Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоенияНИР

Mineralogical study of deposits in the Arctic zone of Russia for the purpose of their integrated development

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа: Открыт и детально изучен ранее неизвестный геохимически значимый тип титановой минерализации в высокощелочных породах Ловозерского и Хибинского массивов (Кольский полуостров) – натиситовый. Установлено, что натисит Na2TiO(SiO4), считавшийся ранее редчайшим минералом, широко распространен в относительно низкотемпературных (до 350 град. C) высокоагпаитовых образованиях как Ловозера, так и Хибин. Его количество в породе участками достигает 30 об.%, то есть натисит оказывается породообразующим минералом, главным концентратором титана. Показано, что в Ловозерском массиве это первичный минерал, а в Хибинском – в основном вторичный, развивающийся по ранним минералам Ti: титаниту, ильмениту, лампрофиллиту, энигматиту, ринкиту-(Ce). Изучен кристаллохимический механизм замещения титанита натиситом, показано, что наследования Ti-Si-O-мотива в ходе этого процесса не происходит: при относительно малых химических изменениях (лишь в части крупных катионов) переход от титанита к натиситу характеризуется существенной, в т.ч. с изменением координационного числа Ti4+, топологической перестройкой титаносиликатной части структуры. Выполнена обобщающая работа по минералогии выдающихся в части части разнообразия поздней, в т.ч. редкометальной минерализации карбонатитов. Центральное место в этой работе занимают данные по минералогии карбонатитов, связанных с щелочно-ультраосновными и фоидолитовыми массивами Кольской щелочной провинции (Ковдор, Вуориярви, Африканда, Себльявр, Хибины). Завершено комплексное физико-химическое исследование обогащенных титаном гранатов изоморфной системы шорломит-моримотоит-андрадит из щелочно-ультраосновных массивов Маймеча-Котуйской щелочной провинции в Полярной Сибири. Исследован представительный материал из массивов Одихинча и Гули на Таймыре (север Красноярского края). Методом мёссбауэровской спектроскопии определена степень окисления железа и распределение катионов Fe по трем позициям в структуре изученных гранатов, проведено рентгенографическое, ИК- и КР-спектроскопическое и термическое изучение. На основе полученных термодинамических констант смоделированы поля устойчивости минеральных ассоциаций, содержащих титановые гранаты реального состава, и получены соответствующие теоретические значения для систем с гипотетическими конечными членами изоморфных серий. В щелочно-ультраосновном массиве Одихинча (Таймыр, Полярная Сибирь) установлен и детально изучен, включая определение кристаллической структуры, новый минерал группы эвдиалита – одихинчаит Na10Sr3Ca6Mn3Zr3NbSi25O73(OH)3(CO3)*3H2O. Для другого потенциально нового минерала группы эвдиалита, обогащенного сульфидной серой, который происходит из Ловозерского щелочного массива (Кольский полуостров), изучена кристаллохимия. Открыты и детально исследованы в минералогическом и химико-структурном аспектах три новых изоструктурных редкоземельных минерала из щелочных метасоматитов – алекскузнецовит-(La) La2Mn(CO3)(Si2O7), алекскузнецовит-(Ce) Ce2Mn(CO3)(Si2O7) и бираит-(La) La2Fe2+(CO3)(Si2O7). Эти открытия позволили ввести в минералогическую номенклатуру новую группу минералов – группу бираита; ранее был известен только один представитель структурного типа бираита – бираит-(Ce) Ce2Fe2+(CO3)(Si2O7). Детально исследована в ключе генетической минералогии ранее неизвестная максимально декатионированная и гидратированная разновидность эльпидита из Хибинского щелочного массива (Кольский полуостров), расшифрован кристаллохимический механизм ее возникновения за счет полнокатионного эльпидита. Проведено комплексное изучение ряда сульфатов и фосфатов групп алунита, эттрингита, копиапита, фосфосидерита. В частности, выполнено рентгенографическое, ИК- и КР-спектроскопическое, термическое и термохимическое исследования и получены новые данные по энтальпии образования алунита KAl3(SO4)2(OH)6 (-5164 +/–13 кДж/моль), натроалунита NaAl3(SO4)2(OH)6 (-5127 +/– 13 кДж/моль), эттрингита Ca6Al2(SO4)3(OH)12∙26H2O (-17525 +/– 40 кДж/моль) и Fe3+-доминантного аналога эттрингита Ca6Fe2(SO4)3(OH)12∙26H2O (-16649 +/– 59 кДж/моль), методами рентгеновской дифрактометрии и спектроскопии охарактеризованы стурманит, бразилианит, As-содержащий фосфосидерит. Впервые исследован природный цинкит эксгаляционного генезиса. Изучены алмазы месторождений Анабарского алмазоносного района (Полярная Якутия) методами ИК-спектроскопии и спектроскопии ЭПР, проведен их морфологический анализ. Для россыпных месторождений р. Эбелях в этом районе выделены группы алмазов, принадлежащих разным источникам сноса, предложен новый метод для выделения географических ареалов распространения россыпей с учетом палеогеографических обстановок. Для алмазов из кимберлитовых трубок Мир и Обнаженная (Якутия) выявлены признаки влияния метасоматических процессов на характер поверхности кристалла. Изучены крупные и уникальные по размеру алмазы Архангельского алмазоносного региона: проведено минералогическое описание с установлением степени сохранности и природных и техногенных нарушений. Корреляционный анализ крупности кристалла и степени его повреждения, позволил установить преобладание сростков и целых кристаллов в месторождении им. М.В. Ломоносова и монокристаллов со сколами различной природы среди алмазов Верхотинского поля среди алмазов +10.8 карат. Получены данные о дефектно-примесном составе методом ИК-спектроскопии, которые показывают единую направленность образования алмазов крупных и средних размеров в месторождении им. М.В. Ломоносова. Опубликована монография «Diamonds from the Arkhangelsk Province, NW Russia» в издательстве Springer International Publishing, обобщающая результаты ранее проведенных исследований и новые данные по морфологии, дефектно-примесному составу, оптико-спектроскопическим и геммологическим характеристикам алмазов и закономерностям их формирования в месторождениях им. М.В. Ломоносова и В. Гриба и в слабоалмазоносных кимберлитовых телах Архангельской области. В Минералогическом музее им. А.Е. Ферсмана РАН подготовлена и открыта новая тематическая экспозиция "Замечательные минералы Хибинского и Ловозерского щелочных массивов (Кольский полуостров)", посвященная столетию первых систематических минералогических исследований Российской Академии наук в Арктике.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа: - Продолжено комплексное изучение кристаллохимии и свойств минералов группы эвдиалита (МГЭ) из щелочных массивов Кольского полуострова (Ловозерский, Хибинский и Ковдорский комплексы). Эти цирконосиликаты являются в агпаитовых породах важнейшими концентраторами Zr, Hf, Y, HREE и существенными – LREE, Sr, Nb; в Ловозерском массиве это потенциальные рудные минералы супергигантских комплексных редкометальных месторождений. В отчетном году важнейшим фундаментальным научным результатом явилось обнаружение и убедительное доказательство присутствия в МГЭ крупных гидратных комплексов протона – катионов Цунделя (H5O2)+ и Айгена (H9O4)+. Разработана и апробирована экспрессная методика выявления этих гидратных комплексов, а также иона оксония (H3O)+, основанная на использовании данных КР-спектроскопии. Для минералогии это является принципиально новым: в природных объектах выявлено впервые. Показано, что гидратные комплексы протона входят в МГЭ при их изменении в позднегидротермальных или даже гипергенных условиях, заменяя катионы Na+ в крупных цеолитных полостях. Это представляется важным не только с точки зрения реконструкции посткристаллизационных изменений МГЭ в природе, но и для разработки научных основ гидрометаллургической переработки эвдиалитовых руд. Подробно изучен существенно декатионированный и гидратированный аквалитоподобный МГЭ из Ковдорского массива. Рассмотрены в деталях вопросы изоморфизма в Mn-содержащем МГЭ из Ловозерского массива, где в позицию структуры, обычно занимаемую атомами Fe и/или Mn, входит существенное количество Na. Еще более необычная схема изоморфизма выявлена в «гипернатриевом» МГЭ: 2Na+ + Zr4+ => 3Fe2+, причем Na входит здесь в структурную позицию M(1), занимаемую в «обычных» МГЭ высоковалентными катионами, в первую очередь Zr4+. Эти данные существенно расширяют представления о механизмах катионных замещений в МГЭ и позволяют понять, какими способами эти минералы «приспосабливаются» к существенным вариациям химизма среды. - В высокоагпаитовых породах Ловозерского массива открыт новый минерал группы содалита сапожниковит Na8[Al6Si6O24](HS)2 – второе природное соединение, содержащее гидросульфидный анион (HS)-. В отличие от ранее известного сульфгидрилбыстрита – HS-содержащего члена группы канкринита, являющегося экстремально редким минералом, сапожниковит – один из главных породообразующих минералов пойкилитовых фельдшпатоидных сиенитов северной части Ловозерской интрузии. Он является ярким индикатором резко восстановительных условий при формировании высокощелочных пород, сопровождающих богатое лопаритовое оруденение на восточном фланге разрабатываемого редкометального месторождения Карнасурт. Открытие сапожниковита, в котором дополнительный S-содержащий анион одновалентен, дает ключ к пониманию еще одного механизма вхождения аномально большого (относительно обычных значений) количества серы в фельдшпатоиды. - Важным в аспекте разработки новых кристаллических материалов с полезными свойствами результатом явилось открытие нового микропористого минерала паратоберморита Ca4(Al0.5Si0.5)2Si4O16(OH)*2H2O*Ca(H2O)3. Его структура демонстрирует новый топологический тип тоберморитоподобных Ca-гидросиликатов – важнейших цементных минералов, который позволяет предположить наличие у таких кристаллов ионообменных свойств. - В Норильском рудом поле детально изучен новый промышленный тип богатых Ni-Cu руд, сложенных путоранитом с обильными пластинчатыми ламеллями распада моихукита. В низкоградно метаморфизованных норильских рудах установлен новый метаморфогенно-гидротермальный генетический тип интерметаллида палладия - звягинцевита Pd3Pb и карбонат-хлорида свинца – фосгенита. - В вулканогенно-плутоногенном гидротермальном месторождении золота Дарасун в участках развития золото-висмутовой минерализации с самородным висмутом и икунолитом, на которую наложена сурьмяная минерализация с самородной сурьмой, установлено необычное разнообразие минералов золота: члены ряда золото-серебро (от беспримесного самородного золота до электрума), мальдонит, джонасонит и различный по составу ауростибит, в том числе богатый висмутом. Мальдонит и ауростибит – минералы, наличие которых заставляет менять технологию переработки золотых руд, иначе неизбежны существенные потери золота. - Охарактеризован минеральный состав россыпной («шлиховой») платины Баимского россыпного золотоносного узла на Чукотке. Установлен абсолютный возраст платиновых минералов. На основании полученных результатов предположено существование двух разновозрастных коренных источников, сходных по своему генетическому типу. - Закончена разработка методики разделения россыпных алмазов по первоисточникам по комплексу признаков, главнейшие из которых: статистика распределения по концентрации А-центров (два атома азота в соседних углеродных позициях), характер люминесценции, степень проявления пластической деформации и включений графита. Изменения характеристик алмазов трубки Удачная, установленные при увеличении глубины их нахождения – такие как уменьшение доли октаэдров, увеличение интенсивности процессов растворения, травления, пластической деформации кристаллов, а также процессов агрегации структурных примесей азота – интерпретированы как свидетельство достаточно длительной фазы нахождения алмазов в промежуточном магматическом очаге. Эта фаза следовала после образования алмаза в мантийных условиях, но перед внедрением кимберлита в породы земной коры. - Подведены итоги многолетних исследований по ЭПР-датированию вулканических пород по породообразующему кварцу. Оценены перспективы использования как метода ЭПР – датирования в классическом варианте, так и разработанной методики датирования с промежуточным отжигом, а также подтверждена возможность ЭПР-датирования обедненных кварцем лавовых потоков по термическим изменениям, производимым ими на контактах с более древними породами, в т.ч. их ксенолитами. - Показано, что турмалины бедных Li гранитных пегматитов могут быть обогащены Al. Состав турмалинов эволюционирует от дравита к шерлу и далее к фойтиту и оксифойтиту до необычного обогащенного Fe и Mn даррелгенриита. Химический состав турмалинов дает возможность ранжировать пегматиты различных объектов по степени дифференциации, а также выявлять пегматиты, контаминированные веществом вмещающих серпентинитов. - Проведены комплексные физико-химические исследования пектолита H1.00Na0.96Ca2.00 Si3.00O9 из щелочных массивов двух арктических регионов - Мурманской области (карбонатитовые массивы Карело-Кольской провинции) и Полярной Сибири (щелочные комплексы Маймеча-Котуйской провинции) методами порошковой рентгенографии, ИК, КР, ЭПР и мёссбауэровской спектроскопии, электронно-зондового и термического анализов. Продолжено исследование минералов, относящихся к химическим классам фосфатов и арсенатов. Методом порошковой рентгенографии определены параметры моноклинной ячейки As-содержащего фосфосидерита (9 мас.% As2O5) : a = 5.3258(6) Å, b = 9.8003(11) Å, c = 8.7116(9) Å, β= 90.64(1) град., значения которых увеличены по сравнению с безарсенатным фосфосидеритом. Методом йодометрического титрования впервые проведено определение степени окисления марганца и установлено соотношение Mn4+/Mn3+ (54/46 %) в составе высокомарганцевого стурманита. Методом порошковой рентгенографии определены параметры его гексагональной ячейки: a = 11.148(3) Å, c = 21.830(9) Å, V = 2349(2) Å3. Показано, что параметры элементарной ячейки у минералов серии стурманит – журавскит линейно уменьшаются с увеличением мольной доли журавскитового минала. Предполагается, что изученный минерал может являться промежуточным членом серии стурманит – журавскит с гетеровалентным изоморфным замещением по схемам: в катионной октаэдрической позиции Mn3+ и Mn4+→ Fe3+, в анионной позиции [CO3]2−→ [B(OH)4]− и [SO4]2−. Методом ЭПР установлено, что особенностью исследованного образца бразилианита является присутствие структурной примеси ванадия. В cпектре исследованного образца был обнаружен многокомпонентный сигнал, не фиксировавшийся ранее; вероятной причиной его появления может быть присутствие примеси 51V4+, и образование комплексаVO2+ в бразилианите. - Методом высокотемпературной калориметрии растворения в расплаве бората свинца 2PbO∙B2O3 на микрокалориметре Кальве «Setaram» (Франция) определены энтальпии образования из элементов бразилианита NaAl3(PO4)2(OH)4 и пектолита HNaCa2Si3O9 ( −5322.3 ± 5.1 и −4651.0 ± 4.3 кДж/моль соответственно). Оценена энтальпия образования марганцевого конечного члена изоморфной серии пектолит – серандит HNaMn2Si3O9 ∆fH0(298.15 K) = −4052.6 ± 4.4 кДж/моль, рассчитаны значения абсолютных энтропий и энергий Гиббса бразилианита, пектолита и серандита.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа: В Ловозерском щелочном массиве (Кольский п-ов) установлен новый тип циркониевой минерализации – ультраагпаитовые породы с таунэндитом Na8ZrSi6O18 и открыт новый цирконосиликат сэлсуртит (H3O)12Na3(Ca3Mn3)(Na2Fe)Zr3□Si[Si24O69(OH)3](OH)Cl⋅H2O. Изучено термическое поведение сапожниковита из Ловозерского массива в связи с его люминесцентными свойствами. Изучены минеральные ассоциации дайки Рудная Имангдинского рудного узла (Норильский р-н). Проведено исследование минералогии и условий образования руд месторождений золота, серебра, меди, молибдена Чукотки – Телевеемского рудного узла, месторождения Находка, Стадухинского рудно-россыпного узла. Открыт новый платиновый минерал сидоровит Fe3Pt. Изучены морфология и спектроскопические характеристки алмаза из месторождений Полярной Якутии и Архангельской области (россыпи Эбелях, Маят, Моргогор, Ыраас Юрях, кимберлитовые трубки Заполярная, Архангельская, Пионерская). Разработаны новые аспекты сравнительной и генетической кристаллохимии природных гидроксигалидов, сульфогалидов, сульфатов, фосфатов и силикатов. Выполнены комплексные физико-химические и калориметрические исследования водосодержащих сульфатов, фосфатов, арсенатов и силикатов. Минералы исследовались комплексом современных методов – это в первую очередь электронная микроскопия, электронно-зондовый микроанализ, монокристальная и порошковая рентгенография, колебательная (ИКС и КРС), оптическая, ЯГР и ЭПР спектроскопия, расплавная калориметрия, термогравиметрия. Открыты новые минералы и минеральные разновидности, установлены ранее неизвестные типы минерализации, в т.ч. потенциально промышленные. Опубликованы 26 статей в научных журналах, представлены 22 доклада на всероссийских и международных конференциях, защищена 1 диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа: На материале из редкометальных гранитных пегматитов комплексного Cs-Rb-Li-Be-Ta месторождения Васин-мыльк (Вороньи тундры, Кольский п-ов) начато систематическое исследование литиевых фосфатов изоморфного ряда амблигонит LiAlPO4F – монтебразит LiAlPO4(OH), в т.ч. с изучением возможности их использования в качестве геохронометра. В результате исследования методом спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) экспериментально доказано образование в природных условиях электронно-дырочных радиационных центров O– и Ti3+ в минералах этого ряда в значимых количествах. Регистрация парамагнитных центров O– и Ti3+ в ЭПР спектрах природных образцов означает относительно высокую термическую стабильность указанных центров, позволяющую им накапливаться на протяжении существенного геологического времени. Важным фактом является то, что в минералах ряда амблигонит–монтебразит дырочный центр O– изначально не связан с примесным или собственным дефектом кристаллической структуры. Центр образуется на регулярном узле кристаллической решетки и, таким образом, эффективность его образования не связана с концентрацией примесей. Это должно повысить точность определения геологического возраста. Методом высокотемпературной калориметрии для минералов ряда амблигонит–монтебразит определены энтальпии и рассчитаны значения энергии Гиббса образования из элементов (подробнее см. ниже). Для сравнения также изучены образцы фосфатов этого ряда из формационно близких редкометальных гранитных пегматитов Li-Cs-Ta-Sb-Be месторождения Шук-Бюль (нагорье Сангилен, Тыва). Продолжено систематическое изучение состава, кристаллохимии, физических свойств и особенностей генезиса содержащих литофильные редкие элементы (Nb, Zr, REE, Sr), титан и летучие компоненты минералов из щелочных массивов Кольского полуострова. Исследованы химико-структурные особенности двух представителей серии цепинита в группе лабунцовита, отличающихся сложным составом внекаркасных компонентов (на образцах из Хибинского и Ловозерского массивов), показано, что увеличение степени гидратации сопровождается появлением в цеолитных каналах их структуры тетраэдрических ассоциатов молекул воды [(H2O)4], а также гидратных комплексов протона. Детально изучена, включая кристаллохимический анализ, Nb-содержащая разновидность магнезиального титаносиликата группы астрофиллита – лобановита из Хибинского массива. Установлена тесная пространственная связь крупных тел обогащенных серой высокоагпаитовых горных пород, содержащих в качестве главных породообразующих минералов сапожниковит и промежуточные члены ряда содалит-сапожниковит (2–6 мас.% S), с самым богатым горизонтом Nb-Ta-REE руд в Ловозерском массиве. В значительной мере на материале из четырех щелочных массивов Кольского полуострова (Ловозерский, Хибинский, Ковдор и Африканда) разработаны основные положения генетической кристаллохимии циркония, показана закономерная связь главной формы нахождения Zr в собственных минералах (цирконосиликаты/циркон/оксиды/силикооксиды) и топологии Zr-Si-O-мотивов в цирконосиликатах не только с общим содержанием кремнезема в системе, но и с агпаитностью. Необычный механизм изоморфных замещений – вхождение атомов REE вместе с Na в октаэдрические позиции т.н. "кальциевого кольца" в структуре эвдиалитового типа – установлен в новом минерале группы эвдиалита – амаблите-(Ce). Открытие этого минерального вида и обнаружение данного явления объясняют аномальное обогащение высоконатриевых эвдиалитов редкоземельными элементами. Детально изучено с помощью спектроскопических (в первую очередь, КР-спектроскопии) и рентгенодифракционных методов (на материале серии образцов как катион-дефицитных, так и высоконатриевых цирконосиликатов группы эвдиалита из щелочных массивов Кольского полуострова и Якутии) явление формирования в цеолитных полостях силикатов с гетерополиэдрическими каркасами гидратных комплексов протона – оксония, катиона Цунделя и катиона Айгена, усовершенствованы разработанные ранее методики надежного их определения в минералах и показан индикаторный потенциал минералов с этими H-содержащими группами для решения геохимических задач. Редкоземельным минералам посвящены также работы по минералогии силикатов с более плотными структурами из щелочных пород других объектов. Так, открыты и детально исследованы новые минералы зильберминцит-(La) (CaLa5)(Fe3+Al3Fe2+)[Si2O7][SiO4]5O(OH)3 (на нем изучено явление полисоматизма – образование сложной модулярной структуры на базе эпидотового и удвоенного тёрнебомитового модулей) и калюжныит-(Ce) NaKCaSrCeTi(Si8O21)OF(H2O)3, изучена топотаксическая трансформация структур типа гадолинита – а это один из важнейших структурных типов для природных редкоземельных ортосиликатов – в структуры типа мелилита. Исследованы особенности распределения REE между двумя ассоциирующими высокостронциевыми минералами надгруппы апатита – гексагональным катионно-разупорядоченным стронадельфитом (пр. гр. P63/m) и катионно-упорядоченным беловитом (пр. гр. R-3), на образцах из ультращелочных пегматитов Ловозерского массива. Показано, что у стронадельфита, где REE3+ замещают более крупный ион Sr2+, проявляется сильное сродство к La и пониженное – к Nd, а беловит, в котором REE в основном занимают отдельную позицию, демонстрирует обратную тенденцию. В основном на примере щелочных массивов Кольского региона (Ловозерский, Хибинский, Вуориярви и Западно-Кейвский щелочногранитный) разработаны вопросы связи минералогической кристаллохимии REE с проблемой оценки редкоземельных месторождений, показана бесперспективность поиска богатых редкоземельных месторождений в постмагматических силикатных породах агпаитовых фельдшпатоидно-сиенитовых комплексов, даже крупных и в целом сильно обогащенных REE. Продолжено исследование поздних минеральных ассоциаций, связанных с хромитовыми рудами Войкаро-Сыньинского базит-гипербазитового массива (Полярный Урал). Здесь открыт и детально исследован, минералогически и структурно, новый минерал группы людвигита савельеваит Mg2CrO2(BO3) – первый природный борат с видообразующим трехвалентным хромом. Выявлен и охарактеризован, главным образом на материале из Войкаро-Сыньинского массива, но с привлечением оригинальных и литературных данных по объектам всего мира, протяженный изоморфный ряд людвигит Mg2FeO2(BO3) – савельеваит. Также детально исследованы два редкометальных минерала класса боратов с крупными катионами: Sr и Ca. Они имеют осадочно-диагенетический генезис и происходят из эвапоритов. Кальциовитчит SrCaB11O16(OH)5*H2O – новый минерал, Ca-Sr-упорядоченный член семейства витчита, встречен в соляных породах кембрийского возраста, широко распространенных на территории Сибирской платформы. Стронциоборит Sr[B8O11(OH)4] – практически чисто стронциевый борат, был открыт в Казахстане более 60 лет назад, но статус самостоятельного минерального вида он приобрел только недавно в результате наших работ, позволивших уточнить его конституцию. Значительный объем новых минералогических данных получен на образцах алмаза из коренных и россыпных месторождений севера Якутии и Беломорья. Описана морфология кристаллов алмаза, проведены измерения оптических спектров пропускания в видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах, спектров фотолюминесценции и исследования включений с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния (КРС). Изучены включения в 8 кристаллах алмаза из кимберлитовой трубки Заполярная (Верхнемунское кимберлитовое поле, Полярная Якутия) с целью реконструкции мантийных условий формирования алмаза. Полученные результаты по карбонатным фазам во включениях подтверждают их важную роль при кристаллизации алмаза. Рассчитанное остаточное давление для исследуемых включений приближается к 1.86 ГПа. Сочетание в одном кристалле включений нескольких глубинных парагенезисов свидетельствует о сложной многостадийной истории роста кристаллов алмаза, включающую эволюцию материнской алмазообразующей среды под трубкой Заполярная. Продолжены исследования алмаза из россыпных месторождений бассейна р. Анабар (Полярная Якутия). Изучена предоставленная компанией АК АЛРОСА коллекция кристаллов алмаза (1168 шт.) из россыпей р. Эбелях и ее притоков (ручьи Алан и Моргогор), в т.ч. самый большой на сегодня в России алмаз ювелирного качества (390.6 карат), добытый в 2023 г на р. Эбелях – обломок более крупного кристалла. Для него предполагаются нижнемантийное происхождение и сложная экзогенная история, не позволяющая говорить о возможной близости нахождения первоисточника – кимберлитового тела. На основе данных ИК-спектроскопии, по методике, разработанной ранее при исследовании алмазов россыпи Эбелях, проведено разделение кристаллов алмаза россыпи Моргогор на три генетические группы, предположительно отвечающие первоисточникам сноса. На основе изучения представительной коллекции из 446 алмазов установлены и описаны морфологические и спектроскопические типоморфные признаки алмаза россыпи Гусиный ручей. В качестве типоморфного признака алмаза из этой россыпи выявлено увеличенное содержание кристаллов, в окраске которых присутствуют серые тона различной интенсивности, а также включения графита. Следует также отметить весьма низкую распространенность в россыпи алмазов с доминирующим парамагнитным центром P1 и связанных с ним ассоциаций центров (P1+OK1, P1+P2), что в целом нехарактерно для кристаллов алмаза Анабара. Проведено исследование кристаллов алмаза с розовой и фиолетовой окраской из месторождения им. М.В. Ломоносова Архангельской алмазоносной провинции, а также бесцветных кристаллов из кимберлитовой трубки Пионерская, относящейся к Золотицкому кимберлитовому полю в том же Беломорском регионе. Предположено, что образование большинства кристаллов в трубке Пионерская происходило в высокотемпературных условиях, соответствующих ультраосновному парагенезису материнских пород, при меньшем распространении алмазов эклогитового парагенезиса. Глубинные кристаллы ультраосновного парагенезиса испытали длительный высокотемпературный отжиг, что положительно отразилось на окраске и качестве кристаллов. Проведено первичное исследование нового структурного центра, образованного в алмазе типа Ib после облучения электронами 3 МэВ и отжига 1200 °С/ 30 мин. Условия образования и полученные характеристики сближают его с группой вакансионных парамагнитных центров R5 – R12. Однако в отличие от них исследованный центр более высокосимметричен: при таком же спине S = 1 он обладает практически изотропными g-фактором = 2.018(2), значительной величиной расщепления в нулевом поле D = 2886(9) MHz, а также симметрией <111> (C3v). Параметры центра уточнены путем моделирования его экспериментального спектра ЭПР с помощью модуля ЕasySpin программного комплекса Matlab. Показана общая тенденция для центров, возникающих в алмазе в качестве дефектов при облучении электронами, проявляющаяся по мере увеличения энергии первоначального воздействия и, особенно, температуры последующего отжига. Эта тенденция состоит в повышении степени локальной симметрии центров, упрощении тензоров g и D, а также к унификации таких характеристик, как спин (преимущественно S = 1), и ориентировка магнитных осей центра в решетке алмаза (по осям симметрии кристалла). Исследованный новый парамагнитный центр укладывается в эту тенденцию. Продолжены систематические исследования конституции и генетических особенностей природных слоистых двойных гидроксидов надгруппы гидроталькита. Детально изучена необычная обедненная двухвалентными катионами разновидность айоваита из гидротермалитов, связанных с кимберлитами разрабатываемой алмазоносной трубки Удачная (Полярная Якутия). В образцах удачнинского айоваита впервые для минералов надгруппы гидроталькита достоверно зафиксировано явление природного анионного обмена. Оно приводит к его обогащению сульфатным компонентом; охарактеризованы механизмы этого процесса. Выполнены детальные физико-химические, термохимические и кристаллохимические исследования ряда минералов: литиевых фосфатов ряда амблигонит−монтебразит (см. выше), водного основного фосфата железа (III) сантабарбараита, водного основного сульфато-фосфата железа (III) дестинезита, гидроксихлорида меди атакамита, арсенатного полевого шпата филатовита, фторгидроксида алюминия жарчихита. Методом высокотемпературной калориметрии растворения в расплаве бората свинца 2PbO∙B2O3 на микрокалориметре Кальве определены энтальпии ∆fH0(298.15 K) и рассчитаны значения энергии Гиббса образования из элементов сантабарбараита Fe3+3(PO4)2(OH)3·5H2O (−4900±12 и −4257±12 кДж/моль), дестинезита Fe3+2(PO4)(SO4)(OH)·6H2O (−4258±12 и −3646±12 кДж/моль), атакамита Cu2Cl(OH)3 (−810.2±7.7 и −657±7.7 кДж/моль), амблигонита LiAlPO4F (−2401.6±3.1 и −2258±3.1 кДж/моль), монтебразита LiAlPO4(ОН) (−2315.5±2.2 и −2166.8±2.2 кДж/моль). На основании полученных термодинамических констант проведен расчет границ устойчивости атакамита в условиях высокой щелочности и высокой кислотности минералообразующей среды; также рассчитана кривая равновесия монтебразита и амблигонита при высокой кислотности. Исследованы термические преобразования сантабарбараита, дестинезита, атакамита, филатовита в ходе нагревания с привлечением методов ИК- и КР-спектроскопии, монокристальной и порошковой рентгенографии. Впервые изучена кристаллическая структура жарчихита AlF(OH)2, оказавшегося структурно родственным представителям структурного типа альфа-PbO2. Обобщены результаты исследований рудной минерализации, в первую очередь эпитермальной, медно-порфировых и эпитермальных золото-серебряных месторождений Баимской рудной зоны на Западной Чукотке, сделаны выводы об особенностях ее строения и развития. На основании изучения минералогической зональности метасоматических ореолов и минерального состава руд сделаны выводы об эрозионном срезе месторождений. Начато систематическое исследование минералов системы селен-теллур из золоторудных месторождений, химически и рентгенографически изучена необычно богатая Se разновидность самородного теллура. Завершены работы по изучению минералогии платиноидов Баимского россыпного узла (Зап. Чукотка). Выявлена иридиево-платиновая специфика этой минерализации, исследованы минералы Pd и Rh (бауит, родарсенид, миассит, полкановит), показана роль промежуточных коллекторов – юрских толщ вулканогенно-осадочных пород – в обогащении баимских россыпей минералами платиновой группы. Получены новые данные по минералогии, кристаллохимии и типоморфизму турмалинов. Описаны минералы надгруппы турмалина и характерные изоморфные замещения в них из плутоногенных и вулканогенных золоторудных месторождений и проявлений Чукотки. В турмалинах плутоногенных месторождений реализуются сопряженные замещения Al + O2- <=> Fe2+ + OH- и Fe2+ <=> Mg, а в турмалинах вулканогенных объектов – только схема Al + O2- <=> Fe2+ + OH-. Необычный турмалин, в целом отвечающий магнезио-луккезииту, в котором до 25 ат.% Si замещено на Al, охарактеризован комплексно: методами оптической и сканирующей электронной микроскопии, КР-, ИК- и мёссбауэровской спектроскопии, микрорентгеноспектрального анализа (ЭДС и ВДС), методом ICP OES c лазерной абляцией, монокристальной рентгеновской дифрактометрии. Показано, что для образования турмалинов, богатых Al в тетраэдрической позиции, требуется сочетание нескольких физико-химических факторов: (1) существенная десиликация первичных пород и (2) высокие температуры при относительно низком давлении. Проведено комплексное исследование минералогических, изотопных и геохимических характеристик, U/Th датирование плейстоценовых глендонитов (псевдоморфоз кальцита по икаиту) из обнажений долины р. Большая Балахня (В. Таймыр, Красноярский край). На основании результатов U/Th датировки глендонитов (37 ± 7 тыс. лет) предположено, что глендониты и вмещающие отложения были сформированы в течение каргинского периода (22–50 тыс. лет) — эти данные хорошо согласуются с опубликованными возрастами фораминифер и фрагментов древесины. Показано, что основными факторами, приведшими к кристаллизации икаита, были присутствие органического вещества (δ13C варьируется от –5 до –40% V-PDB) во вмещающих глинистых отложениях и низкие температуры (7°C) придонной воды. Изотопные характеристики вмещающих конкреций и глендонитов схожи, поэтому предполагается, что глендониты и вмещающие конкреции образовались в результате одного и того же процесса — сульфатредукции в сочетании с анаэробным разложением органического вещества.
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Минералогическое изучение месторождений Арктической зоны России с целью их комплексного освоения
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".