Статьи журнала - Вестник геонаук
Все статьи: 1930
Из опыта преподавания. X. Правильные, полуправильные и неправильные разбиения плоскости
Статья научная
Статья посвящена правильным, полуправильным и неправильным разбиениям плоскости, среди последних - разбиения на равные полигоны и произвольные разбиения с простыми узлами. Она продолжает авторские дополнительные лекции к университетскому учебнику «Кристаллография» Г. М. Попова и И. И. Шафрановского, рекомендованному студентам-геологам Санкт-Петербургского горного университета. Новая тема интересна тем, что первая задача решается элементарно в виде диофантова уравнения, вторая - алгоритмическим перебором вариантов, третья имеет отношение к 18-й проблеме Гильберта и на сегодня не исчерпана, а четвертая показывает переход к геометрии квазикристаллических и аморфных структур. Она дает примеры легко формулируемых, но трудно решаемых задач и побуждает студентов к научному творчеству в геометрической кристаллографии и смежных дисциплинах (петрографии, материаловедении). Изложение теории иллюстрировано примерами разбиений плоскости в городских интерьерах Санкт-Петербурга.
Бесплатно
Из опыта преподавания. XI. История и философия в курсах кристаллографии и минералогии
Статья обзорная
Статья посвящена истории и философии кристаллографии и минералогии. Составленная из отдельных сюжетов, в целом она показывает широкий диапазон тем, которые целесообразно обсудить со студентами-геологами по мере прохождения курсов «Кристаллография» и «Минералогия». Это можно сделать в ходе лекций во время пауз, рекомендуемых действующими педагогическими методиками, или факультативно. Приведен обширный список первоисточников и свежей литературы для подготовки бесед. Их цель видится в том, чтобы привлечь студентов к чтению серьезной литературы по истории и философии изучаемых наук.
Бесплатно
Из опыта преподавания. XII. Зарождение кристалла и принцип равного ближайшего окружения
Статья научная
Статья посвящена поиску лаконичного ответа на вопрос: как возникает зародыш кристалла? Хотя простой и одновременно полный ответ невозможен, сделана попытка прояснить проблему в трех аспектах: согласно какому принципу частицы объединяются в зародыш, какой зародыш имеет шанс стать кристаллом, с какой атомной конфигурации он узнается. Для моделирования малых полиэдрических кластеров предложен принцип равного ближайшего окружения. Показано, что такие кластеры с нечетным числом атомов невыгодны. Малые полиэдрические кластеры должны расти, присоединяя пары атомов. Ранее это было известно для фуллеренов из-за специфики их геометрии. Тема важна ввиду охвата кристаллографией и минералогией новых квази- и некристаллических структур.
Бесплатно
Статья научная
Статья приурочена к 130-летию со дня рождения выдающегося российского философа А. Ф. Лосева (1893-1988) и 100-летию его работы «Философия имени». В русле его идей в статье рассмотрена номенклатура полиэдрических кристаллических простых форм, разработанная научной школой «Федоровского института» под руководством А. К. Болдырева в стенах Ленинградского горного института. Предложен общий алгоритмический подход к номенклатуре выпуклых полиэдров, удобный для компьютерной обработки данных. Он открывает обширную исследовательскую программу на границе комбинаторной теории выпуклых полиэдров, линейной алгебры и теории чисел. Цель статьи - совершенствование преподавания кристаллографии в российских университетах и расширение кругозора обучающихся в смежных областях знания.
Бесплатно
Из опыта преподавания. XIV. О разнообразии тетраэдров
Статья научная
В статье предложен вывод 25 комбинаторно-геометрических видов тетраэдров, относящихся к 8 точечным группам симметрии. Среди них 3 простые формы: кубический (-43m), тетрагональный (-42m) и ромбический (222) тетраэдры - и 5 комбинаций: тригональная пирамида и моноэдр (3m), 2 планальных диэдра (mm2, 2 вида), 2 аксиальных диэдра (2, 3 вида), планальный диэдр и 2 моноэдра (m, 5 видов), 4 моноэдра (1, 11 видов). Показано, что невозможны тетраэдры с симметрией 23, -4 и 3 - подгруппами точечной группы симметрии кубического тетраэдра. Пример рекомендован к рассмотрению в курсе кристаллографии по теме «Простые формы и их комбинации».
Бесплатно
Из опыта преподавания. XV. Кристаллографические бордюры и филлотаксис
Краткое сообщение
Филлотаксис - упорядоченное расположение листьев на стеблях и ветках растений. Его причина состоит в том, что каждый вид в ходе эволюции оптимизировал световой поток для каждого листа. Найденный оптимум закрепился в генотипе и стал фенотипическим признаком. Возможность применения идей кристаллографии в ботанике показана О. Браве. В данной статье предложено описывать расположения листьев на горизонтальной ветке в терминах теории бордюров. Теоретически непротиворечивыми оказались все семь возможных типов бордюров. Предложенная номенклатура в терминах операций симметрии строго фиксирует ортогональное и косое расположение симметричных и асимметричных листьев на ветке. Для всех типов бордюров установлены ботанические прототипы.
Бесплатно
Персоналии
В статье рассмотрена история возникновения концепции парагенезиса в минералогии и петрографии. Выполнено сравнение понятий «смежность» В. М. Севергина и «парагенезис» А. Брейтгаупта, сняты противоречия в дискуссии о приоритете. Исследован вопрос о генетических (каузальных), парагенетических, парастерических и случайных (коррелированных) отношениях между минеральными ассоциациями. Показана важность знания истории науки и, соответственно, чтения первоисточников. Статья предназначена преподавателям и студентам геологических факультетов университетов, но может быть использована учителями общеобразовательных школ на факультативных уроках. Текст сопровождается редкими фото из архива профессора Д. П. Григорьева в Российском минералогическом обществе.
Бесплатно
Из опыта преподавания. XVII. Бордюры и предельные группы Кюри
Статья научная
При замыкании конечного линейного орнамента в кольцо трансляция вдоль прямой переходит во вращение вокруг оси симметрии конечного порядка. На бесконечном кольце возникает естественная аналогия групп симметрии кристаллографических бордюров и предельных групп симметрии Кюри с одной осью ∞. Но первых семь, а вторых пять. Еще две выделены в статье из предельных групп ∞/m вращающегося и ∞/mm покоящегося цилиндров. Тем самым достигнуто взаимно однозначное соответствие. Пример рекомендован для рассмотрения в университетском курсе кристаллографии по темам «Группы симметрии бордюров» и «Предельные группы Кюри».
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты рентгеновского микрозондового (спектрального) анализа изделий из цветных металлов на раскопках Шиховского могильника (бас. ср. Печоры), выделяются группы сплавов, проводится сравнение с данными, полученными в ходе изучения химического состава металлических изделий с сопредельных территорий.
Бесплатно
Статья научная
Исследован состав аминокислот в природных твердых битумах, графитах и некоторых синтезированных углеродистых веществах. Установлено, что с ростом температуры формирования природных углеродистых веществ происходит снижение содержания аминокислот. С ростом степени преобразованности в ряду карбонизации (дегидрогенизации) происходит постепенное увеличение содержания алифатических аминокислот, в основном за счет глицина, аланина и лейцина. Выявленные изменения аминокислотного состава природных углеродистых веществ связаны с генезисом исходного ОВ, а также с содержанием углеродистого вещества и его взаимодействием с минеральной составляющей. Показано, что выделение доминирующих индивидуальных аминокислот без привлечения статистических методов не позволяет наглядно различать некоторые типы углеродистых веществ. При этом статистическими методами было выделено множество аминокислот, значимо резделяющих все изученные типы твердых природных битумов и графитов.
Бесплатно
Статья научная
Методом атомно-силовой микроскопии исследовано воздействие высокоэнергетичного радиационного облучения на надмолекулярное строение низко- и высокометаморфизованных природных твердых битумов. Преобразования молекулярной структуры оценивались с помощью ИК-спектроскопии и рентгенодифрактометрии. Установлено, что происходит перестройка элементов надмолекулярной структуры, которая проявляется в изменении типов частиц (переход волокнистой структуры в глобулярную в низкометаморфизованном образце) и размеров частиц (в высокометаморфизованном битуме).
Бесплатно
Статья научная
В основе проведенного исследования лежат данные вибросейсмической съемки на урбанизированной территории Сыктывкара. Определены участки пересечения зон сверхнормативных значений виброскорости и виброускорения. В пределах таких зон велика вероятность последствий вибрационного воздействия в виде осадок фундамента зданий в слабых и плотных грунтах до 2 мм/год. Зарегистрированы максимальные среднеквадратичные значения виброускорения: по компоненте x - 0.254 м/с2, y - 0.207 м/с2, z - 0.622 м/с2 - и виброскорости: по компоненте x - 1.195 ´ 10-3 м/с, y - 7.54 ´ ´ 10-3 м/с, z - 1.318 ´ 10-3 м/с. Указанные значения неоднократно выше нормативных. На схемах перемещения выделено 3 участка с высоким градиентом затухания колебаний. В результате внесены дополнения в схему сейсмического микрорайонирования г. Сыктывкара с точки зрения геоэкологических условий города по части вибросейсмической нагрузки на грунты - основания зданий. Эти условия создают дополнительное приращение к амплитуде возможных землетрясений. Сделано заключение о трансформации экологического состояния геологической среды в отмеченных зонах в условиях плотной городской застройки.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены литология и геохимия карбонатных образований в древних карстовых полостях в толще фаменско-турнейских известняков Режевской подзоны восточного склона Среднего Урала. Показано, что минеральное заполнение изученных палеополостей отличается от типичных современных субаэральных спелеотем. Пустоты выполнены главным образом белым массивным крупнокристаллическим кальцитом (пещерным шпатом), красноцветными глинисто-карбонатными микрозернистыми отложениями (карбонатами с terra rossa - пещерными ламинитами) и брекчиями обрушения, сложенными обломками вмещающих известняков. Спектры распределения редкоземельных элементов (РЗЭ) и изотопный состав углерода в образцах свидетельствуют об очень слабом влиянии (или его отсутствии) почвенных вод на карбонатную систему: кальцит спелеотем унаследовал данные характеристики от вмещающих известняков. В то же время изотопный состав кислорода указывает на изначально метеорный генезис растворов и/или относительно высокие температуры кристаллизации кальцита. Возможно, изученные спелеотемы имеют гипогенную природу, то есть формировались из длительно циркулирующих в осадочной толще растворов поверхностного происхождения.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты изотопных исследований на молекулярном уровне углерода нормальных алканов, входящих в состав битумоида незрелых углеродистых пород, пород, подвергшихся искусственному созреванию в автоклаве, и пород, имеющих значительный природный катагенез. В случае доманиковых пород сопоставление изотопного состава углерода ряда н -алканов указывает на адекватность моделирования процесса природного катагенеза в лабораторных условиях. Исследование органического вещества позднеюрских горючих сланцев выявило неоднородность н -алкильных фрагментов, служащих источником н -алканов битумоида на различных этапах катагенеза органического вещества.
Бесплатно
Статья научная
Впервые полученные данные об изотопном составе кислорода и углерода кальцитов и графитов доломит-кальцитовых пород Ильменских гор и даек аналогичного состава в Пластовском районе позволили подтвердить предположение об их магматическом генезисе. Определённая по изотопным соотношениям углерода и кислорода в кальците и графите температура образования карбонатных тел (590-1000 °С) близка к интервалу температур (600-900 °С) образования карбонатитовых ассоциаций. По этим же соотношениям изотопов в кальцитах протолиты карбонатных пород располагаются в пределах полей карбонатитов складчатых областей и в переходной зоне к карбонатам морского происхождения. Вероятно, из этого следует, что эти породы являются порождением карбонатной магмы, возникшей при переплавлении осадочных карбонатных пород в зонах субдукции либо под влиянием тепла гранитных интрузий.
Бесплатно
