Научные статьи. Рубрика в журнале - Вестник геонаук
Минералы титана как прототипы функциональных материалов с выраженными электромагнитными свойствами
Статья научная
Показано развитие концепции минералогического геоматериаловедения академика Н. П. Юшкина на примере кристаллических веществ (синтезированных нанотрубок и других структурных нанообразований, производных по отношению к минералам титана) с выраженными электромагнитными свойствами. Минералы титана (рутил, анатаз, ильменит и др.) являются носителями полезных компонентов (элементов) и уникальных структур (нанотрубок, нанокомпозитов и др.). Минералы титана были модифицированы гидротермическим методом. Легирование TiO2 серебром было выполнено с помощью золь-гелевого метода. Модифицирование нанотрубок диоксида титана путем обработки азотом и кислотой было выполнено для изучения влияния параметров (температуры, времени гидротермической обработки щелочью, влияния кислоты на промывку и т. д.) на свойства наноматериалов. Информация о морфологии и химическом составе исходных минералов и продуктов синтеза получена с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM), TEM, SEAD, EDAX, рентгенофлюоресцентного метода, атомно-силового микроскопа (AFM) и др. Выявлены особенности фаз и степень кристалличности нанокомпозитов TiO2-Ag c контролируемыми размерами частиц и электронными характеристиками. Нанотрубки из TiO2 являются альтернативным материалом для волноводов с большими скоростями потока передаваемых данных по сравнению с используемыми материалами в волоконной технике.
Бесплатно
Минералы ультрамафитов Карабашского массива (Южный Урал)
Статья научная
Восстановление термодинамических параметров условий формирования гипербазитов имеет большое значение в познании геодинамической истории Урала в целом. Впервые исследован состав редких минералов ультрамафитовых пород Карбашского массива и определена многоэтапность их формирования. В ультрамафитах Карабашского массива определены: гранат широкого спектра состава - альмандин-пироп, пироп-альмандин, спессартин-альмандин и андрадит-гроссуляр; алюмобронзит с предельно высоким содержанием алюминия (Al IV = 0.25 - 0.41 к.ф. и Al VI = 0.41 - 0.44 к. ф.); амфиболы - чермакит, роговая обманка и тремолит; флогопит, кианит + мусковит. Альмандин-пироп (Prp 43Grs 28) и алюмобронзит (Si 4+ = 1.59 - 1.75 к. ф.) отражают высокотемпературные (1050 - 1350 °С) и высокобарические (P ³ 27-30 кбар) условия метаморфизма протолита ультрамафитов. Чермакит, роговая обманка и флогопит свидетельствуют о понижении температуры и давления при дальнейших преобразованиях ультрамафитов (T = 600-700 °С; Р = 10-11 кбар), обусловленных их подъемом в верхние горизонты и воздействием Al, K, Ca, H 2O-флюида. Ассоциация кианит + мусковит и андрадит-гроссуляровый гранат отражает поздние метасоматические процессы.
Бесплатно
Статья научная
Малосульфидное Pt-Pd-месторождение Северный Каменник приурочено к Северному платиноносному рифу, залегающему в 800 м от подошвы Западно-Панского массива палеопротерозойского федорово-панского расслоенного комплекса Кольского полуострова. Основное рудное тело этого месторождения сопровождается нижележащими рудными телами, что нетипично для других участков Северного рифа (месторождение Киевей). Нижние рудные тела, отличаясь от основного по составу вмещающих пород и геохимическим характеристикам, разделяются на три типа. Проведенные минералогические исследования позволяют определить каждый из типов по ассоциации минералов платиновой группы - станнидно-теллуридной (тип 1), арсенидно-сульфидно-теллуридной (тип 2) и сульфидно-теллуридной (тип 3). При изучении станнидно-теллуридной и арсенидно-сульфидно-теллуридной ассоциаций было установлено три новых для Северного рифа минерала: арсенопалладинит, изомертиит и койоненит.
Бесплатно
Статья научная
Сделан краткий обзор результатов исследований метеорита Челябинск и на собственном материале представлены оригинальные результаты изучения с применением рентгенфлуоресцентного анализа, рентгеновской дифракции, спектроскопии комбинационного рассеяния, инфракрасной и мёссбауэровской спектроскопии. Полученные методами спектроскопии характеристики отражают специфику главных минеральных компонентов метеорита. Оливин в осколках метеорита довольно однородный и существенно форстеритовый со средним составом Fo 70Fa 30. Вторая по значимости минеральная фаза представлена ортопироксеном En 70-80Fs 30-20 и мелкими выделениями клинопироксена En 46Fs 34Wo 20, образующим вместе с полевым шпатом связующий межзерновой компонент. В зонах плавления относительное содержание силикатных форм железа уменьшается за счет появления новообразованного магнетита. Согласно данным мёссбауэровской спектроскопии, от 70 до 90 % железа локализовано в структуре силикатного вещества - оливине и пироксене в соотношении 2.5:1. Остальная часть железа преимущественно сульфидная и относится к собственной железистой фазе - троилиту. Металлические формы железа составляют в метеорите небольшую долю, не выявляемую в валовых пробах вещества методом мёссбауэровской спектроскопии.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены особенности состава минералов, образовавшихся при альбитизации и канкринитизации пород в кальцит-нефелин-полевошпатовой пегматитовой жиле (юго-западный эндоконтакт Ильменогорского миаскитового массива). Совместно с альбитом развились аннит, пирит, стронцианит, барит и фторапатит. В составе аннитавыявлено низкое содержание TiО2 и MgО (до 1.0 мас. %) и высокое FeО (31.2-41.4 мас. %). Для фторапатита характерно повышенное количество редких земель, ∑РЗЭ = 2.9-4.8 мас. % и увеличение содержания SrО к краю зерна до 5.4 мас. %. В составе ортоклаза на границе с альбитом содержание ВаО увеличивается от 0.6-1.0 до 2-7 мас. %. Впервые обнаружены флюорит-кальцитовые образования с сульфидно-редкоземельной минерализацией, развитие которых сопряжено с процессами канкринитизации нефелина.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена результатам исследования минерального и изотопного состава спелеотем пещеры Холодный грот в Бзыбском ущелье Абхазии. Проведено картирование полости и зафиксированы различные типы вторичных минеральных отложений. В пещере установлены следующие минеральные образования (спелеотемы): мондмильх, кораллиты, гуры, карбонатные брекчии, биогенные фосфаты. Обращает на себя внимание обилие аллогенных минеральных включений в натечном кальците, связанных с продуктами выветривания магматических пород (циркон, калиевый полевой шпат, ильменит, рутил, монацит, апатит). Источником этих минералов предположительно являются коры выветривания среднеюрских вулканитов. Изотопный состав кислорода всех изученных карбонатов отражает участие вод метеорной генерации. При этом изотопный состав углерода подвержен существенным вариациям, связанным с кинетическим фракционированием (дегазацией СО2). По результатам петрографических и изотопных исследований была предпринята попытка типизации спелеотем по характеру питания и особенностям кристаллизации. Также в пещере выявлена фосфатная минерализация в виде тёмно-коричневых тонкослоистых корочек гидроксилапатита, образованных на месте старых залежей гуано.
Бесплатно
Минеральные пигменты резной иконы "Голгофский крест с орудиями страстей"
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования минеральных красок белого, красного и синего цвета с резной иконы XIX(?) в. «Голгофский крест с орудиями страстей». Актуальность изучения минеральных пигментов иконы обусловлена предположением об использовании материала с месторождения охр возле д. Скитской Усть-Цилемского района Республики Коми. При макроскопическом изучении с помощью бинокуляра установлены три этапа росписи иконы. На резную деревянную поверхность наносился первый слой белил (грунт), максимальная мощность которого составляет 0.3 мм. На грунт наносился красочный слой, представленный пигментами красного и синего цвета. Его мощность варьирует в зависимости от сохранности и максимально достигает 0.2 мм. Пигменты исследовались с помощью метода рамановской спектроскопии, рентгенографического и микрозондового анализов. На всех рентгенограммах присутствуют дифракционные отражения, характерные для церуссита PbCO3. Микрозондовыми исследованиями установлено, что в составе пигментов присутствуют свинцовые белила. В качестве красного пигмента использован сурик. Спектры комбинированного рассеяния и химического состава указывают на присутствие в синем пигменте берлинской лазури. Тёмный цвет иконы обусловлен третьим верхним защитным слоем. Проведенные исследования позволяют сделать вывод об использовании в иконописи старообрядческого ареала минеральных пигментов, привозимых в Коми край в XVIII-XIX вв.
Бесплатно
Минеральные ресурсы юга Дальнего Востока в экспозициях музея и публикациях
Статья научная
К юбилею Дальневосточного отделения РАН музей Дальневосточного геологического института (ДВГИ) подготовил выставку «Минеральные ресурсы юга Дальнего Востока», которая в настоящее время демонстрируется в музее. На выставке представлены экспонаты, краткая информация о месторождениях и опубликованные результаты исследований ученых института в 2016-2020 гг. в ведущих научных журналах и материалах конференций, в том числе поддержанные грантами научных фондов РФФИ и РНФ.
Бесплатно
Минеральный состав зон пиритизации Кыввожского района (Средний Тиман)
Статья научная
Минералогическое изучение зон сульфидной минерализации, широко развитых в Кыввожском районе Среднего Тимана, показало присутствие в них наряду с пиритом галенита, халькопирита, сфалерита, пирротина, кобальтина, ковеллина, монацита, ксенотима, минералов висмута и теллура. Весьма характерны также для данного района минералы редких земель: монацит, ксенотим; отмечаются минеральные фазы Ag-Se, Pb-Nb, Th-U, Sr-Tb. Выделяются две основные стадии минералообразования: ранняя - пиритовая - и поздняя - халькопирит-галенит-сфалеритовая - с сопутствующими минералами редких металлов и редких земель. Зоны пиритизации заслуживают внимания при поисках коренных месторождений золота, которое, вероятнее всего, относится к поздней стадии минералообразования. Наиболее перспективны участки с наложенной халькопирит-галенит-сфалеритовой и редкометалльно-редкоземельной минерализацией.
Бесплатно
Статья научная
Изделия из аммонитов пользуются в настоящее время повышенным спросом. Аммониты интерьерного качества известны и в Ярославской области. Автором впервые детально изучены минеральный состав и геммологические характеристики интерьерно-ювелирных аммонитов Ярославской области. Аммониты имеют позднеюрский возраст, но заключены в водно-ледниковых отложениях четвертичного возраста. Для аммонитов характерен перламутровый слой с яркой разноцветной иризацией. Комплекс исследований аммонитов включал определение микротвёрдости, плотности, люминесценции, оптико-петрографический анализ, определение минерального и химического состава, электронно-зондовые и электронно-микроскопические исследования. Аммониты состоят преимущественно из апатита (42-67 мас. %) и кальцита (16-48 мас. %). Присутствуют: кварц, глауконит, каолинит, гидрослюда, гётит, пирит и рентгеноаморфная фаза. Из элементов-примесей фиксируются высокие содержания (мас. %): Sr - 0.170 и Ba - 0.028. Содержания радиоактивных и канцерогенных элементов находятся на уровне фоновых. Стенки и перегородки раковины аммонита полностью утратили первоначальный арагонитовый состав и состоят из апатита, кальцита с включениями гётита и пирита. Иризация перламутрового слоя связана с пластинчатыми слоями преимущественно апатита, унаследовавшими структуру пластинчатых слоёв арагонита. Цвет иризации определяется размером и упорядоченностью пластин и не зависит от их минерального состава. Аммониты Ярославской области представляют коммерческий интерес в качестве интерьерных образцов. Фрагменты перламутрового слоя с яркой иризацией могут использоваться для изготовления кабошонов аммолита.
Бесплатно
Минеральный состав красок икон Нижней Печоры
Статья научная
В статье приводятся результаты исследования минеральных красок с икон XVIII в. «Богоматерь Троеручица», «Архистратиг Михаил, грозный воевода», «Святитель Николай Чудотворец». Природные краски исследовались с помощью рентгеновского, рентгенофлюоресцентного и микрозондового анализов. Установлено, что во всех трех иконах использованы пигменты с близким химическим и минеральным составом. Красный пигмент получен из киновари. Коричневый пигмент представлен охрами иллит-монтмориллонитового состава с фазами железосодержащего смектитового состава. Сине-зеленый пигмент имеет преимущественно монтмориллонитовый состав. Схожесть химического и минерального состава позволяет сделать вывод об одном источнике материалов, использованных в изготовлении всех трех икон, гипотетически относимых к разным иконописным мастерским - Великопоженского скита и Выголексинского общежительства.
Бесплатно
Минеральный состав песчаных фракций в профиле подзолов хребта Малдынырд (Приполярный Урал)
Статья научная
Исследован минеральный состав среднекрупнозернистых и мелкозернистых песчаных фракций Приполярного Урала. Актуальность минералого-петрографических исследований почв и почвообразующих пород определяется слабой изученностью данной территории и необходимостью оценки внутрипочвенного выветривания минералов в почвенном профиле. Объектами исследований были 2 разреза иллювиально-железистых подзолов, сформированных на мелкоземисто-щебнистых продуктах выветривания кварц-серицитовых и кварц-мусковитовых сланцев хребта Малдынырд. Минеральный состав песчаных фракций выполнен оптическим иммерсионным методом с предварительным разделением в бромоформе на легкие и тяжелые минералы. Выявлено, что минералы песчаных фракций являются относительно устойчивым компонентом изученных почв. Показано, что особенности внутрипрофильного распределения отдельных групп минералов связаны с их интенсивным внутрипочвенным криогенным выветриванием в верхних горизонтах, сопровождающимся переходом из крупных в более мелкие фракции.
Бесплатно
Минеральный состав руд месторождения Бесапантау
Статья научная
Обсуждаются результаты минералогических исследований типичного для Мурунтауского рудного поля (Центральные Кызылкумы) месторождения Бесапантау, относящегося к убогосульфидному золотокварцевому геолого-промышленному типу. Наиболее продуктивной на золото является раннесульфидная (пирит-арсенопиритовая) парагенетическая минеральная ассоциация (ПМА). В число минералов-спутников золота и серебра входят пирит, арсенопирит, галенит, блеклые руды, сульфоантимониды, теллуриды. Самородное золото варьируется по составу в диапазоне от электрума до весьма высокопробного. Серебро присутствует в формах: самородной, золотосодержащей, гессита, аргентита, стефанита, пираргирита. Эффективным поисковым признаком на золото в условиях Центральных Кызылкум может служить арсенопирит, а критерием степени обогащения золотом - содержание в рудах мышьяка.
Бесплатно
Миф о 1213 годе в истории освоения недр европейского северо-востока России
Статья научная
Часто упоминаемые в современной исторической литературе о Коми крае данные об открытии в 1213 г. медных руд на р. Цильме не имеют под собой документальной основы. Впервые они были обнародованы в 1948 г. в период так называемой «борьбы с космополитизмом». Затем эти сведения попали в библиографический обзор работ по геологии Европейского Северо-Востока России и были опубликованы в академическом томе «Геологическая изученность СССР», посвященном Коми АССР. Именно после этого сведения о 1213 г. стали своеобразной «непререкаемой истиной», не требующей доказательств. В настоящее время отсутствуют исторически достоверные данные о времени открытия Цилемского месторождения медных руд.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты моделирования переноса 210Pb вниз по торфяному керну для естественного болотного массива Иласский. В керне послойно исследованы активности радионуклидов 210Pb и 137Cs. Из-за неэкспоненциального снижения активности 210Pb возможны значительные ошибки в определении возраста и скоростей накопления торфа при применении классических моделей датирования. В статье приведены данные 210Pb-датирования, полученные по модели IP-CRS. Анализ данных показал, что вертикальное распределение 137Cs и 210Pb связано с параметрами торфа: зольностью и насыпной плотностью. Датирование керна по 210Pb показало для глубины 17-19 см возраст 1963-й год, что согласуется с данными 137Cs. Датировку данного горизонта косвенно подтверждают данные зольности и насыпной плотности торфа. Перечисленное подтверждает правильность и адекватность выбранной модели датирования естественного торфяника. Пик содержания антропогенных радионуклидов в торфяных отложениях соответствует 1963-му году - дате подписания Договора о частичном запрещении ядерных испытаний, который является ориентиром для геохронологических исследований. Приведённые в исследовании результаты линейной скорости накопления, скорости накопления массы торфяной залежи и величина атмосферного потока 210Pb хорошо согласуются с данными по торфяникам Северной Европы и Европейской Cубарктики России.
Бесплатно
Моделирование петрографических структур
Статья научная
В статье изложена методика 2D-моделирования структур биминеральных горных пород в терминах вероятностей бинарных межзерновых контактов. Показано, что типовые петрографические структуры (вкрапленная, цепочечная, пойкилитовая, порфировая) и текстуры (массивная, полосчатая, шлировая) закономерно заполняют барицентрическую диаграмму (pii, pjj, pij) вероятностей контактов. Указанные структуры и текстуры соотнесены с равновесием Харди - Вайнберга. Обсуждены проблемы моделирования полиминеральных петрографических структур и текстур. Предложен новый тип структурных диаграмм. Статья посвящена памяти д. г.-м. н. Ю. А. Ткачева - известного российского специалиста в области моделирования структур осадочных горных пород.
Бесплатно
Моделирование петрографических структур. Статья 2
Статья научная
Для целей моделирования и классификации структур и текстур биминеральных горных пород предложена диаграмма нового типа - барицентрический тетраэдр (piii, piij, pijj, pjjj) вероятностей тернарных межзерновых контактов. Рассчитано положение линии равновесия Харди - Вайнберга. Установлены соответствия между полями и границами классификации в барицентрическом тетраэдре и ранее предложенном барицентрическом треугольнике (pii, pij, pjj) вероятностей бинарных межзерновых контактов. Обсуждены перспективы классификации петрографических структур и текстур в барицентрическом тетраэдре на основе классификации Ньютона кривых 3-го порядка.
Бесплатно
Моделирование фазовых преобразований в глинистом известняке при импактном воздействии
Статья научная
Преобразование карбонатного вещества мишени во время импактного процесса остается слабоизученным. Фазовые изменения силикатных осадочных пород с высокой долей карбонатного вещества, а также известняков с глинистой и углеродистой компонентами остаются вообще не исследованными. Для выявления характера фазовых трансформаций подобных объектов нами впервые была выполнена экспериментальная работа по моделированию импактного процесса короткоимпульсным лазерным воздействием на битумосодержащий глинистый известняк. В процессе воздействия лазерного импульса на вещество мишени нами достигнуты температуры (~2200 К) и давления (~24 ГПа), соизмеримые с расчетными данными при образовании крупных импактных структур. Экспериментально установлено плавление и раскристаллизация карбонатного расплава с образованием промежуточных фаз и кальцита. Выявлено образование импактного стекла из глинистой составляющей протолита, а также зафиксировано преобразование углеродистого вещества.
Бесплатно
Модель докембрия Тимано-Печорского геоблока
Статья научная
На основе информации о строении приповерхностных структур и нижнеархейском кристаллическом фундаменте, который является основным элементом 3D-геолого-геофизической модели верхней части литосферы, составлена модель докембрия Тимано-Печорского геоблока. Модель существенно корректирует существующие представления о фундаменте Тимано-Печорского геоблока с разделением докембрийского мегакомплекса на 7 структурных зон. Подчеркнута роль субширотных дислокаций и диагональных разломов.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты модельных экспериментов по извлечению химических элементов из многокомпонентных растворов биомассой микроскопических грибов. Полученные данные свидетельствуют о том, что сорбционное сродство элементов к грибной биомассе как сорбенту соответствует следующему ряду: Bi ≈ Sn ≈ Pb ≈ Fe ≈ Hg ≈ (Sb) ≈ Cr > Cd ≈ Zn ≈ Cu ≈ V ≈ Se > Co ≈ Mn ≈ (Sb) ≈ As ≈ Ni ≈ Sr, который отражает непростой характер взаимодействия и взаимовлияния элементов в многокомпонентной системе. С помощью сканирующей электронной микроскопии на грибной биомассе обнаружены полиметалльные новообразования сложного состава, представленные тонкими ксеноморфными частицами (фазами, зернами), а также хорошо ограненными кристаллами, их сростками и двойниками, что доказывает потенциальную возможность масштабного металлоносного биоминералообразования в органогенных седиментолитах. Сложный механизм извлечения химических элементов из многокомпонентных растворов реализуется в несколько этапов: первоначальный этап начинается с физико-химической сорбции (за счет электростатического и ван-дер-ваальсового взаимодействий), в дальнейшем протекает ионный обмен или комплексообразование с последующим восстановлением некоторых сорбированных ионов металлов.
Бесплатно
