ВКР: Терморентгенографические исследования синтетического аналога ивсита

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение........................................................................................................................................ 3

1 Большое трещинное Толбачинское извержение.................................................................... 5

1.1 Новые минералы фумарольной деятельности БТТИ.............................................. 5

1.2 Первый конус.............................................................................................................. 6

1.3 Второй конус............................................................................................................... 8

1.4 Трещинное Толбачинское извержение 2012—2013 гг.......................................... 10

1.5 Методы изучения минералов фумарол................................................................... 12

2 Кристаллохимия сульфатов БТТИ и ТТИ............................................................................. 13

2.1 Маттеучит ─ минерал БТТИ и Везувия.................................................................. 13

2.2 Ивсит —минерал вулканических эксгаляций ТТИ................................................ 14

2.3 Кристаллохимия ряда M3H(SO4)2, М = Na, K, NH4, Rb......................................... 16

2.4 Основные черты высокотемпературной кристаллохимии сульфатов................. 20

2.5 Характерные черты соединения Na3H(SO4)2 при низких температурах............. 22

3 Методы синтеза и исследования............................................................................................ 24

3.1 Синтез........................................................................................................................ 24

3.2 Порошковая рентгенография................................................................................... 25

3.3 Терморентгенография.............................................................................................. 25

3.4 Термический анализ................................................................................................. 26

4 Результы терморентгенографии и термического анализа................................................... 27

4.1 Результаты рентгенофазового анализа................................................................... 27

4.2 Результаты высокотемпературной терморентгенографии и термического

анализа образца ивсита с Толбачика............................................................................ 29

4.3 Терморентгенография и термический анализ образца синтетического аналога

ивсита............................................................................................................................... 32

4.4 Высокотемпературная терморентгенография маттеучита................................... 35

4.5 Оптическая съемка образцов................................................................................... 35

5 Обсуждение результатов......................................................................................................... 37

5.1 Термическое расширение природного ивсита с ТТИ по данным

терморентгенографии..................................................................................................... 37

5.2 Термическое расширение синтетического аналога ивсита по данным

терморентгенографии..................................................................................................... 40

5.3 Термическое расширение маттеучита NaHSO4•H2O и продукта его дегидратации

NaHSO4............................................................................................................................ 43

Заключение.................................................................................................................................. 47

Литература................................................................................................................................... 49


2

ВВЕДЕНИЕ


Актуальность темы. Исследование образцов вулканических эксгаляций носит фундаментальный характер и является неотъемлемой частью изучения таких геологических явлений, как вулканические извержения. Большое Трещинное Толбачинское извержение (БТТИ) 1975–1976 годов и Трещинное Толбачинское извержение (ТТИ) 2012–2013 годов являются одними из самых изученных извержений в мировой истории. По результатам исследования фумарол вулканических эксгаляций и образованных в них фаз вулканологами Санкт–Петербургского университета и Института вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, получены следующие результаты: введена новая генетическая группа минералов вулканических эксгаляций (Вергасова, Филатов, 1993), обобщена и систематизирована новая кристаллохимия минералов и неорганических соединений с комплексами анионоцентрированных тетраэдров (Кривовичев, Филатов, 2001; Krivovichev et al., 2013), охарактеризованы 150 минералов этой группы, открыты порядка 40 новых минеральных видов (Вергасова, Филатов, 2012), изучены образцы алмазов вулканического происхождения (Гордеев и др., 2014). В последние годы на фумаролах вулкана Толбачик активно работает групп проф. И.В. Пекова, но их результаты еще не обобщены и потому пока в настоящей работе пока не рассматриваются.

Вулканы с активным вулканизмом являются постоянно изменяющейся системой, и минералы, образованные в вулканических условиях, подвергаются воздействию температуры, т. е. происходят разнообразные фазовые превращения – процессы образования и разложения минералов, гидратации минералов, гомогенизации и распада природных фаз, и другое. Особое место среди минералов вулканических эксгаляций БТТИ и ТТИ занимают безводные и водные сульфаты щелочных (Na, K), щелочноземельных (Mg) металлов и меди. Исследования термических фазовых превращений природных фаз

• их термического расширения позволяют сделать вывод о том, в каком виде происходит осаждение природных фаз (минералов) в зонах активного вулканизма при разных температурах.