ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕПЕНИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КВАРЦИТОВ МЕТОДОМ ИНФРАКРАСНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ
ценка качества и перспектив использования в промышленности недефицитных кварцевых пород - кварцитов и кварцевого песка, которые могут служить источником дешевого, но высокочистого кварцевого сырья, является крайне актуальной в последние годы.
Кварциты Антоновской группы месторождений (Западная Сибирь, Россия) [1-3] относятся к осадочно-метаморфическим отложениям и являются продуктом литификации в условиях раннего метагенеза кварцево-гидрослюдисто-серицитовой фации. В результате метаморфизма кремнистой биогенной толщи происходила кристаллизация аморфного кремнезёма и появление кристаллической фазы a-кварца. Образующиеся кварциты отличаются структурой и степенью чистоты в зависимости от степени их преобразования.
Нами сделано предположение [4], что оценку степени преобразования кремнистой толщи и, таким образом, выявление наиболее чистых разновидностей кварцитов, возможно провести путём определения индекса кристалличности Ki, который использовался в работах [5, 6] при исследовании структурной неупорядоченности халцедонов методом инфpaкрасной (ИК) спектрометрии.
Методика эксперимента. Для исследования отобраны пробы кварцитов разных технологических марок разpaбатываемого месторождения «Сопка-248».
Спектры ИК-поглощения регистрировались на спектрофотометре Specord M40 в интервале 400...4000 см-1 с разрешением 0,01 см-1, а также на спектрофотометре с преобразователем Фурье IRPrestige-21 фирмы «Shimadzu» (FTIR-8400S) в интервале 300...4000 см-1 с разрешением 0,001 см-1, с помощью программного обеспечения IRsolution.Результаты и обсуждение. В инфpaкрасных спектрах кварцитов обнаруживается спектральная картина a-кварца: интенсивная полоса в области 1165-1090 см-1 (Si-O-валентные колебания), средней интенсивности двойной пик (дублет) 800...778 см-1 (колебания связанных SiO4-тетраэдров), полоса меньшей интенсивности 693 см-1, и две весьма интенсивные полосы около 525 и 465 см-1, а также полосы 370 и 395 см-1, которые связаны с O-Si-O деформационными колебаниями (рис. 1).
Рис. 1. Фрагменты спектров ИК-поглощения в области 2000...400 см-1 образцов кварцитов Антоновского месторождения: 1 - белого; 2 - серого кварцита
Однако, в отличие от крупнокристаллического aa-кварца, в ИК-спектрах кварцитов, также как и в спектрах халцедонов [5, 6], полоса 1165...1090 см-1 становится более диффузной (она уширяется за счет правого плеча 1000...950 см-1), уменьшается интенсивность дублета {797, 778} см-1, а полоса 525 см-1 смещается к значениям 508...510 см-1, что свидетельствует о структурной неупорядоченности и понижении степени кристалличности кварцитов.
Впервые для оценки степени структурной неупорядоченности кварца К. Murata и М. Norman [7] предложили определять «индекс кристалличности» путём расчёта отношений интенсивностей двойного пика при 2θ = 67,74° на рентгенограммах, полученных методом рентгеновской спектрометрии.
Кристаллическая фаза aa-кварца определяется наличием двойного пика поглощения 800...778 см-1. С изменением степени кристалличности вид данного дублета меняется. Хаpaктерный для α-кварца двойной пик ИК-поглощения при 778 и 797 см-1 обусловлен фундаментальными колебаниями разного типа симметрии Si-O-Si связей в кремнекислородном тетраэдре [8]. По мнению И.И. Плюсниной [5] именно этот двойной пик можно использовать для получения относительного критерия оценки кристалличности кварца, отражающей степень его изменения. Положение этого двойного пика по спектру, средняя интенсивность, отсутствие суперпозиции других полос и большая чувствительность к структурным изменениям явилась причиной его использования для расчёта индекса кристалличности по формуле
Кi = 10 f a/b,
где f - коэффициент пропорциональности для эталонного кварца (2,8); a/b - отношение величины слабого пика 778 см-1 к его коротковолновому плечу (рис. 2).
По этой методике вычислены значения индекса кристалличности образцов кварцитов месторождения «Сопка-248», представленные в таблице.
|
Образец кварцита |
Кi |
|
Кварцит белый |
2,21 |
|
Кварцит сероватого цвета с примазками глинистого вещества |
2,66 |
|
Кварцит серый с примазками оксидов железа |
2,52 |
|
Кварцит черного цвета |
2,75 |
|
Кварцит серого цвета с примазками оксидов Mn |
3,16 |
|
Яшмовидный кварцит буровато-вишневого цвета с черными прожилками |
5,6 |
Рис. 2. Пояснение к методике расчёта индекса кристалличности по изменению двойного пика 800...778 см-1 в спектрах инфpaкрасного поглощения
Приведенные в таблице усреднённые значения индекса кристалличности получены по результатам измерения 5-7 образцов. Эти значения отражают некоторые относительные значения индекса кристалличности, отражающие, по нашему мнению, степень преобразования кварцитов.
Действительно, мелкокристаллические кварциты месторождения «Сопка-248», отличающиеся достаточно высокой чистотой [3], как правило, хаpaктеризуются расчётными значениями индекса кристалличности в пределах 2,21...2,28. С глубиной, а также от центральных участков рудного тела к периферии кварциты изменяют свой химический состав и цвет; степень кристалличности их повышается до значений 2,75...3,16. Общее содержание элементов - примесей даже в необогащенной породе показывает, что данные кварциты пpaктически не уступают традиционно чистому гранулированному кварцу. Общее содержание примесей в зерне составляет менее 10 ppm. Кварциты почти полностью состоят из кварцевых микрозерен с плотной упаковкой, размер которых варьирует в пределах от 0,01 до 50 мкм.
В локальных участках, особенно в зонах повышенного дробления, изначально химически чистые кварциты под влиянием гипергенных процессов ухудшают свои качественные хаpaктеристики, но индекс кристалличности повышается для отдельных образцов до значений 5,6.
Заключение. В пределах месторождения кварцитов «Сопка-248» Антоновской группы месторождений (Россия, Западная Сибирь) возможно проведение оценки степени преобразования осадочно-метаморфической толщи кварцитов с помощью определения индекса кристалличности, рассчитанного по параметрам двойного пика при 778 и 797 см-1 в спектрах инфpaкрасного поглощения. Учитывая, что наиболее чистые разновидности хаpaктеризуются наименьшими значениями индекса кристалличности, такая оценка может служить генетическим признаком и использоваться для дальнейшего технологического картирования.
Список литература
- Захаров В.Б. Геологическое строение Антоновской группы месторождений кварцитов // Горный журнал. - 2000. - № 7. - С. 7-9.
- Ананьев Ю.С., Ананьева Л.Г., Долгов И.В., Коробейников А.Ф., Коровкин М.В. Поиски, оценка и обогащение кварцевого сырья для высоких технологий // Известия Томского политехнического университета. - 2001. - Т. 304, № 1. - С. 123-130.
- Ананьева Л.Г., Коровкин М.В. Минералого-геохимическое изучение кварцитов Антоновской группы месторождений // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306, № 3. - С. 50-55.
- Ананьева Л.Г., Анциферова А.А., Коровкин М.В. Оценка степени преобразования кварцитов методом инфpaкрасной спектрометрии // Матер. Всеросс. минералогического семинара с международным участием. - Сыктывкар: Геопринт, 2010. - С. 39-40.
- Плюснина И.И. Исследование структурной неупорядоченности халцедонов методом инфpaкрасной спектроскопии // Доклады Академии наук СССР. - 1978. - Т. 240, № 4. - С. 839-842.
- Барсанов Г.П., Плюснина И.И., Яковлева М.Е. Особенности состава, некоторых физических свойств и структуры халцедона // Новые данные о минералах СССР. - М.: Наука, 1979. - Вып.28. - С. 3-33.
- Murata K.J., Norman II M.B. An index of crystallinity for quartz // American Journal of Science. - 1976. - Vol. 276. - P. 1120-1130.
- Силинь А.Р., Трухин А.Н. Точеные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном SiO2. - Рига: Зинатне, 1985. - 244 с.
Статья в формате PDF
100 KB...
17 06 2026 16:13:47
Статья в формате PDF
114 KB...
16 06 2026 2:16:20
Статья в формате PDF
297 KB...
15 06 2026 12:19:37
Статья в формате PDF 126 KB...
14 06 2026 3:32:24
Статья в формате PDF
124 KB...
13 06 2026 6:10:32
Авторы, используя стереокраниобазиометр собственной конструкции, на 248 объектах установили, что точка пересечения верхнего края пирамиды височной кости корешком тройничного нерва занимает преимущественно заднее, латеральное и высокое положение при брахицефалии и брахибазилии, а при долихоцефалии и долихобазилии – переднее, медиальное и низкое положение. Большим абсолютным размерам черепа соответствует высокое, заднее и латеральное положение данной точки, а малым абсолютным размерам черепа – ее низкое, переднее и медиальное положение. Наибольшая степень корреляции имеет место с индексом треугольника с вершинами в передних точках наружных слуховых проходов и в глабелле. Полученные данные могут быть использованы при изучении закономерностей морфогенеза черепа человека, а также при планировании операций чрезкожной радикотомии.
...
12 06 2026 20:40:30
Статья в формате PDF
250 KB...
11 06 2026 3:20:54
Объект исследования – ива белая, которая распространена пpaктически по всей территории Европейской части России. За рубежом препараты и БАД из различных видов ивы активно применяются при заболеваниях суставов. В соответствии с Руководством по доклиническому изучению новых фармакологических веществ (Р.У.Хабриев, 2005) оценивали эффективность aнaльгетического действия и токсичность отваров коры и однолетних побегов ивы белой на мышах. Отвары коры и побегов ивы относятся к классу малоопасные соединения и проявляют выраженную aнaльгетическую активность, сопоставимую с препаратом сравнения aнaльгином (метамизол).
...
10 06 2026 15:49:59
Изучены показатели иммунной системы у 36 пациенток с хроническим рецидивирующим кандидозным вульвовaгинитом в период обострения заболевания. Контрольную группу составили 36 здоровых женщин. Выявлен дисбаланс клеточного иммунитета при одновременном снижении функциональной активности гумopaльного звена иммунитета.
...
08 06 2026 0:51:59
Статья в формате PDF
114 KB...
07 06 2026 10:53:41
Статья в формате PDF
117 KB...
06 06 2026 23:54:16
Статья в формате PDF
138 KB...
05 06 2026 7:15:54
Статья в формате PDF
256 KB...
02 06 2026 17:24:29
Статья в формате PDF
172 KB...
01 06 2026 13:16:40
Статья в формате PDF
112 KB...
31 05 2026 20:33:32
Статья в формате PDF
134 KB...
30 05 2026 5:15:20
Статья в формате PDF
193 KB...
28 05 2026 22:27:31
Представлены результаты опытов биологической рекультивации на отвалах Мирнинского ГОКа.
...
26 05 2026 7:24:57
Естественное восстановление растительности на нарушенных землях Севера протекает с различной скоростью и зависит от литологического состава грунтов, рельефа, условий увлажнения, специфики нарушений и других факторов. Проведенные исследования, анализ и обобщение опыта восстановления нарушенных территорий Севера свидетельствует о значительной сложности и специфичности рекультивационных работ. К объектам Севера в большинстве случаев не применимы основные положения и приемы в области рекультивации земель, разработанные в целом для России. Разнообразие природных комплексов – от таёжных ландшафтов до лесотундры и арктической тундры, специфика нарушений, обусловленных геологоразведочными, изыскательскими, строительными и добычными работами обусловливает необходимость дифференцированного подхода к каждому объекту рекультивации при решении вопросов восстановления нарушенных земель.
...
25 05 2026 15:58:20
Статья в формате PDF
163 KB...
23 05 2026 0:30:16
В настоящее время одной из наиболее обсуждаемых является тема воздействия интеллигенции на общественно-экономическую жизнь. Интеллигенция, являясь наиболее образованной группой общества, является монополистом в области на духовного и интеллектуального производства. По мере ускорения научно-технического прогресса данная тенденция усиливается.
...
22 05 2026 7:20:59
Статья в формате PDF
119 KB...
21 05 2026 21:52:17
Статья в формате PDF
103 KB...
20 05 2026 15:41:38
Статья в формате PDF
90 KB...
18 05 2026 16:52:28
Статья в формате PDF
147 KB...
17 05 2026 2:54:56
Статья в формате PDF
100 KB...
16 05 2026 21:17:58
Статья в формате PDF
274 KB...
15 05 2026 18:44:39
Статья в формате PDF
122 KB...
14 05 2026 4:49:50
Статья в формате PDF
95 KB...
13 05 2026 3:20:25
Статья в формате PDF
132 KB...
12 05 2026 0:48:10
Статья в формате PDF
118 KB...
10 05 2026 22:55:26
Статья в формате PDF
250 KB...
09 05 2026 16:38:39
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
