Том 69, № 7 (2024)

Экспериментально изучены фазовые отношения и распределения редкоземельных элементов, Sc, Y и Li между алюмофторидным и алюмосиликатным расплавами в модельной гранитной системе Si-Al-Na-K-Li-F-O-H при 700 °C, 1 и 2 кбар с содержанием воды от 3 до 50 мас. %. На основании полученных и имеющихся экспериментальных данных по фазовым отношениям в гранитной системе, насыщенной водой, фтором и содержащей редкие элементы, было проведено сопоставление с парагенезисами редкометальных криолитсодержащих гранитов трех месторождений Восточной Сибири: Зашихинского, Катугинского и Улуг-Танзекского. Показано, что процессы жидкостной несмесимости между гранитным и солевым алюмофторидным расплавами, проявляющиеся при высоких содержаниях в системе фтора и лития, способствуют накоплению редких элементов в солевых криолитоподобных расплавах. При температуре 700 °C и давлении 1 и 2 кбар происходит кристаллизация алюмофторидного расплава в гранитной системе, из которого образуется криолит. Именно в ассоциации с криолитом и литиевыми слюдами в рассмотренных природных объектах находятся минералы редких и редкоземельных элементов, содержащие фтор, такие как пирохлор, гагаринит и другие. В результате сопоставления экспериментальных и природных данных подтверждается гипотеза о важной роли жидкостной несмесимости в образовании криолита. Предполагается, что криолит может служить реперным минералом редкометально-редкоземельной минерализации в гранитах с повышенным содержанием лития и фтора.

В северных регионах в результате сезонных изменений температуры происходит циклическое оттаивание-замерзание почв и пород, которое сопровождается опасными природными явлениями, включая оползни. Особые условия складываются на горных склонах многих водохранилищ при флуктуациях уровня воды и взаимодействии гумифицированных вод с горными породами. В работе представлены результаты экспериментального исследования биотрансформации гумата натрия (ГNa) и изменения микроструктуры поверхности силикатной породы, входящей в состав тела Бурейского оползня при различных условиях циклического замерзания/оттаивания (ЦЗО). Замораживание образцов проводили при температуре –18 °C, а оттаивание при разном диапазоне температур (+4 °C и +23 °C). В роли биогенного фактора выступали 4 штамма микроорганизмов, выделенных из поверхностных и придонных слоев воды Бурейского вдхр. выше и ниже тела оползня. Характер биотрансформации ГNa при ЦЗО исследовали спектральными методами при разных длинах волн (254 нм, 275 нм, 465 нм). Анализ состава водорастворимых форм химических элементов в водной среде при разрушении породы проводили методом ICP-MS, а изменение микроструктуры ее поверхности с использованием сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что наиболее активно происходила трансформация ароматической составляющей ГNa. После ЦЗО максимальную активность при температуре оттаивания +4 °C по отношению к ГNa и выщелачиванию элементов из породы (Al, Ca, Mg, Mn) проявлял штамм Аctinomyces sp. 45 ВД, выделенный из придонных слоев воды. Его активность была сопоставима с интенсивностью выщелачивания элементов природным микробным консорциумом нестерильной породы. Для сравнения использовали породы, прошедшие ЦЗО в деионизированной воде, в этом варианте содержание водорастворимых форм многих химических элементов (Fe, Ni, Cu, Zn, As, Mo, Ag, Cd, Tl, Bi, As) было ниже пределов обнаружения прибора (<0.001 мкг/дм³). Высокая биогеохимическая активность Аctinomyces sp. 45 ВД подтверждается анализом СЭМ изображений микроструктуры поверхности силикатной породы и формированием большого разнообразия изоморфных биоминералов.