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: В отчетном году продолжено комплексное изучение минералогии литофильных редких элементов (Li, Cs, Be, Sr, Ba, REE, Zr, Nb) и титана в дифференциатах и метасоматитах гранитоидов разных типов и высокощелочных пород, в первую очередь – агпаитовых фельдшпатоидных сиенитов. На материале из редкометальных гранитных пегматитов комплексного Cs-Rb-Li-Be-Ta месторождения Васин-мыльк (Вороньи тундры, Кольский п-ов) и из дифференциатов редкометальных гранитов Sn месторождения Кестер (СВ Якутия) продолжено начатое в 2024 г исследование радиационно-чувствительных парамагнитных центров O- в кристаллической структуре минералов ряда амблигонит–монтебразит LiAl(PO4)(F,OH) для возможного их использования в качестве геохронометров. Установлено, что в исследованных минералах ряда амблигонит–монтебразит парамагнитные центры O- характеризуются эффективностью образования под действием излучения, а также величинами максимальной концентрации, достаточными для ЭПР-датирования на рекордно больших интервалах времени – до сотен миллионов лет. O- центры, образовавшиеся в природных условиях, термически стабильны вплоть до температур порядка 200 град С, т.е. более поздний прогрев, который может исказить результаты датирования, в природных условиях возможен лишь при посткристаллизационном воздействии магматических (вулканических) процессов. Кроме того, предцентрами для O- являются не структурные примеси, а регулярные узлы кристаллической решетки, что позволяет не учитывать при расчетах вариации содержания какой-либо примеси. Однако применение стандартных методик ЭПР-датирования требует дополнительного лабораторного гамма-облучения образцов, и нами установлено, что температурная стабильность образованных при таком облучении центров парамагнитных O- снижена. Массовое образование центров O-, стабилизированных мелкими ловушками (структурными дефектами с уровнями энергии, близкими к валентной зоне) и процесс перезарядки ловушек делают лабораторное гамма-облучение неэквивалентным природному. Таким образом, для успешного проведения ЭПР-датирования по O- центру в минералах ряда амблигонит–монтебразит требуется модифицирование методики датирования, призванное исключить данный эффект: например, снижение энергии добавочного лабораторного облучения – до рентгеновского либо ультрафиолетового диапазона, и/или проведение облучения при низких температурах. Это делает данные LiAl-фосфаты интересными объектами для геохронологии. Завершено исследование двух новых фтористых Li-Cs-слюд – крейтерита CsLi2Fe+3(Si4O10)F2 и горбуновита CsLi2(Ti,Fe)(Si4O10)(F,OH,O)2. Изучение кристаллохимии этих минералов, открытых в дифференциатах щелочного массива Дараи-Пиоз в Таджикистане, дало ключ к пониманию закономерностей изоморфизма в сложной системе непрерывных твердых растворов литиевых слюд необычного катионного состава, которые установлены нами в редкометальных гранитных пегматитах Вороньих тундр на Кольском полуострове. Проведено систематическое изучение Zr-, Nb- и Ti-силикатов c диортогруппами Si2O7 из щелочных пород разных типов. На материале из высокоагпаитовых пегматитов Ловозерского щелочного массива (Кольский п-ов) нами вместе с коллегами из КНЦ РАН детально изучен кристаллохимический механизм частичного декатионирования микропористого цирконосиликата паракелдышита Na2ZrSi2O7, выявлен способ компенсации возникающего при выносе из него Na+ (до половины от общего количества) дефицита положительного заряда – за счет протонирования атомов кислорода, и предложена кристаллохимически обоснованная формула келдышита – продукта этой трансформации: (Na,[vac])ZrSi2O6(OH), где [vac] – вакансия; отметим, что формула келдышита была предметом дискуссий более 60 лет. Открыт новый ниобий-редкоземельный минерал с диортогруппами Si2O7 – член группы мозандрита накарениобсит-(Nd) с идеализированной формулой конечного члена Na3Ca2(CaNd)Nb(Si2O7)2OF3. Установленная ранее высокая степень сродства ринкитоподобных структур минералов этой группы к Nd, обусловливающая его преимущественное накопление в них (Пеков, 2005) получила "логическое завершение": в природе найден собственно неодимовый член группы мозандрита. Кристаллохимически изучен Ba-Ti-силикат с диортогруппами Si2O7 – гетерофиллосиликат перротит, обогащенный Ca, и показано, что принятая сегодня для него формула BaNaMn4Ti2(Si2O7)2O2(OH)2F, судя по всему, нуждается в уточнении. Обобщены данные о природном ионном обмене в микропористых Ti-, Nb- и Zr-силикатах, в основе структур которых лежат гетерополиэдрические (как правило, октаэдрически-тетраэдрические) каркасы или слоистые мотивы. Наиболее детально исследованы в этом отношении гетерокаркасные цеолитоподобные силикаты групп лабунцовита, илерита, эльпидита, иванюкита, эвдиалита и гетерофиллосиликаты группы эпистолита. Подавляющее большинство оригинальных данных получено на материале из Хибинского и Ловозерского щелочных массивов (Кольский п-ов), которые предложено рассматривать как самые значимые в мире, эталонные объекты в аспекте генетической минералогии микропористых Ti-, Nb- и Zr-силикатов. Показано, что природный обмен Na+ в водных растворах на катионы K+, Ca2+, Ba2+ Zn2+ в этих минералах осуществляется часто, причем не только в гидротермальных, но и в гипергенных условиях; реже наблюдается в природе обмен Na+ на Cs+, Sr2+, Cu2+, U4+, Th4+. Анализ совокупности оригинальных и литературных данных показывает, что не только можно (и нужно) рассматривать эти минералы как прототипы новых материалов с полезными (цеолитными, в первую очередь катионообменными) свойствами, но они также демонстрируют геохимически значимые механизмы фракционирования и концентрирования редких элементов. В рамках работ, посвященных изучению редкометальных минералов цеолитного строения, кроме того выполнено кристаллохимическое исследование стронциевого алюмосиликатного цеолита жисмондина-Sr, представленного новой высоководной разновидностью. Показана закономерная связь способов упорядочения внекаркасных катионов (Sr, Ca, K, Na) со степенью гидратированности для цеолитов этой серии. Продолжено систематическое исследование каркасных алюмо- и бериллосиликатов с дополнительными анионами – представителей структурного типа содалита и его производных. К ним относятся породообразующие минералы щелочных пород (фельдшпатоиды групп содалита и канкринита), рудные минералы Be (члены группы гельвина), синтетические материалы с технологически важными (люминесцентными, магнитными и др.) свойствами. Получен большой объем новых данных по минералогии и кристаллохимии группы гельвина, в т.ч. на образцах из гранитных пегматитов Ров-горы и хр. Серповидного (Зап. Кейвы, Кольский п-ов) и бериллиеносных гидротермалитов месторождения Дукат (Магаданская обл.). Изучен типохимизм этих минералов, выражающийся в первую очередь в соотношениях M-катионов (Mn2+, Fe2+, Zn). Впервые на статистически представительном материале (более ста образцов) четко показано, что, в отличие от алюмосиликатов группы содалита, для которых характерны многоатомные S-содержащие группы или гидросульфидный анион HS-, бериллосиликаты группы гельвина содержат серу только или главным образом в форме простого аниона S2−. Также установлено, что изоморфизм с участием Al реализуется в минералах группы гельвина преимущественно путем замещения Si с образованием вакансий в позициях S, по схеме 2Si4+ + S2– => 2Al3+ + [vac], а замещение M-катионов на Al, если и реализуется, то играет подчиненную роль. Результаты работ по изучению сапожниковита Na8(Al6Si6O24)(HS)2 – гидросульфидного аналога содалита, одного из главных породообразующих минералов специфических высокоагпаитовых нефелин-сапожниковитовых сиенитов, открытых нами недавно в Ловозерском щелочном массиве (Кольский п-ов), показали перспективные направления работ в ключе подхода "от минералов к новым полезным материалам". Так, в рамках разработки научных основ для синтеза материалов с люминесцентными свойствами нами по этой "подсказке природы" начаты исследования Eu-содержащих содалитоподобных алюмосиликатов со смешанным составом крупных катионов – Na+, K+, Ca2+ и внекаркасных анионов – I-, Cl-, Br-. Они успешно синтезированы в гидротермальных условиях при температуре 230 град С. Проведенные в изотермической системе эксперименты позволили установить, что на вхождение европия в содалит влияет главным образом концентрация раствора щелочи (NaOH), используемой для реакции геополимеризации. Концентрация щелочи оказывает влияние и на состав образующихся каркасных алюмосиликатов. Установлено, что в среде с 3M NaOH среднее содержание европия в содалитоподобной фазе составляет 0.40 мас.% Eu2O3, а в образцах синтетического содалита, выросшего в среде с 8М NaOH, содержание Eu ниже предела обнаружения методом электронно-зондового микроанализа. В рамках теории функционала плотности рассчитаны конфигурации стабильных и метастабильных структур, параметры спектров поглощения в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях, спектры КР аниона HS− в сапожниковите. Обнаружен и детально изучен ранее неизвестный соразмерно модулированный кубический аналог гаюина с параметром модуляции 0.2 и параметром элементарной ячейки 45.36 А. Этот минерал, получивший условное название гаюин-45А, имеет в основе своей структуры тетраэдрический AlSiO-каркас содалитового типа, однако содалитовые полости в нем имеют разные размеры, что обусловливает вхождение в них разных анионов. Структурные модуляции каркаса гаюина-45А предположительно связаны с регулярным чередованием анионов SO4 с полисульфидными группами S2*–, S3*–, S4 и (S5)2–. Таким образом, усредненная упрощенная формула гаюина-45А имеет вид: Na6Ca2–x(Si6Al6O24)[(SO4)2–,HS–,S2*–,S4,S3*–,(S5)2–]2–y. Детально изучены минералы групп содалита, канкринита и скаполита, содержащие анион-радикал S2*–. Установлено, что достаточно широко распространен в качестве примеси в этих минералах, является одной из характерных форм нахождения в них серы и влияет на их окраску как желтый хромофор, а также на такие физические свойства, как характер люминесценции, ЭПР-, КР- и оптические электронные спектры в видимой и ближних ИК- и УФ-областях. Показано, что анион-радикал S2*– играет важную роль в геохимии серы и может рассматриваться как информативный геохимический маркер. Впервые выявлено (на материале из Талнахского месторождения, Норильский рудный р-н), что этот же анион-радикал ответственен за желтую окраску S-содержащего везувиана. В рамках систематического исследования S-содержащих минералов подготовлен и опубликован аналитический обзор данных по кристаллохимии и генетической минералогии всех известных сегодня природных безводородных сульфатов с видообразующими щелочными катионами – Na или/и K, охвативший 61 минеральный вид (48 структурных типов). Показано, что для них значимы только два генетических типа минерализации – вулканический эксгаляционный и эвапоритовый; обе эти минералообразующие системы характеризуются низким давлением, но сильно различаются по температуре и способам кристаллизации. В рамках структурной классификации рассматриваемые минералы подразделены на две большие группы: (1) с анионным мотивом, представленным только тетраэдрами SO4 (включая минералы с дополнительными анионами: F, Cl, CO3); (2) с гетерополиэдрическими анионными мотивами, построенными из тетраэдров SO4 и полиэдров катионов с относительно высокими силовыми характеристиками (Mg, Mn, Zn, Cu, Fe, V, Al, Bi, Mo, As, Te, иногда Ca). Особое внимание уделено высокотемпературным природным сульфатам с афтиталитоподобными структурами, для которых рассмотрены различные виды распада твердых растворов и другие твердофазные трансформации. Отдельная работа посвящена взаимоотношениям сульфатов в высокотемпературных (не ниже 400–500 град. C) эксгаляционных образованиях, обогащенных одновременно K, Na, Ca и Cu, где распространены безводородные минералы систем K2SO4 – Na2SO4 – CuSO4 и K2SO4 – Na2SO4 – CuSO4 – CaSO4, в т.ч. недавно открытые: саранчинаит Na2Cu(SO4)2, метатенардит Na2SO4, петровит Na10CaCu2(SO4)8, купродобровольскиит Na4Cu(SO4)3. В 2025 г нами здесь установлены потенциально новые минеральные фазы – члены системы K2SO4 – Na2SO4 – CuSO4: (K,Na)2Cu2(SO4)3, (K,Na)2Cu(SO4)2 и KNaCu(SO4)2. Открыт новый минерал канторит K2NaMg(SO4)2F, обладающий уникальной структурой и демонстрирующий упорядоченное распределение K и Na. Эти минералообразующие системы характеризуются высоким окислительным потенциалом, что обусловливает в них близкое поведение S6+ и Mo6+, выражающееся в т.ч. в изоморфизме между сульфатным и молибдатным анионами. Этот изоморфизм наиболее широко проявляется в минералах эксгаляционных систем при температурах > 400 град С, а с понижением температуры способность большинства твердых растворов к замещениям (SO4) <=> (MoO4) снижается, и появляются собственные минералы Mo6+ с крупными катионами – молибдаты, в которых примесь сульфатного компонента хотя и присутствует, но уже невелика. Таков формирующийся при температурах около 100 град C натромолибдит – новый минерал, охарактеризованный нами в 2025 г. Он имеет идеализированную формулу Na2MoO4*2H2O, но содержит до 2.4 мас.% SO3. Еще одним вкладом в минералогию кислородных соединений молибдена стала разработка номенклатуры надгруппы ноланита, частью которой является группа камиокита, образованная сложными оксидами на основе Mo4+. Существенный объем новых минералогических данных получен для алмаза из коренных и россыпных месторождений севера Якутии. Продолжено исследование алмазов из россыпей Прианабарья. В результате изучения представительной коллекции алмазов россыпи р. Хара-Мас (бассейн р. Анабар), предоставленной АК «АЛРОСА» ПАО, методами морфологического и спектроскопического анализа установлены распределения кристаллов по основным типоморфным признакам, таким как габитус, окраска, наличие двойников и сростков, морфологии реликтов ростовой поверхности кристаллов, процессов ее растворения, а также пластической деформации, степени механического износа. Главные отличия алмазов р. Хара-Мас от других россыпей Анабарского района – максимально широкое распространение шпинелевых двойников, значительная доля кристаллов V и VII разновидностей по классификации Ю.Л. Орлова, распространенность серой и черной окрасок, а также максимальное содержание кристаллов с ассоциацией парамагнитных центров P1 – P2 – W21. К отмеченному ранее сходству алмазов россыпи с кристаллами левых притоков р. Эбелях можно добавить существенное их различие (в сторону ухудшения характеристик) при сравнении с алмазами правых притоков Эбеляха (р. Моргогор) и Анабара – причем по таким важным критериям, как содержание монокристаллов высокой прозрачности, бесцветных и без включений. В рамках предложенной ранее модели генетических групп, объединяющих предполагаемые разнородные первичные источники сноса алмазов россыпей Анабара, показано закономерное снижение доли кристаллов высокой прозрачности, без включений, двойников и сростков. В рамках предложенной нами ранее модели выделения генетических групп, объединяющих предполагаемые разнородные первичные источники сноса алмазов россыпей Анабара, показано закономерное снижение доли кристаллов высокой прозрачности, без включений, двойников и сростков в россыпи реки Хара-Мас по сравнению с другими объектами этого района. Стоит отметить, что в целом алмазы россыпей р. Эбелях (со всеми притоками) являются важнейшим сырьем для бриллиантовой отрасли ввиду их отменного качества, более высокого по сравнению с алмазами из коренных месторождений алмаза Якутии. Изучен самый большой из найденных в России алмаз ювелирного качества (390.65 карата), добытый в 2023 г на р. Эбелях (Якутия). Его однозначно можно отнести к обломку особо крупного кристалла алмаза группы «CLIPPIR» (Cullinan-like, Large, Inclusion-Poor, Pure, Irregular, and Resorbed), предположительно, расколовшегося в мантийных условиях в процессе транспортировки. В частности, выполнена 3D-реконструкция, позволяющая считать, что первоначально это был кристалл комбинационной формы, удлиненный по оси L3, массу которого можно оценить в 1.6 тыс кар. С большой долей вероятности предполагается сверхглубинный генезис кристалла: в нижней мантии, обедненной азотом, содержащей железо-сульфидные фазы. В этой среде, существенно обедненной азотом, рост происходил при температуре, значительно более высокой, чем рост типичных для кимберлитовых тел алмазов. Малое количество азота под воздействием высокой температуры и направленного внешнего давления было преобразовано в оптически активные центры N3, Н3, NV и центры пластической деформации, обусловившие проявление небольшого коричневого оттенка в окраске этого кристалла алмаза. Продолжены работы по изучению крупных алмазов и на материале из кимберлитовой трубки Заполярная. Установлено, что особо крупные алмазы ювелирного качества находятся здесь только в кимберлитах с высоким общим содержанием Ti. Установлено, что гранаты из включений в алмазе трубки Заполярная относятся к гроссуляр–альмандин–пироповому ряду (т.е. с преобладанием пиропового минала). Выявленные вариации в содержании пиропового и альмандинового компонентов указывают на гетерогенность и многостадийный характер алмазообразующей среды. Включения магнезиохромита характеризуются устойчивыми значениями хромистости и варьирующей магнезиальностью, что указывает на формирование в условиях, соответствующих возникновению перидотитового парагенезиса. Минералогическое изучение кимберлитовых месторождений севера Якутии не ограничилось в 2025 году исследованием алмаза. Так, изучены мантийные ксенолиты ильменитовых орто- и клинопироксенитов и гарцбургитов, в т.ч. гранатсодерждащих, из кимберлитов трубки Мир. В них выявлены графические срастания высокомагнезиального ильменита с пироксенами, а ассоциации вторичных минералов указывают на интенсивное взаимодействие материала ксенолитов с кимберлитовым расплавом. В кимберлитах трубки Обнаженная выявлен потенциально новый минерал – K-Mg-Al-аналог линдквистита, имеющий состав (K,Ba)Fe3+(Mg,Fe)4(Al,Cr,Ti)13O27, изучена его кристаллическая структура. В низкотемпературных метасоматитах на контакте кимберлита с крупным ксенолитом бороносных эвапоритов в кимберлитовой трубке Интернациональная открыт новый минерал попугаеваит Ca3[B5O6(OH)6]FCl2*8H2O, названный в честь одного из первооткрывателей якутских алмазных месторождений Л.А. Попугаевой. Это первый природный борат, содержащий одновременно хлор и фтор в качестве видообразующих компонентов. Состав этого минерала служит индикатором его контактово-метасоматического происхождения: источниками B и Cl послужили соляные породы ксенолита, а F – кимберлит. В отчетном году детально изучен и другой борат – фредрикссонит, Mn3+-аналог главного рудного минерала борных месторождений Полярной Якутии – людвигита. Установлена новая необычно богатая Fe3+ разновидность фредрикссонита, охарактеризованы кристаллохимические особенности оксоборатов группы людвигита эксгаляционного происхождения, обобщены накопленные для них данные. Продолжено исследование минералогии, кристаллохимии и генезиса природных слоистых двойных гидроксидов, относящихся к надгруппе гидроталькита, которые образуются в низкотемпературных гидротермальных и, реже, гипергенных системах. Детально изучен потенциально новый цинковый член этой группы, имеющий идеализированную формулу Zn2Al(OH)6Cl*H2O и являющийся Zn-аналогом хлормагалюминита. Обобщены данные и в свете полученных недавно результатов частично пересмотрены представления о конституции и номенклатуре минералов надгруппы гидроталькита. Важный вклад в эту обобщающую работу внесли данные, полученные на материале из месторождений Российской Арктики – рудных (Ковдор на Кольском полуострове, Норильские месторождения в Красноярском крае), алмазных (кимберлитовая трубка Удачная в Якутии) и апатитовых (Хибины на Кольском полуострове). Проведены комплексные физико-химические (ИК-, КР- и мёссбауэровская спектроскопия, термический и термохимический анализ) исследования трех богатых железом силикатов – бабингтонита, манганильваита и ставролита. Методом высокотемпературной калориметрии растворения в расплаве бората свинца 2PbO∙B2O3 на микрокалориметре Кальве определены энтальпии дельтаfH0(298.15 K) и рассчитаны энергии Гиббса дельтаfG0(298.15 K образования из элементов бабингтонита Сa2Fe2+Fe3+Si5O14(OH) (−6868.0±10.4 и −6422.0±10.4 кДж/моль, соответственно), манганбабингтонита Сa2Mn2+Fe3+Si5O14(OH) (−6876.0±9.9 и −6430.0±9.9 кДж/моль, соответственно), ильваита СaFe2+(Fe2+Fe3+)Si2O7O(OH) (−3739.9±8.7 и −3484.1 ± 8.7кДж/моль, соответственно), манганильваита СaMn2+(Fe2+Fe3+)Si2O7O(OH) (−3795.5±7.2 и −3539.0±7.2 кДж/моль, соответственно), ставролита Fe2+3Al9Si4O23(OH) (−11943±12 и −11222±12 кДж/моль, соответственно). На основании полученных термодинамических констант бабингтонита рассчитаны границы полей устойчивости типичных его ассоциаций в условиях, характерных для процессов низкоградного метаморфизма и поздних скарновых парагенезисов при температуре t = 100–350 оС и давлении Р = 2.5 и 5 кб. Также с использованием новых термодинамических данных для бабингтонита были рассчитаны равновесные значения температуры и давления воды в процессе разложения бабингтонита в окислительно-восстановительных условиях, определяемых двумя разными буферами: кварц-фаялит-магнетитовым (QFM) и магнетит- гематитовым (HM). Для буфера HM устойчивость бабингтонита при давлении 0.5 ГПа (5 кбар) ограничена температурой 300°С. Это позволяет утверждать, что снижение летучести кислорода уменьшает поле устойчивости бабингтонита, для буфера QFM при давлении 0.5 ГПа (5 кбар) его разложение происходит и температуре 225 °С. При низких температурах (150-200 °С) устойчивость бабингтонита незначительно зависит от давления. Эти данные применимы для оценки условий формирования метасоматитов Норильского рудного узла. Полученные термодинамические данные для ставролита были использованы для расчета поля его стабильности, которое с одной стороны с ростом давления ограничено реакцией разложения этого силиката с образованием ассоциации альмандина, кварца, герцинита с кианитом, а с другой стороны при более низком давлении с ростом температуры ставролит разлагается с образованием ассоциации альмандина, кварца, герцинита с силлиманитом. Эта информация важна для реконструкции процессов, происходящих при образовании и преобразовании богатых Al и Fe метаморфических пород гигантских месторождений глиноземного сырья – кианитовых со ставролитом и альмандином сланцев Западных и Центральных Кейв на Кольском полуострове. В рамках разработки генетической минералогии метаморфических и метасоматических пород детально изучены апокарбонатные и апоскарновые серпентиниты – на примере месторождений рудного поля Хопунвара (район Питкяранты, Карелия). Показано, что офикальцит в апокарбонатных породах представлен двумя минералого-генетическими типами: (1) тонковолокнистые арегаты клинохризотила и лизардита с тесном срастании с кальцитом при второстепенной роли флогопита и фторапатита, возникшие при взаимодействии доломита с богатыми SiO2 кислотными растворами с температурой 200–300 град С в пористой (в результате выщелачивания карбоната) среде; (2) офикальцит, сложенный преимущественно лизардитом, который образует полные псевдоморфозы по форстериту и/или минералам группы гумита в карбонатной матрице – результат серпентинизации околоскарновых форстеритовых кальцифиров на регрессивной стадии скарнообразования при температуре < 370 град С. Также изучены серпентиниты, развитые по магнезиальным скарнам. При этом процессе диопсид скарна замещался антигоритом, лизардитом, хризотилом и тальком, форстеритовая зона скарновых тел преобразовывалась в хризотил-антигоритовые серпентиниты с минералами группы гумита, а уже по ним развивался поздний лизардит. В 2025 г получен значительный объем новых данных по минералогии и генетическим особенностям рудных месторождений Арктической зоны России. Детально исследованы самородное железо, в т.ч. породо-/рудообразующее, и сопровождающие его минералы в эндоконтактовой зоне Маймеченского габбро-долеритового интрузива (север Красноярского края). Этот объект до настоящего времени оставался наименее изученным среди всех проявлений самородного железа, связанных с траппами Сибирской платформы. Установлено, что маймеченское железо нередко содержит ощутимые примеси Ni (до 1.5 мас.%), Co (до 1.7 мас.%), Cu (до 1.0 мас.%). Важной особенностью скоплений железа является постоянное присутствие в них большого количества когенита (до 20 об.%) в виде графических вростков; когенит содержит те же примеси в тех же, что и самородное железо, количествах. Также с ними ассоциируют фосфид Fe шрейберзит и сульфиды Fe. В магнетитовых каймах вокруг железа найдены включения сперрилита PtAs2. Выявлен необычный механизм формирования экстремально богатого Fe фаялита при взаимодействии самородного железа (металлического расплава?) с оливиновыми габбро-долеритами. Для супергигантских месторождений никеля, меди, кобальта и платиноидов Норильского района выдвинута новая генетическая гипотеза – об инициализации процесса формирования рудоносных интрузий крупным импактным событием. В норильских рудах выявлены и детально исследованы специфические срастания структурно близких минералов холлингворита RhAsS и сперрилита PtAs2, исследованы закономерности распределения отдельных платиноидов между ними. Показано, что в контактово-метасоматических ореолах интрузий, с которыми связаны Норильские месторождения, Ca-гранаты обогащаются Ti. Впервые для заполярной части Красноярского края установлено и изучено проявление германиевой минерализации. Она представлена германоколуситом, а также Ge-содержащими колуситом и стибиоколуситом. Эти минералы обнаружены в кальцит-сфалеритовых жилах массива Кошка, относящегося к средне-позднетриасовому вулкано-плутоническому поясу Таймырского полуострова. Колусит, германоколусит и стибиоколусит образуют зональные кристаллы размером 5—50 мкм в ассоциации с зональным маложелезистым сфалеритом, халькопиритом, пиритом, реже с галенитом. В минералах группы колусита широко проявлены вариации содержаний Ge, As, Sb и Sn. Германоколусит содержит до 11 мас. % Ge, остальные минералы группы колусита – до 9%. Сфалеритовые руды рудопроявления Кошка-Восточная содержат до 78 г/т германия. Показано, что германоколусит и Ge-содержащий колусит являются основными концентраторами германия в полиметаллических рудах массива Кошка. Источником германия и ванадия здесь, вероятно, явились вмещающие массив Кошка терригенные породы. Продолжено исследование минералогии и генетических особенностей медно-порфировых и благороднометальных месторождений Чукотки и прилегающих к ней регионов. В 2025 г получены новые данные, существенно расширяющие представление о минеральном составе и закономерностях размещения руд и параметрах рудообразования в Стадухинском рудно-россыпном районе с крупным золоторудным месторождением Кекура (Зап. Чукотка). Показано, что руды месторождения Кекура формировались в три этапа: (1) золото-висмутовая минерализация с высокопробным самородным золотом (>900) формировалась при 340–370°С при участии флюидов с соленостью 1.4–6.4 мас.% NaCl экв; (2) золото-кварцевое оруденение с самородным золотом средней пробности (800-850) образовано при 230–270°С из флюидов с соленостью 3.1–5.9 мас.% NaCl экв; (3) золото-серебряная минерализация с низкопробным самородным золотом (<750) формировалась при 270–300°С при участии растворов с концентрацией солей 4–14 мас. % NaCl экв. Уровень эрозионного вскрытия рудно-магматической системы, согласно разработанной модели вертикальной минералого-геохимической зональности, оценивается как соответствующий нижним частям «эпитермальной» зоны. Впервые для подобных систем выявлены золото-серебряные проявления на их периферии, имеющие промышленные перспективы, и дана их прогнозная оценка. Интересные данные получены для платиноносных парагенезисов, связанных с ультрабазитовыми массивами Корякии. Исследованы зерна минералов платиноидов из россыпи ручья Прижимный. Главным их минералом является изоферроплатина, в виде включений в которой находятся самородный осмий и лаурит, а куперит и купрородсит образуют на ней тонкие каймы замещения. В изоферроплатине встречены разнообразные включения силикатов и хромшпинелидов. Силикатные включения делятся на три типа: 1 – округлые однородные включения, сложенные силикатным стеклом; 2 – частично раскристаллизованные включения стекол 1-го типа; 3 – полностью раскристаллизованные включения, сложенные диопсидом и плагиоклазом. Полученные КР-спектры включений типов 1 и 2 однозначно говорят о стеклообразном состоянии силикатного вещества, что оказалось неожиданным, а интерпретация этих КР-спектров с учетом экспериментальных данных (Быков и др., 2001) и наших электронно-зондовых анализов позволяет отнести их к высокощелочным алюмосиликатным стеклам. В качестве главного источника платиноидов россыпи ручья Прижимный рассматривается габбро-пироксенитовый массив Прижимный, однако известно, что породы этого массива прорываются штоками пикрит-пикробазальтового состава. Не исключено, что эти штоки также могут содержать платиноидную минерализацию, в т.ч. за счет захвата зерен изоферроплатины из пироксенитов. Предположение о существовании двух ее коренных источников позволяет объяснить сосуществование в россыпи зерен изоферроплатины как с полиминеральными полнокристаллическими силикатными включениями (источник – пироксениты массива Прижимный), так и более редких зерен с включениями силикатного стекла (источник – штоки пикрит-пикробазальтового состава, где такие включения могли быть расплавлены). Завершены работы по изучению природной системы самородный теллур–самородный селен, обобщены оригинальные и литературные данные по изоморфизму в ней. Подробно охарактеризован высокоселенистый самородный теллур из Озерновского золоторуного месторождения (Сев. Камчатка). Эта очень редкая разновидность самородного теллура здесь очень широко распространена. Содержание Se в озерновском теллуре варьирует от 0.00 до 29.9 мас.%; последнее значение отвечает формуле (Те0.59Se0.41). Вероятно, в природе реализуется полный изоморфный ряд в системе Se-Te, однако в свете последних литературных данных по синтетическим соединениям предположено, что и упорядоченные соединения этой системы могут формироваться в природных условиях, и именно это может объяснять сгущение точек анализов на диаграмме Se–Te в участках, где величины отношения Se:Te близки к стехиометричным, а именно 2:3 (Dana, Wells, 1890; Tolstykh et al., 2018; Coolbaugh, 2020; наши данные), 1:3 (Kudaeva et al., 2024; наши данные), 4:3 (Kovalenker, Plotinskaya, 2005), 3:2 (Tolstykh et al., 2017, 2018, 2023). В обогащенных самородным теллуром рудах Озерновского месторождения выделен новый тип золоторудной минерализации с малетойваямитом и гачингитом в виде главных минеральных форм золота. Получен значительный объем новых данных по минералогии, конституции и типохимизму турмалинов, формирующихся в рудных (Sn, Hg) месторождениях. Впервые детально изучены турмалины (химический состав, включая элементы-примеси, данные ЯГР- и КР-спектроскопии) из метасоматитов и оловоносных жил гранитного массива Северный на Чукотке. Они развиты здесь в составе образований четырех типов: линзы замещения в пегматоидных гнездах и три типа кварцевых жил. По химическому составу турмалины массива Северный относятся к сложной системе твердых растворов. Здесь установлены кристаллы или зоны кристаллов, отвечающие по составу фтордравиту, дравиту, оксидравиту, фторшерлу, шерлу, оксишерлу, фойтиту, оксифойтиту, магнезиофойтиту и ферробозииту. Последний развит в жилах с промышленным содержанием касситерита и сам обогащен оловом (до 1.3 мас.% SnO2). Ведущими типами замещений в турмалинах этого объекта являются Al + WO2– <=> Fe2+ + WOH–(F–), X-вакансия + Al <=> Na + Fe2+ и Fe3+ ↔ Al. Установлено увеличение отношения Fe3+/Feобщ от 10% в турмалинах из линз замещения до 14% в турмалинах их жил третьего типа с обильным ферробозиитом, что указывает на рост окислительного потенциала минералообразующих флюидов. Возможно, что рост окислительного потенциала является одной из причин отложения касситерита, и тогда ферробозиит можно рассматривать как поисковый признак промышленной оловянной минерализации. Также зафиксировано высокое содержание Li в турмалинах массива: его медианные значения увеличиваются от 107 ppm в турмалинах из жил типа 1 до 191 ppm в турмалинах из жил типа 2 и затем до 391 ppm в турмалинах из жил типа 3. Высокие концентрации Sn и Li в турмалинах массива Северный позволяют предположить, что турмалины кристаллизовались из флюидов магматического происхождения. Для сравнения изучен турмалин из кварц-турмалиновых метасоматитов (турмалинитов) аргиллизитовой формации Терлигхайского месторождения ртути (Тыва). Здесь доминируют фойтит и оксифойтит, а ряд составов относится дравиту, оксидравиту, магнезиофойтиту и оксишерлу. Они обогащены Ca (адачиитовым компонентом) и Cl (до 0.07 а.ф. или 0.23 мас. % Cl). Характерные замещения в этих турмалинах Mg <=> Fe2+, Na + Mg <=> X-вакансия + Al и Na + Si <=> Ca + Al. Содержания большинства проанализированных микрокомпонентов в турмалине не превышают первых десятков г/т. Отношение Fe3+/Feобщ (18 %) в турмалине свидетельствует о слабоокислительных условиях формирования кварц-турмалиновых метасоматитов В опубликованном в 2025 г (в электронном виде) учебном пособии "Месторождения самоцветов" большое внимание уделено разведанным или перспективным месторождениям и значительным по масштабу проявлениям драгоценных (кроме алмаза) и поделочных камней, расположенных на территории Российской Арктики. В этой книге с достаточной подробностью описаны месторождения и проявления ювелирного хризолита (Кугдинское, Таймыр; Ковдорское, Кольский п-ов), рубина (Макар-Рузь, Полярный Урал), топаза (Полярное, СВ Якутия), аметиста (Кедон, Магаданская обл.), нефрита (Нырдвоменшорское, Полярный Урал), а также обращено внимание на перспективность на ювелирный гранат ряда эффузивных массивов в пределах Охотско-Чукотского и Уяндино-Ясачнинского позднемезозойских вулканических поясов (СВ Якутия и Чукотка).
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: -
8 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 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".