CC BY
59
с
«г
^eaUHutc , сентябрь, 2004 г., № 9
Видимо, не без его (дьявола) участия все приоритетные геологические направления вовлечены в проблемы поверхности; минералогия не является исключением. С одной стороны, это радует: каждое геологическое направление вносит свой вклад в науку о поверхности, которая имеет тенденцию стать самостоятельной наукой со своими законами. С другой стороны, наблюдается некоторый сепаратизм научных исследований по проблемам поверхности различных научных направлений. Международные форумы имеют огромное значение для становления и развития всех направлений наук о Земле, в том числе по проблемам поверхности. Именно на таких
форумах демонстрируется современный уровень. Проблемы и проявляется оторванность исследований отдельных ученых от последних достижений, как, например, в эмоциональном докладе итальянского биолога о проблемах генной инженерии, связавшего их с поверхностью минералов.
Поскольку два моих доклада были на минералогических секциях G15.05 «Mineral engineering: from nature’s lab to technologic applications» и G15.08 «Natural zeolites: structure, properties and applications», третий — на T09 «Fossial fual», хотелось бы в нескольких словах выразить свое мнение. Для всех секций можно отметить общую тенденцию —
использование последних приборных достижений в аналитических методах, благодаря которым появилась возможность проводить исследования на мик-ро- и наноуровнях, демонстрировать принципиально новые результаты теории и практики. «Know-hows» уделялось особое значение.
Участники (как очные, так и заочные), благодаря хорошо налаженному оргкомитетом доступу к информации через Интернет, получили неоценимую возможность в обмене научной информацией, а мы, непосредственные участники, были очень счастливы от встреч со старыми и новыми друзьями.
Д. г.-м. н. О. Котова
РОСТ И МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВ
НА 32-М МЕЖДУНАРОДНОМ ГЕОЛОГИЧЕСКОМ КОНГРЕССЕ
Очевидно, что проблемы минералогии в целом, тем более роста кристаллов, не могли занимать значительное место на таком большом общегеологическом форуме. Тем не менее общий симпозиум «Минералогия» охватывал практически все основные направления минералогической науки. Он включал в себя 11 секций:
1. Реакционная и межфазная поверхности минералов
2. Термодинамика минералов и минеральные равновесия
3. Кристаллическая структура минералов: топология и классификация
4. Микроструктуры, модулярность и модуляции в минералах
5. Инжене-
рия минералов: !'1 и ^ 111 от природных лабораторий к технологическим примене- Устный д°клад
ниям
6. Физика минералов: спектроско-
7. Минералогия высокобарических
фаз
8. Природные цеолиты: структура, свойства и применение
9. Биоминералогия и органические минералы
10. Драгоценные минералы
11. Включения в минералах. Каждую из перечисленных выше
секций проводила соответствующая комиссия или рабочая группа Международной минералогической ассоциации (ММА). В частности, тематика первой секции, о работе которой ниже идет речь, была определена Комиссией по росту кристаллов на съезде ММА в Эдинбурге в 2002 г. Тогда казалось, что поверхность кристалла, как главная сцена, на которой разыгрываются наиболее важные ростовые события, должна привлечь серьезное внимание исследователей. Это было связано также с начавшимся бумом в исследовании по-
А. М. Асхабова
верхности минералов методами атомно-силовой, туннельной, высокоразрешающей электронной микроскопии. Однако содержание представленных докладов не оправдало наших тогдашних ожиданий. Собственно, по проблемам растущей поверхности кристалла или взаимодействующей межфазной поверхности минералов особых прорывных докладов на секции представлено не было. Даже ключевая лекция, которой обычно начинаются все секции, была посвящена исследованию механизмов минеральных замещений (A. Putnis, Германия) и развивала в основном идеи А. Э. Гликина по полими-неральному метасоматическому крис-таллогенезису.
Всего на этой секции было представлено 7 устных и 11 стендовых докладов, в которых рассматривался широкий круг проблем минералогического кри-сталлогенезиса. Ниже приводится краткий обзор этих докладов.
В совместном докладе немецких (A. Mutter, A. Putnis) и канадского (M. Schindler) исследователей излагался новый метод описания процессов роста и растворения на гранях кристаллов. Для этих целей была использована предложенная еще в 1981 г. Брауном теория связанной валентности поверхностного состояния. Интересно, что авто-
пия
ры пришли к выводу о необходимости учета в интерпретации ростовых процессов существования в минералообразующих растворах различным образом организованных комплексов. Эта идея перекликается с выдвинутой мною кватаронной концепцией, в которой структура и свойства предкристаллиза-ционных кластеров (кватаронов) играет ключевую роль в зарождении и росте кристаллов. Мой доклад, собственно, и был посвящен как раз обсуждению основных идей кватаронной концепции роста кристаллов.
Особенности растворения поверхности кристаллов галенита были использованы в докладе итальянских исследователей (de Giudici и др.) для определения активационных барьеров и установления режима растворения на различных стадиях процесса. Наряду с влиянием температуры на скорость растворения кристаллов была изучена также роль рН раствора, от значения которого в значительной степени зависит энергия активации.
Китайские исследователи (X. Zhang и др.) представили доклад по химии поверхности минералов в гидротермальных растворах. Был приведен обширный экспериментальный материал по взаимодействию растворов разного состава с различными минералами в ши-
, сентябрь, 2004 г., № 9
роком интервале PT-условий. В экспериментах использовался проточный реактор. Авторы пришли к выводу о том, что химическая эволюция поверхности минералов в процессе растворения связана с образованием различных переходных фаз.
Изучению роли кавитационных эффектов в процессе роста и растворения кристаллов был посвящен доклад E. Costa (Италия). Особо рассматривалась роль газовых пузырьков в зарождении кристаллов в растворах и расплавах. Удалось установить критерий формирования вокруг кавитирующих пузырьков отдельных кристаллов и поли-кристаллических агрегатов.
Новый механизм образования зональных кристаллов граната в высокобарических метаморфических породах был предложен в докладе M. Rubba (Университет Турина). Зональность кристаллов связывается с результирующим действием следующих процессов: растворение плагиоклаза, диффузия элементов вдоль межзеренных границ, зарождение и рост гранатовой фазы, решеточная диффузия в гранате. Наиболее медленным (лимитирующим) фактором предполагается малая скорость растворения плагиоклаза.
Из стендовых докладов следует упомянуть доклад L. Pastero с соавторами
(Университет Турина, Италия), в котором были приведены результаты исследования методом сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии структуры растущих граней кристаллов кальцита с целью объяснения морфологического разнообразия кристаллов. Установлена значительная роль лития (точнее, карбоната лития) в изменении соотношения скоростей роста и морфологической эволюции кристаллов.
К сожалению, не были представлены заявленные стендовые доклады Ю. Л. Войтеховского о реальных простых формах и В. И. Ракина об истинной форме кривогранных алмазов, которые могли вызвать интерес у специалистов.
В целом не очень представительный характер ростовой проблематики на геологическом конгрессе, возможно, был связан с тем, что в середине августа во Франции проходила 14-я Международная конференция по росту кристаллов. Отсутствовали обычно очень активные японцы и американцы. Реально на этой секции мы имели дело не с всемирным, а в основном с итало-немецко-россий-ско-китайским мероприятием. По-видимому, в дальнейшем целесообразно сохранить традиционное название секции «Рост и морфология кристаллов».
Член-кор. А. Асхабов
ПРИРОДНЫЕ ЦЕОЛИТЫ
Цеолитам на 32-м МГК была посвящена работа отдельной секции — «Природные цеолиты: структура, свойства, применение». На секции было представлено 24 доклада: 9 в устной форме, остальные в виде стендов. Большинство докладчиков (10 человек) представляли страну-организатора — Италию, также приехали известные специалисты из Германии, России, Венгрии, Бразилии, США.
Тематика представленных докладов была довольно разнообразной. Большинство докладов посвящено изучению кристаллической структуры цеолитов в условиях высоких температур и давления. Также значительное внимание было уделено изучению процессов
дегидратации, регидратации и ионного обмена цеолитов. Проблема применения этого ценного вида сырья рассматривалась мало: лишь в нескольких докладах быши представлены результаты использования цеолитов в агроиндустрии и при очистке питьевой воды. Хотя название секции звучит «Природные цеолиты ...», были представлены доклады, рассматривающие вопросы получения новык видов синтетических цеолитов с заданной структурой и свойствами для использования в определен-нык технологических процессах.
Устные доклады Д. Гатта (Германия) и С. Квартери (Италия) были посвящены изучению довольно редких видов цеолитов при высоком давлении. В резуль-
тате проведенных исследований волокнистых цеолитов (сколецита, томсони-та, эдингтонита) при давлении около 50 ГПа, Д. Гатта пришел к выводу, что их поведение в большей степени зависит от алюмокремниевого каркаса и его топологической симметрии, а роль дополнительного каркаса вторична. Также он заключил, что сжимаемость каркаса микропористых силикатов зависит от механизма деформации, характеризующегося вращением жестких, неупругих единиц.
С. Квартери исследовала очень редкий цеолит — югаваралит Са2[Л148112032]-8Н20 при давлении до 11 ГПа и получила довольно интересные результаты. Оказывается, что с ро-
