О.Є. Гречанівський, АВТОРАДІАЦІЙНЕ ПОШКОДЖЕННЯ ЦИРКОНІВ ЯСТРУБЕЦЬКОГО РУДОПРОЯВУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА (ЗА ДАНИМИ РЕНТГЕНОФАЗОВОГО АНАЛІЗУ ТА ЯМР)

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.43.01.025

УДК 549.514.81 : 544.228 : 004.94

АВТОРАДІАЦІЙНЕ ПОШКОДЖЕННЯ ЦИРКОНІВ ЯСТРУБЕЦЬКОГО РУДОПРОЯВУ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА (ЗА ДАНИМИ РЕНТГЕНОФАЗОВОГО АНАЛІЗУ ТА ЯМР)

О.Є. Гречанівський, канд. фіз.-мат. наук, старш. наук. співроб.

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: grechanovsky@gmail.com; ResearcherID: AAP-7086-2020

А.М. Калініченко, канд. геол. наук, пров. наук. співроб.

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: kalinichenko@nas.gov.ua; ResearcherID: AAP-4512-2020

О.Є. Гречановська, канд. геол. наук, старш. наук. співроб.

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: e.grechanovskaya@gmail.com; ResearcherID: AAC-5285-2020

О.Б. Брик, д-р фіз.-мат. наук, чл.-кор. НАН України, проф., зав. від.

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: abrik.igmr@gmail.com; ResearcherID: AAP-4559-2020

Мова: українська

Мінералогічний журнал 2021, 43 (1): 25-33

Анотація:За допомогою методів рентгенофазового аналізу (РФА) і ядерного магнітного резонансу високої роздільної здатності (MAS ЯМР) вивчено особливості структури частково метаміктних цирконів на прикладі Яструбецького рудопрояву Українського щита (УЩ). Зразки 1 та 2 (глибини 627 і 1069 м) належать до середньометаміктних цирконів, а зразок 3 (глибина 1302,5 м) — до слабкометаміктних. Метою цієї роботи було з’ясувати особливості структури частково метаміктних цирконів на прикладі Яструбецького рудопрояву УЩ і особливості їх рекристалізації. За допомогою методу РФА показано наявність дифузних дифракційних смуг, які вказують на наявність аморфної фази. Для зразка 3 ці смуги виражені менше. Після прогріву за Т = 1100 ºС смуги значно зменшуються. За даними РФА також розраховано ступінь кристалічності і параметри елементарної комірки зразків. Для отримання інформації про локальну структуру зразків отримано спектри для вихідних і відпалених зразків. За допомогою методу MAS ЯМР показано, що у вихідній структурі є ділянки, в яких тетраедри [SiO4] пов’язані між собою. Ці ділянки позначають Qn (n — кількість мостикових атомів кисню на один атом Si). Встановлено, що в зразках циркону Яструбецького рудопрояву фази кремнезему практично немає. У таких зразках відбувається в основному Q1–2 та Q3 полімеризація тетраедрів [SiO4] (для зразка 3 характерна тільки полімеризація Q1–2). Результати MAS ЯМР добре узгоджуються з даними рентгенофазового аналізу.

Ключові слова: радіаційна мінералогія, циркон, метод ядерного магнітного резонансу високої роздільної здатності, метод рентгенофазового аналізу, аморфізація.

Література:

  1. Калиниченко Е.А., Брик А.Б., Степанюк Л.М., Калиниченко А.М. Особенности структуры метамиктного циркона по данным РФА и ЯМР. Мінерал. журн. 2012. 34, № 3. С. 34—44. https://doi.org/10.15407/mineraljournal
  2. Липова И.М. Природа метамиктных цирконов. Москва: Атомиздат, 1972. 158 с.
  3. Лупашко Т., Ільченко К., Гречановська О., Возняк Д., Кривдік С., Кульчицька Г. Кристалохімічні особливості циркону з сієнітів розшарованих інтрузій Азовського Zr, RЕЕ та Y родовищ. Мінерал. зб. 2012. № 62. вип. 2. С. 158—172.
  4. Пономаренко А.Н., Брик А.Б., Гречановский А.Е., Лариков А.Л., Калиниченко А.М. Физические модели, методы исследования и свойства метамиктных цирконов. Мінерал. журн. 2009. 29, № 2. С. 45—58. https://doi.org/10.15407/mineraljournal
  5. Ashbrook S.E., Farnan I. Solid-state 17O nuclear magnetic resonance spectroscopy without isotopic enrichment: direct detection of bridging oxygen in radiation damaged zircon. Solid State Nucl. Magn. Resоn. 2004. 26. P. 105—112. https://doi.org/10.1016/j.ssnmr.2004.06.003
  6. Ewing R.C., Meldrum A., Wang L., Weber W.J., Corrales L.R. Radiation Effects in Zircon. Rev. Miner. Geochem. 2003. 53(1). Р. 387—425. https://doi.org/10.2113/0530387
  7. Farnan I. 29Si NMR characterisation of the crystalline-amorphous transition in ZrSiO4. Phase Transitions. 1999. 69. P. 47—60. https://doi.org/10.1080/01411599908208007
  8. Farnan I., Salje E.K.H. The degree and nature of radiation damage in zircon observed by 29Si nuclear magnetic resonance. J. Appl. Phys. 2001. 89. P. 2084—2090. https://doi.org/10.1063/1.1343523
  9. Grechanovsky A.E., Urusov V.S., Eremin N.N. Molecular dynamics study of self-radiation damage in mineral matrices. J. Struct. Chemistry. 2016. 57. P. 1243—1262. https://doi.org/10.1134/S0022476616060263
  10. Holland T.J.B., Redfern S.A.T. Unit Cell Refinement from Powder Diffraction Data: The Use of Regression Diagnostics. Mineral. Mag. 1997. 62, № 404. P. 65—77.
  11. Nasdala L., Zhang M., Kempe U., Panczer G., Gaft M., Andrut M., Plötze M. Spectroscopic methods applied to zircon. Rev. Miner. Geochem. 2003. 53. Р. 427—467. https://doi.org/10.2113/0530427
  12. Rios S., Salje E.K.H., Zhang M., Ewing R.C. Amorphization in zircon: evidence for direct impact damage. J. Phys.: Condens. Matter. 2000. 12, № 11. P. 2401—2412. https://doi.org/10.1088/0953-8984/12/11/306
  13. Wojdyr M. Fityk: a general-purpose peak fitting program. J. Appl. Cryst. 2010. 43. P. 1126—1128. https://doi.org/10.1107/S0021889810030499

PDF

Українська