CC BY
26
глубоководных, мелководных и прибрежно-морских фаций. Более глубоководные фации охватывают центральную часть ЗападноСибирской провинции, включая территорию Омска, Тюмени, Тары, Увата, Сургута, Нового Васюгана, и соответствуют области наиболее устойчивого прогибания. В однообразных темно-серых, серых глинах и аргиллитах нижней части кузнецовской свиты одноименного горизонта с редкими прослоями алевролитов и песков установлено богатое сообщество фораминифер с Gaudryinopsis angustus. Основу указанного комплекса фораминифер составляют виды, широко распространенные не только в глубоководных, но и в окраинных мелководных и прибрежно-морских фациях. В центральном районе провинции небольшое видовое разнообразие, почти полное отсутствие известковых форм при значительном скоплении особей отдельных видов (вида-индекса, гаплофрагмиидей, трохаммин), серый цвет раковин указывают на некоторое отклонение от нормальной солености и на восстановительную среду обитания. Сравнительно выдержанный систематический и количественный состав агглютинированных форм в центральном районе провинции объясняется почти однообразным гидрологическим режимом в раннетуронское время (Подобина, 2012).
В северном районе Западно-Сибирской провинции (бассейны рек Пур и Таз, Ван-Еганская площадь) вид-индекс Gaudryinopsis angustus Podobina встречен в меньших количествах (до 20 экз. и менее), увеличивается содержание отдельных представителей гаплофрагмиидей, местами появляются известковые формы Gavelinella, Neobulimina и др. Вмещающие породы кузнецовской свиты включают указанный своеобразный годриинопсисовый комплекс, который дает возможность наметить положение границы между северным и центральным районами Западно-Сибирской провинции, почти совпадающей с широтным течением р. Обь. На юге граница центрального района прослеживается несколько южнее Транссибирской железнодорожной магистрали. Западная граница центрального района более условна, т.к. годриинопсисовый комплекс к западу (Зауралье) мало изменяется по систематическому составу. Окраинные приконтинентальные районы (западный, восточный, южный) характеризуются присутствием известковых раковин наряду с агглютинированными формами. Облик агглютинированных раковин изменяется за счет увеличения грубозернистости их стенки, уменьшается количественное содержание вида-индекса и других характерных видов раннетуронского комплекса.
В разрезе скв. 1002 Ван-Еганской площади раннетуронской зоне Gaudryinopsis angustus соответствуют слои с Hedbergella loetterlei. Можно предположить углубление раннетуронского бассейна в районе скв. 1002, которое создало неблагоприятные условия для жизни бентосных фораминифер. Поэтому в разрезе нижнего турона (скв. 1002, гл. 938,5 м) обнаружены в основном планктонные формы видов Hedbergella loetterlei (Nauss) и H. delrioensis (Carsey). Слои с этими видами под названием "Pelagic" известны в нижнем туроне Северной Канады (Wall, 1967).
К позднему турону намечается начало регрессивной фазы, повлекшей за собой некоторое обмеление заметно сократившегося в размерах западносибирского бассейна. В центральном районе относительно глубоководным фациям соответствуют алевритовые глины верхов кузнецовской свиты с преобладанием в вышележащем позднетуронском комплексе с Pseudoclavulina hastata представителей родов Haplophragmoides, Ammoscalaria, Textularia, Trochammina. В этом районе стенка большинства раковин фораминифер светлоокрашенная, грубозернистая, целостность некоторых форм нарушена.
Сообщества позднетуронских фораминифер окраинных районов (западного, южного, восточного) также включают единичные известковые формы, имеющие узколокальные или приконтинентальные ареалы распространения. В существенно обмелевших окраинных частях бассейна в позднетуронское время комплексы в целом обеднены как по количеству экземпляров отдельных видов, так и по таксономическому составу. В восточном районе на более приподнятой территории (р. Парабель, п. Каргасок) в бассейн седиментации поступало большое количество терригенного материала, что препятствовало жизнедеятельности придонных форм. Поэтому в этом районе в серых алевролитах и песках верхов кузнецовской свиты встречены единичные фораминиферы туронского облика. И только севернее, в районе Амбаров, Назино, в более глинистых разностях пород кузнецовской и, возможно, нижних слоев ипатовской свиты известен позднетуронский комплекс фораминифер с Pseudoclavulina hastata, Cibicides westsibiricus. Из-за ограниченного распространения микрофауны восточный район в позднетуронское время выражен неотчетливо.
Фораминиферы на юге равнины обеднены по систематическому и количественному составу, поэтому южный район в позднетуронское время намечается более условно.
В северном районе Западно-Сибирской провинции, наряду с исследованными раннетуронскими фораминиферами в разрезах скважин Тазовской и Пурпейской площадей (Подобина, Таначева, 1967), в двух разрезах (скв. 1002, 2031) Ван-Еганской площади (Подобина, 2012) обнаружен хорошей сохранности позднетуронский комплекс фораминифер с Pseudoclavulina hastata. Фораминиферы этого комплекса, в отличие от нижележащего с Gaudryinopsis angustus, - разнообразного систематического состава. Раковины характерных видов присутствуют в образце в значительном количестве (до 20-50 экз. и более). Следовательно позднетуронский бассейн северного района был более углубленным в это время по сравнению с остальными районами ЗападноСибирской провинции, входившей в сеномане - раннем кампане в состав Арктической палеозоогеографической области. Туронские комплексы, также как и сеноманские, имеют сходство с таковыми Канадской провинции (Северная Аляска, Северная Канада). Кроме единичных новых видов, при сравнении комплексов обеих провинций установлены общие виды, географические подвиды и виды-викарианты (Подобина, 2000; Podobina, 1995; Tappan, 1962; Wall, 1967).
Литература
1. Подобина В.М. Фораминиферы и биостратиграфия верхнего мела Западной Сибири. - Томск: Изд-во НТЛ, 2000.-388с., 80 палеонт. табл., 13 рис.
2. Подобина В.М. Новые сведения по биостратиграфии и фораминиферам турона Западной Сибири // Вестник Томского государственного университета, 2012. № 364. С. 181-184.
3. Подобина В.М., Таначева М.И. Стратиграфия газоносных верхнемеловых отложений северо-восточных районов ЗападноСибирской низменности // Новые данные по геологии и полезным ископаемым Западной Сибири: Выпуск 2. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1967.- С.89-99.
4. Podobina V.M. Paleozoogeographic regionalization of Northern Hemisphere Late cretaceous basin based on foraminifera // Proceedings of the 4th International Workshop on Agglutinated Foraminifera / Grzybowski Foundation Special Publication, 1995. - № 3. - P. 239-247. - 5 figs.
5. Tappan H. Foraminifera from the Arctic slope of Alaska. Pt. 3, Cretaceous Foraminifera. // U.S. Geological Survey Professional Paper, 1962. - No. 236 G. - P. 91-209, pls. 29-58.
6. Wall J. Cretaceous Foraminifera of the Rocky Mountain Foothills, Alberta // Research Council of Alberta, 1967. - Bull. 20. - 185 p., 15 pls.
Полиенко А.К1., Севостьянова О.А2.
'Доцент, кандидат геолого-минералогических наук, Национальный исследовательский Томский политехнический университет; 2Ассистент, кандидат геолого-минералогических наук, Национальный исследовательский Томский политехнический
университет
84
ОСОБЕННОСТИ МИКРОРЕЛЬЕФА СТОРОН КРИСТАЛЛОВ WEWELLITE, ФОРМИРУЮЩИХСЯ В МОЧЕВОЙ
СИСТЕМЕ ЧЕЛОВЕКА
Аннотация
В статье рассмотрены особенности гранного микрорельефа, формирующегося при росте кристаллов одноводного оксалата кальция (минерал - уэвеллит). Исследование морфологии микрорельефа граней кристаллов позволяет понять онтогению структурных преобразований в уролитах (мочевых камнях). Изучение признаков роста и растворения, запечатлённых в микрорельефе граней кристаллов, даёт возможность глубже познать процесс минералообразования в мочевой системе.
Ключевые слова: одноводный оксалат кальция (уэвеллит), микрорельеф граней, уролиты.
Poliyenko A.K.1, Sevostyanova O.A.2
[Assotiate professor, candidate of geological and mineralogical sciences,
National research Tomsk polytechnic university 2Assistante, candidate of geological and mineralogical sciences,
National research Tomsk polytechnic university
FEATURES OF THE MICRORELIEF OF SIDES OF CRYSTALS WEWELLITE, BEING FORMED IN URIC SYSTEM OF
THE PERSON
Abstract
In article features of the crystal side microrelief which is forming with a growth of crystals of one-water oxalate of calcium (a mineral -whewellite) are considered. Research of morphology of a microrelief of sides of crystals allows to understand an ontogeniy of structural transformations in the urolithes (uric stones). Studying of signs of growth and the dissolution imprinted in a microrelief of sides of crystals, gives the chance to learn more deeply mineralogenesis process in uric system.
Keywords: one-water oxalate of calcium (whewellite), microrelief of sides, urolithes.
Объектом наших исследований являются органоминеральные агрегаты (уролиты), возникающие в мочевой системе человека. Специалисты в области урологии систематически изучают уролиты, формирующиеся в результате роста кристаллов оксалата кальция, фосфатов, уратов. Однако в работах, посвящённых детальному изучению морфологических особенностей растущих кристаллов, не всегда находятся ответы на многие возникающие вопросы.
В изучении морфологии гранного микрорельефа кристаллов уэвеллита неоценимую помощь нам оказали работы В.Г. Фекличева [1, 2]. Благодаря им мы смогли подойти к расшифровке многих микроскульптур изучаемых кристаллов. Вся терминология, применяемая при изложении данного материала, заимствована из работ В.Г. Фекличева.
В своих работах многие авторы [3, 4] отмечали хорошую сформированность кристаллов оксалата кальция, высокую прочность его сростков. Что же касается изучения морфологических особенностей растущих кристаллов оксалатов, то эти вопросы по существу совсем не отражены в известной литературе. Поэтому нами были проведены детальные исследования микроморфологии кристаллов уэвеллита на микроуровне с помощью электронного сканирующего микроскопа, позволяющего при больших увеличениях исследовать детали гранного микрорельефа.
Органические соединения (уэвеллит и уэдделлит) в уролитах встречаются довольно часто в виде хорошо сформированных кристаллов.
Уэвеллит (одноводная соль щавелевой кислоты) относится к призматическому классу моноклинной сингонии (1/m), оптически двуосные положительные (Ng>Np); погасание косое (угол C Ng=19-31°), двупреломление равно 0,160. Часто уэвеллит образует сложные сердцевидные двойники по (101).
Уэдделлит (двуводная соль щавелевой кислоты) относится к дипирамидальному классу тетрагональной сингонии (4/m); он оптически одноосный положительный (№>No), имеет прямое симметричное погасание, двупреломление его незначительное (0,011).
Для изучения морфологии граней нами отбирались кристаллы уэвеллита, предварительно исследованные под бинокулярным микроскопом. Поверхность граней кристаллов с заранее определенными индексами оттенялась металлом в вакуумной камере. Изучение микрорельефа граней производилось на угольной реплике. Наиболее интересные в морфологическом отношении участки граней кристаллов были сфотографированы.
Наблюдения показали, что отдельные участки граней покрыты серией трещин, ширина которых достигает 1 мкм. Развитие системы трещин на грани нередко подчеркивает блочное строение поверхности исследуемого кристалла. На отдельных участках граней, а особенно на линиях пересечения двух граней, т.е. на ребре, наблюдаются отчетливые следы растворения, представляющие собой ямки травления. На гранях отмечается редкая трещиноватость. В местах сочленения линий гранного микрорельефа отчетливо проявляются признаки роста и растворения в виде штрихов-выступов и штрихов-впадин.
Особого внимания заслуживает морфология поверхностей скола кристаллов уэвеллита. Характер сколов неровный, с зазубринами, выступами и углублениями. Отдельные участки поверхности скола при увеличениях более 6000 раз имеют листоватый, чешуйчатый характер. Наряду с выступами и углублениями нередко проявляется трещиноватость поверхностей скола.
В ходе исследований микроморфологии кристаллов уэвеллита было получено 120 различных снимков. Главной целью микроморфологического анализа кристаллов явилось выявление особенностей формирования их гранного микрорельефа.
На одном из исследуемых кристаллов изучен микрорельеф трех различных граней. На грани (110) рассматриваемого индивида отмечено наличие двух растущих субиндивидов (Рис. 1). На фото выявляется криволинейность видимых ребер субиндивидов. Фрагмент совместного роста субиндивидов показан на рис. 2.
Рис. 1 - На грани (110) большого индивида сформировались более мелкие поздние субиндивиды 1 и 2
85
Рис. 2 - Фрагмент совместного роста субиндивидов 1 и 2
Рис. 4 -. Система диагональных и поперечных трещин
Рис. 3 - Развитие трещин на поверхности грани кристалла
Рис. 5 - Сложная система трещиноватости на грани кристалла
Отдельные участки граней кристаллов покрыты серией трещин (Рис. 3,4,5). Замеры показали, что ширина трещин достигает
величины 1 мкм.
Рис. 6 - Блоковое строение участка поверхности грани кристалла
Рис.7 - Фигуры роста граней и ребер на поверхности грани кристалла
Развитие системы трещин на грани кристалла нередко подчеркивает блоковое строение поверхности исследуемого кристалла (Рис. 6).
Нередко своеобразный характер микрорельефа представлен серией фигур роста граней и ребер (Рис. 7).
86
Рис. 8 - Признаки роста и растворения участков грани кристалла
Рис. 9 - Сложная скульптура роста участка поверхности грани кристалла
На отдельных участках граней, а особенно на линиях пересечения двух граней, т.е. на ребре, видны отчетливые следы растворения, представляющие собой ямки травления. На гранях отмечается редкая трещиноватость. В местах сочленения линий гранного микрорельефа присутствует скопление натечных образований. Признаки роста и растворения участков грани кристалла хорошо иллюстрируются на рисунке 8. Сложная скульптура роста участка поверхности грани кристалла представлена на рисунке 9.
Рис. 10 - Эпитаксиальное нарастание кристаллов гидроксил-апатита призматического облика
Рис. 11 - Признаки растворения поверхности грани кристалла
В нижней части рисунка отчетливо проявляются признаки роста и растворения в виде штрихов-выступов и штрихов-впадин. На этой же грани наблюдаются отдельные кристаллы гидроксил-апатита (мелкие зародыши) призматического облика (Рис. 10), эпитаксиально наросшие на грани уэвеллита.
При значительных увеличениях (от 1150 до 6400) наблюдаются натечные образования и участки, подвергшиеся растворению (Рис. 11-13).
Рис. 12 - Участки поверхности кристалла с признаками
растворения
Рис. 13 - Наплывы и натёки на отдельных участках поверхности грани
87
Рис. 14 - Сложная микроскульптура поверхности скола кристалла
Рис. 15 - «Листоватый», «чешуйчатый» характер скола кристалла.
Рис.16 - Ступенчатое строение участка грани
Рис. 18 - Положительные и отрицательные формы роста
Рис. 17 - Параллельные штрихи-впадины (1) и штрихи-выступы (2)
Рис. 19 - Г рани и ребра кристаллического индивида под «оболочкой»
На одном из участков грани (011) кристалла при увеличениях до 5000 раз (рис. 17) микрорельеф представлен параллельными штрихами- выступами и штрихами-впадинами (фигурами роста). Выступы имеют высоту до 1 мкм при ширине до 2,5 мкм. Здесь же наблюдаются отдельные штрихи-выступы с резко выраженными окончаниями в виде срезов. Они представляются как бы вложенными в промежутки между штрихами-выступами первой генерации. Глубина штрихов - впадин достигает 0,2 мкм.
Отдельные участки граней кристаллов характеризуются наличием положительных и отрицательных форм роста (Рис. 18). Здесь характерно проявление «блоков» роста с параллельными границами.
На одном из участков грани кристалла под тончайшими слоями просматриваются грани и ребра кристаллического индивида (рис. 19).
Наблюдение деталей роста и растворения отдельных слоев кристаллов позволяет понять их онтогению [5, 6]. Переработанные и дополненные наши наблюдения позволили представить более глубоко процессы зарождения, роста и изменений кристаллов одноводного оксалата кальция. Отдельные результаты исследований изложены в одной из наших публикаций [8].
Изучение морфологии гранного микрорельефа отдельных кристаллов позволяет подойти к расшифровке онтогении структурных преобразований в агрегатах мочевых камней. Исследование микрорельефа поверхностей граней отдельных
88
кристаллов позволяет получить достаточную информацию для восстановления истории формирования как отдельных кристаллов, так и агрегатов мочевых камней в целом.
Литература
1. Фекличев В.Г. Микрокристалломорфологический анализ. - М.: Наука, 1966. - 264 с.
2. Фекличев В.Г. Микрокристалломорфологические исследования. - М.: Наука, 1966. - 176 с.
3. Колпаков И.С., Глики Н.В. Морфология и генез мочевых камней по данным поляризационно-оптического исследования // Урология и нефрология. - 1965. - № 5. - С. 15-22.
4. Егиазарян А.Г., Джафаров А.А. К петрографической характеристике и условиям образования мочевых камней // Журнал эксперим. и клинич. Медицины. - 1972.- № 6. - С. 25-36.
5. Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов. Индивиды. - М.: Наука, 1975. - 340 с.
6. Жабин А.Г. Онтогения минералов (агрегаты). - М.: Наука, 1979. - 315 с.
7. Юшкин Н.П. Биоминеральные взаимодействия. От биоминералогии к витаминералогии // Минералогия и жизнь: биоминеральные взаимодействия: Материалы II международного семинара. (Сыктывкар, 11-12 сент. 1996 г.). С. 7.
8. Микроморфология поверхности кристаллов оксалата кальция из агрегатов почечных камней / Полиенко А.К.; Томск. политехн. ин-т. - Томск, 1985. - 17 с. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 11.02.85, № 1120-85.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ / TECHNICAL SCIENCES
Петроченко Е.В.1, Молочкова О.С.2, Ахметова А.А.3, Князева И.В.4, Князева И.В.4, Заворуева А.И.5
'Кандидат технических наук, доцент, Магнитогорский Государственный, Технический Университет им.Г.И.Носова;
2кандидат технических наук.,ст. преподаватель, МГТУ им.Г.И.Носова; 3студент, МГТУ им.Г.И.Носова; 4студент, МГТУ
им.Г.И.Носова; 5студент, МГТУ им.Г.И.Носова ВЛИЯНИЕ АЛЮМИНИЯ И НИОБИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ЧУГУНОВ
Аннотация
Изучено влияние алюминия и ниобия на структуру и свойства жароизносостойких чугунов с целью увеличения срока службы деталей, работающих в условиях повышенных температур и износа.
Ключевые слова: Износостойкость, жаростойкость, чугун.
Petrochenko E.V.',Molochkova O.S.2, Akhmetova A.A.3, Knyazeva I.V.4, Zavorueva A.I.5
Magnitogorsk state technical university after by Nosov G.I.
INFLUENCE OF ALUMINUM AND NIOBIUM ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF CAST IRON
Abstract
The effect of aluminum and niobium on the structure and properties of heat-resistant and wear-resistant cast iron to increase the service life of components operating at high temperatures and wear.
Keywords: heat-resistant, wear-resistant, cast iron.
Увеличение срока службы быстроизнашивающихся деталей машины, работающих в условиях повышенных температур и абразивного износа - важнейшая проблема современного машиностроения. Малый срок службы таких изделий снижает экономическую эффективность многих машин и промышленного оборудования горно- обогатительного, металлургического, коксохимического производства и приводит к безвозвратным потерям металла.
В таких условиях работы важен не только высокий уровень прочностных характеристик, но и достижение высоких показателей нескольких специальных свойств и стабильность данных характеристик во время эксплуатации, что, обычно, не достигается применением промышленных износостойких чугунов.
Совершенствование состава чугуна легированием позволяет решить данную проблему и повысить срок службы, долговечность деталей и оборудования горно-обогатительного, металлургического, коксохимического производства, работающего в условиях интенсивного абразивного изнашивания при повышенных температурах.
В настоящей работе исследовано совместное влияние алюминия и ниобия на структуру и свойства чугуна марки ИЧ220Х18Г4НТ.
Металлографические исследования микроструктуры сплавов проводили на оптическом микроскопе MEIJI-2700 при увеличении от 100 до 1000 крат.
Количественный анализ проводили на анализаторе изображений Thixomet Standard при увеличении от 100 до 1000 крат на шлифах до и после травления.
Испытания на износостойкость (K„) исследуемых образцов проводили по методике, регламентированной ГОСТ 23.208-79.
Жаростойкость оценивали по двум показателям: окалиностойкость (ГОСТ 6130-71) и ростоустойчивость(ГОСТ 7769-82).
У исходного чугуна ИЧ220Х18Г4НТ формируется структура, состоящая из избыточных дендритов аустенита и аустенитохромистокарбидной эвтектики, присутствуют карбиды титана.
Рис. 1 - Микроструктура чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, залитого в сухую ПГФ (а), х 500; в сырую ПГФ (б), х 500, в кокиль (в), х
1000
С увеличением скорости охлаждения (заливка в кокиль) растет объемная доля карбидов в эвтектике от 17-20 до 20-35%, уменьшается средний размер карбидов от 4,2-5,7 до 2,1-2,6 мкм, максимальный размер карбидов от 251-1321 до 88-230 мкм, снижается количество (от 52 до 30%) и размеры (от 105 до 54 мкм) дендритов первичного аустенита, что приводит к увеличению износостойкости. Падение окалиностойкости с увеличением скорости охлаждения связано с тем, что растет доля карбидов в структуре, а следовательно, происходит обеднение твердого раствора хромом.
Фазовый состав чугунов легированных алюминием и ниобием представляет собой a-фазу (феррит), у-фазу (аустенит), карбиды типа М7С3 и карбиды типа МС. Все сплавы являются доэвтектическими. Структура сплава состоит из избыточных карбидов (Nb, Ti)C, дендритов аустенита и аустенитохромистокарбидной эвтектики и вторичных карбидов типа Cr7C3. Структуры, формирующиеся при различном содержании алюминия и ниобия, представлены на рис 2.
89
