к номенклатуре диоктаэдрических белых слюд

Реклама
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
1
МИНЕРАЛОГИЯ
Общие вопросы минералогии
О
Оггллааввллееннииее::
ОГЛАВЛЕНИЕ: ...................................................................................................................................................................................................... 1
ПРЯМЫЕ, КОСВЕННЫЕ И ИНЫЕ ОБЪЕКТЫ МИНЕРАЛОГИИ ................................................................................................................... 1
ПРОГРЕСС НАУКИ И ДИНАМИКА ОТКРЫТИЯ НОВЫХ МИНЕРАЛОВ (1750–2000 ГГ.) ....................................................................... 2
К НОМЕНКЛАТУРЕ ДИОКТАЭДРИЧЕСКИХ БЕЛЫХ СЛЮД ....................................................................................................................... 2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ИСТОРИКО-НАУЧНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
МИНЕРАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ ..................................................................................................................................................................... 4
МИНЕРАЛОГИЯ В АРХЕОЛОГИИ — ИЗУЧЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ (ТЕХНОГЕННЫХ) МАТЕРИАЛОВ ......................................... 5
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ................................................... 6
МИНЕРАЛЫ КАК ЛЕЧЕБНЫЕ СРЕДСТВА В КИТАЙСКОЙ МЕДИЦИНЕ ................................................................................................... 7
МИНЕРАЛЫ, ОТКРЫВАЕМЫЕ В НАШИ ДНИ: ЧТО ОНИ СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЮТ? (ОПЫТ
СТАТИСТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ) ........................................................................................................................................................ 9
МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МИНЕРАЛОВ ................................................................................................................................. 10
ОБРАЗОВАНИЕ ГЛАУКОНИТА С ПОЗИЦИИ СИНЕРГЕТИКИ ................................................................................................................... 11
О КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛОВ. ОКСИДЫ. .......................................................................................................................................... 12
СОВРЕМЕННАЯ МИНЕРАЛОГИЯ ЗОЛОТА ................................................................................................................................................... 13
MODULAR MINERALOGY AND MINERAL CLASSIFICATION: THE HETEROPHYLLOSILICATES ...................................................... 15
АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ: ............................................................................................................................................................................... 16
ПРЯМЫЕ, КОСВЕННЫЕ И ИНЫЕ ОБЪЕКТЫ МИНЕРАЛОГИИ
Булах А.Г.
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Bulakh A.G. Direct, indirect, and other objects of mineralogy (Saint Petersburg University, Saint Petersburg, Russia)
В любой науке есть прямые и косвенные, обязательные и необязательные, закономерные и случайные, постоянные и временные, важные и второстепенные объекты. Этот подход отражён нами в отечественном
учебнике минералогии (1-е изд. — 1989, 2-е изд. — 1999, 3-е изд. — 2002), он иллюстрируется примерами в
таблице.
Таблица
Примеры разных объектов минералогии
Объекты минералогии
Прямые
Главные
Простые
Усложнённые
Кристаллические
вещества геологической природы:
кварц
диопсид
рубин
алмаз
пирит
когенит
кальцит
апатит
сапфир
медь
Продукты
метамиктного
распада минералов:
виикит
аморфн. вещества
опал
жидкие минеральные фазы
ртуть
Дополняющие
Микро- и
Макроразмерные
наноразмерные
Горные породы,
Кластеры и
руды, газовые,
зародыши крижидкие и другие сталлов, групвключения перпировки атовичной среды в
мов внутри
минералах, раскристаллическ.
солы, магмы
решётки минерала
Косвенные
Полностью или чаПриродные, но не
стично созданные
геологические
человеком
Минералоподобные
Минералоподобные
и другие вещества
и другие вещества
костей, зубов, почеч- в цементе и кераминых камней,
ках, продукты шахтмягких тканей
ных пожаров и горечеловека
ния терриконов, синтетические аналоги
минералов:
алмаз синт.
рубин синт.
апатит синт.
сапфир синт.
кварц синт.
Такой же подход к объектам науки послужил основой для изложения материала в английском учебнике
(Hans-Rudolf Wenk & Andrei Bulakh. Minerals: Their Constitution and Origin. Cambridge University Press. 2002).
Дискуссии о сущности минерала, объектах науки и пересмотры терминов мало характерны для западных
минералогических школ. Эти вопросы остались вне английского учебника.
Таблица не является исчерпывающей. Подбор примеров сделан так, чтобы показать разнообразие объектов минералогии. Оно таково де-факто. Но не следует, на наш взгляд, всё то, что связано с кристаллизацией
и существованием минерала в природе, и всё то, что исследует минералог своими методами в технике, физике, химии, кристаллогенезисе, медицине, биологии называть минералом. Смысл понятий микроминерал и
наноминерал — это ещё один предмет для обсуждений [1].
2
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
В таблице к собственно минералам относятся, по нашему мнению, только лишь примеры из первого её
столбца (их сейчас около 4000 [2]). Беспредельно же расширяя границы понятия о предмете, мы постепенно
утрачиваем определённость и конкретность знания — это один из законов мышления. Но если наш подход к
трактовке понятия минерал кем-то не разделяется, минералогия всё равно остаётся минералогией во всём её
реальном объёме широкой науки, которая перекрывается со многими другими науками и разными областями практической деятельности человека и оперирует с объектами разных категорий, будь то минералы или
неминералы.
Литература: 1. Булах А.Г. Микромир минералов: границы, объекты, процессы // ЗВМО, 1998. № 5. С. 124–134.
2. Булах А.Г., Золотарёв А.А., Бритвин С.Н. К истории открытия минералов и взгляд в будущее // ЗВМО, 2001. № 6.
С. 42–53.
ПРОГРЕСС НАУКИ И ДИНАМИКА ОТКРЫТИЯ НОВЫХ МИНЕРАЛОВ
(1750–2000 гг.)
Булах А.Г., Золотарёв А.А., Бритвин С.Н.
Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Наибольшее число минералов дали США, Россия и Германия. С 1775 по 1956 год интенсивность открытий
была примерно на одном уровне (10–20 минералов в год). На неё мало влияли успехи в технике исследований и даже появление рентгеновского метода её не изменило. После перелома 1956–1959 годов установился
новый уровень — 30–50 минералов в год. Первые микрозондовые минералы появились в 1962–1963 годах,
их число стало преобладать лишь с 1974 года. Абсолютными лидерами по первому авторству в описании
новых минералов являются В. Хайдингер (XIX в.), А.П. Хомяков и П. Данн.
Обсуждаются проблемы — 1) Необходимости выделения структурных разновидностей минералов,
2) Неопределённостей в написании формул новых минералов, 3) Неоправданности использования выделения новых минералов у точки 50% на основе одиночных наблюдений, 4) Необходимости использовать правило 50% с учётом взаимосвязанных изоморфных замещений во всех структурных позициях.
Литература: 1. Булах А.Г., Золотарёв А.А., Бритвин С.Н. К истории открытия минералов и взгляд в будущее //
ЗВМО. 2001. №. 6. С. 42–53. 2. Пеков И.В. Новые минералы: где их открывают // Соросовский образовательный журнал,
2001. № 5. С. 65–74.
К НОМЕНКЛАТУРЕ ДИОКТАЭДРИЧЕСКИХ БЕЛЫХ СЛЮД
Вализер П.М., Никандров С.Н.
Ильменский гос. заповедник УрО РАН (г. Миасс, Россия), e-mail: nik@ilmeny.ac.ru
Valizer P.M., Nikandrov S.N. To nomenclature of the dioctahedral white micas (Miass, Russia. The Ilmen State Reserve,
the Urals Branch of the Russian Academy of Sciences).This article substantiates of apportionment in composition dioctahedral white micas of three independent series (a muscovite, a phengite and a seladonite). General formulas of isolated
series are series of a muscovite — K2R3+4‫ٱ‬2[Al2Si6]O20(OH)4, series of a phengite — K2R3+3R2+‫ٱ‬2[AlSi7]O20(OH)4, series
of a seladonite — K2R3+2R2+2‫ٱ‬2[Si8]O20(OH)4; where R3+ and R2+ — three- and divalent cations of octahedral position (Al,
Fe3+, Mg, Fe2+), square brackets are selected tetrahedral position. They are selected from general formula of micas I2M46‫ٱ‬0-2T8O20A4. Adduce formulas and boundary values of parameters the composition of final terms of isolated series are described in the article.
Номенклатура слюд предложена КНМНМ ММА в 1998 г. [3]. Разделение слюд в ней основано на их химическом составе и главных структурных особенностях. Общая формула: IM 2-3□1-0T4O10A2. Приведенные в номенклатуре ММА конечные члены относятся к слюдам с наиболее обычным для них анионом позиции А:
для большинства из них обычным является OH–, для части — F– (в основном для литиевых), есть необычные
или аномальные (анандит, норришит). Хотя в основе номенклатуры лежит правило 50%, тем не менее оговаривается, что формулы некоторых конечных членов не согласуются с этим правилом.
Из приведенных в номенклатуре ММА к диоктаэдрическим белым слюдам относятся мусковит (один
конечный член), селадониты (четыре конечных члена) и фенгит. Последний рассматривается как серия
твердых растворов между мусковитом, алюминоселадонитом и селадонитом, но без выделения конечных
членов, т.е. в качестве промежуточного (или переходного) между “основными” таксонами. При этом не
вполне ясно аргументировано применение некоторых параметров и граничных условий для выделения ряда
конечных членов. Так, не согласуются с правилом 50% параметры прямого действия Si4+ и AlVI у мусковита
(табл.).
При анализе номенклатуры слюд общая кристаллохимическая формула нами рассматривалась в виде
I2M4-6□0-2T8O20A4, что соответствует параметрам элементарной ячейки слюд (периоду С) — это удвоенная
формула ММА.
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
3
На основании анализа ряда параметров состава природных слюд — Si4+ и др. (рис.), существующих для
них классификаций и материалов, на основе которых они разработаны [1, 2 и др.], а также в соответствии с
экспериментальными данными предлагается рассматривать мусковиты, фенгиты и селадониты в составе
диоктаэдрических белых слюд, как три самостоятельных и равноправных серии конечных членов (табл.).
Параметр Si4+ в каждой серии, исходя из общего правила 50%, составляет соответственно 6, 7, и 8 с разграничением по полуторным значениям. Каждая серия может быть представлена двумя или четырьмя конечными членами, в зависимости от типа баланса катионов октаэдрической позиции (см. общие формулы для
серий). Пределы колебаний состава конечных членов для идеальных балансов катионов и анионов представлены в таблице. Общие формулы для выделенных серий следующие (идеальные): серия мусковита —
K2R3+4□2[Al2Si6]O20(OH)4, серия фенгита — K2R3+3R2+□2[AlSi7]O20(OH)4, серия селадонита —
K2R3+2R2+2□2[Si8]O20(OH)4; где: R3+ и R2+ — трех- и двухвалентные катионы октаэдрической позиции (Al,
Fe3+, Mg, Fe2+), квадратными скобками выделена тетраэдрическая позиция, суммарный катионный заряд равен +44. При отклонении баланса катионов и анионов от типового в пределах видообразующей величины
граничные условия некоторых параметров могут смещаться, а для разных серий — перекрываться.
Исследования поддержаны РФФИ и Администрацией Челябинской обл. (проект 01-05-96418)
Таблица
Формулы и граничные значения параметров состава диоктаэдрических белых слюд серий мусковита,
фенгита, селадонита
Formulas and boundary values of parameters the composition of dioctahedral white micas for series a muscovite,
a phengite and a seladonite
Индекс минерала1
Mu
Phe
aSelad
FaSelad
Selad
FSelad
Mu
fMu
Phe
Fphe
fPhe
fFPhe
aSelad
FaSelad
Selad
FSelad
Формула
K
Si4+
AlVI
VIR2+/(R2++
(VIR3+)
R3+)VI
AlVI/(AlVI
+ VIFe3+)
Mg/(Mg
+ Fe2+)
Представление ММА
K2 Al4□2[Al2Si6]O20(OH)4
0,7–1,0
3,0–3,1
1,9–2,0
<0,25
0,5–1,0
Серия твердых растворов между мусковитом, алюминоселадонитом и селадонитом, конечные члены не
выделяются
K2Al2Mg2□2[Si8]O20(OH)4
0,5–1,0
>0,5
0,7–1,0
не приво- не приво≥0,25
K2Al2Fe2+2□2[Si8]O20(OH)4
0,5–1,0
≤0,5
дятся
дятся
K2Fe3+2Mg2□2[Si8]O20(OH)4
<0,5
>0,5
K2Fe3+2Fe2+2□2[Si8]O20(OH)4
<0,5
≤0,5
Представление в настоящей работе
K2 Al4□2[Al2Si6]O20(OH)4
1,4–2,02
5,5–6,5
3,5–4,5
<0,125
>0,5
3+
(0,00)3
K2Fe 4□2[Al2Si6]O20(OH)4
<0,5
K2Al 3Mg□2[AlSi7]O20(OH)4
0,125–0,375
>0,5
>0,5
1,4–2,02
6,5–7,5
2,5–3,5
(0,25)3
K2Al 3Fe2+□2[AlSi7]O20(OH)4
≤0,5
K2Fe3+3Mg□2[AlSi7]O20(OH)4
<0,5
>0,5
K2Fe3+3Fe2+□2[AlSi7]O20(OH)4
≤0,5
K2Al2Mg2□2[Si8]O20(OH)4
>0,5
>0,5
1,4–2,02
>7,5
1,5–2,5
0,375–0,625
K2Al2Fe2+2□2[Si8]O20(OH)4
≤0,5
3+
(0,50)3
K2Fe 2Mg2□2[Si8]O20(OH)4
<0,5
>0,5
K2Fe3+2Fe2+2□2[Si8]O20(OH)4
≤0,5
1
— приставки к корневому названию: F — ферро- (VIFe2+), f — ферри- (VIFe3+), a — алюмино- (VIAl); 2 — представляется
рациональным применять граничные условия 1,5-2,0 (по правилу 50%); 3 — идеальный баланс.
Рис. Колебания количества Si4+ в кристаллохимической формуле диоктаэдрических слюд мусковита (Mu), фенгита (Phe) и селадонита (Selad).
Fig. Variations of quantitative Si4+ a crystallochemical formula of dioctahedral micas for series a muscovite, a phengite and a seladonite.
Литература. 1. Добрецов Н.Л., Лаврентьев Ю.Г., Понамарева Л.Г. Статистические исследования белых слюд глаукофансланцевых толщ // Статистические методы в геологии. Новосибирск, 1974. Вып. 3в. С. 113–133. 2. Cipriani C., Sassi F.P., Scolary A. Metamorphic white micas: definition paragenitic fields // Schweiz. Min. Petr. Mitt. 1971. V. 54. № 1. P. 259–
302. 3. Rieder M., et al. Nomenclature of the micas // Can. Min. 1998. V. 36. P. 41–48.
4
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И ИСТОРИКО-НАУЧНОЕ ИЗУЧЕНИЕ
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МИНЕРАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ
Галюк Т.В.
Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия,
tatyana@sgm.ru
Galyuk T.V. Medical properties of minerals: experimental and historical researches (State Geological Museum, Moscow, Russia). Visitors of mineralogical museums are often interested on how the minerals influence the people’s health
and mood. Experimental study of such influence was started in GGM in 1997. The researches were conducted using
method of famous doctor R. Voll (Germany). More then 30 employees of Museum participated in the experiment. Quarts,
chalcedony (carnelian, agate), topaz, beryl, garnet (almandine, grossular, pyrope), nephrite, malachite, lazurite, halite,
amber and other minerals were used. The preliminary results of the experiment permit us to conclude: 1. The fact of mineral’s influence on people is real. 2. Influence of minerals is specific for everyone. 2. Some regularities could be found by
statistical analysis of mass results. Historical research of medical use of minerals, from Antic time to the present, was
started in GGM in 2001.
Традиционно в минералогии предметом научного исследования является минерал как природный объект:
химический состав, физические свойства, генезис. В геологическом музее минерал изучается как памятник
природы и как памятник культуры: история его открытия и изучения, сведения о коллекционерах и ученых.
Чем полнее и разнообразнее сопроводительный материал, тем выше ценность геологического образца как
памятника культуры.
Однако минерал в музейной экспозиции не только играет роль носителя информации, но и создает особую атмосферу, которая передается посетителю на уровне ощущений. Возможно, поэтому у посетителей
музея часто возникает вопрос о возможности влияния минерала на состояние организма и душевный комфорт человека. Массовый интерес вызывают и легенды, связанные с камнем, и современные представления
о лечебных свойствах минералов. Такие сведения могли бы существенно расширить информационное поле
минералогического музейного образца, но убедительных ответов на эти вопросы современная наука пока не
дает. Терапевтические свойства минералов, несмотря на огромное количество популярных публикаций на
эту тему в последние 10–15 лет, привычно остаются за гранью научного исследования.
Предлагая вниманию посетителей экспозиции минералов и горных пород, не имея достаточных оснований полностью отрицать возможность их влияния на посетителя, сотрудники музеев берут на себя ответственность за создаваемую экспонатами среду.
С 1997 года в Государственном геологическом музее им. В.И. Вернадского начаты экспериментальные
работы по изучению влияния камня на человека. Цель первого этапа этих работ — установить и инструментально зафиксировать факт влияния минералов, отработать методику и технологию сбора первичного материала для дальнейшего изучения.
Работы проводились по методике известного немецкого терапевта Рейнхольда Фолля. Метод, введенный
в медицину в 1956 году, основан на способности кожи к электропроводимости и свойстве биологически активных точек кожи отражать состояние органов и систем, известных по представлениям классической восточной акупунктуры. Одним из важнейших открытий доктора Р.Фолля было медикаментозное тестирование: электрические параметры биологически активных точек меняются, когда пациент берет в руки лекарство.
Подробное описание работы прибора Р. Фолля и особенности его применения для тестирования минералов описаны в литературе [3].
В опыте приняли участие более 30 сотрудников Государственного геологического музея.
В экспериментальную группу минералов вошли: кварц (горный хрусталь, раухтопаз), халцедон (агат,
сердолик), берилл (в том числе аквамарин), топаз, гранат (альмандин, гроссуляр), нефрит, малахит, лазурит,
галит, янтарь, синтетический кварц и другие минералы. Наиболее наглядные результаты были получены при
тестировании на совместимость с малахитом, сердоликом, нефритом, синтетическим кварцем. Особенно
показательно было гармонизирующее действие нефрита на организм одного из испытуемых: неровный график контрольного замера без минералов, свидетельствующий о неустойчивом состоянии здоровья, сменился
почти правильной окружностью, максимально приближенной к оптимальным значениям.
Были и некоторые общие для всех участников результаты. Например, красные (пироп, альмандин) и ярко-оранжевые (сердолик) камни повышали показатели интенсивности работы систем организма у большинства испытуемых. Любопытно, что синтетический кварц, напротив, снижал показания прибора даже у людей
с низкой чувствительностью к влиянию минералов.
Установка в 1999 г. новой компьютерной программы позволила упорядочить и систематизировать результаты, выявить ряд параметров, влияющих на чистоту эксперимента.
Результаты первого этапа работ по тестированию на совместимость с минералами позволили сделать
следующие выводы:
1. факт влияния минерала на человека можно признать установленным;
2. влияние различных минералов на человека строго индивидуально;
3. выявление общих закономерностей требует представительной статистической выборки результатов.
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
5
Современная медицинская практика дает возможность подтверждения полученных нами результатов
[1,2].
Таким образом, целесообразность продолжения научных исследований в этой области не вызывает сомнений. После тщательной отработки методики планируется перейти ко второму этапу работ — сбору данных о влиянии различных минералов на состояние организма человека, и затем — к их обобщению. Для
комплексного научного исследования проблемы взаимодействия камня и человека потребуются консультации специалистов в области медицины, физики и химии.
В 2001 г., наряду с экспериментальными работами, начато историко-научное исследование применения
минеральных образований в медицине с античности до наших дней.
Обобщение совокупности полученных материалов позволит перевести сведения о лечебных свойствах
минералов из области полуоккультных верований в плоскость научных исследований и создать в музее экспозицию, освещающую пока неясную и загадочную грань отношений человека с камнем.
Литература: 1. Гоникман Э.И. Ваш талисман: о целебных свойствах драгоценных камней. 2-е изд. Мн.: Центр
народной медицины “Сантана”, 1992. 174с. 2. Гоникман Э.И. Лечебная радуга камня: каменная цветотерапия. Мн.:
Центр народной медицины “Сантана”, 1992. 174с. 3. Кривенко В.В., и др. Литотерапия. М.: Педагогика-Пресс, 1994.
4. Липовский Ю. Найди свой камень. М.: “РИПОЛ КЛАССИК”, “ДЕЛЬТА”, “АСТ”. 1997. 432 с. 5. Николаев С.М. Камни:
Мифы, легенды, суеверия. Новосибирск: Наука, 1995. 352с. 6. Рукин М.Д., и др. Целебные свойства камней и металлов.
М.: Компания “Евразийский регион”, 1998. Изд-во “Нива России”, 1998.
МИНЕРАЛОГИЯ В АРХЕОЛОГИИ — ИЗУЧЕНИЕ ИСКУССТВЕННЫХ
(ТЕХНОГЕННЫХ) МАТЕРИАЛОВ
Каздым А.А.
РУДН, Москва, Россия, ptv@soil.msu.ru
Kazdym A.A. Mineralogy in archeology — the study of artificial (technogenical) materials (PFUR, Moscow, Russia).
Mineralogy in archeology is necessary for studying artifacts. The purpose of the study is for use minerals and rocks. Mineralogy is also used in the research of artificial (technogenical) materials – ceramics, slag’s, and as well as in the rescach
of components of cultural layer.
Минералогические исследования в археологии — достаточно давнее направление. Минералогия необходима
при изучении различных археологических находок — каменных орудий, различных горных пород и минералов (полудрагоценных и драгоценных камней, минеральных красок) из поселений и захоронений. Целью
изучения является применение минералов и горных пород в быту или в ритуальных целях, установление
местных и привозных материалов [3].
Минералогические методы в исследованиях различных искусственных (техногенных) материалов — керамики, металлургических шлаков, различных искусственных образований (“зольников”, кострищ и пр.), а
также минералогических особенностей культурного слоя [1,6], применяются в меньшей степени.
Исследование керамических изделий (фрагментов сосудов, пряслиц, украшений), их минералогических
и петрографических характеристик позволяет установить использование сырьевой базы, определить некоторые технологические процессы (температуру обжига изделий, применение различных добавок), отделить
(по небольшим фрагментам) местную и привозную керамику, в отдельных случаях точно установить место
изготовления [2, 4, 5].
Исследование минералогии и петрографии шлаков, а также различных металлических изделий, позволяет восстановить технологические процессы, определить сырьевую базу.
Отдельным вопросом исследования является изучение минералогических характеристик техногенных
образований (культурных слоев), а также некоторых крупных искусственных образований (зольников, прокалов, кострищ).
Нами были проведены исследования весьма специфических образований — “зольников” (по археологической терминологии), характерных для эпохи бронзового и раннего железного века лесостепей и степей
Предуралья, Урала, Зауралья, Казахстана. Исследовались минералогические и петрографические характеристики “зольников” Павлинова городища эпохи раннего железного века (Курганская обл.).
“Зольники” представляют собой сцементированные образования мощностью до 20 см, большей частью
неправильной формы, площадью 1,5 кв. метра, серого и темно-серого цвета. Они состоят из отдельностей
неправильной формы, часто плитчатой текстуры, пористые, с включениями углей, обожженной кости, реже
керамики. Плотность различна, но легко режутся ножом, отдельные агрегаты часто рыхлые, слабосцементированные. По внешнему виду напоминают строительный известковый раствор или цемент.
Исследования с применением рентгенофазового анализа (ДРОН–3М) и ИК-спектрометрии (ИКС–19)
показали наличие кальцита (CaCO3), апатита (Ca5(PO4)3(ОН)), бассанита (CaSO40,5H2О). Также применялись исследования с применением методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ AMRAY).
Основные исследования проводились в прозрачных шлифах с применением поляризационных микроскопов ПОЛАМ С–111 и ПОЛАМ С–211. Исследования показали, что “зольники” состоят из карбоната
6
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
кальция (микрокристаллического или пелитоморфного кальцита), и кости. Количество кальцита (СаСО 3)
около 70–80% от площади шлифа. Кость сильно разрушена, со следами растворения, и в большинстве случаев замещена кальцитом, т.е. имеет место процесс карбонатизации кости, путем замещения фосфата кальция карбонатом кальция. Отмечены включения органического вещества (угля и древесины), которые часто
также карбонатизированные.
Возникновение подобного рода техногенных образований связано с бытовым или ритуальным складированием золы из очагов или костров в специальных ямах. С течением времени зола (поташ, К 2СО3), подвергалась размыву и растворению, из нее удалялся калий, который замещался кальцием. Калий является
биофильным элементом, легко и быстро усваивается растениями. В условиях недостаточного промывного
режима лесостепей и щелочной среды (поташ при взаимодействии с водой образует слабый раствор КОН),
происходила аккумуляция карбоната кальция. Кальцит поступал из почвенных и грунтовых вод в виде растворов. Нижние почвенные горизонты содержат включения карбонатных конкреций (“журавчиков”), также
карбонатные конкреции и гипсовые щетки характерны для нижезалегающих третичных отложений (кустанайская свита миоцена, N1). Апатит, вероятнее карбонат-апатит, является составной частью костей (кость
состоит из карбонатгидроксил апатита). Наличие бассанита (СаSO 40,5H2О) связано c дегидратацией гипса
при температурном воздействии.
Вероятно, “зольники” представляли собой зольно-костные ямы ритуального или бытового назначения.
Автор выражает благодарность научному руководителю Зауральской Археологической экспедиции
д.и.н., профессору Коряковой Л.Н и начальнику Зауральской археологической экспедиции н.с. ИИиА Уо РАН
Ковригину А.А. за возможность участия в полевых работах и помощь в сборе материала.
Литература: 1. Каздым А.А. Петрографо-минералогический метод изучения культурного слоя // Тезисы докладов
XV Уральского Археологического Совещания. Оренбург, 2001. С. 22–23. 2. Каздым А.А. Исследование петрографических характеристик керамики Лисаковского поселения эпохи поздней бронзы (Верхнее Притоболье, Северный Казахстан) // Тезисы докладов XV Уральского Археологического Совещания. Оренбург, 2001. С. 75–76. 3. Каздым А.А.,
Усманова Э.Р. Использование в бытовых и ритуальных целях местных горных пород жителями Лисаковского поселения
// Тезисы докладов XIV Уральского Археологического Совещания, Челябинск, 1999. С.80–81. 4. Каздым А.А., Нефедов
В.А., Баловнева Г.А. Петрографическое исследование древней керамики – искусственного алюмосиликатного материала.
// В сб.: Минералогия техногенеза–2002. Миасс, 2002. 5. Ламина Е.В.,и др. Минералогия керамики древней Барабы //
Новосибирск. 1995. 126с. 6. Shoba S., е.а. Micromorphology of dark layers formed in Mesolihhic and Medieval settlemens in
Northern Russia // Programme and Abstracts International Working Meeting on Micropedology, Ghent, Belgium, 2001. S. 83.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МИНЕРАЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
И ВЗГЛЯД В БУДУЩЕЕ
Мухэтаэр М.
Синьцзянский университет, Урумчи, КНР
Минералогия является одной из основных дисциплин в науках о Земле. Современная минералогия базируется на последних достижениях физики и химии и использует разные передовые методы и технику. Объекты
минералогии переместились с макро- до микромира и даже до ультра микромирного уровня (наноминералогия). В то же время глубокие исследования в минералогии открыли широкие перспективы для создания новых материалов, которые необходимы в различных областях науки, техники и промышленности.
Основные направления теоретических исследований в минералогии на современном этапе включают:
исследования по теории химической связи (теории кристаллического поля, теории молекулярных орбиталей и т.д.). На основе теории кристаллического поля количественно обрабатывают спектры поглощения минералов, выясняют причины их окраски и др. С помощью теории молекулярных орбиталей (МО) исследуют
силикаты, многочисленные кислородные соединения, простые сульфиды и оксиды и другие минералы. Исследования модулярных структур (Modulated Structures), квазикристаллов начали проводиться с 80–х
годов прошлого века. Установлены отклонения кристаллических структур природных минералов от идеальных структур, а эти отклонения могут предоставить важную информацию об условиях возникновения минералов. Исследование поверхностей минералов и межфазовых границ. Это направление весьма важно и
актуально для изучения адсорбции, химических реакций, отложения вещества, катализации и загрязнения
поверхностей минералов. Физика минералов, используя достижения физики твердого тела и квантовой химии и новые техники физической химии, изучает минералы и решает проблемы по структуре, физике, химии и генезису минерала. Генетическая минералогия — один из самостоятельных и важнейших разделов
современной минералогии, которая изучает генезис минералов и их использование в решении проблем петрогенезиса и условий формирования месторождений. В работах по разведке и поискам полезных ископаемых, генетическая минералогия используется для разработки поисково-разведочных критериев полезных
ископаемых. В последнее время генетическая минералогия получила значительное развитие и широко используется в глубинной геологии, разведке твердых полезных ископаемых и нефти, минералогическом материаловедении и геммологии и т.д. Кроме того, выявление новых типоморфных особенностей минеральных парагенезисов стимулирует работу по поискам месторождений полезных ископаемых; отметим также,
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
7
что генетическая минералогия используется и в стратиграфии и в настоящее время формируется новое
направление в минералогии — минералогическая стратиграфия. Включения в минералах. В последнее время во всем мире особое внимание уделяется исследованию расплавных включений в магматических породах. На основе этих данных решаются проблемы петрологии, тектоники, магматизма, метаморфизма, а также другие геологические проблемы, связанные с перемещениями вещества в мантии. Включения в минералах широко используются также для разработки общей теории метаморфизма. Минеральная термобарометрия. Хотя минеральная термобарометрия и является одним из наиболее молодых направлений в минералогии, в последнее время она претерпевает бурное развитие. Полученные в этой области теоретические
обобщения и экспериментальные данные позволяют решать многие актуальные проблемы современной геологии.
Прикладная минералогия изучает физико-химические и технологические свойства минералов и решает
задачи практического использования минералогических знаний. В последнее время содержание прикладной
минералогии, главным образом, проявляется в следующих 4 аспектах: (а) техническая минералогия и минералогическое материаловедение. Техническая минералогия — это обширная, не имеющая определённых
границ, область прикладной минералогии. К ней можно отнести исследования исходных веществ, которые
превращают в технические минералы, и новые виды минералов, которые еще не имеют применения; использование новых свойств минералов; исследования микромира минералов и их необычных свойств; открытие
новых видов минеральных ресурсов. В минералогическом материаловедении получили широкое развитие
исследования неметаллических минералов и их использования в различных отраслях промышленности,
включая строительные, химико-промышленные, металлургические, машиностроительные, нефтебуровые
материалы и т.д. (б) технологическая минералогия занимается изучением металлургических и обогатительных технологий, разработкой разных видов обогатительных технологий железных, фосфорных, хромистых
и полиметаллических руд. Стремительное развитие получили методы обогащения и извлечения трудно обогатимых ценных металлов. (в) экологическая минералогия, биоминералогия и медицинская минералогия. Эти
направления относятся к экологии, биологии и медицине. Сейчас проблемы взаимодействия окружающей
среды, людей и животных являются весьма актуальными; исследования в этих направлениях только начинаются, но уже стали весьма важными. (г) исследование нано и микроминералов. Если размер частиц минерала составляет нанометры, то его химические, физические и технологические свойства претерпевают существенные изменения, что имеет широкие перспективы для разработки различных материалов, технологических схем и т.д.
Современное состояние минералогических исследований указывает на то, что минералогия в будущем,
по-видимому, будет развиваться в следующих основных направлениях:
 использование современной техники и методов исследования вещества будет способствовать развитию теоретических исследований по теории молекулярных орбиталей, модулярным структурам, анализу
поверхностей минералов и их межфазовых границ и др.;
 в тесном взаимодействии с другими геологическими науками, минералогия будет участвовать в решении крупных геологических проблем, например, проблем орогенеза (метаморфические минералы высоких давлений), глубинной геологии (состав и физические свойства глубоких горизонтов земной коры), глобальных процессов на поверхности литосферы (выветривание, осаждение) и т.д.;
 расширение возможностей использования минералов (например, в материаловедении, экологии,
медицине и др.). Это приведет к разработке новых технологий, изготовлению новых различных видов материалов;
 с помощью компьютерной техники будет осуществляться автоматизация экспериментальных цифровых данных, создание баз данных; развиваться методы теоретического и экспериментального моделирования минералообразующих процессов и расшифровки кристаллических структур минералов.
МИНЕРАЛЫ КАК ЛЕЧЕБНЫЕ СРЕДСТВА В КИТАЙСКОЙ МЕДИЦИНЕ
Настуев Ю.М.1, Панов Б.С.2
ПО “Укруглегеология”, г.Донецк, Украина, vifil@abc.donbass.com
2
ДонНТУ, г.Донецк, Украина, geolog@pop.dgtu.donetsk.ua
1
More than 60 minerals and mineral varieties are usied in Chinese medicine as remedy. Main of them are the simple substances (gold, silver, guecksilber, sulfur), sulfur compounds (cinnabar, realgar, auripigment, arsenopyrite, pyrite,
chalkopyrite), oxides (hematite, magnetite, manganite, pyrolusite, litharge, mennige, arsenolite), silicates (quartz, agate,
feldspars, nephrite, talk, serpentine), carbonates and sulfates (calcite, aragonite, gypsum, halides, phosphates and organic
minerals), especially bernstein. The effect of their using is proved by centuries-old practice.
В Китае, по сравнению с европейской медициной, издавна гораздо более широко применяются различные
минералы и их разновидности для лечебных целей. Их список постоянно расширяется, и в современном
Государственном Кодексе лекарственных средств КНР [1] указывается 67 наименований лечебных минералов, тогда как в 1977 г. использовались лишь 32 минерала. Китайские лекарственные средства представляют
8
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
собой препараты, состоящие из трех компонентов: лечебных трав, частей скелета или тела сухопутных, морских или земноводных животных (порошок костей тигра, высушенное сердце соболя, органы внутренней
секреции лягушек и др.), а также минералов и их разновидностей. Соотношение между этими компонентами
обычно соответствует пропорции 90:7:3.
В настоящее время в качестве лечебных препаратов используются самородные минералы, сульфиды, оксиды, силикаты, галоиды, фосфаты, сульфаты, карбонаты, нитраты и органические соединения. Самородная
ртуть известна своими противоопухолевыми свойствами, что недавно было подтверждено в США и Германии опытами на животных. Самородные золото и серебро являются регуляторами сердечной деятельности,
они обладают успокаивающими свойствами, способствуют укреплению костей и мышц, улучшают зрение и
имеют антисептические свойства. Самородное олово, как и порошок касситерита, используется в мазях против различных опухолей, в том числе злокачественных. Самородная сера имеет широкий спектр применения
— от препаратов против облысения до лекарств, регулирующих деятельность почек и мочеполовой системы.
Киноварь — распространенный компонент современных китайских лечебных средств. Она входит,
например, в состав патентованного средства “Синвань”, успокаивающего боли в сердце и регулирующего
его деятельность. Порошок чистой киновари в смеси с другими компонентами растительного и животного
происхождения укрепляет зрение, способствует нормальному дыханию и пищеварению. Широкое применение чистой киновари в китайской медицине делает её довольно дорогостоящей. По данным А. Бейли её стоимость доходит до 400 долларов США за один фунт на рынках Гонконга и Тайваня. На юге КНР был найден
самый крупный кристалл киновари размером 63,53 см [2]. Реальгар и аурипигмент входят в состав мазей
против язв, опухолей, а также других лекарств. Пирит, халькопирит и арсенопирит применяются как успокаивающие и кровоостанавливающие средства, они полезны для нормального пищеварения, имеют и другое
назначение.
Из минералов-оксидов лекарственными являются конкреционный лимонит, гематит, особенно почковидный, магнетит, пиролюзит, псиломелан, а также глет, сурик и арсенолит. Гематит используется как компонент противорвотных и кровоостанавливающих средств, ему приписываются также полезные свойства
при заболеваниях печени и кроветворных органов. Магнетит входит в состав успокаивающих средств, в том
числе нормализующих сердечную деятельность. Этот минерал оказывает благотворное влияние на дыхательные функции организма. Пиролюзит, как и псиломелан, добавляется в болеутоляющие и противоопухолевые препараты, он устраняет кровоподтеки и считается полезным для роста мышц. Арсенолит применяется в борьбе с дизентерией, астматическим состоянием организма, способствует лечению насморка и удалению носовой слизи. Известны также его противоопухолевые свойства, в том числе при лечении злокачественных опухолей.
Самыми многочисленными по своим лечебным свойствам являются силикаты, особенно кварц, агат,
тремолит, нефрит, полевые шпаты, пирофиллит, тальк, серпентин и другие. Их применение весьма разнообразно. Тремолит, например, способствует повышению содержания магния в организме человека, что полезно при различных заболеваниях, связанных с дефицитом этого элемента. В сочетании с естественными органическими веществами тремолит укрепляет половую функцию мужчин, что давно известно и используется в настоящее время в китайской медицине. Полевые шпаты, как и вулканическое стекло (обсидиан), обладают кровоостанавливающими и противорвотными свойствами, ими лечат воспаления легких, различные
опухоли, грыжи и т.д. Нефрит и жадеит, являющиеся плотными и вязкими минералами-силикатами различной окраски, считаются полезными при изжоге, заболеваниях почек, они улучшают зрение и способствуют
нормальной сердечной и легочной деятельности. Пирофиллит и тальк используют в составе лекарственных
средств, укрепляющих половые органы и регулирующих их кровоснабжение. Тальк применяется в противовоспалительных средствах, он способствует потоотделению и нормализации температуры тела, а также
улучшению и стабилизации дыхательной деятельности. Каолинит также имеет свойство останавливать кровотечение, он полезен и при некоторых желудочных заболеваниях. Мусковит способен облегчить дыхание,
он входит в состав противоопухолевых, а также кровоостанавливающих средств. Этот минерал способствует лучшему усвоению пищи и повышает её питательные свойства. Вермикулит, как и хлорит, оказывает полезное воздействие на организм при заболеваниях печени. Хлорит, кроме того, облегчает работу желудка,
способствует нормальному дыханию и отделению слизи и мокроты. Флогопит бывает составной частью медицинских препаратов, успокаивающих сердцебиение и улучшающих зрение.
Карбонаты и сульфаты (кальцит, арагонит, малахит, азурит, гипс, ангидрит, астраханит и др.) имеют как
внутреннее, так и наружное применение. Они улучшают остроту зрения и способствуют хорошему пищеварению, являются жаропонижающими и болеутоляющими средствами, способствуют регуляции движения
крови в сосудах, лечат легочные и простудные заболевания. Галоиды и фосфаты (галит, флюорит, апатит,
нашатырь и др.) применяются в качестве успокаивающих средств, снижают повышенную температуру,
улучшают пищеварение, устраняют кровоподтеки, помогают при женских болезнях. Янтарь останавливает
кровотечение, укрепляет деятельность внутренних органов человека, нормализует работу лимфатической
системы организма и является средством от страха.
Часть указанных лечебных минералов начала широко применяться в китайской медицине еще в доисторическое время, так что эффективность их использования подтверждается многовековой народной врачеб-
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
9
ной практикой в Китае. Целесообразно использование этого опыта в европейской и других современных
медицинских школах и направлениях.
Литература. 1. Государственный кодекс лекарственных медицинских средств КНР // Пекин, 1987. 590с (на кит.
языке). 2. Wang Genyuan. A review of history of mineralogy studies in China (Summary) // Wuhan, 1984. №5. Р.1–3.
МИНЕРАЛЫ, ОТКРЫВАЕМЫЕ В НАШИ ДНИ: ЧТО ОНИ СОБОЙ ПРЕДСТАВЛЯЮТ?
(ОПЫТ СТАТИСТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ)
Пеков И.В., Турчкова А.Г
МГУ, Москва, Россия, mineral@geol.msu.ru
Pekov I.V., Turchkova A.G. Minerals discovered: what are they? (an expierence of the statistical examination). (Moscow State University, Moscow, Russia).
Общее число минеральных видов сегодня составляет 4050100 (различия в цифрах, приводимых разными
авторами, связаны с дискуссионным статусом довольно многих “старых” минералов). Кажущееся на первый
взгляд пугающе большим, это число смотрится весьма скромно, если рассматривать его в сравнении с разнообразием биологических видов — более миллиона, и синтетических химических соединений — почти 10
миллионов. Однако, и 4000 — цифра представительная, и статистические исследования, посвященные выявлению и анализу различных закономерностей в системе минеральных видов, вызывают большой интерес.
Результаты таких работ опубликованы в нашей стране И.И. Шафрановским, Н.П. Юшкиным,
А.П. Хомяковым, С.М. Николаевым и другими авторами. Минеральное разнообразие непрерывно расширяется. Статистические данные, затрагивающие историю и географию открытий минералов, публиковались
В.А. Франк-Каменецким, А.Г. Булахом, А.А. Евсеевым, И.В. Пековым. Предлагаемый доклад охватывает
“новейший” период.
Что же представляют собой минералы, открываемые в наши дни? Какова динамика их открытий? Как
распределяются они по территориям, месторождениям и генетическим типам геологических объектов? К
каким химическим классам они относятся, каковы их кристаллографические характеристики? Действительно ли почти все новые сегодняшние минералы столь мелки, что их невозможно разглядеть невооруженным
глазом? Как соотносятся новые минералы с ранее известными? Кто их открывает, и от чего происходят их
названия? Мы попытались ответить на эти и некоторые другие вопросы, иными словами — составить
“групповой портрет” недавно открытых минералов. Для этого взят десятилетний период 1990—1999 гг.
(данные 2000-2001 гг еще не в полном объеме успели попасть в реферативные сводки). В качестве опорных
данных использованы обзоры по новым минералам, регулярно публикуемые многими журналами, сводки
Дж.А. Мандарино за 1990–1999 гг и открытые материалы КНМНМ ММА, любезно предоставленные Председателем КНМНМ ВМО А.Г. Булахом. В рамках нашей работы отдельно и более подробно рассмотрена
выборка минералов, открытых за тот же период на территории бывшего СССР.
Годом открытия мы считаем не год утверждения минерала КНМНМ ММА, а год опубликования описания, когда открытие уже можно назвать полностью состоявшимся. Чтобы полнее оценить динамику открытий, мы собрали также и данные по числу утвержденных КНМНМ ММА за тот же период видов. На практике, дата выхода в свет описания нового минерала отстает от даты его утверждения обычно на 1–3 года.
Объем тезисов не позволяет включить все полученные данные — Вы увидите их на нашем стенде. Приведем здесь лишь некоторые из них.
Общее число видов на конец 1999 г составляло 3950100. За период 1990–1999 гг описаны 473 новых
минерала — это 12% от 3950. За тот же период утверждено КНМНМ ММА 482 новых вида. Число описывавшихся минералов колебалось от 35 до 57 (4611) в год, утверждавшихся — от 43 до 54 (486): это чуть
менее одного нового минерала в неделю. Роста количества открытий со временем сейчас не происходит, и
это связано не с ограниченной “пропускной способностью” КНМНМ, а в первую очередь с тем, что потенциально новые минералы встречаются достаточно редко, и изучение каждого из них требует заметных усилий и времени, как правило, целого коллектива авторов.
Более 80% новых минералов 1990–99 гг. дали: зона гипергенеза рудных месторождений (107 видов);
дифференциаты щелочных массивов (92); гидротермальные рудные месторождения (57); метаморфогенные
образования (56); скарны и другие контактовые метасоматиты (36); гранитные пегматиты (33). Вклад бывшего СССР в эти цифры составляет 3(!), 57, 15, 5, 10 и 6 видов соответственно. Очевидно, это отражает не
только присутствие/отсутствие ярких объектов тех или иных типов, но и области интереса российских минералогов, занятых изучением потенциально новых видов.
На первое место по числу открытий в этот период вышла Россия — 106 (всего по СНГ — 123), далеко
опередив США (56) — прежнего бессменного лидера; далее следуют Италия (38), Канада (36), Германия
(28), Австралия и Франция (по 20), Китай (19), Япония (15), Чили (11). Что касается геологических объектов, то лидируют три агпаитовых массива — Сент-Илер в Канаде (22), Ловозеро и Хибины на Кольском по-
10
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
луострове (по 19); четвертое место занимают фумаролы вулкана Толбачик на Камчатке (12), пятое — зона
окисления месторждения Кап-Гаронн во Франции (10).
Каковы размеры выделений минералов, открытых за это десятилетие? Мы разбили их на три группы:
< 1 мм — 221 (46,7%);  1 мм, но < 1 см – 190 (40,2%);  1 см – 62 (13,1%). Таким образом, устойчивое представление о “почти поголовной микроскопичности” минералов, открываемых в наши дни, оказалось заблуждением: более половины их достигают в размере не менее 1 мм, т.е. хорошо видны простым глазом.
218 новых видов не имеют в минеральном царстве “родственников”, 60 — только “дальних родственников”, а 36 — это представители уже известных в минералогии структурных типов, но не связанные изоморфными соотношениями с ранее описанными минералами (как, например, изоструктурные галит и галенит). 130 минералов этого периода не только изоструктурны, но и химически близки к ранее известным видам (и нередко образуют с ними изоморфные серии), а 29 представляют собой новые полиморфы уже известных в природе веществ.
473 новых минерала распределены между 226 первыми авторами публикаций, из которых на долю 17
(открывших более чем по 5 видов) приходится в сумме 155 минералов. Безусловно лидирующий первый
автор открытий периода 1990–99 гг. — известный российский минералог А.П. Хомяков (25 видов), за ним
следуют канадские исследователи Э.К. Робертс (18) и Дж.Д. Грайс (13).
От личных имен образованы названия 239 минералов, по месту находки — 97, по сходству с уже известными видами — 80, по химическому составу — 28, другое — 29.
МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ МИНЕРАЛОВ
Рукин М.Д., Волков Ю.В.
МГУ, Москва, Россия.
Rukin M.D., Volkov Yu.V. A model for studying the proporties of minerals. (Moscow State University, Moscow, Russia).
Distribution of chemical elements over basic shells of the Earth is considered. Variations of physical properties of minerals in the Earth entreils are supposed to study using the statistical and dynamic simulation methods. Concepts of these
methods are discussed. Iformation is presented about mathematical tools applied by the authors in modeling computations. Boundary conditions are proposed allowing to simplify mathematical computations without material effects on the
problem solution-modeling of varying properties of minerals under the Earth entreils conditions.
Методы математического моделирования строения и изменения свойств минералов приобретают все большее развитие в науках о Земле, в частности, в геологии [1,2]. Рассматриваются статистические и динамические методы моделирования для исследования физических свойств минералов в различных геосферах. Следуя за работой [3, с.348], выделяем: центральное ядро, промежуточную, эклогитовую, базальтовую, гранитную оболочки и атмосферу. Из 16 выделенных химических элементов их распределение по геосферам: ядро
— Fe, Ni; промежуточная — S, O, Fe, Mn, Mg; эклогитовая и базальтовая — O, Si, Al, Ca, Mg, Ti, Gr, Mn;
гранитная — разнообразный состав, но O, Si, Al, Ca, Na, K, P — доминируют; атмосфера — O, H, C. Современные геохимические данные не меняют нашу схему [4]. Информация об электронной конфигурации атомов 50 важнейших элементов [5], расположенных по возрастанию атомных номеров, может быть выражена
таблично. Выделенные 16 элементов займут соответствующее место по оболочкам геосфер. Вопрос о распределении температуры в недрах пока не решен, более определенными являются данные о плотности, давлении и модуле всестороннего сжатия [6]. При изучении процессов минерагении наиболее важно учитывать
свойства минералов в природных условиях внутри соответствующих оболочек.
В основе статистических методов лежат кинетические уравнения и термодинамические законы [7,8], а
также метод Монте-Карло [9]. В статистическом методе моделирования предполагаем, что сложный процесс
может быть представлен суммой “элементарных”. Постулируем: атом, кристалл, минерал имеют множество
состояний; элементарный процесс — неделимый на части переход между двумя состояниями. Эволюция
системы во времени описывается основным кинетическим уравнением. Физический смысл: определение
вероятности нахождения системы в различные временные отрезки в разных состояниях. Коэффициенты
пропорциональности в уравнении представляют вероятность элементарного процесса, рассчитываемого из
квантовой механики [5] или — другими методами, например, с использованием матричных элементов перехода, временных интервалов и энергетических характеристик в разных состояниях. Для вычисления матричного элемента необходимо знать волновые функции системы в разных состояниях. Последние находятся
из уравнения Шредингера, например, в приближении самосогласованного поля [5]. Можно получить волновые функции любого атома, энергии состояний и эффективные радиусы “орбит” на основании табличного
представления элементов по порядку возрастания атомных весов. Основное кинетическое уравнение путем
установления граничных условий можем привести к уравнениям Фоккера-Планка и Больцмана, связывающих скорости дрейфа частиц по координате. Из них определяются мощности создания и стока частиц, коэффициент диффузии частиц по координате. При постоянном числе частиц используем уравнение Больцмана для рассмотрения поведения зонных электронов и “дырок” в кристаллах, электронов и ионов — в плазме.
Это уравнение более информативно по соотношению с уравнением Фоккера-Планка. Им описывается пове-
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
11
дение систем, далеких от состояния термодинамического равновесия, оно применяется для описания фотостимулированного и электро-стимулированного минералогенезиса.
О методе Монте-Карло к моделированию с помощью основного кинетического уравнения [10, с.39].
Эволюция системы рассматривается как марковский процесс. Изменение состояния системы связывается с
процессами 2-х видов: процессы, пополняющие рассматриваемое состояние и опустошающие его. При термодинамическом равновесии должно быть состояние идеального баланса. Эта модель применима при исследованиях: броуновского движения микромолекул кристаллического состояния минералов; релаксации в
спиновых и квадроугольных системах; явлений образования и роста зародышей; спинового разложения смесей; агрегации, ограниченной диффузией; явлений, связанных с необратимым ростом минерала; диффузии
на поверхности и в слоях и ее влиянии на физические свойства минерала [10, с.38].
Динамическое моделирование физических свойств кристаллов берет начало от работ [11,12] по исследованию радиационных эффектов в кристаллах. Численно решаются классические уравнения движения атомов
и ионов. Проводя динамическое моделирование атомных движений в кристалле, можно “наблюдать” колебательные движения отдельных атомов и цепочки фокусирующих соударений по отдельным направлениям.
В кристалле такие столкновения происходят преимущественно в направлении (100) и (110). С ростом температуры эффекты фокусировок и капиллирования уменьшаются. В процессе соударения атомов развиваются высокие давления. Это оправдывает применение динамического моделирования к изучению физических
процессов в минералах при высоких давлениях, свойственных земным недрам. Слабое место этой методики
— выбор кулоновского потенциала, экранированного по Н. Бору. Более приемлемы потенциалы самосогласованного поля по Хартри-Фоку [5]. Если известны волновые функции атомов 16 элементов, то проблемы
определения коэффициентов кинетического уравнения и скоростей для процедуры динамического моделирования решаемы. Атомные электроны описываются моделью электронных колец Н. Бора. Волновая функция выразится суммой функций Дирака. Выбор волновой функции позволяет выполнить интегрирования
при расчетах экранированного потенциала и найти коэффициенты экранирования для квантовых состояний
главных химических элементов. Полагая, что истинные волновые функции — водородоподобны, найдем,
используя [5], приближение к полным энергиям атомов, к эффективным радиусам отдельных оболочек по
всей периодической системе. Метод дает хорошее приближение для свободных атомов, а не для атомов под
давлением в условиях земных оболочек. Последняя задача решается: так как размер атома определяется его
внешней оболочкой и электроны в нем находятся в кулоновом поле атомного остатка, уравновешенного отталкивающим эффектом за счет ортогонализации к волновым функциям внутренних электронов, некоторое
произвольное увеличение заряда ядра на малую величину приведет к сжатию орбиты внешнего электрона и
действию на последний дополнительной силы. Из выражения силы находятся избыточное давление, изменения размеров атома, связанные с этим давлением.
Литература. 1. Урусов В.С., Дубровинский Л.С. ЭВМ-моделирование структуры и свойств минералов. М.: МГУ,
1989. 2. Термодинамическое моделирование в геологии. М.: Мир, 1992. 3. Ферсман А.Е. Избранные труды. Т. 3. М., 1955.
4. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора, ее состав и эволюция М.: Мир, 1992. 5. Ландау Л.Д., Лифшиц
Б.М. Квантовая механика. М.: Наука, 1974. 6. Стейси Ф. Физика Земли. М.: Мир, 1972. 7. Ландау Л.Д., Лифшиц Б.М.
Статистическая физика // М.: Наука, 1964. 8. Трейвус Е.Б. Введение в термодинамику кристаллогенеза. Л.: ЛГУ, 1990.
9. Методы Монте-Карло в статистической физике, 1982. 10. Биндер К., Хеерман Д. Моделирование методом МонтеКарло в статистической физике. М.: Наука, 1995. 11. Gibson J.B., е.а. Dynamics of radiation damage // Phys. Rev. 1960.
V/120, N4. P. 1229-1253. 12. Diens G.J., Vineyard G.H. // Radiation effects in solids, N 4. 1957.
ОБРАЗОВАНИЕ ГЛАУКОНИТА С ПОЗИЦИИ СИНЕРГЕТИКИ
Седаева К.М., Левендеев Т., Митрофанов Ю.Ю., Саранцев Е.С.
Sedaeva K.M., Levendeev T.A., Mitrofanov Yu.Yu., Sarancev E.S. Glauconite forming from the synergetic position.
Glauconite — is one of a most widely spread sedimentary mineral. It exists in limestones, sandstones, phosforites, silicites, and clay rocks which differs by their age and genesis. Glauconite forms in a Eh-barier. Thermodynamically fine (0,5
m. or less) glauconite forming zone is an open system relatively to seawater and bios. The glauconite forming is studied
from the positions of a non-line dynamic. The structure and a mineral composition ties with dynamic metastructure which
self organizes in non-balanced conditions and which is controlled by the synergetic principles.
Глауконит — один из наиболее распространенных осадочных минералов. В виде незначительной примеси
он встречается в известняках, песчаниках, фосфоритах, силицитах и глинистых породах, различных по возрасту и происхождению. Крайне редко глауконит образует значительные самостоятельные скопления. Ранее
многочисленными исследованиями было установлено, что: 1. Глаукониты разного возраста и генезиса характеризуются различной степенью гетерогенности минерального состава из-за вариаций а) химического
состава 2:1 слоев, б) содержания разбухающих межслоев, в) концентрации различных микровключений;
2. Глауконит образуется в морских условиях, в верхнем слое осадка при замедлении скорости осадконакопления на границе окислительной и восстановительной зон при участии органического вещества как подводно-элювиальный — гальмиролитический минерал; 3. Формы проявления глауконита в осадочных породах и
современных осадках различна: а)выполняет внутренние полости раковин фораминифер, мшанок и других
12
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
организмов, б) замещает мелкие копролиты и некоторые скелетные остатки организмов (например, иглокожих); в) возникает за счет разложения и замещения зерен алюмосиликатов, слоистых силикатов и других
минералов; г) в виде выделений образуется на поверхности песчинок, галек и реже в виде тонких оболочек
или пленки на поверхности твердого грунта, а также выполняет отдельные участки цемента и микротрещинки породы; 4. Наиболее распространенной формой выделения глауконита являются округлые или
округло-овальные зерна песчаной размерности (0,1–1,0 мм); 5. Зерна глауконита разного возраста и генезиса
состоят из микроглобулей, которым присущи различное содержание смектитовых слоев (от 5% до 100%),
обуславливая переменный состав глауконита. Таким образом, глауконит формируется на окислительновосстановительном геохимическом барьере — в верхней части восстановительной зоны (при слабо восстановительных условиях) на границе с окислительной и вблизи поверхности осадков при температуре ниже 20C.
Термодинамически узкая (0,5 м или тоньше) зона глауконитообразования — открытая по отношению к
морской воде и биосистеме, и окислительно-восстановительная граница поддерживается интенсивно идущими редукционными процессами, в которых одну из главных ролей играют бактерии и другие прокариоты
[Дир и др. 1966; Николаева и др., 1978; Фролов, 1984; Глаукониты ... 2000 и др.]. Из вышесказанного следует, что возникновение глауконита и его формирование происходит в динамических режимах при кооперативных переходных процессах.
Рассмотрено образование глауконита с позиций нелинейной динамики, когда его формирование является нелинейной системой, находящейся вдали от термодинамического равновесия. Вследствие этого минеральный состав и структура глауконита являются периодически изменчивыми. Его строение и минеральный
состав связываются с динамической мезоструктурой, самоорганизующейся в неравновесных условиях. Динамика трансформации “старой”, т.е. исходной структуры, потерявшей устойчивость, в новую контролируется принципами синергетики.
О КЛАССИФИКАЦИИ МИНЕРАЛОВ. ОКСИДЫ.
Смирнова Н.Л.
МГУ, Москва, Россия, snl194@mail.ru
Smirnova N.L. On classification of minerals. Oxides. (Moscow State University, Moscow, Russia). The century 21 is the
century of systemic sciences. Natural selection is one of universal notions of systemology for all species of nature. Systemic crystalogy and mineralogy study chemical element selection in mineral species formulae. Therefore elements of the
Periodic System of Chemical Elements were divided into four sets: s, f, d, p elements and orbital classification was
worked out. The formulae set of mineral class oxides is classified. It is divided into two subclasses of qualitative formulae and quantitative formulae and at the second stage into cation and anion one. On the third stage formulae are divided
into 1–5-ary sets and at last in s, fdps, ds, dps-consistent sets. The occurrence of single formula and formula sets among
different and all formulae was find out. Leader of occurrence is V, then Fe, Ti, Mn, Ca, then Al, U, Pb, Nb, Ta, Mg. All
alkaline metals are found in 2–5-ary formulae. Quantitative formulae consist of coefficients. Anion and cation formulae
form complication rows. Formulae sets complete the collection of prognostic schemes.
Век 21 будет веком системных наук. Одним из универсальных понятий системологии, а следовательно всех
наук, является отбор (А.А. Богданов 1873–1928). Отбор может осуществляться в расширяющейся среде от
общего к частному, или сужающейся среде от частного к общему по репрезентативным признакам. При орбитальной классификации минеральных видов нами использованы в качестве наиболее общих признаков
орбитальные квантовые числа, которые позволяют разделить периодическую систему химических элементов ПСХЭ на 4 части S<F<D<<P. Ранее нами были установлены возможные и реализованные sfdp формулы
минеральных видов [1]. Целью данной работы было поставить в соответствие sfdp формулам качественные
формулы из видообразующих элементов минералов класса оксидов. К анионной части относятся О, ОН,
Н2О. В катионную часть входят s, f, d, p (Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi). Катионные формулы содержат от l
до 5 разных катионов, т.е. могут быть 1–5-арными. Все множество формул делим на 5 множеств от простых
одинарных к сложным 5-арным формулам. В 2–5-арных формулах могут содержаться отдельные катионы,
дополнительные к одинарным формулам. Обозначаем их номером арности более сложной формулы.
Например, дополнительная одинарная формула Li2 взята из бинарной формулы LiTa. Так же получены дополнительные бинарные формулы.
1-арные (39 формул и 39 элементов); S (10) — H, Be, Mg, Ca, Li2, Na2, K2, Cs3, Sr2, Ba2, F (5) — Ce,
Th, U, La3, Nd2, D (15) — Y2, Ti, Zr, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, P (9) — Al, Ga, In, Tl, Ge,
Sn, Pb, Sb, Bi, 2-арные (163, 326); S (10), ss NaMg3, NaCa3, KMg3, KCa3, BeMg3, MgCa3, MgBa4, CaSr4,
CaBa4, SrBa4; F (24, fd 17, fs 5, fp 2), La — fd Y3, Ti3, Ce — fd Ti, V, Nb, W, Y3, Nd — fd Ti, Nb, Th — fd Ti,
U — fd Ti, V, Nb, Mo, W3, Fe3, Cu, fs Na, K, Cs3, Ca, Ba, fp Al3, Pb; D (81, dd 37, ds 44), Y – dd Ti, V, Nb, Ta,
W, Ti — dd Zr3, V, Cr, Mn, Fe, Zn, ds Na3, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Zr—ds Ca, V — dd Mn, Fe, Cu, Zn4, ds Na, K3,
Cs3, Mg, Ca, Sr3, Ba3, Nb — dd W3, Mn, Fe, Cu3, ds Na, K, Mg, Ca, Sr, Ba, Ta — dd Mn, Fe, ds Li, Na, K, Cs3,
Ca, Ba, Cr — dd Mn, Fe, Co, Ni, Zn, ds K, Mg, Ca, Ba, Mo — dd Fe, ds Ca, W — dd Mn, Fe, Zn, ds K, Ca, Mn —
dd Fe, Co, Ni, Zn, ds Na, K, Mg, Ca, Ba, Fe — dd Ni, Cu, Zn, ds Na3, Mg, Ca, Ba5, Zn – ds Na4, Mg4; P, (48, pd
32, ps 11, pp 5), Al — pd V, Ta, W, Mn, Fe, Cu3, Zn, ps Na, Be, Mg, Ca, Sr4, Ba4, pp Sn3, Sb3, Ge — pd Fe, pp
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
13
Pb, Sn — pd Nb, Ta, Mn, Fe, Cu, Zn, ps Mg, Ca, Pb — pd Ti, V3, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Cu3, ps Cs3, pp
Bi3, Sb — pd V, Ta, Fe, Ni, Cu3, ps Cs3, pp Bi, Bi — pd V3, Ta, Cu, ps Na3, 3-арные (42, 126), F (10, fdd 4, fds
4, fdp, 1, fss 1), La — fdd YTi, Ce — fdd YTi, U – fdd VCu, WFe, fds VNa, VK, VCs, VCa, fdp VAl, fss KCa, D
(14, ddd 3, dds 8, dss 3), Ti — dds ZrCa, VBa, CrBa, FeNa, FeMg, FeCa, V—dds MnCa, FeCa, dss NaMg, KMg,
CaSr, Nb — ddd FeCu, WMn, WFe, P (18, pdd 6, ppd 6, pds 4, pss 1, pps 1), Al — pds VNa, VCa, pss BeMg, pps
SnMg, Ge — ppd PbFe, SbCu, SnFe, SnZn, Sn — pdd TaMn, TaFe, Pb — pdd VMn, VCu, MnFe, ppd BiCu, BiV,
pds TaCs, Sb — pds TaCs, Bi — pds TaNa. 4-арные (6, 24), D (4), Ti — ddds MnZnNa, V — ddds MnZnMg,
ddss FeNaCa, dsss NaMgCa, P (2), Pb — ppdd BiVCu, Al — psss CaSrBa, 5-арные (1, 5), D (1), Ti — dddss
CrFeMgBa.
Получено 251 разные формулы, состоящие из 518 элементов. Из них с арностью 1 — (39 формул, 39
разных катионов), 2 — (163, 326), 3 — (42, 126), 4 — (6, 24), 5 — (1, 5), 1–5 — (251, 518). S элементы имеются в 107 формулах (всего 128 элементов), F (39, 39), D (189, 258), P (80, 94). Среди 251 формул содержится
лишь 198 без учета дополнительных. Встречаемость 198 формул и их элементов в зависимости от арности: 1
— (30, 30), 2 — (119, 238), 3 — (42, 126), 4 — (6, 24), 5 — (1, 5), 1–5 — (198, 423). Каждой катионной формуле может соответствовать от одного до 15 минералов. Распределение всех минералов и элементов в зависимости от арности: 1 — (108, 108), 2 — (257, 514), 3 — (53, 159), 4 — (5, 20), 5 — (1, 5), всего 1–5 (424,
806). Следует соотнести встречаемость всех и 198 разных формул катионов: 1 — (108, 30), 2 — (257, 119), 3
— (53, 42), 4 — (5, 4), 5 — (1, 1), 1–5 (424, 198), им соответствуют элементы 1 — (108, 30), 2 — (514, 238), 3
— (159, 126), 4 — (20, 24), 5 — (5, 5), 1–5 — (806, 423). Сопоставим встречаемость конкретных катионов из
198 разных и всех формул (в скобках число на втором месте).
S 10 (88–164), H (1–1), Li2 (1–1), Na2 (14–27), K2 (10–15), Cs3 (3–3), Be, (3–7), Mg (17–29), Ca (25–58),
Sr2 (4–7), Ba2 (10–16), F 5 (30–58), La3 (1–1), Ce (6–12), Nd2 (2–2), Th(2–2), U(19–41), D 15, (208–447), Y2
(7–18), Ti (26–62), Zr (4–5), V (34–77), Nb (18–39), Ta (18–35), Cr (14–20), Mo (5–9), W (14–18), Mn (26–59),
Fe (32–60), Co (3–3), Ni (5–7), Cu (12–19), Zn (10–16), P 9, (76–136), Al (20–39), Ga (1–1), In (1–1), Tl (1–1), Ge
(4–5), Sn (14–18), Pb (19–45), Sb (8–14), Bi (8–12). Сумма элементов SFDP 39, (423–806). Среди минералов
лидер встречаемости — V. За ним идут Fe, Ti, Mn, Ca, далее Al, U, Pb, Nb, Ta, Mg c уникальностью 0,4, 0,5.
Щелочные элементы входят в состав только бинарных и более сложных формул.
Количественные формулы состоят из химических коэффициентов. Коэффициенты следуют от
меньшего к большему. Если коэффициентов больше трех, то меньшие — первый, первый и второй, первый,
второй и третий, располагаем после двух последних. Последние два коэффициента, ставшие первыми, делим
на наибольший общий делитель (называем порядком), ставим в квадратные скобки и называем базисными.
Меньшие коэффициенты, если их несколько, приводим в круглых скобках через запятую. Цифра 0 означает
отсутствие дополнительного коэффициента. В совокупностях коэффициентов катионов имеются 8 разных
чисел и .10 (2), .11 (2), .13, .15, .16, .20, .21, .23. У анионов разных коэффициентов .10 и выше более 30. Приводим компликационную последовательность из базисных формул, дополненных порядками и дополнительными коэффициентами 3–6-арных формул. Объединенный список формул составлен из коэффициентов
только анионов со знаком минус, только катионов без знака, для анионов и катионов со знаком плюс и минус. Пример раскрытия скобок для получения формул: 16[1, 2(0, 12)] = +16, –16, +2.12, -2.12, +122.12.
11[1(0,1), 2(0, 1, 2), 3(11, 22), 4], 67[2], 45[2(1)], 34[1(0, 1122, 2, 3)], 23[1(0, 1, 11), 2(3)], 35[1(2, 22)],
47, 12[1(0, 1), 2(0, 1), 3(–0, 1), –4, 6(2)], 25[1(0, 2), 2(2)], 38[1(1, 2), –2, 3(24)], –4.11, 13[1(0, 1), 2(0, 1, 2)],
3.10, –27, 4.15, 14[1(0, 1), 2], 3.13[–3] 29, 15[1(0, 1), 2(–0, 12)], 3.16[1(–0, 1)], 2.11, 16[1, 2(0, 12)], 17[1, –
2], 18[1, –2], 1.10, 1.11[–2], –1.12, –1.13, –1.15[2], 2.21, 1.20, -1.23, 1, 2, 3, 4, 5, 6, –7, 8, –9, .10, –
.11, –.22, –.24, –.26, –.27, –.28, –.33, –.36, –.37, –.38, –.55, –.80. Классификация может быть использована для
других формул.
Литература: 1. Смирнова Н.Л. Качественные кристаллохимические формулы и их классификация с учетом парсимонии // Кристаллография, 1994. Т.39. №6. С. 1032-1041
СОВРЕМЕННАЯ МИНЕРАЛОГИЯ ЗОЛОТА
Спиридонов Э.М.
МГУ, Москва, Россия, mineral@geol.msu.ru
Spiridonov E.M. The recent mineralogy of gold. (Moscow State University, Moscow, Russia)
В связи со значительным размахом поисковых, разведочных и добычных работ на золото на всех континентах интенсивно исследуется его минералогия.
Ряд Au-Ag. По результатам нескольких тысяч высококачественных микрозондовых анализов установлена абсолютная непрерывность состава минералов ряда. В его пределах выделяют золото (0-30 мас. % Ag),
электрум (30–70% Ag), кюстелит (70–90% Ag), серебро (90–100% Ag). Состав золота гидротермальных руд
зависит от многих факторов, в большой степени от наличия и обилия ранее образованных минераловконцентраторов Ag (блеклые руды и др.) и от активности Te и Se в гидротермах; большинство кристаллов
14
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
золота этих руд зональные по составу, их края в той или иной, обычно в небольшой степени обогащены Ag
(прямая зональность) и/или Hg. Для минералов Au-Ag магматических сульфидных Cu-Ni руд характерна и
прямая и обратная зональность; в них вариации состава минералов ряда Au–Ag определяются прежде всего
активностью Те во флюидах; более высокопробные ассоциируют с гесситом Ag2Te. В этих рудах электрум
ассоциирует с минералами Pt, кюстелит и серебро — с минералами Pd. Явлений распада в минералах ряда
Au–Ag не обнаружено даже в мощных залежах магматических сульфидных Cu-Ni руд Талнаха, где интенсивно проявлен отжиг и распад твердых растворов сульфидов Cu–Fe, Cu–Fe–Ni, Fe–Ni и cтаннидов — антимонидов — висмутидов Pt–Pd. В этих рудах электрум, кюстелит, серебро слагают кристаллы размером от
долей микрона до n мм, часто с тонкой правильной зональностью; при увеличении до 35000 раз сегрегаций в
них не отмечено. Отсутствие явлений распада твердого раствора в минералах ряда Au–Ag согласуется с экспериментальными данными по системе Au–Ag [Dowdell et al., 1943; White et al., 1957]. Зерна золота метаморфизованных руд по составу не зональные; в этих рудах нередко наблюдаются срастания зерен золота
различного состава, что исключено для руд неметаморфизованных месторождений.
Pяд Au(Ag)–Hg. Установлены α-амальгама — ртутистое золото (Au,Hg), ртутистый электрум, ртутистый кюстелит, ртутистое серебро. Гораздо более редки юйянгит Au3Hg–(Au,Ag)3Hg, γ-амальгама =
аурамальгама Au2Hg3, вейшанит (Au,Ag)2Hg3. Ртутистые золото и электрум типичны для наименее глубинных из плутоногенных месторождений гипабиссальной фации, нередко развиты в вулканогенных гидротермальных месторождениях от убогосульфидных до колчеданных. Юйянгит, аурамальгама, вейшанит характерны для телетермальных Au-Hg месторождений. Состав амальгам зависит от f S, при ее возрастании
содержания Hg снижаются и амальгамы Au окружают каймы метациннабарита или киновари (в телетермальных месторождениях).
Ряд Au–Cu. Известны кубические аурикуприд Cu3Au, минерал CuAu3 и метастабильный купроаурид
CuAu. Эти минералы образуются в основном при реакциях золотоносных гидротерм с самородной медью.
Поэтому их состав нередко нестехиометричен. Минералы ряда Au–Cu обычно развиты среди серпентинизированных ультраосновных пород в телах содержащих самородную медь лиственитизированных родингитов.
Продукты отжига купроаурида — тетрагональный тетрааурикуприд и ромбический рожковит (?); их выделения представлены агрегатами перекрещивающихся двойников полиморфных превращений. Характерные для минералов ряда Au–Cu тонкорешетчатые структуры распада твердых растворов возникли при отжиге нестехиометричных протофаз CuAu1+x, Cu2Au3, CuAu2, CuAu3+x. Поскольку минералы ряда Au–Cu почти
не содержат Ag и Hg, в парагенезе с ними в плутоногенных гидротермальных месторождениях гипабиссальной фации развиты ртутистый электрум, ртутистый кюстелит и даже ртутистое серебро.
Ряд Au–Fe. Описанное ранее магнитное железистое золото с 4–5 мас. % Fe — это тонкокристаллические
срастания золота, cодержащего 0–0,2% Fe, и магнетита.
Ряды Au–Pd, Au–Pt. В телетермальных месторождениях, сформированных при высоком окислительном
потенциале и, следовательно, при дефиците или отсутствии сульфидной серы, известны палладистое золото (порпецит) (Au,Pd), платинистое золото (Au,Pt), золотистая платина. Известны содержащие Au минералы платиноидов — потарит PdHg (до 24 мас.% Au), звягинцевит (Pd, Pt)3(Pb, Bi) (до 5 мас. % Au) и иные.
Все эти минералы при воздействии наложенных гидротерм с As, Sb, Se превращаются в агрегаты золота
(чистого или обедненного Pd и/или Pt) и арсенидов, антимонидов и/или селенидов Pd и Pt.
Ряды Au–Ir, Au–Os. Описанные ранее иридистое золото и ауросмирид представляют тонкие минеральные смеси, — Au c Ir и Os не образует твердых растворов.
Ряды Au–Bi, Au–Sb. Мальдонит Au2Bi и ауростибит AuSb2 , как и фаза AuSbTe, устойчивы только при
очень низкой f S. Обычно мальдонит возникает при воздействии золотоносных гидротерм на самородный
висмут или богатые Bi теллуриды (хедлиит...). Ауростибит типичный реакционный минерал; обычно образуется при воздействии сурьмянистых гидротерм, отлагающих самородную сурьму, на самородное золото.
Ауростибит практически не содержит Ag, поэтому нередко ассоциирует с богатыми Ag блеклыми рудами
или миаргиритом. При гипогенной деструкции ауростибита возникает крайне высокопробное золото в парагенезе с антимонитом и бертьеритом. Ауростибит метаморфизованных руд обогащен As и Bi.
Ряды Au–Pb, Au–Sn. Анюйит AuPb2–Au(Pb,Sb)2, хуньчунит Au2Pb, юаньджиангит AuSn обнаружены
только в россыпях. Не исключено, что это техногенные образования.
Ряд Au–Ag (Cu)–Te. Широко распространенные минералы: монтбрейит Au2(Te,Sb,Pb,Bi)3, калаверит
AuTe2, креннерит Au3(Au, Ag, Cu)Te8, сильванит Au(Ag, Au, Cu)Te4, костовит Au(Cu, Ag, Au)Te4, мутманнит AuAgTe2, петцит AuAg3Te2. Твердые растворы (Ag,Au)2Te редко наблюдаются в виде закаленных
фаз, обычно испытали распад и представлены тонкозернистыми срастаниями петцит-гессит. Мутманнит
являет пример мимикрии в царстве минералов — по оптическим свойствам почти не отличим от петцита, по
рентгенограмме — от калаверита. Теллуриды золота развиты в гидротермальных месторождениях, из них
костовит только в вулканогенных; эти минералы являются индикаторами зональности и вертикальной протяженности месторождений. Обогащенные Au теллуриды — более высокотемпературные, исключение —
гипергенный мутманнит.
Ряды Au–Ag–Se, Au–Ag–S. Низкотемпературные минералы вулканогенных гидротермальных руд —
фишессерит AuAg3Se2, айтенбогардтит AuAg3S2, петровскаит AuAgS–AuAg(S, Se), пенжинит
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
15
AuAg4(S,Se)4. Известны и в корах выветривания. Сульфиды золота устойчивы при крайне высокой f S, нередко ассоциируют с серой.
Сложные халькогениды Au. Типичные образования вулканогенных гидротермальных руд от убогосульфидных до колчеданных — нагиагит AuPb5Te4-x(Sb, As, Bi)xS6, букхорнит AuPb2BiTe2S3, криддлеит
Au3Ag2TlSb10S10, минерал AuBi5S4. Характерные образования кор выветривания (зон цементации) гипогенных золото-тeллуридных месторождений — билибинскит Au5Cu3(Te,Pb)5, билибинскит-(Sb) Au6Cu2(Te,
Pb, Sb)5, богдановит-(Cu) Au5Cu3(Te, Pb)2, богдановит-(Fe) Au5CuFe2(Te, Pb)2, безсмертновит Au4Cu(Te,
Pb). Макроскопически напоминающие лимонит, низкосимметричные билибинскит и богдановит в отраженном свете характеризуются яркими цветными эффектами двуотражения и анизотропии. Безсмертновит в
отраженном свете имеет цвет “апельсинов из Марокко”. По оптическим свойствам к билибинскиту близка
гипергенная фаза AuTeO3.
Золотоносные халькогениды. Описанные ранее золотосодержащие блеклые руды — это тонкие полиминеральные срастания. Золотосодержащие пирит и арсенопирит помимо механических вростков минералов золота на собственных дефектах содержат отдельные атомы или группировки атомов Au (облака Коттрела и т.п.). Наиболее дефектны As-пирит и S-арсенопирит в вулканогенных месторождениях типа КарлинЛухуми. Такие пирит и арсенопирит максимально золотоносны; содержания Au в них от n100 г/т до 10 кг/т
сульфида и более. В глубоко метаморфизованных рудах сульфоарсениды и арсениды Ni-Co-Fe, а также теллуриды Bi иногда содержат до n100 г Au на тонну халькогенида.
MODULAR MINERALOGY AND MINERAL CLASSIFICATION: THE HETEROPHYLLOSILICATES
Giovanni Ferraris and Angela Gula.
Dipartimento di Scienze Mineralogiche e Petrologiche, Università di Torino, and (GF) Istituto di Geoscienze e Georisorse, CNR - Via Valperga Caluso, 35, 10125, Torino, Italy. ferraris@dsmp.unito.it
A classification of minerals can be based on different principles, depending on its purposes. Thus, ore minerals can
be usefully classified according to the chemical elements of interest and a classification could be subdivided in iron,
copper, uranium, etc. minerals. For the purposes of general mineralogy, usually minerals are classified in groups
where the members share a common anion (silicates, phosphates, borates, etc.). In turn, within each “anionic” group,
subgroups that include the members with the same or close crystal structure are usually individuated. Among modern structure-based classifications those by Bokij [1,2], Lima-de-Faria [10], [13] are worth to be mentioned here.
In recent years the modular description of the mineral structures is becoming more and more important [12]. For
example, it has been proved that the comparison of not yet fully characterized phases with other phases related to
them according to the principles of modularity can give a key to acquire unknown crystal data and even to model
crystal structures [see examples in Ferraris [4] and Ferraris et al. [5,7]. Therefore, to obtain information useful to
correlate unknown and known structures it is important to gather together those minerals which are based (at least in
part) on common structural modules. These families or groups of minerals are known as polysomatic and homologous series; several series of this type are now known [12] and form a first nucleus of a mineral classification based
on modular principles. An early example of this type of mineral classification has been published by Ferraris, Mellini and Merlino [9].
The polysomatic family of the heterophyllosilicates [7] is particularly suitable to show classification and structure modelling principles based on modularity. This series includes layer titanosilicates which are based on three
different types of HOH layers; these are comparable to the TOT layers of the layer silicates. In the HOH layers, the
H (hetero) is a sheet which may be derived from the tetrahedral sheet T of the layer silicates by inserting 6- or 5coordinated Ti (or other vicariant cations); O is an octahedral sheet like those occurring in the layer silicates.
Ideally the members of the heterophyllosilicate series have formula A2+nY4+3n[Ti2(O')2+pSi4+4nO14+10n](O'')2+2n and
cell parameters a ~ 5,4, b ~ (6,8 + n x 4,7), c ~ k x 11 Å (n and k integers). The chemical elements belonging, even
in part, to the H sheet are shown in square brackets in the formula; A=interlayer cations; Y=octahedral cations; O'
(bonded to Ti) and O'' (belonging to O only) can be oxygen, OH, F or H2O; the 14+10n oxygen atoms are bonded to
Si. The value of p (0, 1, 2) depends on the coordination number and edge/corner sharing of the Ti coordination polyhedron.
The heterophyllosilicate series branches in three subseries: for n = 0, 1, and 2, bafertisite-like, astrophyllite-like,
and nafertisite-like structures are known respectively. The most consistent group forms the bafertisite series. Taking
into account also concepts introduced by Makovicky [11] to define plesiotype and merotype series, recently the
bafertisite series has been redefined as mero-plesiotype series [8]. The series belonging to the heterophyllosilicate
family can be described as based on mica and Ti-bearing modules chosen in various ways [3,4]. The presence of a
mica module links the heterophyllosilicate series with the layer silicates and other polysomatic series as that of the
palysepioles [6]. The latter series so far includes the well known minerals palygorskite and sepiolite together with
the recently discovered kalifersite.
References: 1. Bokij G.B. Systematics of natural silicates. Moscow: VINITI, 1998. 2. Bokij G.B. Systematics of natural oxides. Moscow: VINITI, 2000. 3. Christiansen C.C., Makovicky E., Johnsen O.N. Homology and typism in heterophyllosilicates:
16
МИНЕРАЛОГИЯ Общие вопросы минералогии
An alternative approach // N. Jb. Min. Abh., 1999.V. 175. P. 153-189. 4. Ferraris G. Polysomatism as a tool for correlating properties and structure // EMU Notes in Mineralogy, 1997. V. 1. P. 275-295. 5. Ferraris G., e.a. A structural model of the layer titanosilicate bornemanite based on seidozerite and lomonosovite modules // Can. Min., 2001. V. 39. P. 1667-1675. 6. Ferraris G.,
e.a. Kalifersite, a new alkaline silicate from Kola Peninsula (Russia) based on a palygorskite-sepiolite polysomatic series // Eur.
J. Min., 1998. V. 10. P. 865-874. 7. Ferraris G., e.a. Nafertisite, a layer titanosilicate member of a polysomatic series including
mica // Eur. J. Min., 1996. V. 8. P. 241-249. 8. Ferraris G., e.a. The crystal structure of delindeite,
Ba2{(Na,K,)3(Ti,Fe)[Ti2(O,OH)4Si4O14](H2O,OH)2}, a member of the mero-plesiotype bafertisite series. Can. Min., 2001.
V. 39. P. 1306-1316. 9. Ferraris G., Mellini M. & Merlino S. Polysomatism and the classification of minerals // Rend. Soc. Ital.
Miner. Petr., 1986. V. 41. P. 181-192. 10. Lima-de-Faria. Structural classification of minerals. Dordrecht: Kluwer, 2001.
11. Makovicky E. Modularity – different types and approaches // EMU notes in mineralogy, 1997. V. 1. P. 315-344. 12. Merlino
S. (Ed.) Modular aspects of minerals. Budapest: Eötvös University press, 1997. 13. Strunz H. & Nickel E.H. Strunz mineralogical
tables. Stuttgart: Schweizerbart’sche Verlag, 2001.
А
Аввттооррссккиийй ууккааззааттеелльь::
A
Angela G., 15
М
Митрофанов Ю.Ю., 11
Мухэтаэр М., 6
F
Ferraris G., 15
Б
Бритвин С.Н., 2
Булах А.Г., 1, 2
В
Вализер П.М., 2
Волков Ю.В., 10
Н
Настуев Ю.М., 7
Никандров С.Н., 2
П
Панов Б.С., 7
Пеков И.В., 2, 9
Р
Рукин М.Д., 5, 10
Г
Галюк Т.В., 4
З
Золотарёв А.А, 2
К
Каздым А.А., 5, 6
Л
Левендеев Т., 11
С
Саранцев Е.С., 11
Седаева К.М., 11
Смирнова Н.Л., 12, 13
Спиридонов Э.М., 13
Т
Турчкова А.Г, 9
Скачать