pdf № 335, ноябрь

DOI: 10.19110/geov.2022.11.1

В статье дано описание нового вида остракод рода Leperditia из верхнесилурийских отложений западного склона Приполярного Урала (бассейн р. Щугор). Leperditia unituber Saldin, sp. nov. отличается от других видов Leperditia наличием ясно выраженного бугра вблизи брюшного края правой створки. Не исключено, что этот диагностический признак может быть классификационным критерием более высокого ранга, чем видовой.

Ключевые слова: остракоды, Leperditia, силур, Приполярный Урал.

The article describes a new species of ostracods of the genus Leperditia from the Upper Silurian deposits of the western slope of the Subpolar Urals (Shchugor River basin). Leperditia unituber Saldin sp. nov. differs from all other species of Leperditia by the presence of a tubercle near the ventral margin of the right valve, a stable diagnostic character.

The shell is truncated-oval, elongated, widening towards the posterior end. The ventral margin is gently and asymmetrically arched. Longitudinal axis at a slight angle to the length. A narrow marginal border is observed along the ends of the shell. The posterior dorsal swelling on the left valve is pronounced. On the right valve near the ventral part, where the greatest height of the shell is observed, there is a tubercle or spiny outgrowth.

Keywords: ostracodes, Leperditia, Silurian, Subpolar Urals.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2022.11.2

Ново-Учалинское существенно цинковое (C_Zn>>C_Cu) колчеданное месторождение — одно из крупнейших на Урале, в настоящее время оно доразведуется веерами скважин подземного бурения и горными выработками. В работе впервые приводится характеристика геохимической зональности рудной залежи (с примерами Cu, Zn, Au и In), обсуждаются условия ее формирования и факторы, вызвавшие ее усложнение. Кроме того, по большому массиву геохимических проб были проведены геостатистические расчеты. Рудная залежь представлена крупной, склоняющейся к югу субвертикальной лентой прихотливого строения, которая приурочена к крылу запрокинутой крупной антиклинальной складки, рассечена дайками основного состава и характеризуется сложной, комбинированной геохимической зональностью. Распределение Cu и Zn носит в целом асимметричный характер. Существенно медные руды тяготеют к северной выклинке залежи, а к югу по ее склонению концентрация Zn растет, Cu — падает, и средняя часть залежи уже представлена существенно цинковыми рудами. В разрезе максимумы меди чаще отмечаются в лежачем боку залежи, а цинка — в висячем боку. Внедрение мощной дайки габбро-диоритов и последующий динамометаморфизм, в том числе с участием гидротермальных растворов, вызвали локальное переотложение более мобильной Cu в близконтактовых зонах дайки и участках раздува мощности рудного тела. В раздуве мощности залежи, в замке складки 2-го порядка, развиты богатые медно-цинковые руды, которые обогащены Zn, Pb, Au, Ag, In, Ba и некоторыми другими элементами. Схожесть их поведения в рудах подтверждается высокой положительной парной корреляцией. Картины распределения золота и индия в пределах рудного тела носят скорее симметричный характер. Высокие концентрации золота и индия приурочены к резкому изгибу колчеданного тела, а маломощные максимумы индия отмечаются в лежачем боку рудной залежи. Вследствие динамометаморфизма залежь приобрела прихотливое строение с образованием мощных раздувов; руды были значительно перекристаллизованы, а местами локально обогащены цветными и благородными металлами.

Ключевые слова: Ново-Учалинское колчеданное месторождение, геохимическая зональность, контактовый метаморфизм, медь, цинк, золото, индий, динамометаморфизм.

Novo-Uchaly essentially zinc (C_Zn>>C_Cu) VMS deposit is one of the largest in the Urals. Currently, it is under additional exploration by fans of underground drilling wells and mine workings. The paper describes a novel geochemical zonation of the sulphide deposit (the example of Cu, Zn, Au and In), discusses conditions of formation and factors that caused its complication. We carried geostatistical calculations in addition to the analysis of the zonation of the deposit. The ore deposit is represented by a large subvertical ribbon of a whimsical structure, inclined southward, which is confined to the wing of an inverted large anticlinal fold, cut by mafic dikes and characterized by a complex, combined geochemical zonality. The distribution of Cu and Zn is generally asymmetric. Сopper-rich ores tend to the northern wedge of the deposit, and to the south, along its declination, the concentration of Zn increases, while Cu decreases, and the middle part of the deposit is represented by zinc-rich ores. In the section, copper maxima are more often noted in the footwall side of the deposit, and zinc — in the hanging side. The intrusion of a thick gabbro-diorite dyke and subsequent dynamometamorphism, including hydrothermal solutions, caused the redeposition of more mobile Cu in the near-contact zones of the dyke and areas of swell of the ore body thickness. Within the swell of the thickness of the deposit, in the hinge of the fold of the 2nd order, rich copper-zinc ores occur, which are enriched by Zn, Pb, Au, Ag, In, Ba and some other rare elements. The similarity of their behavior in ores is confirmed by their high positive pair correlation. In the ore body, the distribution patterns of gold and indium are rather symmetrical. High concentrations of gold and indium are confined to a sharp bend in the ore body, and small indium maxima occur in the footwall of the ore lode. As a result of dynamometamorphism, the deposit acquired a whimsical structure with the formation of thick swells; ores were significantly recrystallized, and locally enriched by non-ferrous and precious metals.

Keywords: Novo-Uchaly VMS deposit, geochemical zonality, contact metamorphism, copper, zinc, gold, indium, dynamometamorphism.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2022.11.3

На основе анализа драматической истории развития представлений о строительных единицах в росте кристаллов обсуждается становление неклассических концепций кристаллообразования. Показано, что в XXI веке конкурентное преимущество в теории роста кристаллов переходит к представлениям о более крупных, чем отдельные атомы и молекулы, строительных единицах. Новые экспериментальные данные, свидетельствующие об устойчивом существовании в кристаллообразующих средах предзародышевых кластеров-кватаронов или иных организованных групп атомов и их участии в росте кристаллов, равно как и уже образовавшихся кристаллических частиц, не только позволяют по-новому решить старую проблему «Коссель vs Баларев», но также обосновывают неклассические механизмы роста кристаллов.

Ключевые слова: неклассические механизмы кристаллообразования, зарождение и рост кристаллов, единицы роста, предзародышевые кластеры, кватароны.

On the basis of the analysis of dramatical history of development of the concepts of building units in crystal growth we discuss the genesis of non-classical concepts of crystal growth. We show that in the 21^st century the competent advantage in the theory of crystal growth transits to notions about building units larger than individual atoms and molecules. New experimental data, testifying to a stable life of prenuclear clusters-quatarons or other organized groups of atoms in crystal-forming environments and their participation in crystal growth and also already formed crystalline particles, allow not only solving the old “Kossel vs. Balarev” problem, but also proving non-classical mechanisms of crystal growth.

Keywords: non-classical mechanisms of crystal growth, nucleation and growth of crystals, growing units, prenuclear clusters, quatarons.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2022.11.4

В работе рассмотрена проблема нестабильности гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) в среде этанола в присутствии аммиака в качестве катализатора с целью получения монодисперсных сферических частиц кремнезема заданного размера. Известно, что наличие различных примесей влияет на скорость образования частиц и, как следствие, на их размеры, монодисперсность и форму. Для решения данной проблемы нами впервые исследованы возможности применения ультрафильтрации для используемых в процессе гидролиза исходных тетраэтоксисилана и этанола через гидрофобные фильтры с размерами пор 50 нм. В обоих случаях после фильтрации отмечено значительное снижение интенсивности светорассеяния. Элементный анализ отфильтрованных примесей показал значительное содержание твердых фаз состава SiO₂ в тетраэтоксисилане, а также целого ряда примесей в этаноле. Проведенные эксперименты по синтезу частиц кремнезема из предварительно отфильтрованных компонентов показали, что формирующиеся при этом частицы кремнезема обладают большей степенью монодисперсности, а их размеры — значительно более высокой воспроизводимостью, независимо от используемого тетраэтоксисилана. Таким образом, согласно полученным данным, ультрафильтрация является одним из эффективных способов решения проблемы нестабильности в синтезе монодисперсных сферических частиц кремнезема.

Ключевые слова: монодисперсные сферические частицы кремнезема, надмолекулярные структуры, ультрафильтрация.

The paper considers the problem of instability of tetraethoxysilane hydrolysis in an ethanol medium in the presence of ammonia as a catalyst to obtain monodisperse spherical silica particles of a given size. This problem is associated with the presence of various impurities affecting rate of particle formation and, as a consequence, their size, monodispersity and shape. To solve this problem, we present novel studies of possible application of ultrafiltration for hydrolysis of initial tetraethoxysilane and ethanol through hydrophobic filters with a pore size of 50 nm. In both cases, we noted a decreasing intensity of light scattering after filtration. The elemental analysis of filtered impurities showed a significant content of SiO₂ solid phases in tetraethoxysilane, and a number of impurities in ethanol. The experiments on the synthesis of silica particles from pre-filtered components showed that the resulting silica particles had a greater degree of monodispersity, and their sizes were much more reproducible, regardless of the used tetraethoxysilane. Thus, according to the obtained data, ultrafiltration is one of the effective ways to solve the problem of instability in the synthesis of monodisperse spherical silica particles.

Keywords: monodisperse spherical silica particles, supramolecular structures, ultrafiltration.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2022.11.5

Датирование молодых торфяников методом ²¹⁰Pb является сложной задачей. Стандартные модели ²¹⁰Pb-датирования требуют экспоненциального снижения активности вниз по торфяному профилю. В торфяных залежах арктических территорий мы отмечаем значительную миграционную способность свинца, поэтому для точного датирования торфа требуется усовершенствование имеющихся моделей датирования для устранения эффекта миграции и их проверка с использованием независимых изотопных хронометров, например ¹³⁷Cs.

Мы применили несколько моделей CA, CFCS, PF, CF совместно с методом Монте-Карло для торфяного керна, отобранного в пределах Европейской Субарктики России (Архангельская область). Сопоставление с установленной на глубине 19—21 см удельной активностью ¹³⁷Cs, связанной с глобальными выпадениями 1963 г., показало, что наиболее близкий возраст к указанной реперной точке дают модели CFCS и CF (1965 и 1962 гг. соответственно). Среди этих двух вариантов CF с применением метода Монте-Карло оказался предпочтительным, поскольку обеспечивал с учётом погрешности немного лучшее согласование с удельной активностью ¹³⁷Cs в реперном горизонте. Несмотря на трудности, связанные со сложным распределением ²¹⁰Pb по торфяному разрезу, применяемые методы датирования оказались успешными и в дальнейшем могут быть применены для датирования других торфяных отложений.

Ключевые слова: торфяной керн, датирование, ²¹⁰Pb, ¹³⁷Cs, Архангельская область, Россия.

The dating of young peatlands with ²¹⁰Pb method is a difficult task. Standard ²¹⁰Pb dating models require an exponential decrease in activity down the peat profile. In Arctic peatlands, we note a significant migratory capacity of lead, therefore, for accurate dating of peat, it is necessary to improve the existing dating models to eliminate the effect of migration and their verification using independent isotope chronometers, for example, ¹³⁷Cs. We applied several models CA, CFCS, PF, CF together with the Monte Carlo method for peat core samples taken within the European Subarctic of Russia (Arkhangelsk region). Comparison with the specific activities of ¹³⁷Cs, determined at a depth of 19—21 cm, associated with the global fallout in 1963, showed that the closest age to the specified reference point is given by the CFCS and CF models (1965 and 1962, respectively). Among these two options, CF using the Monte Carlo method turned out to be preferable, since it provided, taking into account the error, a slightly better agreement with the specific activities of ¹³⁷Cs in the reference horizon. Despite the difficulties associated with the complex distribution of ²¹⁰Pb over the peat section due to migration, the dating methods used were successful and, in the future, can be applied to dating other peat deposits.

Keywords: peat core, dating, ²¹⁰Pb, ¹³⁷Cs, Arkhangelsk region, Russia.

Скачать полный текст / Download full text

DOI: 10.19110/geov.2022.11.6

Внедрение «умных» автоматизированных систем сегодня является основой в системной инженерии и управлении операциями в различных отраслях промышленности, но пока еще не получило широкого распространения в области переработки минерального сырья.

Объектом исследования является процесс межфазовых изменений каолинита (Вежаю-Ворыквинское месторождение, Княжпогостcкий район, Республика Коми) в ходе термической обработки в интервале температур 25—1200 °С. Для количественной оценки фазовых преобразований проводились экспертизы РФА (метод Ритвельда и программы Profex). Дифрактограммы обрабатывались с применением алгоритмов определения положения и высот пиков, реализованных на языке программирования Python.

Впервые получена упрощенная математическая модель фазовых преобразований каолинита в ходе синтеза муллита на основании РФА. Выделены основные параметры, влияющие на кинетику процесса синтеза муллита.

Ключевые слова: каолинит, муллит, минеральные фазы, твердофазный синтез, структурные преобразования, математическая модель, композит.

Today the introduction of «smart» automated systems is the basis in system engineering and operations management in various industries, but not yet widespread in the field of mineral processing.

The object of the study is the process of interphase changes of kaolinite (Vezhayu-Vorykvinsky deposit, Knyazhpogost district, Komi Republic) during thermal treatment at a temperature range of 25—1200 °C. XRD examinations (Rietveld method and Profex programs) were carried out for quantitative estimation of the phase transformations. XRD patterns were processed by algorithms for determining the positions and heights of peaks implemented in the Python programming language.

We obtained a novel simplified mathematical model of kaolinite phase transformations during mullite synthesis based on XRD. The main parameters, influencing the kinetics of mullite synthesis process, have been specified.

Keywords: kaolinite, mullite, mineral phases, solid-phase synthesis, structural transformations, mathematical model, composite.

Скачать полный текст / Download full text