Российские ученые открыли новые минералы, возникшие из вулканических газов. Ранее считалось, что схожие по структуре и составу минералы можно получить лишь в лабораторных условиях. Статья об исследовании опубликована в журнале Scientific Reports .
Два новых минерала получили названия «арсмирандит» и «леманнит». Они относятся к полиоксометаллатам — соединениям, содержащим наноразмерные кластеры, образованные атомами металла и кислорода. Для них характеры высокая каталитическая активность, интересные магнитные и фармацевтические особенности, а также большое структурное и химическое разнообразнее.
«В лаборатории полиоксометаллаты синтезируются, как правило, из водных растворов, хотя их можно получить из других жидких сред, в частности из ионных жидкостей. Образование полиоксометаллатов из газовой фазы — достаточно необычный процесс. Именно поэтому открытие минералов арсмирандита и леманнита имеет особое значение», — отметил участник исследования, заведующий кафедрой кристаллографии СПбГУ профессор Сергей Кривовичев.
Оба минерала имеют эксгаляционное происхождение: рост их кристаллов происходил непосредственно из вулканических газов. Поднявшись на поверхность из глубин земли, эти газы встретились с атмосферой и пониженными температурами, в результате чего и произошло осаждение арсмирандита и леманнита. Минералы были открыты при изучении минералогии фумарол (сравнительно небольших отверстий, через которые выходят горячие газы) вулкана Плоский Толбачик на Камчатке.
На первый взгляд минералы практически неотличимы друг от друга и представляют собой скопления изумрудно-зеленых кристаллов. Только детальный анализ выявляет их различие. Оба состоят из полиоксометаллатных кластеров, в центре которых находится атом железа (в арсмирандите) или титана (в леманните), которые окружены восемью атомами кислорода. Те, в свою очередь, окружены двенадцатью атомами меди, расположенными по вершинам кубооктаэдра.
Открытие полиоксометаллатов, кристаллизующихся из газовой фазы, заставляет пересмотреть представления о мобильности тех или иных элементов (в том числе стратегических рудных металлов) в природных условиях. «Кроме того, оно имеет важное значение для химиков-синтетиков. Дело в том, что кластеры подобного типа были известны для полиоксопалладатов — полиоксометаллатов с драгоценным металлом палладием, но с медью получить их не удавалось. Получается, что природа "изобрела" метод их синтеза независимо от человека и указала нам путь к имитации этих условий в лаборатории», — рассказал Сергей Кривовичев.
Происхождение названий двух новых минералов. Арсмирандит отражает присутствие в минерале мышьяка (приставка ars от arsenicum — латинского названия химического элемента) и его удивительные особенности (от латинского mirandus — «достойный удивления», «поразительный», «удивительный»). Леманнит назван в честь немецкого ученого Иоганна Готлоба Леманна, академика Санкт-Петербургской Императорской академии наук.
