Изучение келдышита с использованием современных технологий дало возможность уточнить химическую структуру этого редкого минерала и углубить понимание его применения в науке и практике.
Исследователи из лаборатории природоподобных технологий и техносферной безопасности Арктики Кольского научного центра РАН совместно с коллегами изучили процесс трансформации паракелдышита в келдышит. Им удалось уточнить химическую формулу и структуру кристаллов келдышита. Это открытие имеет значение не только для теоретической минералогии и геохимии, но также представляет интерес для практического применения в области материаловедения, как указано на сайте Российской академии наук.
Келдышит был впервые найден в Ловозерском массиве на Кольском полуострове в 1962 году. Совсем недавно минерал был подвергнут повторному анализу с использованием современных методов рентгеновской структурной диагностики, сканирующей электронной микроскопии и химического микроанализа. Новые данные показывают, что большинство образцов, ранее определённых как келдышит, на самом деле являются частично протонированными и обеднёнными натрием паракелдышитом.
Специалисты внимательно изучили механизм превращения паракелдышита в келдышит с помощью лабораторного моделирования гидролиза минерала в растворе соляной кислоты с различной концентрацией и температурными условиями. Проведённые эксперименты продемонстрировали, что даже в сравнительно мягких условиях минерал быстро теряет значительное количество натрия. Увеличение концентрации кислоты и продолжительности реакции приводит к постепенному формированию структуры келдышита.
Ключевым моментом в процессе трансформации является появление устойчивых водородных связей в структуре келдышита, которые отсутствуют изначально в паракелдышите. Эти связи запускают серию последовательных изменений в цирконий-кремний-кислородном каркасе минерала и приводят к перестройке геометрии кристаллических каналов, отвечающих за перемещение ионов натрия. В результате некоторые натриевые позиции освобождаются, а в структуре возникают вакансии, что значительно изменяет физико-химические свойства материала.
Таким образом, исследование российских ученых внесло весомый вклад в развитие отечественной минералогии и материаловедения. Уточнённая кристаллическая структура минералов семейства келдышита важна для международной базы данных IMA и полезна для фундаментальных исследований в минералогии. Установленный механизм трансформации позволяет прогнозировать послекристаллизационные изменения и поведение минералов в естественных условиях. Это создает предпосылки для восстановления геохимической истории формирования пород Ловозерского массива.
Фото: hi-tech.mail.ru