Не только храним – помогаем открыть!

В зале №5 на полках островных силикатов Музейно-выставочного центра «Апатит» можно увидеть образец минерала хлоритоид. Он поступил в коллекцию музея из месторождения Косой Брод на Среднем Урале до 1957 года, еще при руководстве Бориса Александровича Линденера. Эта давнишняя уральская находка сегодня позволила ученым Хибин совершить новое открытие!

_{Хлоритоид из фондов МВЦ "Апатит". Фото А.П.Николаева.}

Около трех лет назад образец был направлен на дополнительную диагностику - геолог МВЦ «Апатит» Александр Петрович Николаев методично проводит паспортизацию образцов коллекции с помощью специалистов Лаборатории физических методов исследований пород, руд и минералов Геологического института КНЦ РАН. Ее заведующая, кандидат геолого-минералогических наук Екатерина Селиванова обратила внимание на необычную структуру образца и подключила для изучения коллег из других научных учреждений - Санкт-Петербургского государственного университета и Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН.

Совместными усилиями они, при поддержке гранта Российского научного фонда, расшифровали кристаллическую структуру представленного музеем минерала. Оказалось, что это хлоритоид с новым способом укладки слоев в кристаллической структуре. Ранее было известно только о двух политипах хлоритоида, теперь появился третий, названный 3 Т. Предполагается, что политип с низкосимметричной структурой формируется при относительно невысоких температурах (300−400 °С), а с более совершенной — при температуре выше 450 °C.

В хлоритоиде чередуются слои оксида кремния и оксида металлов (алюминия, железа или магния), и чаще всего он формируется в глиноземах и сланцах при температурах от 300 °C до 550 °C и давлении до 10 раз больше атмосферного, в том числе существовать на глубине до 30 километров. Таким образом, хлоритоид служит своеобразным индикатором температуры недр, поскольку при нагреве выше 550 градусов он разрушается. Кроме того, обнаружение хлоритоида вместе с другими минералами указывает на определенный диапазон давлений в коре при образовании минералов. Например, с кианитом этот минерал встречается при давлении в диапазоне от 8 до 10 атмосфер, а с хлоритом — примерно от 3 до 6 атмосфер.

Для исследования образца из МВЦ «Апатит» ученые использовали высокоточный рентгеноструктурный анализ: подвергли образец, помещенный в дифрактометр, воздействию рентгеновского излучения, а отраженные от атомов в кристалле лучи сформировали на детекторе дифракционную картину, которая всегда уникальна и точно определяет положение и характер атомов в исследуемом веществе.

Именно этот метод позволил обнаружить политип хлоритоида 3 Т, который интересен более сложной укладкой слоев и самой высокой симметрией по сравнению с ранее известными видами. Кроме того, авторы доказали, что кристаллические структуры разных хлоритоидов отличаются друг от друга лишь взаимным расположением атомных слоев, а не трехмерным строением.

Любопытно, что образец минерала из МВЦ «Апатит» - из того самого месторождения, где вообще впервые в мире в 1832 году был найден хлоритоид: вовсе не редкий, а даже породообразующий. Но для максимально подробного его изучения и для свершения открытий тогда не было современных диагностических возможностей.

Дальнейшие исследования помогут уточнить температуру и давление, при которых такой политип стабилен, что поможет использовать минерал в качестве геотермометра для более точной реконструкции условий образования минералов. Новый политип также позволит лучше понять, как условия формирования влияют на атомное строение минерала.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в престижном специализированном журнале «American Mineralogist».

Подготовила специалист по ЭВД Наталья Чернова.