Минералого-геохимические и горные науки

Геохимия

Установлено, что по характеру распределения величины ¹³С алмазов в достаточно представительных выборках могут быть выявлены генетические связи россыпей с кимберлитовыми трубками, позволяющие прогнозировать еще не открытые алмазные месторождения. Показано, что из трех россыпей, сопредельных с трубкой Мир, одна образована всецело за счет этого коренного месторождения, тогда как две другие сформировались при существенном привносе алмазов из неизвестного дополнительного источника. (ГЕОХИ РАН)

По результатам сравнительного изучения содержаний никеля в ультрамафичеких магматических породах Сибирской трапповой провинции и впадины Гесса предложен новый метод определения степени участия вещества земного ядра в генерации первичных магм. (ИГЕМ РАН)

Осуществлено экспериментальное моделирование диффузионных метасоматических колонок кварц-топазовых грейзенов и цвиттеров при Т=400-500^оС и Р=1 кбар. Показано, что присутствие в гидротермальном растворе даже невысоких концентраций лития сильно сокращает область устойчивости кварц-топазовых грейзенов и расширяет область развития их кварцево-слюдистых фаций. В грейзеновых колонках установлен интенсивный массоперенос Pb и Zn, приводящий к образованию галенита и сфалерита. Миграция Ta и Nb незначительна, а W переносится лучше.

В системе H₂O-NaCl при температуре 500°С и давлении насыщенного пара 340-570 бар при заданных летучестях серы, кислорода и рН раствора изучены растворимости Mo, W, Re, Sn, Au, Pt, As и Sb, в равновесии с молибденитом, вольфрамитом, касситеритом, ReS₂, антимонитом, металлическими золотом и платиной и распределение этих элементов между жидкой и паровой фазами. Все элементы распределяются преимущественно в жидкую фазу. Рассчитаны коэффициенты распределения.

Синтезированы матрицы для иммобилизации стронция. Показано, что стронций полностью сорбировался в модельной гранитной матрице. При прокаливании до 1200°С в ее составе появляются альбит, кварц, ортофосфат натрия и стронция – ольгит. (ИЭМ РАН)

Построена компьютерная модель предбиологической химической эволюции, включающая формирование генетического кода, реализующая принципы, изложенные ранее в монографии «Феномен жизни».

Разработан метод изотопного фракционирования различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах, позволяющий получить расширенную информацию о возможной мобилизации токсичных металлов и мышьяка при изменении условий окружающей среды.

Впервые с использованием экспериментального и численного моделирования изучена радиационно-индуцированная миграция углерода в модельных и природных кристаллах при низких температурах под воздействием радиации. (ГЕОХИ РАН)
Минералогия
Открыты и утверждены Комиссией по новым минералам Международной минералогической ассоциации: анкиновичит (никелевый аналог альванита), араповит (ториевый аналог туркестанита), пековит (стронциевый аналог данбурита), зеравшанит – новый структурный тип цирконосиликатов, первый цезиевый цирконосиликат, и холфертит – Ca-U-Ti-REE-минерал (ММ РАН), кухаренкоит-(La) - Ba₂(La,Ce)(CO₃)₃F, редкометальный бариевый карбонат, La-доминантный аналог кухаренкоита- (Ce) (ГЕОХИ РАН), хиллит - Ca₂(Zn,Mg)(PO₄)₂ ·2H₂O. (ГИ КНЦ РАН). Утвержден новый редкоземельный минерал – бираит (Ce₂Fe²⁺[Si₂O₇](CO₃)), который можно рассматривать как представителя нового структурного типа. Основу его структуры составляют полиэдрические слои (001), образованные димерами из двух связанных по общему ребру Fe-октаэдров, диортогрупп Si₂O₇ и анионов [СО₃]^2- (ср. С-О 1.30 Å). (ИЗК СО РАН)

С помощью современных аналитических методов впервые доказано широкое развитие наноразмерных частиц в рудах, породах и лунном грунте. В лунном грунте обнаружены наноразмерные частицы ранее неизвестных на Луне рудных минералов (самородные рений, олово, висмут, церий, цинк; высокопробное золото, гадолиниевые минералы, торий и др.). Многие из них не известны на Земле (ИГЕМ РАН). Наночастицы минералов элементов платиновой группы установлены в сульфидных рудах Норильского района. Выявлено, что наночастицы самородного золота в сульфидах – важная форма нахождения этого металла в трудноизвлекаемых сульфидных рудах. (ИГЕМ РАН, ММ РАН)

С помощью вновь созданной уникальной установки исследован кавитационный процесс в быстро движущемся кимберлитовом расплаве по глубинным каналам. Была воспроизведена агрегация нанокристалов алмаза (10-30 нанометров). Экспериментальные результаты свидетельствуют о возможности синтеза алмазной фазы при возбуждении кавитации в углеродсодержащей жидкости. (ГЕОХИ РАН)

Впервые синтезированы плотные поликристаллы алмаза (аналоги алмазных мономинеральных пород - алмазитов) в карбонат-углеродных и карбонат-силикат-углеродных расплавах при Р=7.0-8.5 ГПа и Т=1800-1900^оС. В них установлена фракция нанокристаллов алмаза. Граничные условия спонтанной нуклеации алмаза и зависимость плотности его нуклеации происходит при Р=5.5-8.5 ГПа и Т=1200-2000^оС. Процессы зарождения наночастиц алмазов при спонтанной нуклеации составили десятки секунд при лабильном пересыщении карбонатно-углеродных расплавов-растворов. (ИЭМ РАН)

В оливиновых нодулях или мегакристов из кимберлитов выявлен новая паркетная микроструктура, обусловленная различно ориентированными нанометровыми включениями серпентина, талька, 10Å - фазы и гидрооливина. Два последних вещества, устойчивые при высоких давлениях, впервые обнаружены в природе. Нановключения образованы путем сегрегации точечных ОН-дефектов при кристаллизации оливина в условиях мантии, которая происходила на посткристаллизационной стадии и была инициирована деформационными процессами. (ГЕОХИ РАН)

В алмазных россыпях Северо-Востока Сибирской платформы впервые установлены два типа кривогранных додекаэдроидов, отличающихся по строению, фотолюминесценции и спектрам ИК-поглощения. Первый тип по комплексу морфологических и физических характеристик близок уральским и лампроитовым (Западная Австралия) алмазам, а второй - алмазам из кимберлитовых жил. (ИГАБМ СО РАН)

Детальное изучение минерального состава редкометалльных месторождений в Монголии выявило уникальную ассоциацию минералов ниобия и тантал-ниобийсодержащих минералов титана и циркония. Показано, что наличие в системе фтора способствует образованию кубических минералов группы пирохлора, хлор-карбонатный состав флюидов приводит к осаждению низкосимметричных тантало-ниобатов – фергусонита, ферсмита, колумбита. Выявлена необычное поведение тантала при образовании массива Халдзан Бурэгтей. В минералах группы пирохлора тантал концентрируется на магматическом этапе, а при их гидротермальной перекристаллизации этот элемент частично рассеивается. При низкотемпературном метасоматозе тантал и ниобий концентрируется в титановых минералах. (ИГЕМ РАН)