Ученые СПбГУ открыли новый минерал на Камчатке
Кристаллографы-минералоги Санкт-Петербургского университета описали новый минерал гликинит, который назвали в честь выдающегося ученого СПбГУ Аркадия Эдуардовича Гликина. Открытие научная группа под руководством профессора кафедры кристаллографии Олега Сийдры сделала во время экспедиции на полуостров Камчатка. Результаты исследований опубликованы в журнале Mineralogical Magazine.
Ученые Университета изучают богатое минералогическое разнообразие вулканов Ключевской группы уже шесть лет. Наибольший интерес для специалистов представляет Толбачик, который фактически состоит из двух вулканов — Острый Толбачик и Плоский Толбачик. Для этого сейсмически активного района характерны извержения гавайского типа, при которых горячая базальтовая лава распространяется вдоль образовавшихся трещин.
В результате таких процессов образовался Толбачинский дол со множеством как остывших, так и действующих до сих пор конусов, сложенных вулканическим шлаком. В последние годы крупные извержения здесь происходили дважды: в 1975–1976 годах и совсем недавнее — в 2012–2013 годах. События 70-х годов получили название Большое трещинное Толбачинское извержение и привели к образованию целой серии конусов.
«Тогда произошло два крупных прорыва лавы — на севере и юге территории вокруг вулкана Толбачик. Конуса северного прорыва обозначаются номерами: первый, второй и третий. Наиболее богатыми по минеральному разнообразию являются фумаролы первого и второго. Новый минерал мы обнаружили именно на втором шлаковом конусе», — рассказал руководитель научной группы, профессор кафедры кристаллографии СПбГУ Олег Сийдра.
Гликинит является безводным оксисульфатом цинка и, как многие минералы фумарольного происхождения, отличается наличием дополнительных атомов кислорода, которые не входят в кислотные остатки (сульфатные анионы). Условия минералообразования в изучаемых научной группой СПбГУ фумаролах являются настолько сильно окислительными, что тетраэдрические оксокомплексы образуются и с цинком, а не только с медью. Однако, как отмечает Олег Сийдра, такая координация для цинка является очень редкой.
«Ранее, до того как мы стали систематически изучать сульфатную минерализацию на фумаролах Толбачика, безводные сульфаты цинка нигде не были описаны. В ходе наших работ на Камчатке нам удалось установить сразу четыре новых вида с цинком. Первые три — германнянит, майзланит, белоусовит — мы обнаружили в 2018–2019 годах. И вот, совсем недавно, гликинит. Как видно на фотографии, минерал образует красивые игольчатые кристаллы. Назвали находку в честь профессора кафедры кристаллографии, специалиста в области роста кристаллов Аркадия Эдуардовича Гликина», — отмечает Олег Иоханнесович.
На первый взгляд формула нового минерала довольно простая: Zn3O(SO4)2. Однако в гликините присутствует весьма значительная примесь меди, с которой цинк смешивается в трех атомных позициях в своей кристаллической структуре. В лабораторных условиях воспроизвести чистый аналог гликинита без примеси меди ученые не смогли — образовывались другие соединения.
Получить необходимые кристаллы для дальнейшего изучения удалось только после добавления в систему меди. По словам специалистов, в данном случае двухвалентные катионы меди являются стабилизатором структуры гликинита.
В работе над исследованием нового минерала принимала участие большая группа специалистов — большую часть выполнил доцент Университета Евгений Назарчук. На базе ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Рентгенодифракционные методы исследования» ученые провели рентгеноструктурное изучение нового минерала. Непростым этапом исследования стал процесс уточнения кристаллической структуры гликинита, которым занималась аспирантка СПбГУ Диана Некрасова.
Оказалось, что кристаллы нового безводного сульфата образуют сложные срастания (двойники), которые значительно усложняют расшифровку структуры. Оптические свойства гликинита изучала старший преподаватель СПбГУ Евгения Авдонцева совместно со студентом магистратуры Артемом Борисовым. Химический состав минерала установил сотрудник ресурсного центра «Геомодель» Владимир Шиловских.
На следующем этапе ученые планируют детально изучить свойства аналога гликинита. Особенно интересным представляется изучение так называемого разбавленного магнетизма на синтетических аналогах. Атомы цинка и меди образуют в структуре гликинита сложные тетраэдрические цепочки.
Для информации
Полевые работы и исследования научной группы были поддержаны грантом Российского научного фонда (№ 16-17-10085).