Кольские ученые изучили свойства минералов Везувия

Интерес к титаносиликатам связан с их полезными свойствами. Так, например, открытый в 1973 году минералогом Юрием Меньшиковым минерал зорит американские химики синтезировали в 1990 году как молекулярное сито ETS-4. Молекулярные сита – это особый класс соединений, которые характеризует точный и однородный размер пор. Маленькие молекулы легко проходят сквозь них, а крупные ими задерживаются. Из-за этих свойств молекулярные сита активно используют для очистки жидких радиоактивных отходов.

В 1992 году на Кольском полуострове был открыт другой титаносиликат – ситинакит, позже тоже синтезированный и запатентованный американскими учеными как IONSIV-911.Это вещество показало себя еще более эффективным сорбентом для радионуклидов. И, наконец, в 2009 году в Хибинском массиве был открыт титаносиликат иванюкит, который превосходит по своим сорбирующим свойствам все предыдущие соединения. Технология получения синтетического аналога принадлежит уже российским ученым – сотрудникам Кольского научного центра.

Поэтому любой титаносиликатный минерал представляет собой интерес. В совместной российско-итальянской работе Ti-аналог минерала литидионита CuKNaSi₄O₁₀ был детально исследован с помощью электронно-зондового анализа, КР-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. На Кольском полуострове известны два структурных аналога литидионита – это минералы манаксит MnKNaSi₄O₁₀ и фенаксит Fe²⁺KNa Si₄O₁₀. Поскольку Хибинский массив является одним из рекордсменов по числу минералов титана, весьма вероятно, что здесь найдут и их Ti-обогащенную разновидность. Авторы статьи, опубликованной в Mineralogical Magazine, показали сложный механизм внедрения титана в кристаллическую структуру литидионита.

Действующие вулканы являются естественными минералогическими лабораториями, в которых мы можем наблюдать процесс образования новых минералов. Ученые изучили всю предшествующую историю извержений Везувия с точки зрения минералогического разнообразия. Некоторые образцы минеральных видов, содержащие медь и появившиеся в результате извержения в 1872 году, похожи на те, которые получают при изучении вулкана Толбачик на Камчатке.

В новой работе исследователи продемонстрировали механизм образования Ti-замещенного литидионита. Обычно в аналогах этого минерала в такой позиции находятся двухвалентные катионы — медь в литидионите, железо в фенаксите, марганец в манаксите и кальций в кальцинаксите. Появление в структуре минерала четырехвалентного титана переводит получившийся минерал в класс титаносиликатов.

Исследование сложного природного механизма образования титаносиликатов не только позволит узнать новую фундаментальную информацию о динамике генезиса новых минеральных видов, но и поспособствует поиску новых путей синтеза аналогов природных минералов в лабораторных условиях. Изучение титаносиликатов имеет значение для поиска новых минералов, способа их лабораторного, а затем и промышленного синтеза и применения в различных отраслях промышленности от медицины до атомной энергетики.    

КНЦ РАН

84 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