Исследователи Кольского научного центра РАН открыли и описали новый минерал Арзамасцевит

Минерал нашли в образце натролитизированного содалитового сиенита — породы, сформировавшейся около 360-370 миллионов лет назад и позднее гидротермально измененной, отобранном на горе Паргуайв в юго-западной части горного Ловозерского массива. Статья о новом минерале опубликована в журнале Mineralogicalmagazine.

Авторы назвали минерал арзамасцевитом в честь известного российского геолога, специалиста по петрологии щелочных массивов Кольского полуострова и Восточной Африки Андрея Александровича Арзамасцева, чьи многолетние исследования заложили основу для понимания сложной геологической эволюции этих регионов.

Арзамасцевит — это прозрачный бесцветный минерал, не люминесцирующий под действием ультрафиолета. Его кристаллы очень малы: в среднем 50-60 микрометров (меньше толщины волоса), хотя отдельные экземпляры достигают 180 микрометров. Чаще всего они образуют скопления из двух-пяти кристаллов, срастающихся друг с другом. Блеск стеклянный, излом неровный. Спайность (способность раскалываться по плоскостям) отсутствует. Плотность — около 2,5 грамма на кубический сантиметр.

Химический состав минерала определили с помощью электронного микрозонда. Основные компоненты: около 37% оксида кремния (SiO₂), около 26% оксида алюминия (Al₂O₃), почти 29% оксида калия (K₂O), около 3,5% хлора, а также 3,7% воды. Идеализированная формула минерала: K₆Al₅Si₆O₂₀(OH)₄Cl.

Арзамасцевит относится к группе цеолитов — минералов с пористой структурой, построенной из тетраэдров кремния и алюминия, соединенных через атомы кислорода. Эта структура образует полости, в которых могут размещаться другие ионы или молекулы. Главное отличие его структуры состоит в следующем: в этих полостях находится нейтральная группа [Si(OH)₄]. Это редкое структурное образование, которое раньше почти никогда не находили в природных минералах.

В Хибинском массиве ранее нашли похожий по структуре минерал кальборсит, но в его цеолитных полостях находится отрицательно заряженная бор-содержащая группа [B(OH)₄]⁻. Чтобы заменить ее на нейтральную [Si(OH)₄]⁰ и сохранить общую электронейтральность кристалла, один атом кремния в каркасе необходимо заменить на алюминий. В результате соотношение кремния и алюминия в каркасе становится 1:1, а симметрия структуры повышается.

Эту замену подтвердили не только химическим анализом, но и спектроскопией комбинационного рассеяния: в спектре арзамасцевита наблюдается четкий сигнал при 785 см⁻¹, характерный именно для [Si(OH)₄], и отсутствует сигнал бора при 750 см⁻¹.

Как полагают ученые, арзамасцевит сформировался в результате гидротермального процесса. Для его кристаллизации нужны одновременно калий из разлагающегося полевого шпата и хлор из содалита. Только при совместном участии этих двух минералов могли возникнуть условия, благоприятные для образования арзамасцевита. Возможно, именно этим объясняется его крайняя редкость: в природе такие сочетания встречаются нечасто.

Открытие арзамасцевита весьма примечательно для фундаментальной науки. Впервые в природном минерале зафиксирована нейтральная группа [Si(OH)₄], встроенная в цеолитную структуру. Это расширяет представления о кристаллической структуре.

Ученые планируют продолжить исследования в Ловозерском и Хибинском щелочных массивах Кольского полуострова, где еще могут скрываться неизвестные природные соединения.

КНЦ РАН

94 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram