Разнообразие минерального мира

Международный минералогический семинар «Структура и разнообразие минерального мира» был организован Институтом геологии Коми НЦ УрО РАН и Российским минералогическим обществом при участии IMA. Он прошел в Сыктывкаре 17–19 июня на базе Института гелогии Коми НЦ УрО РАН. Финансовая поддержка семинару была оказана РФФИ, грантами Президента РФ для ведущих научных школ, а также Министерством промышленности и энергетики республики Коми.
 

Полная география очных участников охватывает все регионы России, Украину, Таджикистан. В Сыктывкар съехались традиционные участники минералогических конференций, проводимых в институте, из Москвы, Казани, Екатеринбурга, Миасса, Перми, Апатитов, Петрозаводска, Омска, Новосибирска, Иркутска, Якутска и Владивостока. Программа семинара включала 93 пленарных и секционных и 97 стендовых докладов. По его материалам выпущен сборник «Структура и разнообразие минерального мира».
 

Семинар был посвящен одному из быстро развивающихся и перспективных направлений в геологических науках — минералогической диатропике, учению о структуре и разнообразии минерального мира. В ходе работы обсуждались теория и методы минералогии, концепции структурной организации минерального вещества, новые идеи в области кристаллогенезиса, таксономические проблемы минералогии, типоморфизм минералов и минеральные ассоциации, вопросы эволюции и коэволюции биоминерального и биологического миров, техногенное и антропогенное минералообразование, вопросы изучения и сохранения уникальных минер алогических объектов. Существенное внимание уделено минералогическому подходу в решении вопросов генезиса месторождений полезных ископаемых и приложениям биоминералогии.
 

Системное изучение минерального мира во всем его разнообразии как самостоятельное направление в минералогии сформировалось в последнее два десятилетия. За это время минералогический фонд вырос более чем в два раза и насчитывает более четырех тысяч минеральных видов. Предел числа минеральных видов оценить трудно, он может быть очень большим. В докладе А.П. Хомякова убедительно показано, что разнообразие геохимических обстановок и термодинамических условий кристаллообразования в планетарном масштабе и геологическом времени позволяет сформулировать принцип неограниченности числа минеральных видов как центрального в минералогии. По его прогнозу, к 2050 г. число минеральных видов составит 10–11 тысяч.
 

Рост может оказаться еще более значительным при ослаблении некоторых критериев «минеральности» природного вещества, например, при переходе от трехмерной периодичности кристаллической решетки к двумерной. Продемонстрированные во многих докладах необычные «микро- и наноминеральные» фазы хоть и не отвечают общепринятым критериям «минерала», но задают интересные направления поиска новых минералов и даже новых кристаллохимических и структурных видов. На передний край исследований общих закономерностей структуры минерального вещества выдвигаются протоминеральный уровень организации вещества, рассмотрение кристалла как макро- и микроструктурированного неравновесного продукта взаимодействия кристалл-среда.
 

По мнению академика Н.П. Юшкина, в анализе минерального разнообразия назрела необходимость разработки количественных методов оценки, особенно актуальна задача сжатия информации в систему обобщенных показателей. Предложена система численных характеристик, включающая сведения о распределении минералов по рангам кристаллохимической классификации, их симметрийное распределение, информационную энтропию кадастровых характеристик и др.
 

Математический метод в минералогии имеет глубокие корни. Более 300 лет назад Г. Галилей пришел к выводу, что природа выражает свои законы на языке математики, и естественно, что это утверждение имеет прямое отношение к системе минералогии. По утверждению Ю.Л. Войтеховского, наука уже обладает достаточными математическими средствами для эффективного описания даже очень сложных минеральных серий. На примере минералов группы кальцита и гранатов показано, что для описания соотношений смесимости в них может быть успешно использовано теоретико-графовое представление.
 

Актуальными остаются вопросы рационализации номенклатуры минералов, унификации и стандартизации их кристаллохимического представления, особенно в случае сложных слоистых структур, каркасных структур цеолитов. Группой С.В. Борисова на примере ассоциаций ртутных минералов обоснован кристаллоструктурный «фильтр» формирования минеральных агрегатов по механизму эпитаксального нарастаная. В.А. Попов в своем докладе отметил, что уже сейчас известны минеральные индивиды, в которых можно выделить до трех минеральных видов, так как в разных пирамидах роста кристалла бывает разная структура минерала.
 

Концепция многоуровневого изучения минерального вещества проявилась в новых интересных результатах, полученных в ходе изучения месторождений полезных ископаемых. Судя по представленным докладам по этой тематике, основное внимание минералогов сосредоточено на месторождениях и проявлениях алмазов и благородных металлов.
 

Одним из самых востребованных прикладных направлений минералогии является учение о типоморфизме, основанном на явлении зависимости свойств минерала от условий образования, которое наблюдалось и многократно подтверждалось в многочисленных экспериментальных работах по синтезу кристаллов. В рамках семинара в основном обсуждались типоморфные особенности минералов (алмаз, кварц, карбонаты, циркон). В обзорном докладе автора этой статьи по геоиндикаторным спектроскопическим свойствам минералов были изложены результаты исследований разновидностей алмаза, его минерального спутника апатита, пренита, жильного кварца и продуктов его кристобалитизации, глинистой составляющей алевролитовых мезозойских отложений и тонкодисперсных пигментных руд из кор выветривания по железистым карбонатам. Результаты демонстрируют уникальные возможности, новые направления и задачи, высокий инновационный потенциал спектроскопических исследований минералов. Нетрадиционное использование сведений о радиационных дефектах в минералах было продемонстрировано в докладе Л.Т. Ракова. Рассмотрена возможность применения распределения радиационных дефектов в ассоциирующих минералах для выявления геохимической зональности.
 

Сегодня одним из самых удачных направлений интеграции минералогии со смежными науками являются изучение эволюции и коэволюции биоминерального и биологического миров, биогенное минералообразование. Согласно Н.П. Юшкину, отличительной особенностью мира минералов и биологического мира от всех других естественных объектов является то, что они представлены относительно автономными системами – индивидами, организмами, морфология и функционирование которых определяются в большей степени внутренними структурными факторами, чем внешними. Их развитие лежит в основе биоминеральных взаимодействий и коэволюции систем, минеральный и биологический миры гомологичны. В обширной статье сборника материалов семинара Л. Лима де Фариа отмечает, что с углублением сведений о строении минеральных кристаллов и хромосом со всей очевидностью выявляется все больше схожих черт в структуре и функциях этих систем организации на молекулярном и атомном уровнях.
 

Наряду с изучением природных объектов одним из базовых направлений являются направленный синтез аналогов минералов, новых композитных структур. Синтезированные недавно оксиды кобальта в системе Lu-Ba-Co-O вызвали повышенный интерес у исследователей своими уникальными магнитными и электрофизическими свойствами. Оказалось, что кристаллы обладают вюрцитоподобной стехиометричной структурой и, вероятно, могут иметь природные аналоги. Наиболее популярной темой синтеза и многоуровневых структурных исследований, судя по материалам семинара, становятся композитные наноматериалы с необычными свойствами.
 

Одной из острых проблем в рамках медицины и биоминералогии остается познание причин и процесса формирования патогенных литообразований в организмах животных и человека. Особенностям, быстротечной красоте эфемерных минералов в пещерах было посвящено сообщение С.С. Попова. Великолепный экскурс в историю изучения эфемерных минералов в знаменитой Кунгурской ледяной пещере на Урале и собственные результаты привели автора к мысли, что одинаковые по морфологии агрегатов минеральные образования с одного и того же места, но отобранные в разное время, сложены разными минеральными фазами – летом они представлены блёдитом, а зимой – мирабилитом. Действительно – эфемер.
 

Работу семинара завершила небольшая серия докладов секции «Уникальные минералогические объекты, минералогические музеи и коллекции». Основным мотивом докладов была не только уникальность обсуждаемых объектов, но и их перспективность в плане разработки.
Семинар показал, что разнообразие минерального мира стало основой самостоятельного научного направления — минералогической диатропики. Основными препятствиями в познании структуры минерального мира остаются несовершенство минералогической эйдологии, неопределенность фонда неутвержденных и неназываемых минералов, отсутствие рациональной минералогической номенклатуры. Тем не менее минеральное разнообразие объектов различных масштабов и разных структурных уровней — видовое (кристаллохимическое), кристаллоструктурное, минералогенетическое — находит отражение в соответствующих минеральных кадастрах, являющихся мощными источниками информации как для решения конкретных задач, так и для установления общих закономерностей строения и развития минерального мира.
 

Следующий семинар по этой тематике решено организовать в 2012 году.
 

В. ЛЮТОЕВ,
заместитель председателя оргкомитета,
кандидат геолого-минералогических наук