• 07.06.2021

Ученые Института наук о Земле открыли новый минерал на вулкане Толбачик

Научная группа под руководством профессора кафедры кристаллографии Института наук о Земле Станислава Филатова обнаружила на вулкане Толбачик (полуостров Камчатка) новый минеральный вид — добровольскийит Na4Ca(SO4)3. Находка была названа в честь профессора, доктора геолого-минералогических наук Владимира Витальевича Доливо-Добровольского. Результаты исследований были опубликованы в журнале Mineralogical Magazine.

Рисунок 1. Фотография (слева) и электронная микрофотография (справа) добровольскийита

Большое количество открытий новых минералов в настоящее время связано с Камчаткой, особенно с вулканом Толбачик. Главный интерес для ученых представляет информация о химическом составе и кристаллическом строении минералов, поскольку они могут оказаться для человека перспективными материалами, уже созданными природой.

«Как над минералогическим объектом над вулканом Толбачик мы с Лидией Вергасовой (ведущий научный сотрудник института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН — прим.) начинали работать еще в 1977 году. Толбачит — первый минерал с этого вулкана был утвержден нашей группой в 1982 году. Конечно, тогда мы не предполагали, что вулкан Толбачик выйдет на первое место в мире по числу найденных на нем новых минеральных видов. Кстати, толбачит стал на тот момент всего вторым новым минералом, открытым на Камчатке. Первым является щербинаит с вулкана Безымянный. В последующие годы нами было организовано более 20 экспедиций на вулкан Толбачик, открыты более 30 новых минеральных видов. Так происходило становление вулкана Толбачик как уникального геохимического объекта, который в настоящее время является мировым рекордсменом по числу открытых новых минеральных видов. А это само по себе является довольно крупным геологическим открытием. В настоящее время на Толбачике открыто около 130 новых минералов, из которых 50 обнаружила наша научная группа (СПбГУ) совместно с Институтом вулканологии и сейсмологии ДВО РАН. В работе также активно принимают участие выпускники СПбГУ, например, кандидат геолого-минералогических наук Андрей Шаблинский, который является первым автором данной публикации».

Руководитель научной группы, профессор СПбГУ Станислав Филатов

Рисунок 2. Фотография микрограбена Второго шлакового конуса Северного Прорыва Большого Трещинного Толбачинского извержения. На этом конусе был отобран образец

Новая находка — добровольскийит — формирует тонкие скрытокристаллические корочки белого цвета с обширными газовыми включениями. Он был найден в ассоциации с петровитом, эвхлорином, теноритом, ангидритом и англезитом. Кристаллическая структура данного минерала сходна со структурами минералов мететенардита и афтиталита (глазерита), но представляет собой увеличенную в три раза ячейку данных минералов, в которой часть катионных позиций остается вакантной. Стоит отметить, что подобным химическим соединением, синтезированным в лаборатории, занимались как отечественные, так и иностранные ученые. Тем не менее полной уверенности в его существовании не было, так как была неизвестна кристаллическая структура минерала. Группе ученых СПбГУ удалось расшифровать его кристаллическую структуру, потому что минерал образует кристаллы, пригодные для рентгеноструктурного анализа — основного метода расшифровки и уточнения кристаллической структуры.

Рисунок 3. Кристаллическая структура добровольскийита. Желтым цветом показаны тетраэдры SO4, светло-синим –атомы Са, а темно-синим атомы Na

«В настоящий момент данный минерал успешно синтезирован в лаборатории СПбГУ, изучено его термическое поведение и планируется изучение ионной проводимости, что позволит определить пригодность данного минерала как твердотельного электролита (solid-state electrolyte) для Na-ионных аккумуляторов. Возможность ионной миграции для ионов Na подтверждается расчетом карт валентных усилий в программе Bond_STR», — уточнил Станислав Филатов.

См. также: