Природные фосфиды как индикаторы эволюции вещества планетарных систем

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-17-00079

НазваниеПриродные фосфиды как индикаторы эволюции вещества планетарных систем

Руководитель Бритвин Сергей Николаевич, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №28 - Конкурс 2018 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-211 - Кристаллография и кристаллохимия минералов

Ключевые слова минерал, кристаллическая структура, кристаллохимия, рентгеноструктурный анализ, фосфид, метеорит, аномальное рассеяние

Код ГРНТИ38.35.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на комплексное кристаллохимическое и минералогическое исследование фосфидов – класса минералов, являющихся важными компонентами и индикаторами эволюции вещества планетарных систем. Целью проекта является установление взаимосвязей между кристаллохимическими характеристиками фосфидов и условиями их образования. Конкретной задачей является получение новых представительных экспериментальных данных по кристаллохимии и структурной минералогии новых земных и метеоритных фосфидов, которые и являются объектами исследования. Поскольку изучаются две различные по генезису группы фосфидов, то задача представлена двумя логическими блоками. Первый блок исследований предусматривает изучение кристаллохимии и минеральных парагенезисов новых земных фосфидов, открытых авторами в пирометаморфических толщах формации Хатрурим. Все открытые фосфиды относятся к космохимически важной системе Fe–Ni–P и при этом существенно расширяют её границы: атомное соотношение металл/фосфор в известных сейчас минералах, с учётом земных фосфидов, варьирует в весьма широких пределах, от 4/1 до 1/2. Следует отметить литосферный (а не мантийный) генезис открытых минералов, а также их ювенильный, в геологическом масштабе, возраст. Открытие современных земных фосфидов даёт основания полагать, что эти минералы могли формироваться и в восстановительных условиях ранней Земли. Что, в свою очередь, позволяет рассматривать земные (а не метеоритные) фосфиды в качестве потенциального источника низковалентного фосфора, который был необходим для геосинтеза пребиотических фосфорорганических соединений. Тематика второго блока исследований касается важнейшего изоморфного ряда Fe3P – Ni3P (шрейберзит – никельфосфид). Основной акцент в работе сделан на анализе заселённостей позиций металла (M1, M2 и M3) в структуре для всего природного ряда шрейберзит-никельфосфид. Для этого будут выполнены рентгеноструктурные исследования с использованием эффекта аномального рассеяния рентгеновских лучей на атомах Fe. В настоящее время в литературе полностью отсутствуют кристаллохимические данные по фосфидам ряда шрейберзит-никельфосфид из железо-каменных и каменных метеоритов. Опубликованные данные по структурной заселённости позиций фосфидов из железных метеоритов охватывают всего 8 наименований метеоритов, относящихся к трём химическим группам. Результаты исследований, выполненных на представительной выборке различных групп метеоритов позволят заполнить имеющийся пробел в области кристаллохимии важнейших минералов класса фосфидов. В рамках проекта будет использован широкий спектр современного аналитического оборудования. Минералы класса фосфидов являются природными аналогами синтетических фосфидов – соединений, широко применяемых в различных областях техники. Области использования фосфидов включают магнитные материалы, эффект адиабатического размагничивания, полупроводники и сверхпроводники. Наряду с этим, фосфиды активно используются в процессах гетерогенного катализа. Новые данные по кристаллохимии фосфидов, полученные в ходе выполнения настоящего проекта, могут быть использованы для интерпретации взаимосвязей состав-структура-свойства в синтетических фосфидах. Работы, опубликованные по результатам выполнения проекта, могут быть применимы в области минералогии, петрологии, геохимии, космохимии и биохимии планетарных систем, а также физики, химии и материаловедения.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Полеховский Ю.С., Кривовичев С.В., Верещагин О.С., Власенко Н.С., Шиловских В.В., Зайцев А.Н. Zuktamrurite, FeP2, a new mineral, the phosphide analogue of löllingite, FeAs2 Physics and Chemistry of Minerals (год публикации - 2018)
10.1007/s00269-018-1008-4

2. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Полеховский Ю.С., Кривовичев С.В., Кржижановская М.Г., Горелова Л.А., Верещагин О.С., Шиловских В.В., Зайцев А.Н. Murashkoite, FeP, a new terrestrial phosphide from pyrometamorphic rocks of the Hatrurim Formation, South Levant Mineralogy and Petrology (год публикации - 2018)
10.1007/s00710-018-0647-y

3. Бритвин С.Н., Шиловских В.В., Пагано Р., Власенко Н.С., Зайцев А.Н., Кржижановская М.Г., Ложкин М.С., Золотарёв А.А., Гуржий В.В. Allabogdanite, the high-pressure polymorph of (Fe,Ni)2P, a stishovite-grade indicator of impact processes in the Fe–Ni–P system Scientific Reports, volume 9, Article number: 1047 (2019) (год публикации - 2019)
10.1038/s41598-018-37795-x

4. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Полеховский Ю.С., Кривовичев С.В., Верещагин О.С., Шиловских В.В., Кржижановская М.Г. Negevite, the pyrite-type NiP2, a new terrestrial phosphide American Mineralogist, том 105 вып 3 стр. 422-427 (год публикации - 2020)
10.2138/am-2020-7192

5. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Полеховский Ю.С., Кривовичев С.В., Кржижановская М.Г., Верещагин О.С., Шиловских В.В., Власенко Н.С. Transjordanite, Ni2P, a new terrestrial and meteoritic phosphide, and natural solid solutions barringerite-transjordanite (hexagonal Fe2P-Ni2P) American Mineralogist, том 105 вып 3 стр. 428-436 (год публикации - 2020)
10.2138/am-2020-7275

6. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Полеховский Ю.С., Кривовичев С.В., Верещагин О.С., Шиловских В.В., Власенко Н.С., Кржижановская М.Г. Halamishite, Ni5P4, a new terrestrial phosphide in the Ni-P system Physics and Chemistry of Minerals, том 47 статья №3 (год публикации - 2020)
10.1007/s00269-019-01073-7

7. Бритвин С.Н., Верещагин О.С., Шиловских В.В., Кржижановская М.Г., Горелова Л.А., Власенко Н.С., Пахомова А.С., Зайцев А.Н., Золотарев А.А., Быков М., Ложкин М.С., Нестола Ф. Discovery of terrestrial allabogdanite (Fe,Ni)2P, and the effect of Ni and Mo substitution on the barringerite-allabogdanite high-pressure transition American Mineralogist (год публикации - 2020)
10.2138/am-2021-7621

8. Бритвин С.Н., Кржижановская М.Г., Золотарев А.А., Горелова Л.А., Оболонская Э.В., Власенко Н.С., Шиловских В.В., Мурашко М.Н. Crystal chemistry of schreibersite, (Fe,Ni)3P American Mineralogist (год публикации - 2020)
10.2138/am-2021-7766

9. Верещагин О.С., Панькин Д.В., Смирнов М.Б., Власенко Н.С., Шиловских В.В., Бритвин С.Н. Raman spectroscopy: a promising tool for the characterization of transition metal phosphides Journal of Alloys and Compounds, том 853, статья 156468 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jallcom.2020.156468

10. Бритвин С.Н., Кривовичев С.В., Оболонская Э.В., Власенко Н.С., Бочаров В.Н., Брюханова В.В. Xenophyllite, Na4Fe7(PO4)6, an exotic meteoritic phosphate: new mineral description, Na-ions mobility and electrochemical implications Minerals, Том 10, № 4, статья 300 (год публикации - 2020)
10.3390/min10040300

11. Бритвин С.Н., Кржижановская М.Г., Бочаров В.Н., Оболонская Э.В. Crystal chemistry of stanfieldite, Ca7M2Mg9(PO4)12 (M = Ca, Mg, Fe2+), a structural base of Ca3Mg3(PO4)4 phosphors Crystals, Том. 10, № 6, статья 464 (год публикации - 2020)
10.3390/cryst10060464

12. Бритвин С.Н., Мурашко М.Н., Вапник Е., Власенко Н.С., Кржижановская М.Г., Верещагин О.С., Бочаров В.Н., Ложкин М.С. Cyclophosphates, a new class of native phosphorus compounds, and some insights into prebiotic phosphorylation on early Earth Geology, v. 49 (год публикации - 2020)
10.1130/G48203.1

13. Бритвин С.Н., Галускина И., Власенко Н.С., Верещагин О.С., Бочаров В.Н., Кржижановская М.Г., Шиловских В.В., Галускин E., Вапник Е., Оболонская Э. Keplerite, Ca9(Ca0.5□0.5)Mg(PO4)7, a new meteoritic and terrestrial phosphate isomorphous with merrillite, Ca9NaMg(PO4)7 American Mineralogist (год публикации - 2020)

Публикации