Минералогия минералы и парагенезисы минералов

Вид материала

Документы

Содержание ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПОЛИМОРФНЫХМОДИФИКАЦИЙ СаСО3 И ИХ АССОЦИАЦИЙ В ЖЕЛЧНЫХ КАМНЯХ ОИГГМ СО РАН, Новосибирск, Россия, nadezhda@uiggm.nsc.ru

Подобный материал:

• Лекции по генетической минералогии проф. Э. М. Спиридонов генетическая минералогия., 1254.63kb.
• Урок географии в 6 классе по теме «Минералы и горные породы», 63.09kb.
• 2. Состав Земной коры. Минералы и горные породы, 96.51kb.
• Реферат Отчет 16 с., 1 ч., 8 рис., 0 табл, 76.77kb.
• Ионная имплантация минералов и их синтетических аналогов 25. 00. 05 минералогия, кристаллография, 422.2kb.
• Тема: Горные породы и минералы, 70.14kb.
• Учебной дисциплине «Минералогия и петрография» для специальностей 130103 Геофизические, 10.49kb.
• Технологическая карта изучения курса "Геология и охрана недр", Iсеместр 1999-2000, 122.92kb.
• Тема: Минералы и горные породы, 19.13kb.
• Краткое содержание лекций по курсу «Минералогия и геохимия», 491.68kb.

ОСОБЕННОСТИ МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ПОЛИМОРФНЫХ
МОДИФИКАЦИЙ СаСО₃ И ИХ АССОЦИАЦИЙ В ЖЕЛЧНЫХ КАМНЯХ

Пальчик Н.А., Колмогоров Ю.П., Столповская В.Н., Грекова Г.С., Мирошниченко Л.В.

ОИГГМ СО РАН, Новосибирск, Россия, nadezhda@uiggm.nsc.ru

Palchik N.A., Kolmogorov Yu.P., Stolpovskaya V.N., Grekova G.S., Miroshnichenko L.V. Peculiarities of microelement composition of CaCO₃ polymorphous modifications and their association in callstones (OIGGM SB RAS, Novosibirsk, Russia). Three polymorphous modifications of calcium carbonates — calcite, aragonite, vaterite, are known in nature and are identified in pathogenic formations in human organism and are the most frequent mineral components of gallstones. The analysis of the phase composition and abundance of various CaCO₃ polymorphs showed that the frequency of any polymorphous form in gallstones is directly opposite of that in the natural systems. The carbonates in gallstones have a different extent of perfection of crystal lattice as a result of various deposition conditions of the minerals and nonhomogeneity of their composition. The result of element analysis showed, that in aragonite-pigment stones the content of Sr, Pb, Zn, Cu and Fe are higher in some times, than in cholesterol-vaterite and cholesterol-calcite stones. We meet only one pure carbonate stone with all three CaCO₃ forms simultaneously.

Карбонат кальция (СаСО₃) — распространенное в природе соединение с широко проявляющимся полиморфизмом [1]. Появление и сохранность той или иной полиморфной модификации определяются спецификой физико-химических и кинетических факторов минералообразующих сред. Важная роль отводится концентрации СО₃ в растворе, каталитической и ингибирующей роли различных элементов и органического вещества, а также целому ряду других параметров, выяснение которых способствует пониманию механизмов соответствующих процессов и имеет непосредственное геологическое значение. В природе встречаются три полиморфные модификации СаСО₃ — кальцит, арагонит и фатерит. Кальцит является более устойчивой и распространенной модификацией. Арагонит менее стабилен, и встречается чаще в живых организмах. Фатерит метастабилен по отношению к кальциту и арагониту и в природных минеральных системах обнаруживается редко. Помимо природных систем и живых организмов карбонат кальция входит в состав патогенных образований в организме человека. В желчных камнях СаСО₃ самая распространенная неорганическая составляющая [2].

Проведенный нами анализ состава и парагенезисов 38 карбонатсодержащих желчных камней и распространенности различных полиморфных модификаций СаСО₃ в них выявил определенные закономерности. Оказалось, что частота встречаемости той или иной модификации карбоната кальция в желчных камнях прямо противоположна таковой в природных системах. Фатерит установлен в 87% проанализированных камней, в 55% присутствовал арагонит и только в 45% обнаружен кальцит. При этом в качестве единственной полиморфной модификации фатерит присутствовал в 34% образцов в ассоциации с холестерином, арагонит в двух пигментных камнях и кальцит в двух холестериновых. В остальных конкрементах отмечалось наличие двух или трех полиморфных форм одновременно в разных количественных соотношениях. Все три модификации наблюдались в 32% карбонатсодержащих желчных камнях, кальцит с фатеритом — в 16% и арагонит с фатеритом в 11%. В исследованных нами объектах арагонит в значительных количествах наблюдался только в парагенезисе с пигментом. В холестериновых камнях он крайне редок и присутствовал вместе с другими СаСО₃ — модификациями в качестве незначительной примеси. В случае обнаружения его в холестериновых камнях при послойном их анализе оказывалось, что он сосредоточен в обедненных холестерином или свободных от него зонах. Так, в одном из карбонат-холестериновых камней арагонит слагал толстую черного цвета внешнюю оболочку камня, не содержащую других компонентов. В другом он был сосредоточен в обедненной холестерином центральной части наряду с пигментом, фосфатом кальция и кальцитом. Среди конкрементов, проанализированных нами и описанных в литературе [3], встречаются такие, в которых карбонат кальция составляет десятки процентов объема камня. Чисто карбонатные камни наблюдаются крайне редко. Нами встречен лишь один такой конкремент, сложенный одновременно только тремя полиморфными модификациями СаСО₃. Из литературных источников известны три подобных случая. Интересным является тот факт, что имеющийся в нашем распоряжении камень абсолютно идентичен описанному Сьютер и Воолей не только по составу, но и по другим параметрам [4]. Оба они черно-коричневого цвета, с крупно-сферолитовой поверхностной морфологией и принадлежат пациентам, страдающим сахарным диабетом. Описание двух других камней, кроме их состава, авторами, к сожалению, не приводится.

Для серии образцов разного состава проведен элементный анализ (РФА СИ). Результаты выявили интересные закономерности: в монофазном пигментном и арагонит-пигментных желчных камнях содержания Sr, Pb, Zn, Cu и Fe в несколько раз выше, чем в фатерит- и кальцит-холестериновых. Максимальное количество Mn установлено в образце, сложенном только тремя формами СаСО₃ и в такого же состава черной внутренней зоне одного из камней слоистого строения, другие зоны которого имеют иной минералогический и элементный состав. Согласно результатам элементного анализа, можно сделать предположение о причине ассоциации арагонита с пигментом. Вероятно значимое количество таких микроэлементов как стронций, свинец и др. скапливаются в пигменте. С другой стороны, при кристаллизации карбонатов они предпочитают структуру арагонита, в которой координационный полиэдр Са имеет больший объем, чем в структуре кальцита и фатерита. Подтверждением является тот факт, что в природных процессах при наличии в минералообразующих растворах Sr также формируется арагонитовая структура [1]. Марганец, вероятно, входит в структуры кальцита и фатерита.

Карбонаты в желчных камнях имеют разную степень кристалличности. На рентгенограммах некоторых образцов их рефлексы узкие и соответствуют высокой окристаллизованности минералов, тогда как на других уширение полос дифракции свидетельствует о наличии дефектов в структуре и малых блоках когерентного рассеяния. По-видимому, здесь играет роль различная скорость осаждения минералов и негомогенность их состава.

Работа выполняется при поддержке РФФИ, проект 00–05–65199.

Литература: 1. Карбонаты. Минералогия и химия. М.: Мир, 1987. 491с. 2. Кораго А.А. Введение в биоминералогию. СПб.: Недра,. 1992. 280 с. 3. Лузгин Б.Н., Комлева И.Б. Структура и эволюция желчных камней // Зап. ВМО, 1987. № 3. С. 347–357. 4. Sutor D.J., Wooley S.E. Gallstone of Unusual Composition: Calcite, Aragonite, and Varetite // Science, 1968. v.159. Р. 1113–1114.