pdf № 301, январь

DOI: 10.19110/geov.2020.1.1

Методами рентгеноструктурного анализа, электронно-зондового микроанализа и ИК-спектроскопии исследован потенциально новый представитель группы эвдиалита. Параметры элементарной тригональной ячейки: a = 14.198(1), c = 30.380(1) Å, V = 5303.9(1) ų, пр. гр. R3m. Кристаллическая структура уточнена до итогового фактора расходимости R = 4.2 % в анизотропном приближении атомных смещений с использованием 3174 рефлексов с F > 3s(F). Идеализированная формула минерала (Z = 3): (Na,H₃O)₁₃(Ca₄Mn₂)Zr₃(Na₂Zr)[Si₂₆O₇₂](OH)₂Cl·H₂O. Обсуждаются особенности распределения состава по ключевым позициям и замещение Fe²⁺ на Na⁺ в М2-микрообласти.

Ключевые слова: эвдиалит, кристаллическая структура, минеральный вид, М2-ключевая позиция, Ловозерский щелочной массив.

A potentially new representative of the eudialyte group from the Lovozero massif, which differs from all known minerals of the eudialyte group by a number of chemical and structural features has been investigated using electron microprobe analyses, single-crystal X-ray diffraction and IR spectroscopy. The mineral is trigonal, space group R3m; the unit cell parameters are a = 14.198(1) Å, c = 30.380(1) Å, and V = 5303.9(1) (1) ų. The crystal structure is refined, to final reliability factor R = 4.2 % in the anisotropic approximation of atomic displacements using 3174 reflections with F > 3s(F). The crystal-chemical formula of the potentially new mineral (Z = 3) is Zr₃[Ca_3.9Mn_1.2Fe_0.9] [Na_10.38(H₃O,H₂O)_2.79Ce_0.45Sr_0.4K_0.2] [Na^VII_2.13Zr^V_0.87] [Si₂₄O₇₂] [Si_1.48Ti_0.31Nb_0.21] (OH)_2.9(H₂O)_1.26(Cl,S)_0.94. The idealized formula is (Na,H₃O)₁₃(Ca₄Mn₂)Zr₃(Na₂Zr)[Si₂₆O₇₂](OH)₂Cl·H₂O. Specific features of cation distribution over key sites including substitution of Fe²⁺ with Na at the М2 site are discussed. The data obtained are in a good agreement with the IR spectrum of the potentially new mineral which shows characteristic bands corresponding to stretching vibrations of Zr^V—O bonds, H₂O molecules and H₃O⁺ cations as well as strong band corresponding to SiO₄ tetrahedra at the M3 and M4 sites. A short review of crystal structures of Na-dominant (at the M2 site) eudialyte-group minerals is given. It is concluded that these minerals are specific accessory components of highly agpaitic magmatic rocks (hyperalcaline foyaites) and pegmatites.

Keywords: eudialyte, crystal structure, mineral species, M2-key site, Lovozero alkaline massif.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2020.1.2

Проведены детальные минералогические исследования пород массива Малютка худолазовского дифференцированного комплекса. Впервые определены и охарактеризованы химические составы породообразующих и ряда акцессорных минералов. По результатам петрографических и минералогических исследований в истории формирования пород массива выделены магматический и постмагматический (гидротермально-метасоматический) этапы. По эмпирическим геотермометрам оценены температуры кристаллизации ранних кумулусных (оливин/шпинель — 1074—1118 °C) и поздних интеркумулусных (роговая обманка/кислый плагиоклаз — 662—694 °C) минералов магматического этапа.

Исходя из широкого развития амфибола в породах сделан вывод о том, что массив сформировался из водонасыщенной магмы, отделившейся из кумулусного горизонта гипотетического глубинного магматического очага. Методом геохимической термометрии установлен состав исходного расплава, отвечающий магнезиальному базальту с температурой при внедрении около 1180 °C.

Ключевые слова: худолазовский комплекс, массив Малютка, минералогия, петрология, термометрия, оливин, расплав.

Detailed mineralogical studies of Malyutka massif rocks of the Khudolaz differentiated complex have been carried out. Firstly the chemical compositions of rock-forming and many accessory minerals have been identified and characterized. Based on the results of petrographic and mineralogical studies in the rock formation history the magmatic and post-magmatic (hydrothermal-metasomatic) stages were identified. The early cumulus (olivine-spinel pair 1074—1118 °C) and late intercumulus (hornblende-acid plagioclase pair 662—694 °C) magmatic stage minerals crystallization temperature by empirical geothermometers was estimated.

The rocks of massif were saturated by hornblende (33—47 vol. %). We concluded that massif was formed from water-saturated magma, divided from the cumulus horizon of a hypothetical deep magma chamber. Using the method of geochemical thermometry, the composition of the initial melt was determined, that matched magnesium-rich basalt with a temperature at the injection of about 1180 °C.

Keywords: Khudolaz complex, Malyutka massif, mineralogy, petrology, thermometry, olivine, melt.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2020.1.3

Проанализированы результаты сорбции фосфора на немагнитной фракции гравитационного концентрата ильменит-лейкоксеновой руды (далее — лейкоксен) (Пижемское месторождение, Средний Тиман, Россия) при рН (1—12) раствора фосфата натрия с фиксированной концентрацией фосфата около 0.01 моль/л, а также сорбции (pH = const) в диапазоне концентраций 0.001—0.01 моль/л. Представлена форма фосфат-иона, в которой он сорбируется на поверхности лейкоксена, при этом наблюдается смещение точки нулевого заряда поверхности агрегата. Проведенные эксперименты подтверждают идею о том, что основным геохимическим барьером для фосфора в условиях гипергенеза, скорее всего, является лейкоксен.

Ключевые слова: Пижемское титановое месторождение, лейкоксен, сорбция фосфата, титановый барьер.

The sorption of phosphorus on the non-magnetic fraction of the gravity concentrate of ilmenite-leuсoxene ore (hereinafter, leucoxene) (Pizhemskoe deposit, Middle Timan, Russia) at a pH (1—12) of a sodium phosphate solution with a fixed phosphate concentration of about 0.01 mol/l, as well as sorption (pH = const) in the concentration range of 0.001—0.01 mol/l was studied. We presented a phosphate ion form adsorbed on leucoxene surface. At that we observed a shift of the zero point charge on the aggregate surface. The experiments has confirmed the idea that leucoxen is most likely the main geochemical barrier to phosphorus under conditions of hypergenesis.

Keywords: Pizhemskoe titanium deposit, leucoxene, phosphate sorption, titanium barrier.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2020.1.4

Статья посвящена определению механизмов развития оползней на береговом склоне р. Воркуты. Изучаемая территория протяженностью 400 метров вплотную примыкает к проезжей части ул. Шахтерская Набережная г. Воркуты. Инженерно-геологический разрез склона представлен рыхлыми, полускальными и скальными грунтами, поэтому здесь возможны простые и сложные виды оползней. Нами использовался трехосный акселерометр, который позволяет регистрировать акселерограмму с возможностью дальнейшего пересчета в велосиграмму и сейсмограмму микросейсмического события. В зимнее время замерзающая вода, находящаяся в трещинах скальных пород, расширяется, в результате чего появляются сколы и микротрещины, ускоряется процесс циклического выветривания. В рыхлых породах наблюдается неоднозначная последовательность: при замерзании воды в песках происходит их упрочнение, а в су-
глинках, глинах и в тонких песках в силу свойств высокой пучинистости одновременно с упрочнением происходит выдавливание окружающего грунта. В слоистом разрезе склона происходит постепенное перераспределение сил напряжения, где суммарное воздействие также способствует снижению первоначальной устойчивости грунтов из-за проявления ползучести глин после их оттаивания. Эти непрерывные изменения хорошо фиксируются на акселерограммах сейсмических записей, отображающих упругие (нет переноса вещества) и неупругие (осуществляется перенос вещества) процессы. Всего на склоне было выявлено четыре вида явлений: блоковые, сдвига-скольжения, разжижения-течения и развития микротрещин в скальном грунте. Кроме того, нами были смоделированы экспериментальные акселерограммы и спектрограммы, которые по своим формам идентичны акселерограммам и спектрограммам, зарегистрированным на реальном участке движения оползней.

Ключевые слова: склон, оползни, грунты рыхлые и скальные, мерзлые грунты, фазовый переход, талые грунты, цикличный процесс, акселерограммы и спектрограммы, моделирование, сравнение.

This article is devoted to determining the mechanisms of development of landslides on the coastal slope of the Vorkuta river. The studied territory with a length of 400 meters is adjacent to the roadway of Shakhterskaya St. embankment in Vorkuta. The engineering-geological section of the slope is represented by loose, semi-rocky and rocky soils, therefore, simple and complex types of landslides are possible here. We used a three-axis accelerometer, which allowed registering an accelerogram with the possibility of further conversion into a cycle diagram and a seismogram of a microseismic event. In winter, freezing water, located in rock cracks, expands, as a result of which chips and microcracks appear, and the cyclic weathering process is accelerated. In loose rocks, an ambiguous sequence is observed: when water freezes in the sands, they are hardened, and in loams, clays and thin sands, due to the properties of high heaving, extrusion of the surrounding soil occurs simultaneously with hardening. In the layered section of the slope, a gradual redistribution of the stress forces occurs, where the total impact also helps to reduce the initial stability of the soil caused by the of creep of clays after thawing. These continuous changes are well recorded on accelerograms of seismic records displaying elastic (no transfer of matter) and inelastic processes (transfer of matter is carried out). In total, four types of phenomena were revealed on the slope: block, shear-slip, liquefaction-current, and the development of microcracks in rocky soil. In addition, we simulated experimental accelerograms and spectrograms, which are identical in shape to the accelerograms and spectrograms recorded on the real site of landslide movement.

Keywords: slope, landslides, loose and rocky soils, frozen soils, phase transition, melt soils, cyclic process, accelerograms and spectrograms, modeling.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2020.1.5

Долина р. Атачай известна проявлениями оползневых процессов. В связи с усилившимся в ХХI в. туристско-рекреационным освоением северо-восточного склона Большого Кавказа оползневые смещения активизировались. К сожалению, последние исследования оползневых процессов на исследуемой территории проводились в 50-е годы ХХ в. В статье дана геоморфологическая характеристика наиболее крупных и опасных (Халанджский, Юхары-Фындыганский, Бахышлинский) оползней долины р. Атачай, а также указаны причины их образования и предложены меры борьбы с ними.

Ключевые слова: оползень, опасность, антропогенное воздействие, рекреационно-туристическая сфера, труднодоступные горные территории, геоморфологические исследования.

Valley of the Atachay river is known for landslide processes. In connection with intensified in the 21st century tourist-recreational development of the north-eastern slope of the Greater Caucasus the landslide dislocations are intensified. Unfortunately, the recent studies of landslide processes in the study area were carried out in the 50s of the 20th century. The article gives a geomorphological description of the largest and most dangerous (Khalanj, Yukhary-Fyndygan, Bakhyshly) landslides in the valley of the Atachay river, and also the reasons for their formation are indicated, and measures to prevent them are proposed.

Keywords: landslide, danger, anthropogenic impact, recreational and tourist sphere, hard-to-reach mountain areas, geomorphological studies.

Скачать полный текст / Download full text