Сегодня - 17.11.2019

О чем молчат минералы

07 февраля 2017

Наша планета рассказывает о себе разными способами — в том числе, и с помощью минералов. Есть минералы-индикаторы, которые говорят человеку о наличии поблизости своих драгоценных собратьев, например, алмазов. Есть минералы-летописцы, хранящие информацию об истории формирования Земли. Есть минералы-свидетели, способные поведать о жизни окружающих пород. К последним относится новый, открытый исследователями Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН совсем недавно — кулигинит.

 
Кулигинит (указан стрелкой)
 
 

Минералами геологи называют химические соединения, существующие в природе в твёрдом кристаллическом состоянии и образовавшиеся без вмешательства человека — искусственные драгоценные камни минералами не являются. Также к ним не относят биогенные кристаллы, например, почечные камни или раковины морских организмов — ведь еще одно необходимое условие: в формировании минерала должны принимать участие геологические процессы. Кстати, многочисленные пищевые добавки «с витаминами и минералами» никаких минералов не содержат — этим термином ошибочно обозначают микроэлементы (цинк, селен и т.п.), входящие в их состав.

 
«На сегодняшний день мы знаем о более чем 4000 минеральных видов, но распространенными являются только пара сотен из них. При этом каждый год открывается несколько десятков новых»,— комментирует научный сотрудник ИГМ СО РАН, преподаватель ГГФ НГУ кандидат геолого-минералогических наук Сергей Ращенко.  
 
Чтобы обнаружить ранее неизвестный минерал, для начала нужно найти, собственно, «подозреваемого» — здесь необходима научная эрудиция. Затем вы должны собрать необходимые «улики»: если в руки попал не соответствующий знакомым характеристикам образец, его следует всесторонне описать, а потом — доказать, что минерал не является одним из тех, что уже открыты до вас. 
 
Часто поиск новых минералов ведется с помощью современного оборудования, позволяющего всесторонне исследовать минеральные зёрна размером в десятые и сотые доли миллиметра, на микроуровне. Здесь процесс немного напоминает открытие неизвестных химических элементов — все хорошо знают, что в последние десятилетия пустые ячейки в таблице Менделеева заполняются путем обнаружения нестабильных, короткоживущих, существующих в исчезающе малых количествах веществ. 
 
Чтобы продиагностировать минерал, особенно в микроколичествах, используют положение линий в спектре комбинационного рассеяния либо на профиле рентгеновской дифракции — это практически «отпечатки пальцев» минерала. Тут ученые-геологи снова работают, как полицейские, сравнивая полученные спектр или профиль с уже имеющейся картотекой — правда, если служители закона бывают довольны, обнаружив соответствия, то исследователей радует обратная ситуация: ведь это означает, что, скорее всего, перед ними новый минерал. Однако для окончательного вердикта необходимо сделать расшифровку кристаллической структуры и сравнить результат с базой данных структур известных минералов. Еще один шаг, без которого невозможно зарегистрировать неизвестного науке «зверя» — размещение эталонного образца (голотипа), пригодного для дальнейших исследований, в общедоступном музее. 
 
«После этого соответствующая заявка направляется в Комиссию по новым минералам Международной минералогической ассоциации, где рассматривается экспертами. В случае одобрения запроса заметка о регистрации нового минерального вида публикуется в одном из международных минералогических журналов», — говорит Сергей Ращенко. 
 
Как и в случае с неизвестной науке флорой и фауной, первооткрыватели минерала имеют право предложить свое название (правда, в отличие от биологии, его дальнейшая судьба — в руках той же самой комиссии, она может принять или отклонить предложение). Геолог отмечает: «Рекомендуется именовать новые минеральные виды по месту нахождения (например, тулулит), в честь заслуженного специалиста или того, кто нашел и описал образец (гречищевит), либо в соответствии с каким-либо особенным свойством минерала (флеймит)». 
 
Минералы, открытые сотрудниками ИГМ СО РАН: (слева направо) флеймит, гречищевит, тулулит
 

Тулулит — природный цинкатоалюминат кальция, описанный в 2016 г. группой исследователей из ИГМ СО РАН под руководством Э.В. Сокол в сотрудничестве с профессором Х. Хори из университета Иордании, — назван по месту находки (Тулул-Аль-Хаммам, центральная Иордания). Гречищевит — природный сульфогалогенид ртути, впервые обнаруженный на месторождении Арзак (Республика Тува) и описанный в 1989 г.  группой исследователей из ИГиГ СО АН СССР (сейчас ИГМ СО РАН) под руководством В.И. Васильева, — назван в честь заслуженного геолога Тувинской АССР, сотрудника ИГМ СО РАН О.К. Гречищева (1936-2015). Флеймит (от англ. flame, пламя) — природный фосфатосиликат кальция, описанный в 2015 г. группой исследователей из ИГМ СО РАН под руководством Э.В. Сокол, — назван так, поскольку образуется в породах, обожжённых пламенем природных газовых факелов, расположенных в пустыне Негев (Израиль).

 
Кулигинит, названный в честь сотрудника ИГМ СО РАН кандидата геолого-минералогических наук Сергея Семеновича Кулигина, был обнаружен исследователями ИГМ СО РАН в ходе полевых работ при изучении пород из алмазоносной кимберлитовой трубки «Удачная». Эти породы сформировались при взаимодействии кимберлитового расплава с грунтовыми водами. Как говорит младший научный сотрудник института Денис Михайленко, сначала новый минерал был ошибочно принят за оливин, так как имеет похожие зелёный цвет и форму кристаллов. Тем не менее, после лабораторных анализов и сверки «отпечатков пальцев» по каталогам выяснилось: перед учеными ранее не известный образец. 
 
Новый минерал, по словам геологов, отличается «идеальной формой кристаллов, удивительным богатством цвета и красотой». Если говорить научным языком, он представляет собой гидроксохлорид железа и магния с формулой Fe3Mg(OH)6Cl2. «По составу кулигинит близок к хорошо знакомому археологам минералу хиббингиту (Fe2(OH)3Cl), который образуется при коррозии железных орудий, захороненных в почве с повышенным содержанием хлора. Однако, в отличие от последнего, кулигинит содержит значительное количество магния и имеет другую кристаллическую структуру», — комментирует Денис Михайленко. Кроме того, с новым минералом геологам повезло: он встречается не в качестве микрозерен, а в виде относительно крупных сростков хорошо огранённых кристаллов размером чуть менее миллиметра.
 

Сергей Семёнович Кулигин (1961 — 2014 гг.) провёл более 30 полевых сезонов в заполярных районах Якутии и Канады, занимаясь поиском месторождений алмаза и исследованием кимберлитов, и опубликовал ряд научных работ соответствующей тематики.

 
Кулигинит вряд ли найдёт практическое применение, так как его не очень много. «Тем не менее, находка существенно дополнит знания о кимберлитах и процессах, сопровождавших их внедрение в земную кору, и, в частности, о происхождении хлорсодержащих минералов, распространённых в некоторых кимберлитовых трубках Сибирской платформы», — говорит Денис Михайленко. 
 
Кроме того, обнаружение новых минералов часто привлекает внимание специалистов к малоизученным химическим соединениям, кристаллическим структурам и даже к экспериментальному подтверждению теорий. Геолог приводит пример: в 2012 году исследование минерала гербертсмитита (Cu3Zn(OH)6Cl2), обладающего той же кристаллической структурой, что и кулигинит, позволило учёным из Массачусетского технологического института экспериментально подтвердить существование нового типа магнетизма — квантовой спиновой жидкости, одного из магнитных состояний вещества, когда полного упорядочивания спинов частиц не происходит до достижения самых низких температур.
 
Подготовила Екатерина Пустолякова 
 
Фото предоставлено ИГМ СО РАН
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (5 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus