КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 14-17-00048

НазваниеНовые формы концентрации химических элементов в молодых близповерхностных минералообразующих системах

РуководительПущаровский Дмитрий Юрьевич, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова", г Москва

Года выполнения при поддержке РНФ2014 - 2016

КонкурсКонкурс 2014 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-211 - Кристаллография и кристаллохимия минералов

Ключевые словаминералогия, кристаллохимия, современное минералообразование, молодые вулканиты, новый минерал, гипергенез, техногенез, биогенное вещество, посткристаллизационные преобразования

Код ГРНТИ38.35.00


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Проект направлен на комплексное исследование большой группы минералов, в первую очередь новых и малоизученных, которые сформировались в близповерхностных системах, имеющих молодой возраст, вплоть до современных образований. Цели: выявление закономерностей воздействия физических и химических особенностей минералообразующих сред или процессов посткристаллизационного преобразования на состав и структурные особенности минералов; установление механизмов фракционирования, путей и форм концентрации слагающих их химических элементов; детальная характеристика, в т.ч. структурная, новых минералов; реконструкция минералообразующих процессов, которые близки к процессам, происходящим в техносфере и экосфере. Объекты исследования: (1) пневматолитовая и гидротермальная минерализация в молодых вулканитах; (2) подвергшиеся различным изменениям силикатно-карбонатные ксенолиты в щелочных лавах; (3) эксгаляционная минерализация; (4) минерализация, связанная с металлургическими шлаками; (5) обогащенные активным азотом и халькофильными элементами биогенные образования; (6) продукты земного выветривания железных метеоритов; (7) ассоциации минералов, подвергшихся в недавнее время посткристаллизационным преобразованиям в процессах ионного обмена, выщелачивания, гидратации, дегидратации, окисления, карбонатизации и др. Эти объекты, чей молодой возраст является их неотъемлемой характеристикой, связанной с неустойчивостью многих формирующихся здесь минералов к воздействию выветривания или метаморфизма, выделяются, при недостаточной изученности, яркой минералогической индивидуальностью, широким минеральным и структурным разнообразием с существенной долей эндемичных видов. Эти системы имеют аналоги в техносфере (некоторые из таких аналогов будут также изучаться), по сравнению с которыми формировались на протяжении существенно более длительного времени. Это делает их: (а) яркими модельные объектами для понимания того, как будет развиваться соответствующая техногенная система во времени; (б) уникальным источником кристаллического вещества для исследований, поскольку долгоживущие природные системы «производят» более крупные и совершенные индивиды минералов, чем их техногенные аналоги. Всё это обусловливает актуальность запланированных исследований, которые носят фундаментальный характер, но их результаты могут быть впоследствии использованы в химических и горнодобывающих технологиях, при защите конструкций от разрушения, в прикладной экологии. Сравнительный и обобщающий аспекты минералогенетического и генетико-кристаллохимического анализа этих формационно разнородных систем, в т.ч. в связи с техногенными образованиями, делают поставленную задачу принципиально новой, а слабая изученность каждой из перечисленных систем позволяет надеяться на значительную новизну научных результатов фундаментального характера, в т.ч. в части открытия новых минеральных видов. Планируется использовать комплекс широкий методов (электронная микроскопия и электронно-зондовый микроанализ, рентгенография и рентгеноструктурный анализ, ИК- и КР-спектроскопия, калориметрия, ионометрия, масс-спектрометрия, термогравиметрия, газовохроматографический анализ, методы экспериментального моделирования посткристаллизационных трансформаций и др.), что позволит не только разносторонне охарактеризовать изучаемые минералы, но и получить достоверную информацию о процессах их образования и преобразования.

Ожидаемые результаты
В ходе реализации настоящего проекта предполагается детально изучить продукты различных процессов, происходящих или происходивших в недавнем (с геологической точки зрения) прошлом вблизи земной поверхности и, в частности, влияющих на состояние экосферы. По широте охвата подобных объектов (молодые вулканиты, современные активные фумарольные системы, природные иониты, биогенные системы, продукты выветривания железных метеоритов, металлургические шлаки и силикатные техногенные материалы), а также по совокупности привлекаемых методов их исследования проект не имеет аналогов в мировой практике. В ходе выполнения проекта планируется получить следующие результаты. - планируется получение значительного объема новых данных по составу акцессорной минерализации в позднеплейстоценовых санидинитах Айфеля (Германия), в том числе ряд новых минеральных видов и разновидностей, содержащих редкоземельные элементы, торий и уран (благодаря молодому возрасту, эти минералы здесь не метамиктны, что позволит изучить их кристаллическую структуру с помощью методов рентгеноструктурного анализа); - будет изучен минеральный состав и реконструирована последовательность минералообразования в переработанных известковых ксенолитах – аналогах обсуждаемых ниже цементных материалов – из молодых вулканитов Айфеля, включая детальное кристаллохимическое исследование присутствующих в них новых минералов, в частности, силикатов Ca, Na, K; будут детально исследованы железистые марганцевые пироксеноиды структурных типов бустамита, родонита и пироксмангита из этих образований, нехарактерных для проявлений подобной минерализации, что делает последнюю весьма специфичной; - будет впервые исследована эволюция форм концентрации серы и углерода на всех стадиях получения, созревания и термической обработки СКАС-монолита – нового цементного материала, получаемого путём утилизации золы ТЭЦ и предназначенного для иммобилизации радиоактивных отходов; в частности, будут установлены механизмы трансформации сульфидной серы в сульфатную, факторы, предотвращающие разрушение материала вследствие «сульфатной атаки», роль сульфатов и карбонатов (кристаллизующихся в процессе созревания СКАС-монолита) в качестве компонентов связующего, термическая устойчивость карбонатных и сульфатных компонентов СКАС-монолита; параллельно будут детально изучены химический состав, кристаллическая структура и физические свойства потенциально нового минерала – члена группы эттрингита с высокими содержаниями бора и алюминия, представляющего практический интерес в качестве возможного агент «сульфатной атаки» в цементах; - на примере современных постэруптивных процессов на вулканах Камчатки будут комплексно охарактеризованы новые типы минерализации как собственно эксгаляционного типа, так и комбинированные, в формировании которых принимают участие, кроме процессов сублимации, поверхностные низкотемпературные процессы; будут детально изучены новые минералы такого генезиса, относящиеся к классам галогенидов, боратов, селенитов; будут исследованы причины и характер селективности эксгаляционных фаз в отношении переходных элементов (Cu, Zn, Mn, Ti и др.); будут получены сравнительные данные по вхождению халькофильных элементов в минералы вулканических фумарольных и сходных с ними экзогенных и техногенных систем, в первую очередь возгонов подземных пожаров; - на примере современной «полутехногенной» минералообразующей системы древних металлургических шлаков Лавриона (Греция), взаимодействующих с морской водой, будут получены новые данные о кристаллохимии и поведении токсичных элементов (Pb, As, Cu и др.) в присутствии хлоридного и сульфатного анионов в относительно восстановительной обстановке, где возможно формирование наиболее опасных для человека кислородных соединений трехвалентного мышьяка; - планируется получить принципиально новые для минералогии и во многом новые для химии металлорганических соединений данные в результате изучения материала из зон контакта залежей гуано, обогащенных реакционноспособными фазами, несущими азот в разных формах, с породами, содержащими медную минерализализацию, на уникальном в минералого-геохимическом отношении месторождении Пабеллон де Пика (Тарапака, Чили); особое внимание при этом будет уделяться необычным формам нахождения меди; будут детально изучены новые минералы, включая оксалаты, органические комплексы и амминокомплексы меди; - на примере выветрелых в разной степени фрагментов метеорита Дронино будут впервые получены данные об эволюции минералообразования при природной (земной) коррозии метеоритного камасита в различных ситуациях, обусловленных вариациями исходного содержания сульфидной серы, количеством буферирующего металлического железа, водопроницаемостью системы; предполагается расширить представления о гидроксидных и водных фазах, богатых как двух-, так и трехвалентным железом, в первую очередь относящихся к структурным группам гидроталькита (“green rust”) и атакамита; - будет получен большой объем новых экспериментальных данных о цеолитных свойствах не только каркасных (с каркасами из тетраэдрически и октаэдрически координированных катионов), но и слоистых минералов, в первую очередь различных силикатов с трехслойными пакетами; впервые будет выполнено сравнительное исследование результатов лабораторных экспериментов и наблюдений на природных объектах для гетерофиллосиликатов, подготовлена обобщающая работа. В связи с практической и общественной значимостью запланированных результатов можно выделить несколько аспектов: (1) Экологическая значимость. С точки зрения экологии важно знать механизмы мобилизации/иммобилизации и рассеяния токсичных элементов, в первую очередь халькофильных (Pb, As, Cd, Tl, Cu и др.). В этом плане наиболее важны запланированные исследования процессов минералообразования в эксгаляционных, фумарольных системах (газовый транспорт халькофильных элементов) и в древних металлургических шлаках (перенос тяжелых металлов гидросферными агентами). (2) Материаловедческие приложения. Метасоматоз ксенолитов силикатно-карбонатных пород в лаве аналогичен технологическому процессу производства цементного клинкера. Несмотря на обилие публикаций по цементным материалам, химизм и кристаллохимические механизмы процессов созревания цементных материалов, формирования связующего, карбонатизации и разрушения вследствии «сульфатной атаки» изучены недостаточно из-за малых размеров индивидов вовлекаемых в эти процессы минеральных фаз. Метаморфизованные ксенолиты силикатно-карбонатных пород содержат достаточно крупные индивиды подобных минералов, среди которых наши предварительные исследования позволили выявить ряд потенциально новых минеральных видов. Некоторые из них, в первую очередь, относящиеся к группе эттрингита, являются структурными аналогами главных агентов «сульфатной атаки» в цементах. Исследование кристаллохимии продуктов земного выветривания метеоритного камасита, где разнообразные OH- и H2O-содержащие минералы железа и никеля дают значительно более крупные кристаллы, чем у их техногенных аналогов, поможет в развитии важной отрасли материаловедения, изучающей коррозию черных металлов. (3) Фундаментальное и прикладное значение открытия и детального изучения новых минеральных видов. Открытие каждого нового минерала расширяет представления не только о природных формах концентрации химических элементов и о химизме процессов минералообразования, но и о кристаллическом веществе в целом: существенно более половины открываемых сегодня минералов не имеет искусственных аналогов, а около четверти относится к ранее неизвестным структурным типам. Среди новых минералов немало носителей технологически важных свойств, которые дают ключ к решению практических задач по созданию новых функциональных материалов с заданными свойствами (ионитов, сорбентов, полупроводников, ионных проводников, катализаторов, носителей катализаторов, оптически активных кристаллов и т.д.), а иногда и выступают их прямыми прототипами. Кроме того, число открываемых минералов справедливо считается одним из главных индикаторов уровня развития минералогической науки в той или иной стране. По этому показателю Россия сегодня является одним из двух – наряду с США – мировых лидеров. (4) Полученные в ходе выполнения проекта ИК-спектры детально охарактеризованных образцов минералов и результаты их интерпретации на кристаллохимической основе войдут в фундаментальную монографию по ИК-спектроскопии минералов, которую планируется опубликовать в 2016 году.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2014 году
1. В фумарольных отложениях вулкана Толбачик (Камчатка) открыта и исследована не имеющая аналогов калиево-цинковая хлоридная и боратно-хлоридная минерализация, формирующаяся в температурном интервале от как минимум 350 до 30-50º C. Она представлена четырьмя новыми минералами – это меллицинкалит K3Zn2Cl7, флинтеит K2ZnCl4, криобостриксит KZnCl3•2H2O и чубаровит KZn2(BO3)Cl2. Хлориды K и Zn и борат с видообразующим Zn найдены в природе впервые. Для всех четырех новых минеральных видов проведен полный комплекс минералогических исследований и на монокристаллах решены кристаллические структуры. Меллицинкалит и чубаровит представляют новые структурные типы. Прослежена эволюция K-Zn-Cl минерализации на фоне спада температуры. 2. В выбросах плейстоценового вулкана близ Лаахерского озера (Айфель, Германия) на контакте санидинита с ксенолитом Mn-содержащих метаморфитов выявлен ряд марганцевых пироксеноидов необычного состава, включая новый минеральный вид мендигит Mn2Mn2MnCa(Si3O9)2 – самый богатый марганцем член группы бустамита. В его структуре три из четырех катионных позиций являются Mn-доминантными. 3. Изучены минералогия, механические свойства и пористость СКАС-монолита – созревавшей от 7 до 20 лет разновидности высокобелитового цемента, получаемой в процессе утилизации золы уноса ТЭЦ. В нем в значительном количестве обнаружен новообразованный Ca-силикат состава Ca3(Si2O5)(OH)4, имеющий, судя по рентгенографическим данным, структуру турбостратного серпентина. Показано, что постепенное разложение пирита, образующегося на ранних стадиях созревания СКАС-монолита, создает кислую среду и способствует появлению гипса вместо минералов группы эттрингита – главных агентов «сульфатной атаки», явления, сильно понижающего прочность цемента. 4. Выполнено исследование минеральных ассоциаций контактовой зоны залежи гуано с сульфидоносным габбро на горе Пабеллон-де-Пика (Тарапака, Чили). Здесь открыты очень необычные по составу новые минералы чанабаяит Cu4(N3C2H2)4(NH3)4Cl2(Cl,OH)2•H2O, первое найденное в природе соединение, содержащее триазолятный анион, и шиловит Cu(NH3)4(NO3)2, тетрамминнитрат меди , а также выявлен ряд других кристаллических органических соединений меди и ее комплексов с азотсодержащими лигандами. 5. На материале из трех небольших скоплений гуано птиц (Кольский полуостров) изучен и переопределен тиннункулит, ранее известный только в техногенных системах. Показано, что он является кристаллическим дигидратом мочевой кислоты C5H4N4O3•2H2O. 6. В контактировавших с морской водой в течение двух с половиной тысячелетий античных металлургических шлаках Лавриона (Греция) обнаружен и структурно изучен хлорарсенит свинца и одновалентной меди Pb6Cu+(AsO3)2Cl7. В его необычной структуре содержатся пирамидальные группы (AsO3)3- и (CuCl3)-, образующие пары [Cl3Cu–AsO3] с расстоянием Cu – As 2.354 Å. 7. Экспериментально установлено, что гетерофиллосиликаты мурманит, ломоносовит и эпистолит обладают существенной обменной емкостью в отношении халькофильных элементов (Ag, Cu, Zn), замещающих Na. Расшифровка кристаллических структур их катион-замещенных форм, а также уточнение структуры вигришинита – природного аналога Zn-замещенного мурманита – и решение структуры обогащенного кальцием мурманитоподобного минерала показали, что титановые и ниобиевые члены группы эпистолита принципиально различаются по механизму вхождения двухвалентных катионов в позиции Na внутри трехслойного HOH-пакета: в титановых минералах наблюдается избирательное замещение Na на Zn или Ca во внешних гетерополиэдрических (H) слоях пакета, но не в его внутреннем октаэдрическом (O) слое, а в ниобиевых минералах – наоборот. Это обусловлено необходимостью соблюдения локального баланса зарядов на анионах внутри каждого слоя. В отличие от двухвалентных катионов, ионы Ag+ способны с одинаковой эффективностью замещать натрий во всех трех типах его позиций – в H-слоях, в O-слое и (в ломоносовите) в межпакетном пространстве. Найденные закономерности распределения двухвалентных катионов при ионообмене одинаковы для природных и лабораторно модифицированных гетерофиллосиликатов.

 

Публикации

1. Зубкова Н.В., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Ван К.В., Пущаровский Д.Ю., Катеринопулос А., Вудурис П., Магганас А. The crystal structure of Pb6Cu+(AsO3)2Cl7, a novel arsenite phase from the ancient slags of Lavrion, Greece. Zeitschrift fur Kristallographie-Crystalline Materials, 230(3), 145-149 (год публикации - 2015).

2. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Япаскурт В.О., Лыкова И.С., Белаковсвкий Д.И., Вигасина М.Ф., Сидоров Е.Г., Бритвин С.Н., Пущаровский Д.Ю. New zinc and potassium chlorides from fumaroles of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia: mineral data and crystal chemistry. I. Mellizinkalite, K3Zn2Cl7. European Journal of Mineralogy, 27, 247-253 (год публикации - 2015).

3. Пеков И.В., Кривовичев С.В., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Сидоров Е.Г. Авдонинит: новые данные, кристаллическая структура и уточненная формула K2Cu5Cl8(OH)4•2H2O / Avdoninite: new data, crystal structure and refined formula K2Cu5Cl8(OH)4•2H2O Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 3, 55-69 (год публикации - 2015).

4. Чуканов Н.В., Аксенов С.М., Расцветаева Р.К., Ван К.В., Белаковский Д.И., Пеков И.В., Гуржий В.В., Шюллер В., Тернес Б. МендигитMn2Mn2MnCa(Si3O9)2- новый минеральный вид группы бустамита из вулканического района Айфель, Германия / Mendigite, Mn2Mn2MnCa(Si3O9)2, a new mineral species of the bustamite group from the Eifel volcanic region, Germany Записки Российского минералогического общества [Geology of Ore Deposits], 2, 48-60 [57(8), 721-731] (год публикации - 2015).

5. Чуканов Н.В., Бритвин С.Н., Мён Г., Пеков И.В., Зубкова Н.В., Нестола Ф., Касаткин А.В., Дини М. Shilovite, natural copper(II) tetrammine nitrate, a new mineral species Mineralogical Magazine, 79(3), 613-623 (год публикации - 2015).

6. Чуканов Н.В., Зубкова Н.В., Мен Г., Пеков И.В., Пущаровский Д.Ю., Задов А.Е. Чанабаяит Cu2(N3C2H2)2Cl(NH3,Cl,H2O,[Vac])4 - новый минерал, содержащий триазолятный анион / Chanabayaite, Cu2(N3C2H2)2Cl(NH3,Cl,H2O,[Vac])4, a new mineral containing triazolate anion Записки Российского минералогического общества [Geology of Ore Deposits], 2, 36-47 [57(8), 712-720] (год публикации - 2015).


Аннотация результатов, полученных в 2015 году
1. В активных фумаролах вулкана Толбачик (Камчатка, Россия) открыты восемь новых минералов: цинкоменит ZnSeO3, фармацинкит KZnAsO4, катиарсит KTiO(AsO4), меланарсит K3Cu7Fe3+O4(AsO4)4, арсмирандит Na18Cu12Fe3+O8(AsO4)8Cl5, арсеновагнерит Mg2(AsO4)F, кононовит NaMg(SO4)F и шуваловит K2(Ca2Na)(SO4)3F. Катиарсит – первый арсенатный минерал с видообразующим Ti, природный аналог важнейшего нелинейно-оптического кристаллического материала KTA. Для всех них проведен комплекс минералогических исследований, а для цинкоменита, меланарсита (новый структурный тип), арсеновагнерита и шуваловита прямыми методами на монокристаллах решены кристаллические структуры. Впервые систематически изучена минералогия оксосолей с дополнительным анионом F- в вулканических эксгаляциях, установлено, что в фумаролах окислительного типа с температурами выше 250-300 град. С минералы фтора представлены фторсиликатами, фторсульфатами, фторарсенатами и фторборатами, а с более низкими температурами – фторидами, включая фторалюминаты. Разработаны сравнительный и генетический аспекты кристаллохимии природных калий-цинковых хлоридов и хлорбората, открытых нами в 2014 году в фумарольных системах Толбачика: меллицинкалита K3Zn2Cl7, флинтеита K2ZnCl4, криобостриксита KZnCl3x2H2O и чубаровита KZn2(BO3)Cl2. 2. Детально изучен, включая определение кристаллической структуры, неметамиктный высоколантановый фторбритолит-(Ce) из санидинитов Лаахерского озера (Айфель, Германия), оценен вклад влияния кристаллохимических и геохимических факторов в формирование состава лантаноидов в редкоземельных минералах щелочных вулканитов. 3. В зоне выветривания щелочного базальта в Каленберге (Айфель, Германия) открыт новый гипергенный минерал энгельгауптит KCu3(V2O7)(OH)2Cl. 4. Выполнено комплексное исследование природного аналога синтетического цементного материала СКАС-монолита, перспективного в качестве матрицы для иммобилизации радиоактивных отходов. Это термически и метасоматически переработанный карбонатный ксенолит в щелочно-базальтовой лаве плейстоценового вулкана Беллерберг (Айфель, Германия), имеющей возраст около 13 тыс. лет. В состав этого ксенолита, как и СКАС-монолита, входят высокоглиноземистые члены изоморфного ряда геленит-акерманит, карбонаты кальция и продукты низкотемпературного изменения мелилита. Последние, в отличие от продуктов изменения мелилита в СКАС-монолите (играющих там роль связующего и представленных смесью смектита и Ca-аналога серпентина), имеют приблизительный состав CaMgSi4O10xnH2O. 5. В позднегидротермальной ассоциации на Баженовском месторождении хризотил-асбеста (Средний Урал) открыт новый борный минерал группы эттрингита татариновит, показано нахождение двух типов B-OH-групп в каналах, совместно с сульфатными и карбонатными анионами, выведена кристаллохимическая формула: Са3(Al0.70Si0.30){[SO4]0.34[B(OH)4]0.33[CO3]0.24}{[SO4]0.30[B(OH)4]0.34[CO3]0.30[B(OH)3]0.06} (OH5.73O0.27)x12H2O. 6. На материале из зоны гипергенеза семи месторождений Среднего и Южного Урала установлены и детально химически охарактеризованы две ранее неизвестные протяженные системы твердых растворов с участием анионов (CrO4)2-, (VO4)3-, (PO4)3- и (AsO4)3- в минералах структурного семейства бракебушита и родственном им фосфат-хромате эмбрейите: (1) имеющая две ветви непрерывную система неизоструктурных твердых растворов форнасит–вокеленит–эмбрейит; (2) четырехкомпонентная система, где крайними членами являются вокеленит, бушмакинит, феррибушмакинит и фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O) – первая природная система твердых растворов с широкими пределами замещения хроматного аниона на ванадатный и одновременно самую протяженную систему с участием аниона (CrO4)2- из обнаруженных в природе. 7. В зоне контакта залежи метасоматизированного гуано с сульфидоносным габбро на горе Пабеллон де Пика (Тарапака, Чили) открыты два новых минерала: антипинит KNa3Cu2(C2O4)4 и мёнит (NH3)K2Na(SO4)2. В этом же объекте установлено и структурно изучено кристаллическое металлорганическое соединение с триазолятным анионом, имеющее кристаллохимическую формулу NaCu2Cl3[C2N3H2]2[NH3]2x4H2O, вероятная протофаза безнатриевого триазолятного минерала чанабаяита.

 

Публикации

1. Зубкова Н.В., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Мён Г., Гистер Г., Япаскурт В.О., Лыкова И.С., Пущаровский Д.Ю. The crystal structure of the natural 1,2,4-triazolate compound NaCu2Cl3[C2N3H2]2[NH3]2•4H2O Zeitschrift fur Kristallographie - Crystallyne Materials, 231(1), 47-53 (год публикации - 2016).

2. Зубкова Н.В., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Шефер К., Япаскурт В.О., Пущаровский Д.Ю. Высоколантановый фторбритолит-(Се) из молодых щелочных вулканитов Айфеля (Германия) и его кристаллическая структура. Проблема катионной упорядоченности в бритолитах / Доклады Академии Наук / Doklady Earth Sciences, 464(2), 199-202 / 464(1), 936-939 (год публикации - 2015).

3. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Бритвин С.Н., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. Shuvalovite, K2(Ca2Na)(SO4)3F, a new mineral from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia European Journal of Mineralogy, 28(1), 53-62 (год публикации - 2016).

4. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Бритвин С.Н., Япаскурт В.О., Чуканов Н.В., Лыкова И.С., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. New zinc and potassium chlorides from fumaroles of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia: mineral data and crystal chemistry. III. Cryobostryxite, KZnCl3∙2H2O European Journal of Mineralogy, 27, 805-812 (год публикации - 2015).

5. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Паутов Л.А., Япаскурт В.О., Чуканов Н.В., Лыкова И.С., Бритвин С.Н., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. Chubarovite, KZn2(BO3)Cl2, a new mineral species from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. Canadian Mineralogist, 53(2), 273-284 (год публикации - 2015).

6. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Япаскурт В.О., Бритвин С.Н., Вигасина М.Ф., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. New zinc and potassium chlorides from fumaroles of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia: mineral data and crystal chemistry. II. Flinteite, K2ZnCl4. European Journal of Mineralogy, 27(4), 581-588 (год публикации - 2015).

7. Пеков И.В., Кржижановская М.Г., Япаскурт В.О., Белаковский Д.И., Чуканов Н.В., Лыкова И.С., Сидоров Е.Г. Kononovite, NaMg(SO4)F, a new mineral from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia European Journal of Mineralogy, 27(4), 575-580 (год публикации - 2015).

8. Пеков И.В., Сийдра О.И., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Бритвин С.Н., Кривовичев С.В., Шюллер В., Тернес Б. Engelhauptite, KCu3(V2O7)(OH)2Cl, a new mineral species from Eifel, Germany Mineralogy and Petrology, 109(6), 705-711 (год публикации - 2015).

9. Ханин Д.А., Пеков И.В. Минералы с бракебушитоподобными структурами: новая система твердых растворов с участием Cr6+ и V5+ Записки Российского Минералогического Общества, 2, 96-112 (год публикации - 2016).

10. Ханин Д.А., Пеков И.В., Пакунова А.В., Екименкова И.А., Япаскурт В.О. Природная система твердых растворов форнасит-вокеленит-эмбрейит и вариации химических составов этих минералов из месторождений Урала. Записки Российского Минералогического Общества, часть 144, вып. 4, 36-60 (год публикации - 2015).

11. Червонный А.Д., Чуканов Н.В., Пеков И.В. Опыт технической минералогии: процессы фазообразования в монолите на основе золы уноса Записки Российского Минералогического Общества, Ч. 144, №4, 13-25 (год публикации - 2015).

12. Червонный А.Д., Чуканов Н.В., Пеков И.В. Термические превращения СКАС-монолита / Thermal Transformations of the SCAS Monolith Журнал неорганической химии / Russian Journal of Inorganic Chemistry, Т. 60, №6, 790-799 / Vol. 60, N6, 715-723 (год публикации - 2015).

13. Чуканов Н.В., Аксенов С.М., Расцветаева Р.К., Пеков И.В., Белаковский Д.И., Бритвин С.Н. Möhnite, (NH4)K2Na(SO4)2, a new guano mineral from Pabellón de Pica, Chile Mineralogy and Petrology, 109, N5, 643-648 (год публикации - 2015).

14. Чуканов Н.В., Червонный А.Д. Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds Infrared Spectroscopy of Minerals and Related Compounds, Springer-Verlag GmbH, Dordrecht, 1109 pp. (год публикации - 2016).


Аннотация результатов, полученных в 2016 году
1. В активных фумаролах вулкана Толбачик (Камчатка) открыты пять новых минералов: василсевергинит Cu9O4(AsO4)2(SO4)2, кайнотропит Cu4Fe3+O2(V2O7)(VO4), дравертит CuMg(SO4)2, романорловит K11Cu9Cl25(OH)4•2H2O и диоскурит CaCu4Cl6(OH)4•4H2O (последний представлен двумя политипами: 2M и 2O). Таким образом, впервые в природе установлены: безводородный арсенат-сульфат; минерал, одновременно содержащий орто- и диортованадатные группы; безводный двойной сульфат, в котором упорядочены катионы малого размера. Изучены представители нового структурного типа – два калий-медных оксоарсената, образующих изоморфный ряд с конечными членами K2NaCu4(Fe3+0.5Cu0.5)2O2(AsO4)4 и K2NaCu4(Al0.5Cu0.5)2O2(AsO4)4, исследованы их соотношения с щуровскиитом K2CaCu6O2(AsO4)4 и дмисоколовитом K3Cu5AlO2(AsO4)4, кардинально отличающихся от новых фаз в структурном аспекте, по кристаллографическим характеристикам и физическим свойствам, разработана сравнительная кристаллохимия природных соединений с общей формулой A3M5O2(AsO4)4. Детально изучен в химическом и структурном аспектах йохиллерит: решены кристаллические структуры трех его разновидностей, различающихся особенностями химического состава, выявлены главные схемы изоморфных замещений в этом минерале: 1) A(1)’Cu2+ + A(1)[vac]0 + M2+ <=> A(1)Na+ + A(1)’[vac]0 + M3+; 2) A(1)’Cu2+ + 2M2+ <=> A(1)’[vac]0 + 2M3+; 3) A(1)[vac]0 + M3+ <=> A(1)Na+ + M2+. 2. Изучена представительная коллекция образцов пироксеноидов из позднеплейстоценового вулканического региона Айфель (Германия), включая метасоматически измененные ксенолиты карбонатно-силикатных пород из щелочных базальтов и санидиниты метасоматического генезиса. Для всех образцов выполнены исследования химического состава, а также (с целью определения принадлежности к тому или иному структурному типу) получены ИК-спектры. Показано, что химический состав пироксеноидов ряда пироксмангит – пироксферроит пирометаморфизованных известковых ксенолитов варьирует в необычно широких пределах. Для двух образцов необычного состава (магнезиальных аналогов пироксмангита и пироксферроита) изучены кристаллические структуры и показано, что магний концентрируется в позиции M7. Пироксеноиды санидинитов представлены железистыми разновидностями родонита и минералов ряда бустамит-мендигит. Выполнен сравнительный кристаллохимический анализ марганцевых пироксеноидов из различных формаций. Показано, что наиболее высокожелезистый минерал со структурой родонита представляет собой самостоятельный минеральный вид, отличительной особенностью кристаллохимии которого является наличие Fe-доминантной позиции. Показано, что в пневматолитовых ассоциациях, связанных со щелочными базальтами Айфеля, реализуются процессы ионного обмена между ионами бария, выщелачиваемыми из минералов группы лампрофиллита, и филлосиликатами, структуры которых содержат двух- и трехслойные тетраэдрические пакеты (минералы групп дельхайелита и гюнтерблассита). Эти минералы в структурном отношении занимают промежуточное положение между однослойными филлосиликатами и цеолитами; ионный обмен с их участием может происходить как путём интеркаляции (замещения в межпакетном пространстве), так и по механизму диффузии в скрещенных каналах внутри пакетов. Эти наблюдения находятся в хорошем согласии с высоким сродством минералов групп дельхайелита и гюнтерблассита к крупным двухвалентным катионам (Ba, Sr, Pb), выявленным в лабораторных экспериментах. Исследована кристаллохимия техногенных ванадатных гранатов системы твердых растворов {NaCa2}[Mg2](V5+3)O12 (аналог фумарольного минерала шеферита) - {NaCa2}[Ni2](V5+3)O12 - {Na3}[Fe3+2](V5+3)O12, показано, что эта система твердых растворов является непрерывной, а главная схема гетеровалентных изоморфных замещений в ней такова: Na+ + Fe3+ <=> Ca2+ + M2+, где M2+ = Mg, Ni. 3. Изучены процессы, протекающие при отверждении силикатных материалов, полученных с применением технологии фильтрационного горения смеси золы уноса, известняка и песка. В отсутствии примесного пирита происходит постепенное преобразование Ca2SiO4, мелилита и стеклофазы в смесь Ca-серпентина, и карбонатов кальция. В присутствии пирита механизм отверждения меняется: в результате воздействия на силикатные компоненты материала серной кислоты, выделяющейся при окислении пирита, происходит образование гипса и гидросиликатов, заполняющих поровое пространство. Это позволяет достичь высоких прочностных характеристик материала без применения предварительного его прессования. Образование серной кислоты препятствует кристаллизации эттрингита, что предотвращает механическое разрушение. 4. В зоне окисления сульфидно-теллуридных руд Сентябрьского золото-серебряного месторождения (Чукотка) открыт новый минерал раисаит CuMg[Te6+O4(OH)2]∙6H2O, в нем исследована система водородных связей, в которую вовлечены теллуратный анион и молекулы воды. Новый минерал риотинтоит Al(SO4)(OH)x3H2O открыт в зоне гипергенеза месторождения Ла Вендида (Чили). Риотинтоит является третьим (после джурбанита и ростита) природным простым гидроксисульфатом алюминия. Для элеонорита - продукта природного окисления бераунита из рудника Ротлёйфхен (Германия) определён полный химический состав и получен комплекс оптических, ИК- и ЯГР-спектроскопических рентгенодифракционных данных. Элеонорит изоструктурен с бераунитом, но содержит Fe3+ во всех октаэдрических позициях кристаллической структуры. Впервые решена кристаллическая структура гарианселлита, уточнена его формула: Mg2Fe3+(PO4)2(OH)x2H2O, детально исследован характер H-содержащих групп в этом фосфате. 5. Изучены кристаллохимия и свойства нового минерала кальциомурманита (Na,[vac])2Ca(Ti,Mg,Nb)4[Si2O7]2O2(OH,O)2(H2O)4, установлен ряд природных твердых растворов между кальциомурманитом и мурманитом, в котором главной варьирующей величиной является Na:Ca-отношение. С помощью модельных экспериментов показано, что Ca-содержащие представители этой серии образуются в ходе процессов природного ионного обмена в мурманите Na+ на Ca2+, причем этот обмен имеет избирательный характер, затрагивая только гетерополиэдрические слои трехслойного HOH-пакета в структуре минерала.

 

Публикации

1. Зубкова Н.В., Кривовичев С.В., Пеков И.В., Золотарев А.А. мл., Пущаровский Д.Ю., Сидоров Е.Г. Кристаллическая структура и сравнительная кристаллохимия романорловита [Crystal structure and comparative crystal chemistry of romanorlovite] Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 145(4), 92-102 (год публикации - 2016).

2. Зубкова Н.В., Пеков И.В., Касаткин А.В., Чуканов Н.В., Ксенофонтов Д.А., Пущаровский Д.Ю. Кристаллическая структура и уточненная формула гарианселлита Mg2Fe3+(PO4)2(OH)x2H2O [Crystal Structure and Refined Formula of Garyansellite Mg2Fe3+(PO4)2(OH) · 2H2O] Доклады РАН [Doklady Earth Sciences], 467(3), 320-323 [467(1), 299-302] (год публикации - 2016).

3. Зубкова Н.В., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Турчкова А.Г., Лыкова И.С., Шюллер В., Тернес Б., Пущаровский Д.Ю. Barium-rich double- and triple-layer phyllosilicates from the Eifel volcanic region, Germany: An example of natural ion exchange Mineralogy and Petrology, 110(6), 885-893 (год публикации - 2016).

4. Кошлякова Н.Н., Зубкова Н.В., Пеков И.В., Гистер Г., Пущаровский Д.Ю., Чуканов Н.В., Вудурис П., Магганас А., Катеринопулос А. Crystal chemistry of vanadate garnets from old metallurgical slags of Lavrion, Greece Neues Jahrbuch für Mineralogie - Abhandlungen, - (год публикации - 2016).

5. Лыкова И.С., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Белаковский Д.И., Япаскурт В.О., Зубкова Н.В., Бритвин С.Н., Гистер Г. Calciomurmanite, (Na,□)2Ca(Ti,Mg,Nb)4[Si2O7]2O2(OH,O)2(H2O)4, a new mineral from the Lovozero and Khibiny alkaline complexes, Kola Peninsula, Russia European Journal of Mineralogy, 28, 835-845 (год публикации - 2016).

6. Пеков И.В., Власов Е.А., Зубкова Н.В., Япаскурт В.О., Чуканов Н.В., Белаковский Д.И., Лыкова И.С., Аплеталин А.В., Золоторев А.А. мл., Пущаровский Д.Ю. Raisaite, CuMg[Te6+O4(OH)2]∙6H2O, a new mineral from Chukotka, Russia European Journal of Mineralogy, 28(2), 459-466. (год публикации - 2016).

7. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Агаханов А.А., Япаскурт В.О., Чуканов Н.В., Белаковский Д.И., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. Dravertite, CuMg(SO4)2, a new mineral species from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia European Journal of Mineralogy, - (год публикации - 2017).

8. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Япаскурт В.О., Бритвин С.Н., Чуканов Н.В., Лыкова И.С., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. Zincomenite, ZnSeO3, a new mineral from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia European Journal of Mineralogy, - (год публикации - 2016).

9. Пеков И.В., Зубкова Н.В., Япаскурт В.О., Полеховский Ю.С., Вигасина М.Ф., Белаковский Д.И., Бритвин С.Н., Сидоров Е.Г., Пущаровский Д.Ю. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. VI. Melanarsite, K3Cu7Fe3+O4(AsO4)4 Mineralogical Magazine, 80(5), 855-867 (год публикации - 2016).

10. Пеков И.В., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Белаковский Д.И., Лыкова И.С., Зубкова Н.В., Щербакова Е.П., Бритвин С.Н., Червонный А.Д. Тиннункулит C5H4N4O3•2H2O: находки на Кольском полуострове, переопределение и установление статуса минерального вида [Tinnunculite, C5H4N4O3•2H2O: finds at Kola Peninsula, redefinition and validation as a mineral species] Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 145(4), 20-35 (год публикации - 2016).

11. Пеков И.В., Япаскурт В.О., Белаковский Д.И., Вигасина М.Ф., Зубкова Н.В., Сидоров Е.Г. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. VII. Pharmazincite, KZnAsO4 Mineralogical Magazine, - (год публикации - 2017).

12. Пеков И.В., Япаскурт В.О., Бритвин С.Н., Вигасина М.Ф., Лыкова И.С., Зубкова Н.В., Кривовичев С.В., Сидоров Е.Г. Романорловит – новый гидроксихлорид меди и калия с вулкана Толбачик, Камчатка, Россия [Romanorlovite, a new copper and potassium hydroxychloride from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia] Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 145(4), 36-46 (год публикации - 2016).

13. Пеков И.В., Япаскурт В.О., Бритвин С.Н., Зубкова Н.В., Вигасина М.Ф., Сидоров Е.Г. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. V. Katiarsite, KTiO(AsO4) Mineralogical Magazine, 80(4), 639-646 (год публикации - 2016).

14. Пущаровский Д.Ю., Зубкова Н.В., Пеков И.В. Structural chemistry of silicates: New discoveries and ideas Structural Chemistry, 27(6), 1593-1603 (год публикации - 2016).

15. Червонный А.Д., Чуканов Н.В., Пеков И.В. Влияние сульфидов железа на физико-химические процессы, протекающие при отверждении СКАС-монолита [Effect of Iron Sulfides on the Physicochemical Processes Occurring during Solidification of Synthetic Calcium Aluminosilicate Monolith] Журнал неорганической химии [Russian Journal of Inorganic Chemistry], 61(10), 1348–1353 (год публикации - 2016).

16. Чуканов Н.В., Аксенов С.М., Расцветаева Р.К., Кампф А.Р., Мён Г., Белаковский Д.И., Лорен Дж.А. Riotintoite, Al(SO4)(OH)•3H2O, a new mineral from La Vendida copper mine, Antofagasta Region, Chile Canadian Mineralogist, - (год публикации - 2016).

17. Чуканов Н.В., Аксенов С.М., Расцветаева Р.К., Шефер К., Пеков И.В., Белаковский Д.И., Шольц Р., де Оливейра Л.К.А., Бритвин С.Н. Eleonorite, Fe3+6(PO4)4O(OH)4•6H2O: Validation as a mineral species and new data Mineralogical Magazine, - (год публикации - 2016).

18. Чуканов Н.В., Касаткин А.В., Зубкова Н.В., Бритвин С.Н., Паутов Л.А., Пеков И.В., Варламов Д.А., Бычкова Я.В., Лоскутов А.Б., Новгородова Е.А. Татариновит Са3Al(SO4)[B(OH)4](OH)6x12H2O – новый минерал группы эттрингита из Баженовского месторождения (Средний Урал, Россия) и его кристаллическая структура Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 145(1), 48-67 (год публикации - 2016).

19. Чуканов Н.В., Расцветаева Р.К., Розенберг К.А., Аксенов С.М., Пеков И.В., Белаковский Д.И., Кристиансен Р., Ван К.В. Илюхинит (H3O,Na)14Ca6Mn2Zr3Si26O72(OH)2•3H2O – новый минерал группы эвдиалита [Ilyukhinite (H3O,Na)14Ca6Mn2Zr3Si26O72(OH)2•3H2O, a new mineral of the eudialyte group] Записки Российского Минералогического Общества [Geology of Ore Deposits], 145(2), 44-57 (год публикации - 2016).

20. Щипалкина Н.В., Аксенов С.М., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Расцветаева Р.К., Шефер К., Тернес Б., Шюллер В. Пироксеноиды ряда пироксмангит – пироксферроит из ксенолитов палеовулкана Беллерберг (Айфель, Германия): вариации химического состава и особенности распределения катионов Кристаллография [Crystallography Reports], 2016, 61(6), 896-904 (год публикации - 2016).

21. Щипалкина Н.В., Зубкова Н.В., Пеков И.В., Кошлякова Н.Н. Dorrite from Kopeisk, South Urals, Russia: crystal structure and cation ordering Neues Jahrbuch fur Mineralogie - Abhandlungen, 193(3), 275-282 (год публикации - 2016).

22. Щипалкина Н.В., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Аксенов С.М., МакКаммон К., Белаковский Д.И., Бритвин С.Н., Кошлякова Н.Н., Шефер К., Шольц Р., Расцветаева Р.К. Ferrorhodonite, CaMn3Fe[Si5O15], a new mineral species from Broken Hill, New South Wales, Australia Physics and Chemistry of Minerals, - (год публикации - 2017).