CC BY
21
ния об анатомии кристаллов, гранных скульптурах, о влиянии силы тяжести на рост и форму кристаллов, о дефектах структуры, включениях, открыты законы кристаллографической индукции, геометрического отбора, разработано учение о типоморфизме минералов, об онтогении минералов, решены ключевые проблемы кристалломеханики, двойни-кования, спектроскопии.
В современной минералогии исследования кварца сконцентрированы на формировании следующих концепций:
• кварц как минеральный вид (эйдология кварца и его разновидностей, конституция и свойства кварца, физическая и генетическая природа кварца);
• кварц как полезное ископаемое (полезные свойства, месторождения, технология области применения);
• кварц как индикатор условий ми-нералообразования (типоморфизм, генетико-информационное значение, тер-мобарометрия, геохронология);
• кварц как элемент минералогического картирования (в том числе структурного, геофизического и др.);
• кварц как поисковый индикатор;
• кварц как инструмент в решении геологических, технологических, экологических и иных задач;
• кварц как объект эстетического восприятия (кварц в искусстве, в музейных экспозициях, в геммологии и др.).
Кварц, другие минералы и минера-лоиды кремнезема относятся к наиболее популярным объектам минералогических исследований. Объем информации о них нарастает стремительно, раскрываются неизвестные ранее конституционные и генетические особенности, открываются новые полезные свойства, осваиваются новые типы кремнеземного минерального сырья. Это, однако, не уменьшает исследовательской привлекательности кремнезема, а наоборот, новые открытия ставят новые проблемы. Кроме того, не все направления кремнеземологии в должной степени удостоены вниманием исследователей.
К одному из таких малоизученных направлений относится биоминералогия кремнезема, хотя кремнеорганизмы су-
ществовали начиная с самых ранних этапов развития жизни, а в цикл функционирования современной жизни вовлечено более девяти миллиардов тонн кремния. В исследовании энантиоморфизма кварца может быть найден ключ к познанию тайны хирального отбора. Минералогия может прояснить возможность существования внеземной кремниевой формы жизни в определенных условиях. Хотя физиологическая роль кремния в жизни биоорганизмов, в том числе и человека, практически не исследована, эмпирически установлены патологические следствия недостатка или переизбытка кремния, токсичность одних соединений и лечебные свойства других. Минералы кремнезема, следовательно, должны стать полноправными объектами и медицинской минералогии.
Мир кремнезема многообразен и удивителен, он неисчерпаем для исследований, познание его обогащает не только минералогию, но и все естествознание, питает экономику и культуру.
Председатель оргкомитета академик Н. Юшкин
Международный семинар “Кварц. Кремнезем” состоялся 21—24 июня 2004 г. в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН в
г. Сыктывкаре. Научная программа семинара включала шесть основных направлений:
— минералогия кремнезема;
— генезис, типоморфизм и индикаторное значение минералов кремнезема;
— месторождения кварца, ресурсы, оценка качества, технологии;
— экспериментальные и кристаллотехнологические исследования, синтез минералов кремнезема;
— биоминералогия кремнезема;
— минералы кремнезема в геммологии, истории, музейных экспозициях.
В работе семинара приняло участие 93 человека из 14 городов России и СНГ, в том числе из Москвы (ВИМС, МГУ, ЦНИГИ Техномаш, Институт микробиологии РАН и др.), Сыктывкара (Институт геологии, Институт химии, Институт языка, литературы и истории Коми НЦ УрО РАН, Коми государственный педагогический институт, Министер-
ИТОГИ СЕМИНАРА
ство природных ресурсов), Ухты (Ухтинский государственный технический университет), Миасса (Институт минералогии УрО РАН), Екатеринбурга (Институт геологии и геохимиии УрО РАН, Уральская горно-геологическая академия, Институт электрофизики УрО РАН), Казани (Казанский государственный университет, ЦНИИгеолнеруд), Апатит (Геологический институт Кольского НЦ РАН), Александрова (ВНИИСИМС), Петрозаводска (Институт геологии Карельского НЦ РАН), Челябинска (Челябинский государственный университет), Санкт-Петербурга (ВСЕГЕИ), Киева (Институт геохимии, минералогии и
рудообразования НАН Украины), Читы (Институт природных ресурсов), Перми (Горный институт УрО РАН).
На семинар было заявлено 183 доклада 284 авторов. Издан сборник материалов объемом 43.5 печ. л. В течение трех рабочих дней 22—24 июня было заслушано 55 устных докладов, продемонстрировано 23 стендовых доклада.
Начался семинар с пленарных докладов Н. П. Юшкина и С. К. Кузнецова, П. П. Юхтанова (ИГ Коми НЦ), в которых был дан анализ современного состояния изученности кварца и других минералов кремнезема, определены достижения и актуальные проблемы дальнейших исследований. Было показано, что минералы кремнезема остаются важнейшими объектами минералогических исследований и имеют большое промышленное значение. В результате изучения кварца сформировались основные понятия кристалло-морфологии, были разработаны представления об анатомии кристаллов, онтогении индивидов и агрегатов и др. Как отметил в своем докладе Н. П. Юшкин,
Открытие семинара “Кварц • Кремнезем”
В статье использованы фотографии Д. Камашева
В зале заседаний
в современной минералогии исследования кварца и других минералов кремнезема сконцентрировались на формировании следующих концепций:
— кварц как минеральный вид;
— кварц как полезное ископаемое;
— кварц как индикатор условий минералообразования;
— кварц как элемент минералогического картирования;
— кварц как поисковый индикатор;
— кварц как инструмент в решении геологических, технологических, экологических и других задач;
— кварц как объект эстетического восприятия (кварц в искусстве, музейных экспозициях, геммологии и др.).
Общим вопросам минералогии кремнезема,особенностям реальной структуры кристаллических и аморфных веществ были посвящены доклады и материалы Н. Л. Смирновой, В. П. Лю-тоева, Е. В. Глаголева, М. Е. Раменской, И. И. Плюсниной, И. Е. Каменцева, Б. 3. Белашова, Л. С. Скамницкой, Г. И. Крыловой, Д. В. Лобова, В. Г. Балакирева, И. Ю. Колюкина, В. Д. Щербакова, И. А. Шереметьева, Д. К. Возняка, Г. В. Чупро-
В. П. Лютоев (ИГ Коми НЦ УрО РАН)
ва и других участников семинара. В этом направлении за последние годы достигнут существенный прогресс в основном благодаря использованию современных методов электронной микроскопии, спектроскопии и др. В частности, получены новые данные об изоморфизме, строении, взаимоотношениях и поведении структурных дефектов. Так, Л. Т. Раков (ВИМС) разработал теорию спарринг-дефектов, объясняющую процессы накопления парамагнитных центров в кварце при радиационном облучении.
В. П. Лютоевым (ИГ Коми НЦ) были рассмотрены особенности вхождения примесей алюминия в структуру кварца и других минералов кремнезема из гидротермальных жил, осадочных и метаморфических пород. На примере Кольской сверхглубокой скважины были установлены закономерности распределения
примесных парамагнитных центров, связанные с неоднородностью пород и глубиной их залегания. Л. С. Скамницкая и ее соавторы (ИГ Карельского НЦ) показали изменение качественных характеристик кварца под действием различных силовых полей. Б. А. Мальков (КГПИ) сообщил о барофильных модификациях кремнезема (коэсите, стишовите, пост-стишовитовых фазах), встречающихся в алмазах, импакгитах, метеоритах. М. И. Самойлович (ЦНИТИ Техномаш) представил результаты синтеза и дал характеристику нанокомпозитов, состоящих из плотноупакованных наносфер кремнезема. Это новое и очень перспективное направление исследований.
Большое внимание на семинаре уделялось вопросам генезиса, типомор-физма и индикаторного значения ми-
■и
Л. Г. Раков (ВИМС)
нералов кремнезема. Как известно, формирование кварца и других минералов кремнезема связано с самыми разными геологическими процессами: магматическими, пегматитовыми, метаморфическими, гидротермальными, осадочными. По конституционным особенностям и свойствам кварца можно судить о таких параметрах минералообразования, как температура, пересыщение, щелочность и др. Это очень важно, поскольку вопросы генезиса явля-
ются ключевыми во многих геологических построениях. На основе результатов изучения кварца был выявлен целый ряд фундаментальных минералогенетических закономерностей. В материалах семинара и докладах, представленных Н. А. Мамаевым, А. А. Кульчитской, Д. К. Возняком, В. И. Черкашиным, Л. В. Леоновой, В. Н. Быковым, Е. Н. Котовой, С. А. Репиной, А. Ю. Лысюком, В. Д. Щербаковым, Е. В. Глаголевым, В. И. Силаевым, Ю. В. Глуховым, С. В. Вят-киным, Н. Н. Рябинкиной, С. С. Потаповым, А. Б. Макеевым и другими авторами, изложены новые данные о конституции, свойствах, условиях формирования кварца, агатов, рассмотрены их типоморфные и индикаторные особенности, продемонстрированы возможности решения генетических задач.
В. А. Петровский (ИГ Коми НЦ) и С. А. Трошев (КГПИ) на примере зональности кристаллов кварца показали важную роль процессов самоорганизации, проявляющихся в ходе минералообразования. Можно предполагать, что колебательные явления, связанные с самоорганизацией, весьма характерны и имеют очень большое минералогенетическое значение.
Особо следует остановиться на такой проблеме, как типоморфизм и ру-
А. М. Асхабов (ИГ Коми НЦ УрО РАН)
доносность жильного кварца, разрабатывающейся многими авторами. Так, Г. А. Юргенсон (Институт природных ресурсов СО РАН) сделал доклад по кварцу рудных месторождений, отметил его особенности, отражающие продуктивность и глубинность залегания жил. Т. И. Гетманская и Л. Т. Раков (ВИМС) ознакомили с данными о распределении примесей в кварце плуто-ногенных грейзеновых месторождений вольфрама. Они установили, что структурные элементы примеси, особенно германий, являются весьма информативными в отношении интенсивности рудоотложения, их изучение способствует оценке уровня эрозионного среза и прогнозу оруденения на глубину. Т. Н. Сирина (ВИМС) выявила связь германия в кварце с оловянным оруденением. В материалах С. Г. Кряжева с соавторами (ЦНИГРИ) охарактеризованы типоморфные особенности жильного кварца золоторудных месторождений.
Большое внимание на семинаре уделялось кварцевым месторождениям, ресурсам, оценке качества и проблемам обогащения сырья. Это направление исследований остается одним из приоритетных. По объему промышленного потребления кварц и кварцевые породы занимают ведущее место среди различных видов минерального сырья. Особое значение имеет высококачественное кварцевое сырье, к которому относятся прозрачный жильный кварц, гранулированный жильный кварц, горный хрусталь, использующиеся для плавки стекла и синтеза монокристаллов, а также пьезооптический кварц. В докладе А. В. Турашевой (ВНИИСИМС), материалах Ю. А. Шат-нова и И. С. Тигетовой (ВНИИСИМС) дан обзор состояния минерально-сырьевой базы высококачественного кварцевого сырья России. Отмечено, что основной задачей является установление особо чистых разностей кварца для получения стекла, пригодного для электроники, волоконной оптики. Такой кварц является дефицитным не только на внутреннем, но и на мировом рынке, поэтому необходимы проведение прогнозно-поисковых, ревизионных работ, поиск нетрадиционных кварцевых месторождений. Н. Г. Быдтаева (ВНИИСИМС), А. И. Белковский (Институт минералогии УрО РАН), В. В. Щипцов, Л. А. Данилевская (ИГ Карельского НЦ), Ю. А. Поленов (Уральская горно-геологическая академия), А. Г.
Кораблев, М. А. Игуменцева, В. Н. Быков (Институт минералогии УрО РАН),
С. Н. Шанина, Е. Н. Котова, С. К. Кузнецов (ИГ Коми НЦ) и другие участники семинара представили новые данные по наиболее перспективным кварцево-жильно-хрусталеносным районам и месторождениям. Безусловно, получение особо чистых кварцевых концентратов невозможно без эффективных технологий обогащения. Это убедительно показано в докладе И. Ю. Клюкина (Институт электрофизики УрО РАН), материалах Н. Г. Шарова, Г. И. Крыловой, В. Н. Астафьева (ВНИИСИМС). Н. М. Серых и Л. А. Борисов (Центркварц) привели схему аналитико-технологического обеспечения работ на особо чистый кварц. Разработка новых технологий обогащения кварцевого сырья является актуальной задачей минералогов, физиков, химиков, технологов.
Л. А. Данилевская (ИГ Карельского НЦ)
При изучении закономерностей природного минералообразования, выявлении механизмов и факторов кристаллизации важную роль играют экспериментальные исследования и теоретические расчеты. Многие проблемы кристаллогенезиса выходят далеко за рамки собственно минералогических и относятся к физике, химии, синтезу искусственных материалов. Синтез кристаллов кварца ведется в промышленных масштабах на ряде предприятий. Большое значение имеют исследования по оптимизации условий выращивания кристаллов и повышению их качества. В последнее время, как уже отмечалось выше, возник интерес к получению упорядоченных опалоподобных структур.
На семинаре А. М. Асхабовым (ИГ Коми НЦ), В. А. Клиповым, Г. Джонсоном (Sawyer Research Products, Eastlake, Ohio, U SA) были рассмотрены некоторые общие вопросы кристаллизации, в том числе кристаллизации кварца в гидротермальных условиях. Н. Н. Пискуно-
ва (ИГ Коми НЦ) продемонстрировала возможности применения атомно-силовой микроскопии при изучении элементарных процессов роста и растворения кристаллов. В. А. Копейкиным (Ухтинский технический университет) была определена растворимость различных минералов кремнезема в водных растворах в зависимости от кислотности-щелочности среды. В. И. Ракин (ИГ Коми НЦ) осуществил термодинамический анализ процесса образования агата и сделал выводы о причинах периодического изменения физико-химических параметров и природе зональности. Совместно с В. И. Катковой (ИГ Коми НЦ) им были проведены эксперименты по кристаллизации кремнезема в силикагеле. Д. И. Камашев (ИГ Коми НЦ) синтезировал опалоподобный кремнезем и выявил условия формирования неупорядоченных и упорядоченных структур. Он показал, что образование сферических частиц кремнезема связано с процессами иерархической самоорганизации вещества на наноуровне. Интересные результаты экспериментальных, в том числе технологических, исследований были изложены в материалах А. И. Малышева, М. А. Ганнибал, О. С. Шорникова, А. Б. Аткар-ской, В. В. Потапова, О. Б. Котовой, А. А. Смирнова, Е. А. Голубева, Е. Г. Ожогиной, О. Н. Лопатина и других авторов.
Новые данные были получены по биоминералогии кремнезема, хотя докладов на эту тему оказалось относительно немного. В основном они касались процессов силификации органических остатков. Это доклады Е. И. Сорока и Л. В. Леоновой (ИГиГ УрО РАН), Л. М. Герасименко, В. К. Орлеанского с соавторами (Институт микробиологии
Г. Н. Котова (ИГ Коми НЦ)
На природе с гитарой
РАН), Г. Н. Лысюк, Ю. В. Глухова (ИГ Коми НЦ) и др. Большой интерес вызвали материалы С. С. Потапова (Институт минералогии УрО РАН), А. Головановой (Омский университет), В. И. Катковой (ИГ Коми НЦ) о кварце мочевых камней и кварце зубного происхождения. Результаты этих исследований по сути относятся к медицинской минералогии и имеют большое практическое значение.
Интересный блок составили доклады и материалы А. Ф. Сметанникова, Б. И. Пирогова, Ю. О. Пунина, А. А. Богдасарова и других авторов о минералах кремнезема в геммологии, истории, музейных коллекциях. Всем известно, насколько красивы аметист, цитрин, горный хрусталь, друзы кристаллов кварца, опалы, агаты, яшмы. Г. Н. Лысюк с соавторами (ИГ Коми НЦ) был сделан доклад о кварце в производстве древней керамики, Т. П. Майоровой
(СыктГУ) — о кремнях как археологических объектах.
Л. Р Жданова,
С. И. Плоскова и И. С. Астахова (ИГ Коми НЦ) познакомили участников семинара с образцами минералов кремнезема, включая уникальные кристаллы кварцаи друзы, находящиеся в экспозициях и фондах геологического музея имени А. А. Чернова Института геологии Коми научного центра.
Закончился семинар общей дискуссией, в которой выступили специалис-
ты из различных научно-исследовательских институтов. 25 июня состоялся выезд на полевую экскурсию в окрестности г. Сыктывкара.
Зам. председателя оргкомитета,
д. г.-м. н. С. Кузнецов
Реферат дипломной работы
На территории Удорского района четвертичные образования имеют широкое распространение. Они покрывают почти сплошным чехлом древние палеозойские и мезозойские породы и представлены разнообразными по генезису осадками. Несмотря на то, что плейстоцен изучают более 40 лет, на сегодняшний день ряд моментов остается нерешенным. Для северных и центральных районов Русской равнины спорными продолжают оставаться вопросы стратиграфии среднего и позднего плейстоцена, касающиеся обоснования выделения разновозрастных морен днепровского (печорского) и московского (вычегодского) оледенений, а также валдайских ледниковых образований и их границ. Помимо валунных суглинков, составляющих основную
ПЛЕЙСТОЦЕНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ УДОРСКОГО РАЙОНА
Стажер-исследоеателъ Ю. В. Братущак
часть плейстоцена, в строении четвертичного разреза участвует широкий спектр пород, интерпретация которых не всегда однозначна.
\ Р - 38-V] Г - ЗУ-1 ( Р- Метеїльеео V 1
.. -О ^ Ї /1 ■::<!ж '---ДЧерітіуеїш \ V (\ Ч 5,51
IV* ( %
/ ъ \ у ! Г. Кослаіі }/ Усогорск 1=1
Схема расположения обнажений Условные ойрзначения:
обнажение Г7 ] Дорога
мост
ш карьер Еввшккніі
Цель работы состояла в фациально-генетическом и стратиграфическом расчленении, корреляции четвертичных отложений в Удорском районе. Для ее достижения необходимо было выполнить следующие задачи: изучить гранулометрический и минеральный составы осадков, петрографический состав и ориентировку удлиненных обломков морен.
Комплексом методов были изучены пять разрезов четвертичных отложений (см. рисунок). По литологическим признакам были выделены гляци-альные, лимногляциальные, аллювиальные и озерные типы отложений.
В обн. 501 нижняя моренная толща представлена неслоистой плотной несортированной супесью темно-серого цвета с сизым оттенком с гравием и галькой, редкими валунами. Отмечается круп-
