Научные статьи. Рубрика в журнале - Вестник геонаук
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
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
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
Статья научная
Актуальность работы определяется необходимостью уточнения условий образования верхнедевонских рифогенных пород, являющихся коллекторами углеводородов в Тимано-Печорской провинции. С этой целью было проанализировано распределение изотопного состава углерода и кислорода (определение осуществлялось на масс-спектрометре Delta V Advantage) фаменских карбонатных пород по фациальным зонам в пределах Центрально-Хорейверского вала. Показано, что образование нижнефаменских известняков отмельной зоны происходило в мелководном морском бассейне в условиях испарительного режима аридного климата. Вариации значений 13С и 18О в нижнефаменских известняках зоны микробиальных холмов отражают увеличение биопродуктивности и колебание солености вод. Изменение изотопного состава углерода в известняках фациальной зоны, переходной к депрессионной впадине, характерной для всего разреза фамена, указывает на усиление испарительных процессов при аридизации климата от раннего к среднему фамену и опреснение вод при гумидизации в позднем фамене. Образование верхнефаменских карбонатолитов фациальной зоны склона карбонатной банки в сторону мелководного шельфа в целом происходило в мелководном морском бассейне с нормальной соленостью, но с незначительным усилением испарительного режима при аридизации климата. Полученные результаты показывают, что фаменский бассейн седиментации характеризовался колебаниями уровня моря, фаций, гидрохимии вод и климата.
Бесплатно
Статья научная
Обобщены результаты изотопно-геохимических исследований магматических пород четласского комплекса (карбонатитов, пикритов, лампрофиров) и осадочных карбонатных пород (доломитов и известняков) четласской и быстринской серий Среднего Тимана. Сделан вывод о том, что щелочные пикриты и связанные с ними карбонатиты являются, во-первых, по источнику вещества мантийными образованиями, а во-вторых, магматическими и частично постмагматическими (гидротермальными) продуктами единого подкорового очага. Сравнительное исследование осадочно-терригенных пород, вмещающих магматиты четласского комплекса, показало, что образование карбонатитов не сопровождалось существенной ассимиляцией экзогенного вещества.
Бесплатно
Статья научная
В литературе известны лишь единичные данные об изотопном составе серы минералов платиновой группы (МПГ). Методом LA-ICP-MS изучен изотопный состав серы Ru-Os-Ir-сульфидов и сульфоарсенидов, выделенных в составе эпигенетических коррозионного и наложенного парагенезисов МПГ из россыпи р. Восточный Шишим в пределах Верх-Нейвинского дунит-гарцбургитового массива. Сульфиды коррозионного парагенезиса (лаурит, As-содержащий лаурит) замещают зерна первичных самородных минералов Os и Ru, образуя на них корочки, а МПГ наложенного парагенезиса (лаурит, ирарсит, толовкит и др.) формируются на поверхности коррозионного парагенезиса. Установлено, что вариации d34S эпигенетических МПГ (от -4.6 до 7.6 ‰) более широкие, чем таковые для лаурита и эрликманита первичного парагенезиса (0.2-2.3 ‰). Результаты интерпретированы исходя из модели выдвижения гипербазитов к поверхности и их водного метаморфизма восходящим тектоническим потоком в составе корово-мантийной смеси. На начальном этапе метаморфизма участвует мантийная сера, изотопно облегченная в условиях окисления и понижения температуры при выдвижении массива к поверхности. На заключительном этапе принимает участие сера метаморфического флюида, образованного при вовлечении изотопно-тяжелой серы вмещающих осадочных пород.
Бесплатно
Статья научная
Представлены первые сведения по изотопному составу углерода и кислорода в нижнепермских известняках лосиноостровской свиты разреза на р. Кожым, в районе устья руч. Нортничаель (Приполярный Урал). Дана краткая характеристика типов известняков свиты и их распространение по разрезу. Полученные данные изотопного состава на диаграмме в координатах 13C- 18O визуально обособились в три кластера. Первый кластер представлен наиболее интенсивно окремненными породами, демонстрирующими самые низкие значения 13C (-0.3…1.1 ‰) и 18O (23.5…25.0 ‰). Третий кластер, характеризующийся самыми высокими значениями 13C (3.9…5.1 ‰) и 18O (26.0…26.8 ‰), состоит из биокластовых и пелоидно-микритовых известняков. При этом значения 13С соответствуют интервалу вариаций изотопного состава углерода, указанному в обзорных работах по хемостратиграфической корреляции пермских отложений. Второй кластер занимает промежуточное положение и характеризуется значениями 13C - 2.0…2.8 ‰ и 18O - 24.3…25.4 ‰. Этот кластер представлен преимущественно известняками, обогащенными терригенной примесью. Приведено сравнение изотопного состава известняков лосиноостровской свиты с одновозрастными известняками органогенной постройки, расположенной непосредственно на противоположном берегу р. Кожым.
Бесплатно
Изотопный состав углерода нефтей нижнего палеозоя северной части Тимано-Печорского бассейна
Статья научная
Исследован изотопный состав углерода отличающихся по полярности фракций и индивидуальных н -алканов нефтей нижнего палеозоя северной части Тимано-Печорского бассейна, имеющих признаки геохимической связи с органическим веществом ордовикского возраста, образованного остатками проблематичной водоросли Gloeocapsomorpha prisca (G. prisca) . Показано, что углерод всех фракций исследованных нефтей имеет сравнительно лёгкий изотопный состав - примерно -31,5 ‰ d13C в среднем, что значительно ниже, чем углерод ранее изученных нефтей верхнего девона, генетически связанных с отложениями доманика. Изотопные профили углерода н -алканов исследуемых нефтей не имеют резко выраженных аномалий, лишь для углеводорода состава С17 наблюдается небольшое обогащение лёгким изотопом углерода, н -С19 не отличим по изотопному составу углерода от соседних чётных гомологов. Полученные данные сопоставлены с ранее опубликованными результатами по аналогичным по происхождению нефтям бассейнов Иллинойс (США) и Каннинг (Авcтралия). Показано, что изотопные профили н -алканов ордовикских нефтей этих двух бассейнов контрастно отличаются, а данные по нефтям Тимано-Печорского бассейна ближе к нефтям Австралии, чем США.
Бесплатно
Изотопы углерода аминокислот в патогенных биоминеральных образованиях
Краткое сообщение
Влияние процессов метаболизма на изотопные соотношения биогенных элементов в живых организмах может быть использовано для ранней диагностики патологий разной этиологии, но в настоящее время остается малоизученным. Получены результаты по исследованию изотопного состава углерода аминокислот семи образцов патогенных биоминеральных образований, сформированных в организме человека (уролиты и холелиты) и различающихся по минеральному составу. Изотопный состав углерода полученных эфиров аминокислот определен с помощью масс-спектрометра DeltaVAdvantage (Thermo), соединенного с газовым хроматографом Trace GC Ultra (Thermo, капиллярная колонка DB-5) и системой IsoLink. Замечено, что в кристаллических образованиях углеводородного состава (мочевая кислота, билирубинат кальция) изотопный состав углерода большинства изученных аминокислот облегчен.
Бесплатно
Изучение матстатистики студентами-геологами: необходимый минимум
Статья научная
Дано обоснование наиболее важных для студентов-геологов тем по теории вероятностей и математической статистике. Проведен анализ фактического преподавания математических дисциплин, который показал полное неиспользование их в геологии и, соответственно, отсутствие у большинства студентов существенных остаточных знаний (по данным тестирования). Обращено внимание на правильный выбор рекомендуемых для изучения и использования программных комплексов, тесно связанных с наиболее вероятными областями деятельности выпускников-геологов. Актуальность статьи заключается в обосновании выбора наиболее важных разделов математической статистики, знание которых требуется будущим геологам в практической работе и научных исследованиях.
Бесплатно
Статья научная
Впервые методом 13С ЯМР-спектроскопии в твердом теле проведен сравнительный анализ преобразования органического вещества (ОВ) в условиях его искусственного созревания и в процессе природного катагенеза. Объектом исследования явились доманиковые отложения Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна, содержащие ОВ на разных уровнях катагенеза (преимущественно от МК 1 и вплоть до АК 3). Эксперименты по моделированию процессов катагенеза органического вещества, находящегося на стадии МК 1, в лабораторных условиях (водный пиролиз проэкстрагированной хлороформом породы в автокла вах при 300, 325 и 350 °С) позволили осуществить искусственное созревание ОВ. Двумерные корреляционные спектры 13С ЯМР, полученные для керогена, выделенного из прогретых при различных температура х в автоклавах доманиковых осадочных пород и керогена, выделенного из доманиковых пород ряда скважин и естественных разрезов Тимано-Печорского бассейна, свидетельствуют о сходных изменениях в структуре керогена, выраженных в переходе алкилзамещенного углерода (в ароматическом ядре) в углерод межциклический. В условиях искусственного созревания ОВ данный процесс протекает более резко по сравнению с природным катагенезом.
Бесплатно
Изучение эффекта термогенного окрашивания жаропрочного материала на основе титаната алюминия
Статья научная
Изучены особенности изменения окраски жаропрочного материала на основе титаната алюминия, полученного высокотемпературной термообработкой и закалкой в жидком азоте эквимолярных смесей совместно осажденных гидроксидов алюминия и титана или механического помола соответствующих оксидов. Состав исходной смеси оксидов алюминия и титана контролировали методом химического анализа. Фазовый состав синтезированных образцов был определен методом рентгеновской порошковой дифрактометрии. Количественные определения ионов Ti3+ в титанате алюминия и кинетические параметры их окисления-восстановления выполнены методом ЭПР. В титанате алюминия, полученном закалкой в жидком азоте обожженной при 1550-1300 °С эквимолярной смеси Al2O3 и TiO2, ионы титана частично восстанавливаются до трехвалентного парамагнитного состояния, стабилизированного ближайшей вакансией кислорода в концентрации не более 0.1 % от общего содержания титана. При температуре обжига в диапазоне 1550-1450 °С оксиды алюминия и титана полностью трансформируются в псевдобрукитовый титанат алюминия, а энергия активации его частичной диссоциации с появлением Ti3+ составляет (4.9 ± 0.4) эВ. Наличие малых количеств Ti3+ в решетке закаленного титаната алюминия является причиной его серо-фиолетовой, голубоватой окраски. Центры окраски остаются стабильными в атмосфере до 1100 °С, процесс окисления титана характеризуется энергией активации в (1.1 ± 0.3) эВ.
Бесплатно
Имена геологов в палеонтологических названиях (по материалам Геологического музея им. А. А. Чернова)
Статья научная
В результате изучения фондового материала Геологического музея им. А. А. Чернова ИГ Коми НЦ УрО РАН в отдельный блок музейного фонда выделена коллекция новых видов, носящих имена выдающихся ученых России, в том числе сотрудников Института геологии. Приводится список таксонов и изображения голотипов.
Бесплатно
