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

Структура і фізико-хімічні властивості мінералів біогенного походження у порівнянні з іхніми природними абіогенними аналогами

РЕФЕРАТ

Звіт про НДР: 1 кн., 135 с., 45 рис., 19 табл., 91 джерело

Об'єкти дослідження - біогенні, синтетичні й абіогенні апатити різних складу й структури.

Мета роботи - з'ясування факторів, що визначають особливі властивості біомінералів, у порівнянні з їхніми природними абіогенними аналогами, встановлення кристалохімічних особливостей ізоструктурних біомінералів і природних абіогенних мінералів, розробка рекомендацій щодо вирішення фундаментальних і прикладних задач мінералогії, біомінералогії та матеріалознавства на основі отриманих результатів.

Методи дослідження й апаратура - метод ядерного магнітного резонансу на ядрах 1H, 19F i 31P в стаціонарному режимі, in sity, і в режимі високого розділення при обертанні зразка під магічним кутом (MAS) (спектрометр Avance-400 (Bruker, Німеччина)), метод електронного парамагнітного резонансу (спектрометр ЕПР-РЭ-1306), комп'ютерне моделювання в програмі GULP, дифрактометр Stoe ICSD і Bruker Phaser D2 (CuКа-випромінення), спектрометри Bruker (IFS 66v/S; Globar (MIR), DTGS-Detector) та Nicolet 6700 з Фур'є перетворенням. Для ідентифікації фазового складу використовували базу даних JCPDS PDF.

Результати та їх новизна. Одержано значний об'єм нових даних по особливостях кристалохімії біоапатиту (кістки тварин), синтетичних гідроксилапатиту (ГАП), карбонатфторапатиту (КФАП), з домішками REE-ГАП і фторгідроксилапатиту (ФГАП), апатитів магматичних порід і про склад патогенних фосфатів. Зокрема, встановлено, що для синтетичних КФАП, REE-ФГАП і магматичних апатитах характерна наявність молекул H2O, фіксованих в структурі (H2Ostr), та надлишкових іонів фтору поза каналами (Fx), синтез КФАП при низьких температурах у водному середовищі супроводжується входженням в канали ОН-груп, часткове заміщення OH→F приводить до помітних хмін в закономірностях входження REE в структуру апатита. Показано, що закономірності входження в структуру молекул H2Ostr та іонів Fx відтворюють умови утворення апатиту й зміни в його структурі.

Рекомендації щодо використання результатів роботи. Результати можуть бути використані в геології і мінералогії при вирішенні широкого кола геологічних і мінералогічних задач, в тому числі, визначення умов утворення/перетворення апатитів; в матеріалознавстві при розробці технологій синтезу апатитів з наперед заданими властивостями й при вирішенні завдань ретроспективної дозиметрії апатитів.

Автори:

Калініченко Анатолій Михайлович

Дудченко Наталія Олександрівна

Калініченко Олена Анатоліївна

Багмут Микола Миколайович

Інші автори:

Ключові слова:

апатит, ізоморфні заміщення, ядерний магнітний резонанс, електронний парамагнітний резонанс, рентгенофазовий аналіз

Керівник:

Брик Олександр Борисович

РК:

0111U005651

Роки виконання:

2012 - 2016