Current problems in the field of structure, properties of minerals and methods of their investigation

封面

如何引用文章

全文:

详细

The main goal of research into the structure and properties of minerals, as well as their crystal chemistry and physics, consists in obtaining fundamental information about the actual atomic and electronic structure of mineral objects and physical regularities of their transformations under the influence of external factors (temperature, pressure, radiation, and environmental chemistry). Such information forms the basis for mineral typification and restoration of mineral crystallization conditions and their evolution in a certain geological situation. This information is widely used in petrogenetic and geochronological constructions. Such studies are also relevant to the development of nature-like technologies for obtaining new promising functional materials. Knowledge of the structure, crystal chemistry, and physics of minerals, typomorphism of their spectroscopic properties, as well as the development of analytical techniques and methods for the synthesis of mineral-like materials are of particular significance. This thematic issue of the Lithosphere journal aims to review of these problems in the context of the materials reported at the XIII All-Russian Scientific Conference “Minerals: Structure, Properties, Research Methods” held in 2023 at the Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences in Yekaterinburg.

作者简介

S. Votyakov

A.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry, UB RAS

Email: vsl.yndx@yandex.ru

参考

  1. Вотяков С.Л., Краснобаев А.А., Крохалев В.я. (1993) Пpоблемы пpикладной спектpоскопии минеpалов. Екатеpинбуpг: УИФ Hаука, 236 с.
  2. Вотяков С.Л., Щапова Ю.В., хиллер В.В. (2011) Кристаллохимия и физика радиационно-термических эффектов в ряде U-Th-содержащих минералов как основа для их химического микрозондового датирования. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 336 с.
  3. Каулина Т.В. (2010) Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах. Апатиты: Изд-во Кольского Нц РАН, 144 с.
  4. Колесов б.А. (2009) Раман-спектроскопия в неорганической химии и минералогии. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 189 с.
  5. Кочубей д.И., бабанов Ю.А., замараев К.И., Ведринский Р.В., Крайзман В.Л., Кулипанов Г.П., Мазалов Л.Н., Скринский А.Н., Федоров В.К., хельмер б.Ю., Шуваев А.Т. (1988) EXAFS-спектроскопия. Новосибирск: Наука, 306 с.
  6. Марфунин А.С. (1974) Введение в физику минералов. М.: Недра, 328 с.
  7. Прайор д.д., Мариани Э., Уилер д. (2014) дОЭ и науки о земле: области применения, текущая практика, актуальные проблемы и задачи. М.: РИц Техносфера, 500 с.
  8. Скублов С.Г. (2005) Геохимия редкоземельных элементов в породообразующих метаморфических минералах. СПб.: Наука, 147 с.
  9. Смирнов Н.Г., Вотяков С.Л., Садыкова Н.О., Киселева д.В., Щапова Ю.В. (2009) Физико-химические характеристики ископаемых костных остатков млекопитающих и проблема оценки их относительного возраста. Екатеринбург: Гощицкий, 118 с.
  10. Чащухин И.С., Вотяков С.Л., Уймин С.Г. (1996) яГР-спектроскопия хромшпинелидов и проблемы окситермобарометрии хромитоносных ультрамафитов Урала. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 135 с.
  11. Чащухин И.С., Вотяков С.Л., Щапова Ю.В. (2007) Кристаллохимия хромшпинели и окситермобарометрия ультрамафитов складчатых областей. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 310 с.
  12. Шварцер Р.А., Филд д.П., Эдамс б.Л., Кумар М., Шварц А.д. (2014) Современное состояние и перспективы метода дифракции отраженных электронов. Метод дифракции отраженных электронов в материаловедении. М.: РИц Техносфера, 21-55.
  13. Щапова Ю.В., Вотяков С.Л., замятин д.А., Червяковская М.В., Панкрушина Е.А. (2020) Минералыконцентраторы d- и f- элементов: локальные спектроскопические и ЛА-ИСП-МС исследования состава, структуры и свойств, геохронологические приложения. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 424 с.
  14. Bancroft G.M., Brown J.R., Fyfe W.S. (1979) Advances in, and applications of, X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) in mineralogy and geochemistry. Chem. Geol., 25(3), 227-243.
  15. Batanova V.G., Sobolev A.V., Kuzmin D.V. (2015) Trace element analysis of olivine: high precision analytical method for JEOL JXA-8230 electron probe microanalyser. Chem. Geol., 419, 149-157.
  16. Bernard S., Beyssac O., Benzerara K. (2008) Raman Mapping. Using Advanced Line-Scanning Systems: Geological Applications. Appl. Spectrosc., 62(11), 1180-1188.
  17. Berthomieu C., Hienerwadel R. (2009) Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Photosyn. Res., 101(2-3), 157-170.
  18. Britton T.B., Jiang J., Guo Y., Vilalta-Clemente A., Wallis D., Hansen L.N., Winkelmann A., Wilkinson A.J. (2016) Tutorial: Crystal orientations and EBSD–Or which way is up? Mat. Charact., 117, 113-126.
  19. Chang Z., Vervoort J., McClelland W.C., Knaack C. (2006) U-Pb dating of zircon by LA-ICP-MS. Electr. J. Earth Sci., 7(5), 1-14.
  20. Chukanov N.V., Chervonnyi A.D. (2016) Infrared spectroscopy of minerals and related compounds. Springer International Publishing. Switzerland, 1080 p.
  21. Chukanov N.V., Vigasina M.F. (2020) Vibrational (Infrared and Raman) Spectra of Minerals and Related Compounds. Springer, 1376 p.
  22. Clark R.N., King T.V., Klejwa M., Swayze G.A., Vergo N. (1990) High spectral resolution reflectance spectroscopy of minerals. J. Geophys. Res.: Solid Earth, 95(8), 12653-12680.
  23. Debret B., Andreani M., Muñoz M., Bolfan-Casanova N., Carlut J., Nicollet C., Schwartz S., Trcera N. (2014) Evolution of Fe redox state in serpentine during subduction. Earth Planet. Sci. Lett., 400, 206-218.
  24. Donovan J.J., Lowers H.A., Rusk B.G. (2011) Improved electron probe microanalysis of trace elements in quartz. Amer. Miner., 96(2-3), 274-282.
  25. Dubessy J., Caumon M.C., Rull F. (ed.) (2012) Raman spectroscopy applied to earth sciences and cultural heritage. Miner. Soc. GB and Ireland, 12, 504.
  26. Engi M., Lanari P., Kohn M.J. (2017) Significant ages – An introduction to petrochronology. Rev. Miner. Geochem., 83(1), 1-12.
  27. Fadley C.S. (2010) X-ray photoelectron spectroscopy: Progress and perspectives. J. Electron Spectrosc. Rel. Phenom., 178-179, 2-32.
  28. Friis H., Finch A.A., Williams C.T., Hanchar J.M. (2010) Photoluminescence of zircon (ZrSiO4) doped with REE3+ (REE = Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er). Phys. Chem. Miner., 37, 333-342.
  29. Gaft M., Reisfeld R., Panczer G. (2005) Modern Luminescence Spectroscopy of Minerals and Materials. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 356 p.
  30. Geipel G. (2006) Some aspects of actinide speciation by laser-induced spectroscopy. Coord. Chem. Rev., 250(7-8), 844-854.
  31. Götze J., Haus R., Prinz S., Priess C. (2012) Mineralogy, Geochemistry and Cathodoluminescence of Authigenic Quartz from Different Sedimentary Rocks. Quartz: Dep., Miner. Analyt., 287-306.
  32. Griffith W.P. (1969) Raman spectroscopy of minerals. Nature, 224(5216), 264-266.
  33. Gucsik A. (ed.). (2009) Cathodoluminescence and its Application in the Planetary Sciences. Berlin: Springer, 160 p.
  34. Hawthorne F.С. (1988) Spectroscopic Methods in Mineralogy and Geology. Rev. Miner. Geochem., 18, 512 p.
  35. Henderson G.S., De Groot F.M.F., Moulton B.J.A. (2014) X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy. Rev. Miner. Geochem., 78(1), 75-138.
  36. Henderson G.S., Neuville D.R., Downs R.T. (2014) Spectroscopic Methods in Mineralogy and Material Sciences. Rev. Miner. Geochem., 78, 800 p.
  37. Hochella M.F. (1988) Auger electron and X-ray photolectron spectroscopies. Rev. Miner., 18, 573-637.
  38. Jackson S.E. (2001) The application of Nd:YAG lasers in LA-ICP-MS. Laser ablation ICP-MS in the Earth Sciences: Principles and applications. Mineral. Asoc. Canad. Short Course Ser., 29, 29-45.
  39. Jercinovic M.J., Williams M.L., Allaz J., Donovan J.J. (2012) Trace analysis in EPMA. IOP conference series: materials science and engineering. IOP Publishing, 32(1), 012012.
  40. Karr C. (ed.) (2013) Analytical Methods for Coal and Coal Products. N.Y.: Academic press, 2, 669 p.
  41. Kempe U., Thomas S.-M., Geipel G., Thpmas R., Plotze M., Bottcher R., Grambole G., Hoentsch J., Trinkler M. (2010) Optical absorption, luminescence, and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of crystalline to methamict zircon: Evidance for formation of uranyl, manganese, and other optically active centers. Amer. Miner., 95, 335-347.
  42. Kylander-Clark A.R.C. (2017) Petrochronology by laser-ablation inductively coupled plasma mass spectrometry. Rev. Miner. Geochem., 83(1), 183-198.
  43. Lenz C., Nasdala L. (2015) A photoluminescence study of REE3+ emissions in radiation-damaged zircon. Amer. Miner., 100, 1123-1133.
  44. Limbeck A., Galler P., Bonta M., Bauer G., Nischkauer W., Vanhaecke F. (2015) Recent advances in quantitative LA-ICP-MS analysis: challenges and solutions in the life sciences and environmental chemistry. Analyt. Bioanalyt. Chem., 407(22), 6593-6617.
  45. Liu X.M., Gao S., Diwu C., Yuan H., Hu Z. (2007) Simultaneous in-situ determination of U-Pb age and trace elements in zircon by LA-ICP-MS in 20 μm spot size. Chin. Sci. Bull., 52(9), 1257-1264.
  46. Liu Y., Hu Z., Gao S., Günther D., Xu J., Gao C., Chen H. (2008) In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard. Chem. Geol., 257(1-2), 34-43.
  47. MacRae C.M., Wilson N.C., Torpy A., Pownceby M.I., Davidson C., Hugo V. (2013) Zircon zonation and metamictization revealed by combined cathodoluminescence and chemical imaging and analysis. Book of abstracts of “Conference on Raman and luminescence spectroscopy in the Earth sciences”, 75-76.
  48. Matteson A., Herron M.M. (1993) Quantitative mineral analysis by Fourier transform infrared spectroscopy. SCA conference paper, 9308, 1-16.
  49. Montel J.M., Kato T., Enami M., Cocherie A., Finger F., Williams M., Jercinovic M. (2018) Electron-microprobe dating of monazite: The story. Chem. Geol., 484, 4-15.
  50. Nakamoto K. (2009) Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Part A: Theory and Applications in Inorganic Chemistry. 6th ed. John Wiley & Sons, Inc., 419 p.
  51. Nasdala L., Hanchar J.M., Rhede D., Kennedy A.K., Váczi T. (2010a) Retention of uranium in complexly altered zircon: An example from Bancroft, Ontario. Chem. Geol., 269, 290-300.
  52. Nasdala L., Kronz A., Wirth R., Vaczi T., Perez-Soba C., Willner A., Kennedy A.K. (2009) The phenomenon of deficient electron microprobe totals in radiation-damaged and altered zircon. Geochim. Cosmochim. Acta, 73, 1637-1650.
  53. Nasdala L., Ruschel K., Rhede D., Wirth R., Kerschhofer-Wallner L., Kennedy A.K., Groschopf N. (2010б) Phase decomposition upon alteration of radiation-damaged monazite-(Ce) from Moss, Østfold, Norway. Chimia, 64, 705-711.
  54. Nasdala L., Smith D.C., Kaindl R., Ziemann M.A. (2004) Raman spectroscopy: Analytical perspectives in mineralogical research. EMU Notes Miner., 6(9), 1-63.
  55. Nesbitt H.W., Bancroft G.M. (2014) High resolution core- and valence-level XPS studies of the properties (structural, chemical and bonding) of silicate minerals and glasses. Rev. Miner. Geochem., 78, 271-329.
  56. Nesbitt H.W., Bancroft G.M., Davidson R., Mcintyre N.S., Pratt A.R. (2004) Minimum XPS core-level line widths of insulators, including silicate minerals. Amer. Miner., 89(5-6), 878-882.
  57. Neuville D.R., de Ligny D., Henderson G.S. (2014) Advances in Raman spectroscopy applied to earth and material sciences. Rev. Miner. Geochem., 78(1), 509-541.
  58. Newville M. (2014) Fundamentals of XAFS. Rev. Miner. Geochem., 78, 33-74.
  59. Paterson M.S. (1982) The determination of hydroxyl by infrared absorption in quartz, silicate glasses and similar materials. Bull. Mineral., 105, 20-29.
  60. Prior D.J., Trimby P.W., Weber U.D., Dingley D.J. (1996) Orientation contrast imaging of microstructures in rocks using forescatter detectors in the scanning electron microscope. Miner. Magaz., 60(403), 859-869.
  61. Roeder P.L., MacArthur D., Ma X.-P., Palmer G.R. (1987) Cathodoluminescence and microprobe study of rare-earth elements in apatite. Amer. Miner., 72, 801-811.
  62. Spectroscopic Methods in Mineralogy and Geology. (1988) (Rev. Miner. Geochem. V. 18). (Ed. F.С. Hawthorne), 512 p.
  63. Spectroscopic Methods in Mineralogy and Material Sciences. (2014) (Rev. Miner. Geochem. V. 78.) (Eds G.S. Henderson, D.R. Neuville, R.T. Downs), 800 p.
  64. Stevens-Kalceff M.A. (2009) Cathodoluminescence microcharacterization of point defects in α-quartz. Miner. Magaz., 73, 585-605.
  65. Tsuchiy A.Y., Kayama M., Nishido H., Noumi Y. (2013) Electron irradiation effects on cathodoluminescence in zircon. J. Miner. Petrol. Sci., 109, 18-22.
  66. Williams M.L., Jercinovic M.J., Mahan K.H., Dumond G. (2017) Electron microprobe petrochronology. Rev. Miner. Geochem., 83(1), 153-182.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Votyakov S.L., 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».