В камчатском вулкане нашли новые минералы

Научная экспедиция во время изучения минералогии фумарол вулкана Плоский Толбачик на Камчатке позволила обнаружить два новых минерала, возникших из вулканических газов, — арсмирандит и леманнит. Ранее считалось, что похожие по структуре и составу минералы возможно получить только в лабораторных условиях, поэтому новое открытие должно помочь в создании методик синтеза новых материалов и изучении переноса металлов в геологических системах.

«В лаборатории полиоксометаллаты синтезируются, как правило, из водных растворов, хотя их можно получить из других жидких сред, в частности из ионных жидкостей. Образование полиоксометаллатов из газовой фазы — достаточно необычный процесс. Именно поэтому открытие минералов арсмирандита и леманнита имеет особое значение», — пояснил заведующий кафедрой кристаллографии СПбГУ профессор Сергей Кривовичев.

Минералы эксгаляционного происхождения (кристаллы росли из вулканических газов, которые поднимались на поверхность и взаимодействовали с атмосферой и пониженными температурами) отличаются уникальной кристаллической структурой с наноразмерными металл-кислородными кластерами. Оба имеют полиоксометаллатные кластеры, в центре которых в арсмирандите находится атом железа, в леманните — титана, окружённые восемью атомами кислорода, которые окружены двенадцатью атомами меди по вершинам кубооктаэдра.

«Это так называемое металл-кислородное ядро кластера, которое облеплено со всех сторон восемью арсенатными группами, чем и завершается построение полного кластера. Сами кластеры уложены в структуре в трёхмерном шахматном порядке и между ними располагаются атомы натрия и хлора. Можно сказать, что структура минералов представляет собой закономерное размещение полиоксометаллатных кластеров в структуре галита — каменной соли», — подчеркнул Сергей Кривовичев.

Как подчеркнули авторы работы, опубликованной в журнале Scientific Reports, открытие минералов меняет представления учёных о мобильности различных элементов в природных условиях, а также поможет специалистам в создании синтетических кластеров с медью, которые в отличиеи от полиоксопалладатов — полиоксометаллатов с драгоценным металлом палладием — в лаборатории получить не удавалось.