圣彼得堡国立大学的科学家在勘察加发现了新的矿物
圣彼得堡国立大学晶体矿物学家们对一种名叫Glikinite的新的矿物质进行了记述,这种矿物质是以圣彼得堡国立大学杰出科学家阿尔卡迪·埃杜阿尔多维奇·格利金的名字命名的。这种新的矿物质是科学团队在晶体学教研室教授奥列格·希德拉的带领下,在勘察加半岛进行考察时发现的。
研究结果发表在《 Mineralogical Magazine》杂志上。
我校科学家们对克柳切夫火山群矿物多样性的研究已经进行了六年。他们最感兴趣的是托尔巴奇克火山,它实际上是由两座火山构成的,一座较为陡峭,一座较为平坦。这一地震活跃区呈现出夏威夷式喷发的特点,火山喷发时,炽热的玄武岩熔岩沿着所形成的的裂缝蔓延开来。在这之后便形成了托尔巴奇克山谷,其中有很多由火山渣堆积而成的喷发锥,有的已经冷却,而有的至今仍在活动。近年来,这里发生过两次较大型的喷发,一次是在1975年至1976年间,还有一次则是在距今不远的2012年至2013年间。上世纪70年代发生的喷发被称作托尔巴奇克大裂隙火山喷发,并形成了一系列的喷发锥。
“那时发生了两次大型的熔岩破裂,分别是在托尔巴奇克火山周围地区的背面和南面。北面的喷发锥被标记为第一、第二和第三喷发锥。其中,第一和第二喷气坑中的矿物多样性最为丰富。我们也正是在第二火山渣锥中发现的新矿物”,科学团队负责人,圣彼得堡国立大学晶体学教研室教授奥列格·希德拉说道。
Glikinite矿物质是一种不含水的硫氧锌,和很多火山喷发形成的矿物质一样,它具有额外的氧原子,而这些氧原子不包含在酸性残渣中(硫酸盐离子)。在科学团队所研究的矿物坑中,矿物质的生成条件具有极强的氧化作用,不仅和铜,还可以和锌形成四面体氧代络合物。但是奥列格·希德拉指出,对于锌来说,这样的配位是非常少见的。
“在我们开始系统研究托尔巴奇克喷气坑的硫酸盐矿化作用之前,还没有人对不含水的硫酸锌进行过记述。我们在勘察加工作的过程中成功确定了四种新的含锌矿物质。我们在2018年至2019年间发现了前三种,分别是Hermannjahnite、Majzlanite和Belousovite。从照片上可以看出,矿物呈现出非常美丽的针状晶体。我们把这一发现以晶体学教研室教授和晶体生长领域的专家阿尔卡迪·埃杜阿尔多维奇·格利金命名”,奥列格·约翰聂索维奇提到。
乍一看,这种新的矿物质的分子式非常简单:Zn3O(SO4)2。但是在Glikinite矿物质中存在着大量的铜元素混合物,它和锌在晶体结构的三个原子位中相混合。在实验室条件下,科学家们无法在没有铜元素混合物情况下复制出Glikinite的相似体,只能生成其他的化合物。要想获得下一步研究所必须的晶体就需要在其中加入铜元素。据专家介绍,在这种情况下,铜的二价正离子就成为了Glikinite结构的稳定剂。
科学团队的现场工作和研究是在俄罗斯科学基金 № 16-17-10085的支持下进行的。
庞大的专家团队参与了新矿物的研究工作,其中我校副教授叶甫根尼·纳扎尔丘克完成了大部分的工作。在圣彼得堡国立大学科技园X光衍射研究法资源中心,科学家们对新矿物进行了X光结构的研究。研究过程中比较复杂的工作是弄清Glikinite的晶体结构,而负责这项工作的是圣彼得堡国立大学研究生狄安娜·涅克拉索娃。研究表明,这种新的不含水的硫酸盐的晶体呈现出一种复杂的共生现象,即双晶,这使得对其结构的分析工作变得更为复杂。圣彼得堡国立大学讲师叶夫根尼娅·阿芙东切娃和硕士生阿尔乔姆·鲍里索夫共同对Glikinite的光学属性进行了研究。而矿物质的化学成分则是由地球模型资源中心的科研人员弗拉基米尔·施洛夫斯基确定的。
接下来,科学家们计划详细研究Glikinite相似体的属性。对合成相似体中稀释磁性的研究最引人注意。锌原子和铜原子在Glikinite结构中呈现出复杂的四面体链。