часто диагностировался без достаточных на то оснований — только по рентгеновским данным. A в доступном тогда в СССР варианте эталонной картотеки ASTM просто не было других карточек.

Авторы весьма признательны аналитикам М. Н. Маляренок, Н. К. Никандровой и Т. М. Рябухиной (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс) за помощь в исследованиях минерала.