CC BY
39
интервале от 1 до 10 масс.% С03, который был выбран по литературным данным. Эталоны готовились на основе природного апатита и ВаСОз. Расчет производился от суммарного количества навески в 1 г и требуемого процентного значения количества СО, в получаемой смеси. Были рассчитаны множественные парные корреляции содержания карбонат-иона в зависимости от различных параметров спектра. В результате было выбрано уравнение регрессии с максимальным коэффициентом корреляции 0,98, где содержание СОз оценивается как функция интенсивности полосы поглощения СОз-иона:
ССОз = 0,26 + ОД 5 • /СОз, ± 0,3%, где I- интенсивность полосы поглощения: / = (£>- £>(|) • Дуу2- Д Д - оптическая плотность полосы поглощения в ее максимуме и минимуме: Д = Г (Г- пропускание ИК-лучей); Ду,л - полуширина полосы поглощения.
Эта методика дает возможность оценить общее содержание карбонат-иона и соотношение его в разных позициях.
Нами показано, что концентрация карбонат-иона уменьшается с геологическим возрастом в плотных тканях костей человека. Кроме того, при сравнении ИК-спектров поглощения плотной и губчатой тканей костей черепа человека, локтевой и пяточной костей скелета лошади и других наблюдаются большие количества карбонат-иона и меньшие содержания воды в губчатой ткани по сравнению с плотной тканью соответствующих частей скелета.
Вода полностью отсутствует в эмалях зубов. Содержание ее в остальных частях зубов несколько выше, чем в костных тканях.
Все эмали и большинство плотных тканей костей с более молодым геологическим возрастом характеризуются типом карбонатапатита В. Дентины являются карбонатапатитами смешанного типа.
Черепная коспъ человека имеет типичный ИК-спектр карбонат-гидроксил-апатита типа В с большим содержанием ОН-групп (полосы 640 и 3600 см"1). Молекулярная вода полностью отсутствует: нет полос ни у 1650 см"1, ни в области 3300-3500 см"1. Можно судить о некотором дефиците Са по полосе НР04 у 2000 см"1. Колебания С03-иона проявлены сильной полосой. Содержание СОз составляет 5,8 масс.%. Можно отметить некоторое смещение всех полос поглощения в коротковолновую область, что может свидетельствовать о более жесткой структуре карбонатапатита (более высокая упорядоченность), в результате чего происходит усиление связей между ионами в кристаллической решетке^
ИК-спектры бедра и фаланги человека существенно отличаются от предыдущего. Наблюдается диффузность всех полос поглощения, свидетельствующая о некоторой неупорядоченности решетки; в них присутствует полоса Н20 у 1650 см"1, а в спектре бедра - слабая полоса у 1550 см"', что говорит о смешанном типе карбонатапатита.
При изучении различных частей фаланги кабана отмечены следующие закономерности: в центральной части содержится большее количество ОН-групп, практическое отсутствие ЬЬО и наименьшее содержание СОз (0,8 масс.%) по отношению к крайней и переходной частям кости.
По результатам проделанной работы получены следующие выводы:
1) различие ИК-спектров костных тканей разных частей скелета показывает различие структуры и состава их минеральной составляющей - карбонатапатита;
2) состав карбонатапатита можно оценить по интенсивности полос поглощения СОз, ОН", Н20, НРО>2"
3) количество карбонатапатита и его соотношение в позициях ОН-группы и Р04-тетраэдра рассчитывается по предложенной методике определения СОз-иона по интенсивности его полосы поглощения; по преобладанию среди других элементов-индикаторов стронция можно судить о растительной диете человека на территории Смоленской обл. примерно 4 тыс. лет назад.
Автор благодарит за содействие в организации и проведении работы М. Л. Зорину.
В. В. Сластников
НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗНЫХ ТИПОВ СЛОИСТОСТИ В АГАТАХ
(руководитель проф. Ю. О. Пунин)
Исследовались агаты из миндалин базальтоидов Бразилии и Тиманского кряжа. Агаты характеризуются текстурной слоистостью, определяющей их декоративные свойства, и структурной слоистостью, выявляющейся в проходящем поляризованном свете. Структурная слоистость иерархична, ее подразделяют на несколько порядков: 1) смена агрегатов разной генерации; 2) изменение морфологии или минерального состава агрегата; 3) тонкозональное дискретное изменение показателя преломления в пределах одного кристалла/волокна. Период повторяемости - 1-20 мкм.
На основе изучения более 60 шлифов и приполировок агатов проведена систематизация проявлений слоистости третьего порядка. Выяснилось, что чем резче проявлена текстурная слоистость и чем больше количество слоев разных генераций, тем выше вероятность образования слоистости третьего порядка в образце. Это может свидетельствовать о связи механизма образования слоистости третьего порядка с крупномасштабными колебаниями условий кристаллизации. Возникновение слоистости третьего порядка также коррелируете» с составом и строени-
ем минералов кремнезема - ее появление наиболее вероятно в тонковолокнистом халцедоне и его, зачастую тонкоритмичных, срастаниях с кварцином. Это указывает на особые условия ее формирования - повышенные рН и пересыщения.
Распределение микрозон с пониженным показателем преломления в пределах вмещающих эти зоны слоев первого порядка неоднородно. Слои объединены в пачки (ритмы) с близкими межслоевыми расстояниями. В разных пачках межслоевые расстояния могут существенно отличаться. При этом количество слоев в пачке находится в обратной зависимости от межслоевого интервала и варьирует от единиц до сотен.
Наиболее вероятно образование межслоевых расстояний величиной от первых до 10 мкм, больше 30 мкм -случайно. Чем грубее окристаллизован кремнезем, тем более вероятны большие межслоевые расстояния. Гистограммы распределения межслоевых интервалов для агатов с Тиманского кряжа и из Бразилии идентичны по виду, что свидетельствует о родственности процессов образования слоистости третьего порядка в агатах из базальтоидов разных регионов. Так как в условиях роста агатов колебания внешних параметров с периодичностью ритмов слоистости третьего порядка представляются крайне маловероятными, то они, по-видимому, возникают за счет автоколебательного процесса кристаллизации минералов кремнезема, периодичность которого контролируется внешними условиями.
Для выяснения природы зон с пониженным показателем преломления был проведен рентгенофазовый анализ образцов агатов с одинаковой текстурной и структурной зональностями первого порядка, но резко различающихся по интенсивности проявления в них слоистости третьего порядка. Установлено наличие двух фаз: халцедона (сильные четкие рефлексы) и следов моганита - рефлекс 20 = 20,2°, наложенный на рефлекс 100 халцедона, 20 = 20,86°. Содержание моганита не зависит от наличия слоистости третьего порядка, следовательно, она не связана с прорастанием халцедона этим минералом. Определение параметров элементарной ячейки показало, что в халцедоне с интенсивным развитием слоистости третьего порядка они близки к табличным, а в образце со слабым развитием слоистости третьего порядка значительно их превышают. Такое различие может косвенно указывать на то, что образование такой слоистости не связано с вхождением алюминия, а также щелочей в халцедон. Поэтому природа зональности третьего порядка требует дальнейших исследований.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (фант № 02-05-65279).
И. А. Карётников
РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ НОРМАЛЬНЫХ ПАРАФИНОВ С25Н52 И С27Н56
(руководители: проф. Е. Н. Котельникова, ст. преп. Н. В. Платонова)
Нормальные парафины С„Н2„,.2 являются молекулярными кристаллами и типичными представителями ротационных веществ. Молекула нормального парафина представляет собой плоскозигзагообразную цепочку атомов углерода; атомы водорода метиленовых групп ОН2 располагаются в плоскостях, проходящих через атомы углерода перпендикулярно оси цепочки; в концевых СН3-группах они завершают цепочку, при этом соответствующие С—Н-сбязи направлены параллельно ее оси
Методом рентгенографии были изучены н-парафины С25Н52 (гомологическая чистота 99,5%) и С27Н56 (гомологическая чистота 99,0%). Методом терморентгенографии исследовался н-парафин С25Н52 с шагом по температуре - десятые доли градуса. Эти нечетные длинноцепочечные гомологи являются важнейшими компонентами природных и синтетических парафиновых композиций, которые широко используются в разных температурных режимах в электронике, радиотехнике, медицине, парфюмерии, при отливке стальных изделий, изготовлении спичек, свечей, покрытий сыров, различных смазочных материалов.
н-Парафины С25Н52 и С27Н56 проиндицированы в ромбической ячейке, пространственная группа РЬст. Параметры и объем ромбической ячейки данных парафинов, а также изученных ранее [2] других нечетных парафинов (и = 17, 19, 21 и 23) приведены в таблице. Общность упаковки молекул в плоскости слоя ромбических нечетных парафинов отражается в очень близких значениях их параметров а и Ь, разница в их длине проявляется в величине параметра с. Соседние нечетные гомологи различаются по длине на две метиленовые группы СНг (2хс»), т. е. примерно на 5,08 А (2x2,54 А).
Ротационная природа н-парафина С25Н52 проявилась в том, что при нагревании он испытывает последовательные обратимые полиморфные превращения из кристаллического фазового состояния (ромбическая фаза 0С1у51) в низкотемпературное ротационно-кристаллическое (ромбическая фаза Огш \) при температуре 45,1 °С и затем в высокотемпературное ротационно-кристаллическое состояние (гексагональная фаза Яго,2) при 49,2 °С. Такая последовательность фазовых переходов наблюдалась ранее при аналогичном изучении нечетных парафиновых гомологов с п = 17, 19,21 и 23 [2].
