Строссовит — редкий минерал¶

Строссовит — чрезвычайно редкий минерал класса галогенидов, единственный известный на сегодняшний день природный минерал, содержащий медь в степени окисления +2 в сочетании с кремнием и фтором. Его химическая формула — Ca₃Cu(SiO₄)₂F₂, что относит его к группе фторсодержащих силикатов кальция и меди. Минерал был впервые обнаружен в 2015 году в вулканических породах и получил официальное признание Международной минералогической ассоциации (IMA) как новый минеральный вид.

¶История открытия

Строссовит был найден в образцах вулканических шлаков, отобранных в кратере вулкана Толбачик на полуострове Камчатка (Россия). Открытие сделала группа исследователей, изучавших продукты Большого трещинного Толбачинского извержения 2012–2013 годов. Именно это извержение, ставшее одним из крупнейших на Камчатке за последние десятилетия, привело к образованию множества новых минеральных фаз, ранее не встречавшихся в природе.

Минерал назван в честь американского геохимика и минералога Майкла Стросса (Michael Struss), специалиста по редким минеральным видам и их кристаллохимии. Название утверждено комиссией IMA по новым минералам, номенклатуре и классификации. Официально вид зарегистрирован под номером IMA 2015-062.

¶Химический состав и кристаллография

Строссовит имеет формулу Ca₃Cu(SiO₄)₂F₂. В его структуре присутствуют:

• кальций (Ca) — в виде катионов, координированных атомами кислорода и фтора;
• медь (Cu) — в двухвалентном состоянии, что для природных минералов встречается относительно редко;
• кремний (Si) — в составе изолированных тетраэдрических групп SiO₄;
• фтор (F) — в качестве дополнительного аниона.

Кристаллическая структура минерала относится к островным силикатам: кремнекислородные тетраэдры не связаны между собой в цепочки или каркасы, а изолированы друг от друга. Пространство между ними заполняют катионы кальция и меди. Такая структура типична для ряда редких фторсиликатов.

Сингония строссовита — предположительно моноклинная или триклинная; точные параметры элементарной ячейки были установлены методом рентгеноструктурного анализа на микрокристаллах. Из-за крайне малых размеров зёрен полное структурное исследование потребовало применения современных методов электронной микроскопии и микрозондового анализа.

¶Физические свойства

Строссовит образует микроскопические кристаллы и их срастания, различимые лишь под микроскопом. Основные характеристики:

Зелёная окраска обусловлена присутствием двухвалентной меди в кристаллической решётке. Именно медь придаёт минералу характерный оттенок, схожий с окраской малахита и других медьсодержащих соединений.

¶Условия образования

Строссовит сформировался в экстремальных условиях вулканического извержения — при высоких температурах и активном взаимодействии горячих газов с породами. Такие процессы называются фумарольными: раскалённые вулканические газы, насыщенные фтором, хлором и другими летучими компонентами, проходят через трещины и отлагают минералы в виде возгонов и корок.

Для образования строссовита необходимы одновременно несколько условий:

• наличие меди в исходных породах или газовой фазе;
• высокое содержание фтора в вулканических газах;
• резкие перепады температуры, приводящие к быстрой кристаллизации;
• отсутствие воды, которая могла бы растворить или изменить новообразования.

Подобные условия редко складываются в природе, чем и объясняется исключительная редкость минерала.

¶Распространение и значение

На сегодняшний день строссовит достоверно известен лишь из типового местонахождения — Толбачика. Отдельные находки, возможно, связанные с этим минералом, обсуждались в научной литературе, но подтверждённых данных о других месторождениях нет.

Практического промышленного значения минерал не имеет из-за ничтожных количеств и микроскопических размеров выделений. Его ценность носит научный характер:

• он расширяет представления о минералогии меди и фтора;
• демонстрирует разнообразие фаз, образующихся в вулканических эксгаляциях;
• служит примером того, как современные извержения порождают новые минеральные виды.

Открытие строссовита стало частью более широкой волны находок на Толбачике: за годы изучения этого вулкана там описано несколько десятков новых минералов, что делает его одним из наиболее продуктивных объектов минералогических исследований в мире.

¶Методы изучения

Идентификация столь редких и мелких минералов требует комплекса аналитических методов:

1. Электронно-зондовый микроанализ — определяет химический состав и распределение элементов.
2. Рентгеноструктурный анализ — устанавливает параметры кристаллической решётки.
3. Рамановская спектроскопия — выявляет колебательные характеристики связей.
4. Сканирующая электронная микроскопия — даёт изображение морфологии кристаллов.

Совокупность этих методов позволяет отличить новый минерал от уже известных и обосновать его утверждение как самостоятельного вида.

¶Проблемы и дискуссии

Основная сложность в изучении строссовита — крайне малый объём доступного материала. Типовой образец представлен несколькими микрокристаллами, что ограничивает повторные исследования. Часть свойств установлена косвенно, а некоторые параметры остаются предметом уточнения. Кроме того, редкость минерала затрудняет проверку его находок независимыми группами учёных.

В минералогическом сообществе продолжаются споры о границах выделения новых видов: некоторые специалисты считают, что часть описанных фаз представляет собой лишь разновидности уже известных соединений. Однако по совокупности химических и структурных признаков строссовит признан самостоятельным минеральным видом.