Научные статьи. Рубрика в журнале - Вестник геонаук
Статья обзорная
На северо-западе Восточно-Европейской равнины широко распространены погребенные долины, глубоко врезанные в дочетвертичные породы. Их происхождение является давней проблемой четвертичной геологии северо-запада России. К настоящему времени накопились геологические данные для ее решения. Проведенный обзор фондовых и опубликованных материалов позволил выявить особенности геологического строения погребенных долин Санкт-Петербурга, Ленинградской, Псковской и Новгородской областей, а также соседних территорий Восточно-Европейской равнины - Калининградской области, Эстонии, Латвии, Литвы и Беларуси. Полученные данные о строении погребенных долин свидетельствуют о том, что только доледниковой речной эрозией объяснить формирование таких долин не всегда возможно, а также позволяют предположить, что некоторые погребенные долины северо-запада России являются туннельными долинами и сформировались в результате водно-ледниковой субгляциальной эрозии, так же как и на соседних территориях.
Бесплатно
Подводно-морские вулканиты в верхнерифейских отложениях Пай-Хоя
Статья научная
В верхнерифейском разрезе Пай-Хоя описана ассоциация вулканогенно-осадочных и вулканогенных пород (травертин - гиалокластит - лавокластит), присутствие которой является индикатором начального этапа подводного вулканизма. Травертин обнаружен на контакте линзовидного тела вторичных микробиальных доломитов и субмаринных вулканогенных образований. Он содержит обломки основного вулканита, погруженные в неоднородный карбонатный матрикс, имеющий сложное строение и состоящий преимущественно из доломита с незначительной примесью железистого хлорита, биотита, мусковита, сульфида и гидроксида железа. Выделено четыре генерации карбоната, различающиеся по морфологии и генезису и отражающие этапность эпигенетических преобразований и процессов минералообразования. Изотопный состав углерода и кислорода указывает на образование карбоната в мелководных условиях тепловодного бассейна. Гиалокластиты, сложенные округлыми обломками основного вулканита и глинисто-слюдистым заполнителем, по химическому составу соответствуют щелочным базальтам островодужного этапа. В глинистой фракции заполнителя преобладают железистый хлорит и иллит. Присутствие иллита обусловлено седиментационно-диагенетическим преобразованием осадка в щелочной среде. Cостав литокластов в лавокластите повторяет состав гиалокластов. По петрохимическим показателям он аналогичен низкотитанистым магнезиальным щелочным андезибазальтам среднеморозовской подсвиты. Oбразование рассмотренной ассоциации проходило на месте микробиальной постройки, располагавшейся поблизости от магматического очага. Формирование травертина происходило за счет взаимодействия катионов Ca, Mg, Fe с угле кислотой из гидротермального раствора или выделяющейся при разложении захороненной биогенной массы. Появление гиалокластитов фиксирует однократный пеплово-лавововый выброс, предшествующий накоплению пластовых вулканитов и вулканомиктовых терригенных пород морозовской свиты.
Бесплатно
Статья научная
Наноструктурированные 3D-матрицы на основе монодисперсных сферических частиц кремнезема в настоящее время вызывают значительный интерес в связи с перспективами их широкого применения в синтезе новых нанокомпозитных материалов. При этом одна из основных проблем, мешающих их широкомасштабному синтезу, связана с нестабильным поведением тетраэтоксисилана (ТЭОС) в процессе его гидролиза и, как следствие, с плохой воспроизводимостью размеров формирующихся частиц кремнезема при заданных условиях. На основании исследования элементного состава примесей в опаловых матрицах кремнезема, полученных из тетраэтоксисилана различных производителей, нами были продолжены исследования по изучению факторов, влияющих на размеры формирующихся частиц. Для решения этой задачи образцы надмолекулярных структур, полученных из ТЭОС различных производителей, были исследованы методом ICP-MS на содержание в них элементов-примесей. Показано, что содержание элементов в исходном ТЭОС коррелирует с отклонениями размеров формирующихся частиц кремнезема. Проведенные эксперименты по синтезу сферических частиц с введением добавок ряда определенных ранее элементов подтверждают полученную зависимость. Более того, обнаружено, что наличие в системе некоторых элементов-примесей повышает монодисперсность размеров формирующихся частиц кремнезема, что является принципиально важным шагом в решении проблемы получения частиц кремнезема заданного размера с высокой воспроизводимостью результатов. Полученные результаты являются важными для понимания особенностей формирования надмолекулярных структур кремнезема в природе.
Бесплатно
Подготовка тетраэтоксисилана для получения сферических частиц кремнезема. Часть 1. Ультрафильтрация
Статья научная
В работе рассмотрена проблема нестабильности гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) в среде этанола в присутствии аммиака в качестве катализатора с целью получения монодисперсных сферических частиц кремнезема заданного размера. Известно, что наличие различных примесей влияет на скорость образования частиц и, как следствие, на их размеры, монодисперсность и форму. Для решения данной проблемы нами впервые исследованы возможности применения ультрафильтрации для используемых в процессе гидролиза исходных тетраэтоксисилана и этанола через гидрофобные фильтры с размерами пор 50 нм. В обоих случаях после фильтрации отмечено значительное снижение интенсивности светорассеяния. Элементный анализ отфильтрованных примесей показал значительное содержание твердых фаз состава SiO2 в тетраэтоксисилане, а также целого ряда примесей в этаноле. Проведенные эксперименты по синтезу частиц кремнезема из предварительно отфильтрованных компонентов показали, что формирующиеся при этом частицы кремнезема обладают большей степенью монодисперсности, а их размеры - значительно более высокой воспроизводимостью, независимо от используемого тетраэтоксисилана. Таким образом, согласно полученным данным, ультрафильтрация является одним из эффективных способов решения проблемы нестабильности в синтезе монодисперсных сферических частиц кремнезема.
Бесплатно
Статья научная
Монодисперсные сферические частицы кремнезема как основа для создания надмолекулярных 3D-матриц в настоящее время вызывают растущий интерес в связи с перспективами их широкого применения в синтезе новых нанокомпозитных материалов. При этом одна из основных проблем их широкомасштабного синтеза связана с нестабильным поведением тетраэтоксисилана (ТЭОС) в процессе гидролиза, что приводит как к отклонению самих частиц от заданного размера, так и их формы от сферической. В данной работе на основании исследования тетраэтоксисилана различных производителей нами были продолжены работы по определению основных факторов, способных оказывать влияние на процесс гидролиза тетраэтоксисилана и, как следствие, на монодисперсность и размеры формирующихся частиц, а также тех факторов, влияние которых незначительно. Для этого все образцы ТЭОС были исследованы различными физико-химическими методами анализа, включающими в себя ИК-Фурье и рамановскую спектроскопии, а также газовую хромато-масс-спектрометрию. В результате было показано, что наличие ди- и трисилоксанов в системе не оказывает значительного влияния на размеры формирующихся частиц кремнезема, при этом значительно увеличивая скорость образования сфер кремнезема. Более того, присутствие в исходном силане метоксильных групп и незначительное содержание этанола в системе также не влияет на стабильность размеров формирующихся частиц. В то же время замена части этоксильных групп в исходном ТЭОС на метильные или этильные как не способные участвовать в реакции гидролиза привносит значительный вклад в отклонение размеров формирующихся частиц кремнезема для различных образцов тетраэтоксисилана. Полученные результаты по влиянию примесей на размеры формирующихся глобул кремнезема являются важными, в том числе и для понимания процессов формирования природных надмолекулярных структур кремнезема.
Бесплатно
Подземные воды среднеюрских отложений южных районов Республики Коми
Статья научная
Показаны особенности химического состава пресных подземных вод среднеюрского водоносного комплекса южных районов Республики Коми, являющегося основным источником питьевого водоснабжения. Подземные воды в основном приурочены к подошве сысольской свиты средней юры (J2ss), сложенной кварцевыми песками, и распространены на глубинах от 13.7 до 119 м. Воды приурочены к зоне активного водообмена, к районам инфильтрации атмосферных осадков на территории с гумидным климатом, имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав, околонейтральную среду, минерализацию до 0.58 г/дм3 и после предварительной водоподготовки (обезжелезивание, деманганация) могут использоваться в питьевых целях. На основании проведенных геохимических исследований и статистической обработки данных установлены основные закономерности распределения макро- и микрокомпонентов в подземных водах среднеюрских отложений, выявлены ведущие процессы формирования главных компонентов химического состава подземных вод - окисление, гидролиз, катионный обмен и восстановление сульфатов.
Бесплатно
Позднеголоценовые мелкие млекопитающие из местонахождений долины реки Шаръю (гряда Чернышева)
Статья научная
Голоценовая история фауны мелких млекопитающих представляет интерес как пример трансформации сообществ под воздействием естественной динамики климата. Объектами изучения являлись 2720 щечных зубов мелких млекопитающих из местонахождений долины р. Шаръю (левый приток р. Усы), которые исследовались стандартными палеонтологическими методами. Для датирования ископаемых комплексов использовался 14С УМС-метод. Местонахождения представляют собой зоогенные скопления с массовыми остатками позвоночных животных. В результате описаны две фазы развития микротериофауны гряды Чернышева: субатлантического и современного периодов. Установлено, что в субатлантическое время микротериофауна гряды Чернышева имела типичный лесной облик и была практически идентична синхронным сообществам мелких млекопитающих Приполярного Урала и сильно контрастировала с сообществами восточного макросклона Полярного Урала. Различия в видовых составах костных остатков грызунов из Шаръю-2 и Шаръю-3, очевидно, связаны с деятельностью разных видов пернатых хищников (дневных хищников и сов). Различия современных комплексов мелких млекопитающих гряды Чернышева и сопредельных территорий объясняется тафономическими причинами.
Бесплатно
Статья научная
Трахиты цилемской дайки Среднего Тимана относится к породам шошонитовой серии. Они имеют микропорфировую с бостонитовой основной массой структуру. В трахитах установлены две разновидности калиевого полевого шпата. Лейсты основной массы сложены магматическим санидином, а мелкие зерна по краям субизометричных выделений позднего кварца - гидротермальным микроклином. Проведенное датирование трахитов K-Ar-методом дало возраст 365±8 млн лет, что позволяет считать, что внедрение щелочной дайки происходило в позднедевонское время.
Бесплатно
Позднедевонско-раннекаменноугольные изолированные карбонатные платформы на севере Урала и Пай-Хоя
Статья научная
В статье рассматриваются изолированные карбонатные платформы, разрезы которых известны на Приполярном Урале (бассейн р. Большая Надота, скважины Юнъяхинской и Левогрубеюской площадей) и Северо-Западном Пай-Хое (бассейн р. Лымбадъяха, побережье Баренцева моря). Выделены три этапа их развития - франский, фаменско-турнейский и визейско-серпуховский. Для каждой платформы построены модели седиментации, проведен анализ мощностей сводных разрезов, построены кривые погружения; выявлены сходство и различия в истории их формирования и структуре. Тектоническое заложение во фране - раннем фамене внутришельфовых впадин (Кожимская - на Приполярном Урале, Коротаихинская - на Пай-Хое) обусловило возникновение изолированных карбонатных платформ. Дальнейшее развитие последних контролировалось преимущественно эвстатическими колебаниями уровня моря. Платформы отличаются по времени существования (Полярноуральская - поздний фран-серпухов, Пай-Хойская - ранний фамен-турне), рельефу, фациальной неоднородности и размерам. Изолирующие внутришельфовые впадины также имели разные размеры (Кожимская была крупнее, чем Коротаихинская). Кроме того, Полярноуральская изолированная карбонатная платформа относится к тепловодному типу, а Пай-Хойская - к прохладноводному.
Бесплатно
Статья научная
Проведено литологическое изучение и диатомовый анализ донных отложений малых озер, относящихся к категории изолированных бассейнов, расположенных на баренцевоморском побережье Кольского региона. На основе полученных новых данных в районе пос. Териберка и опубликованных данных для других районов побережья выполнено стратиграфическое расчленение осадочных последовательностей и в них в качестве стратогенов выделены литолого-стратиграфические единицы (ЛСЕ). Установлено, что на баренцевоморском побережье приледниковый водоем во время дегляциации был морским, осадки пресноводного приледникового водоема (ЛСЕ 1) здесь не формировались. В котловинах озер, изолированных от моря, в осадочных последовательностях установлены: осадки солоноватоводного приледникового водоема (ЛСЕ 2), позднеледниковые солоновато-водные отложения (ЛСЕ 3), морские осадки (ЛСЕ 4), осадки водоема-залива, отчленяющегося от моря (ЛСЕ 5), осадки меромиктического озера (ЛСЕ 6), пресноводные отложения водоема береговой зоны моря (ЛСЕ 7), осадки пресноводного озера с повышенной минерализацией воды, образовавшиеся во время раннесреднеголоценовой трансгрессии тапес (ЛСЕ 8), современные озерные отложения (ЛСЕ 9).
Бесплатно
Позднечетвертичная микротериофауна бассейна р.Кожым (Приполярный Урал)
Статья научная
Представлены результаты изучения микротериофауны пяти местонахождений пещерного типа на р. Кожым. Описаны четыре фазы развития микротериофауны Приполярного Урала: аллереда, позднего дриаса, раннего голоцена и субатлантика. Показано значительное своеобразие фауны изученных местонахождений по сравнению с микротериофауной других районов севера Восточной Европы и процесса преобразования этой фауны по сравнению динамикой природной среды и климата.
Бесплатно
Положение границы Тиманской и Устьярегской свит (средний-верхний девон) на Южном Тимане
Статья научная
Приведены новые данные о литологическом строении стратотипического разреза устьярегской свиты франского яруса на Южном Тимане. Выделены осадочные циклиты и построена кривая относительного изменения уровня моря. Установлен локальный размыв внутри отложений устьярегской свиты, а также резко трансгрессивно залегающая пачка, являющаяся хорошим региональным репером и отражением события Genundewa. Граница тиманской и устьярегской свит проходит в основании пачки мелкозернистых песчаников и алевролитов, нижняя часть которой представлена нефтеносным пластом I. На поверхности нами установлена только верхняя часть этого нефтеносного пласта.
Бесплатно
Полуцилиндрическая кристаллографическая проекция
Статья научная
Описана методика экспрессного кристалломорфологического анализа на базе цилиндрического гониометра. Для гониометра рассчитаны градусная сетка и палетка, позволяющие вычислять индексы граней, а также кристаллографические зоны. На примере округлого алмаза уральского типа и плоскогранного кальцита показаны быстрые методы расчета кристаллографических параметров криволинейных и плоскогранных форм кристаллов.
Бесплатно
Статья научная
Проведены эксперименты по синтезу нанокомпозитных материалов на основе надмолекулярных структур кремнезема, состоящих из монодисперсных сферических частиц диаметром 300 нм, и металлов I группы периодической системы Au и Ag. Определены основные условия (предварительная подготовка, тип используемого восстановителя, концентрация металла и время выдержки), позволяющие получать нанокомпозитные материалы с различной степенью и формой вхождения металлических частиц как на поверхность сфер кремнезема, так и в пустоты упаковки между ними. Полученные нанокомпозиционные материалы могут найти широкое применение в различных областях оптики, электроники, катализа.
Бесплатно
Пористость и сорбционные свойства цеолитов, синтезированных из угольной золы уноса
Статья научная
Зола уноса, образующаяся при сжигании угля для производства энергии и тепла, относятся к промышленным отходам, огромные скопления которых представляют серьезную экологическую угрозу. Разработка технологий её утилизации является актуальной проблемой. В рамках возможных экологических и экономических рисков использование сорбентов на основе золы уноса для очистки сточных вод представляет собой альтернативу индустриальным материалам. В работе представлены результаты экспериментальных исследований цеолитов, полученных гидротермальным автоклавным способом из золы уноса ТЭЦ (г. Воркута). Исходная зола и синтезированные материалы характеризовались с помощью сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и др. Выявлены характеристики синтезированных цеолитов: удельная площадь поверхности, объем микро- и мезопор, общий объем пор. Экспериментальные результаты показали, что новые материалы могут быть успешно использованы для извлечения из водных растворов аммония, бария, стронция и естественных радиоактивных элементов: урана, радия, тория.
Бесплатно
Предварительная минералогическая оценка отходов углеобогатительной фабрики "Кузнецкая"
Статья научная
Зачастую при решении производственных задач для общего понимания состава сырья и выбора метода его переработки достаточно провести предварительную оценку методом оптико-минералогического анализа на начальных этапах технологических изысканий, что также поможет определить вектор дальнейших исследований. Материалом первичной минералогической оценки являлась проба отходов центральной обогатительной фабрики «Кузнецкая». При проведении минералогического изучения был использован метод оптико-минералогического анализа. Отходы фабрики отнесены к техногенному минеральному сырью первой группы. Показана необходимость вовлечения отходов угледобычи в повторную комплексную переработку с обязательным проведением минералого-технологической оценки, определяющей методы подготовки сырья к переработке и технологию его обогащения. Сделан вывод, что для первичной концентрации угля из хвостов можно применить гравитационные методы обогащения.
Бесплатно
Статья научная
Проанализированы особенности спектров слабоупорядоченных графитоподобных веществ при возбуждении комбинационного рассеяния света лазерами с разной длиной волны - 633, 515 и 244 нм. Показаны преимущества использования ультрафиолетовой рамановской спектроскопии (244 нм) по сравнению с видимой (633, 515 нм). Впервые описаны спектроскопические характеристики нанокристаллического графита, стеклоподобного углерода и шунгита, полученные на ультрафиолетовом излучении. Особенности метода ультрафиолетовой спектроскопии комбинационного рассеяния света могут быть полезны для проведения фазового анализа поликомпонентных углеродных веществ, содержащих sp2- и sp3-углерод.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты минералого-кристаллохимических исследований тонкодисперсных продуктов выветривания железистых кварцитов Криворожского железорудного бассейна. Для характеристики вещества использованы методы высокоразрешающей электронной микроскопии, химического и термического анализов, рентгеновской дифракции, ИК- и мёссбауэровской спектроскопии. Показано, что в результате омагничивания продуктов выветривания кварцитов в восстановительных условиях, происходит преобразование гематита и гётита в магнетит различной степени стехиометрии.
Бесплатно
Статья научная
Результаты изучения разреза Безымянный на поднятии Чернова позволяют предположить штормовой режим седиментации с преобладанием волновой турбулентности в венлоке и относительно высокие темпы осадконакопления. В разрезе выделены четыре интервала с прижизненными захоронениями донных сообществ и остатков минерализованной биоты, замещенных пиритом в строматолитах. Образование пирита связывают с аноксидными условиями, создавшимися сразу после гибели организмов. Полученные результаты расширяют возможность реконструкции эволюции древних экосистем в раннем силуре.
Бесплатно
Статья научная
Ключевым методом изучения осадочных и торфяных отложений в антропоцене является 210Pb-датирование, применяемое во временном диапазоне 100-150 лет. Моделирование по методу Монте-Карло использовано для оценки погрешности 210Pb-датирования. Подход реализован в формате электронных таблиц MS Excel, в которых расчетными параметрами являются диаметр керна, период полураспада 210Pb, глубина слоя, сухая масса слоя, общее содержание 210Pb и концентрация 226Ra. Метод апробирован при датировании торфяных кернов, отобранных в Приморском и Мезенском районах Архангельской области, с последующим расчетом темпов осадконакопления.
Бесплатно
