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
151 KB...
27 09 2026 17:29:49
Статья в формате PDF
85 KB...
26 09 2026 19:37:46
В работе рассматриваются вопросы дистанционного управления здоровьем человека с помощью квантово-волновых нейроинформационных технологий – электроакустических импульсов, скопированных у адаптированной к гипоксии нервной клетке. Приведены данные, cсвидетельствующие о нормализующем действии моделей нейроинформационных сигналов на концентрацию СО2 в крови. В результате этого просвет кровеносных сосудов расширяется, в клетках восстанавливается режим нормоксии – основного фактора здоровья человека.
...
25 09 2026 10:18:50
Статья в формате PDF
110 KB...
24 09 2026 13:17:58
Статья в формате PDF
129 KB...
23 09 2026 20:22:23
Статья в формате PDF
136 KB...
21 09 2026 19:14:33
Статья в формате PDF 253 KB...
20 09 2026 22:16:26
Статья в формате PDF
92 KB...
19 09 2026 10:23:48
Статья в формате PDF
119 KB...
18 09 2026 6:46:58
Статья в формате PDF
113 KB...
17 09 2026 15:19:19
Статья в формате PDF
115 KB...
16 09 2026 6:28:25
Исторический аспект развития студенческого самоуправления в дореволюционный, советский и переходный периоды России показали, что будущее страны на современном этапе определяется тем, каким образом будут осуществлены воспитание и подготовка квалифицированной рабочей силы, готовой к постоянному профессиональному росту, социальной и профессиональной мобильности. Одним из важных стимулов повышения гражданской, патриотической и социальной активности будущих специалистов являются восстановление, наличие и дальнейшее развитие и совершенствование таких демократических институтов в студенческой среде как соуправление и самоуправление.
...
15 09 2026 5:26:50
Статья в формате PDF
117 KB...
13 09 2026 23:20:44
Статья в формате PDF
121 KB...
11 09 2026 21:57:30
Статья в формате PDF
118 KB...
10 09 2026 7:29:33
Статья в формате PDF
132 KB...
09 09 2026 4:37:28
Статья в формате PDF
246 KB...
08 09 2026 19:16:47
Статья в формате PDF
122 KB...
07 09 2026 10:11:59
Введение в организм белых крыс ПХБ в течение 28 суток привело к нарушениям со стороны количественного и качественного состава белой крови. При одновременном введении ПХБ и ОМУ количественные и качественные изменения лейкоцитов носили не столь выраженный хаpaктер, и концу эксперимента наблюдалось их восстановление. Таким образом, применение оксиметилурацила вызывает уменьшение токсического эффекта ПХБ на количественное и метаболическое состояние лейкоцитов периферической крови.
...
06 09 2026 21:18:49
Статья в формате PDF
279 KB...
05 09 2026 19:43:27
Статья в формате PDF 250 KB...
04 09 2026 11:53:34
Статья в формате PDF
299 KB...
03 09 2026 7:19:17
Статья в формате PDF
125 KB...
01 09 2026 23:20:50
Изучено состояние процесса перекисного окисления липидов и антиокислительной системы в различных участках миокарда при его инфаркте у крыс с разной резистентностью к гипоксии. Выявлено что, в норме активность перекисного окисления липидов несколько выше у высокоустойчивых к гипоксии крыс по сравнению с низкоустойчивыми, однако активность антиокислительных ферментов, наоборот, выше у высокоустойчивых крыс. При коронароокклюзии интенсивность перекисного окисления липидов существенно повышается у низкоустойчивых к гипоксии крыс.
...
31 08 2026 13:25:11
Зачастую жены священно и церковнослужителей к 40 годам оставались без супруга с 6-8 детьми на руках, половина из которых малолетние, а некоторые носителями неизлечимой болезни. Права на наследство и различного рода материальную помощь строго регламентировались Синодальным управлением. Семьи получали полные пенсии после cмepти родителя, если выслуга составляла не менее 30 лет. Малоимущие семьи священников имели право на получение единовременного пособия. Если срок выслуги отца семейства был менее 10 лет. Благополучие вдов с детьми священно и церковнослужителей зависело от состояния здоровья отца, что давало возможность исправно и в соответствии с временными нормами выработки нести службу, в противном же случае – святое семейство оставалось без средств к существованию.
...
30 08 2026 7:28:42
Статья в формате PDF
123 KB...
28 08 2026 23:47:32
В статье описываются математические модели в виде уравнения регрессии, которое позволяет по клиническим признакам хронической сердечной недостаточности со статистической достоверностью предсказать результаты 6-минутного теста.
...
25 08 2026 16:19:38
Статья в формате PDF
214 KB...
24 08 2026 18:32:56
Статья в формате PDF
104 KB...
23 08 2026 13:46:31
Статья в формате PDF
114 KB...
22 08 2026 5:50:25
Статья в формате PDF
98 KB...
21 08 2026 16:47:58
К концу ХХ века накопилось огромное количество фактов и доказательств научной несостоятельности постулатов теории относительности (ТО), положенных в основу физических представлений о структуре микро- и макромира. ТО оторвала науку от изучения природных взаимосвязей, подменив их уравнениями с некими значками без чёткого понимания их сущности: масса, заряд, магнетизм и т.д. Игнорирование законов Природы привело человечество к цивилизационному кризису – нарушено равновесие биосферы. Причина глобальных изменений состоит в том, что антропогенное производство энергии в десятки раз превышает допустимый по законам межсистемного обмена порог. Продолжение технократического развития – тупик, катастрофа. Необходимо новое естествопонимание на основе аксиомы: «Мир построен системно». Структура материального мира определяется взаимодействием непрерывной не материальной вихреобразной среды и дискретных образований материи – элементарных частиц, из которых закономерно и системно построено всё от атомов до звёзд и галактик.
...
20 08 2026 3:41:59
Адаптация организма к гипоксии существенно повышает возможности животных сохранять функциональный статус в гипоксических условиях. Исследования метаболизма моноаминов в разных отделах мозга выявили функционально зависимый хаpaктер сдвигов. При этом уровень активности моноаминергических систем может быть фактором, лимитирующим реализацию адаптивных возможностей организма.
...
19 08 2026 18:39:19
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 ::
