zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2022-89-5-638-645zhps-1129Research ArticleСтатьиИЗУЧЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ И ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ДЕФЕКТОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ ТИПАХ КВАРЦА КАРЕЛИИ (РОССИЯ) МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИIR-SPECTROSCOPIC STUDY OF WATER AND HYDROGEN DEFECTS IN INDUSTRIAL QUARTZ TYPES OF KARELIA (RUSSIA)СветоваЕ. Н.SvetovaE. N.

Петрозаводск

Petrozavodsk

enkotova@rambler.ruПикулевВ. Б.PikulevV. B.

Петрозаводск

Petrozavodsk

ЛогиноваС. В.LoginovaS. V.

Петрозаводск

Petrozavodsk

Институт геологии Карельского научного центра РАНInstitute of Geology of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of SciencesПетрозаводский государственный университетPetrozavodsk State University202224092022895638645Copyright © Светова Е.Н., Пикулев В.Б., Логинова С.В., 20222022Светова Е.Н., Пикулев В.Б., Логинова С.В.Svetova E.N., Pikulev V.B., Loginova S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1129

Представлены результаты ИК-спектроскопического исследования содержания воды и водородсодержащих дефектов в гидротермальном и пегматитовом кварце известных кварцево-жильных объектов Карелии (Северо-Запад России), рассматриваемых в качестве потенциального источника высокочистого кварцевого сырья. Показано, что основное количество воды в анализируемом кварце находится в молекулярной форме, идентифицируются также ОН-группы, связанные с примесями алюминия, лития и бора в кристаллической решетке кварца. Наиболее предпочтительным для использования в качестве высокочистого кварцевого сырья является гранулированный кварц с наименьшим содержанием молекулярной воды и водородсодержащих комплексов.

The results of an IR spectroscopic study of the content of water and hydrogen defects in hydrothermal and pegmatite quartz from quartz-vein occurrences in Karelia (North-West Russia), considered as a promising source of high-purity quartz raw materials, are presented. It is shown that the main amount of water in the analyzed quartz is in molecular form, and OH groups associated with aluminum, lithium, and boron trace elements in the quartz lattice are also identified. Granular quartz with the lowest content of molecular water and OH-groups is the most preferred for use as a high-purity quartz raw material.

природный кварцИК-спектроскопияводородсодержащие дефектыкачество кварцаnatural quartzIR spectroscopyhydrogen defectsquartz qualityИсследования выполнены в рамках государственного задания Института геологии ФИЦ “Карельский научный центр РАН”.ReferencesQuartz: Deposits, Mineralogy and Analytics, Eds. J. Götze, R. Möckel, Springer, New York (2012) 29Quartz: Deposits, Mineralogy and Analytics, Eds. J. Götze, R. Möckel, Springer, New York (2012) 29Е. М. Аксенов, Н. Г. Быдтаева, Ю. И. Бурьянов, Ю. Г. Колмогоров, А. Е. Непряхин, И. Н. Нигматов. Разведка и охрана недр, № 9 (2015) 57—66Е. М. Аксенов, Н. Г. Быдтаева, Ю. И. Бурьянов, Ю. Г. Колмогоров, А. Е. Непряхин, И. Н. Нигматов. Разведка и охрана недр, № 9 (2015) 57—66Э. Ф. Емлин, Г. А. Синкевич, В. И. Якшин. Жильный кварц Урала в науке и технике, Свердловск, Средне-Уральское кн. изд-во (1988) 186Э. Ф. Емлин, Г. А. Синкевич, В. И. Якшин. Жильный кварц Урала в науке и технике, Свердловск, Средне-Уральское кн. изд-во (1988) 186Е. П. Мельников. Геология, генезис и промышленные типы месторождений кварца, Москва, Недра (1988)Е. П. Мельников. Геология, генезис и промышленные типы месторождений кварца, Москва, Недра (1988)В. А. Крейсберг, В. П. Ракчеев, Н. М. Серых, Л. А. Борисов. Разведка и охрана недр, № 10 (2007) 12—18В. А. Крейсберг, В. П. Ракчеев, Н. М. Серых, Л. А. Борисов. Разведка и охрана недр, № 10 (2007) 12—18N. G. Stenina, A. K. Gutakovskii, L. M. Plyasova. Geology of Ore Deposits, 42, N 1 (2000) 47—56N. G. Stenina, A. K. Gutakovskii, L. M. Plyasova. Geology of Ore Deposits, 42, N 1 (2000) 47—56A. Muller, M. Koch-Muller. Miner. Mag., 73, N 4 (2009) 569—583A. Muller, M. Koch-Muller. Miner. Mag., 73, N 4 (2009) 569—583A. Potrafke, R. Stalder, B. C. Schmidt, T. Ludwig. Contribut. Mineral. Petrol., 174, N 98 (2019), https://doi.org/10.1007/s00410-019-1632-0A. Potrafke, R. Stalder, B. C. Schmidt, T. Ludwig. Contribut. Mineral. Petrol., 174, N 98 (2019), https://doi.org/10.1007/s00410-019-1632-0R. Stalder, H. Von Eynatten, J. Costamoling, A. Potrafke, I. Dunkl, G. Meinhold. Sediment. Geology, 389 (2019) 121—126R. Stalder, H. Von Eynatten, J. Costamoling, A. Potrafke, I. Dunkl, G. Meinhold. Sediment. Geology, 389 (2019) 121—126R. Stalder. Eur. J. Mineral., 33 (2021) 145—163R. Stalder. Eur. J. Mineral., 33 (2021) 145—163Л. А. Данилевская, Л. С. Скамницкая, В. В. Щипцов. Кварцевое сырье Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2004)Л. А. Данилевская, Л. С. Скамницкая, В. В. Щипцов. Кварцевое сырье Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2004)В. П. Михайлов, В. Н. Аминов. Минерально-сырьевая база Республики Карелии, кн. 2, Петрозаводск, Карелия (2006) 55—69В. П. Михайлов, В. Н. Аминов. Минерально-сырьевая база Республики Карелии, кн. 2, Петрозаводск, Карелия (2006) 55—69Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, В. Б. Пикулев, О. В. Букчина. Записки Рос. минералог. об-ва, № 6 (2021) 113—132Е. Н. Светова, С. Н. Шанина, В. Б. Пикулев, О. В. Букчина. Записки Рос. минералог. об-ва, № 6 (2021) 113—132Л. А. Данилевская, А. В. Гаранжа. Геолого-технологические исследования индустриальных минералов Фенноскандии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2003) 29—38Л. А. Данилевская, А. В. Гаранжа. Геолого-технологические исследования индустриальных минералов Фенноскандии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (2003) 29—38А. И. Светова. Архейский вулканизм Ведлозерско-сегозерского зеленокаменного пояса Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (1988) 17—18А. И. Светова. Архейский вулканизм Ведлозерско-сегозерского зеленокаменного пояса Карелии, Петрозаводск, КарНЦ РАН (1988) 17—18Е. Н. Светова, Т. П. Бубнова, O. В. Букчина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 110—116, http://journals.krc.karelia.ru/index.php/thematic/article/view/1247Е. Н. Светова, Т. П. Бубнова, O. В. Букчина. Тр. КарНЦ РАН, № 6 (2020) 110—116, http://journals.krc.karelia.ru/index.php/thematic/article/view/1247В. А. Соколов, В. С. Куликов, М. М. Стенарь. Геология Карелии, Ленинград, Наука (1987) 172В. А. Соколов, В. С. Куликов, М. М. Стенарь. Геология Карелии, Ленинград, Наука (1987) 172К. А. Шуркин, Н. В. Горлов. Беломорский комплекс Северной Карелии и юго-запада Кольского полуострова (геология и пегматитоносность), Ленинград (1962) 147—152К. А. Шуркин, Н. В. Горлов. Беломорский комплекс Северной Карелии и юго-запада Кольского полуострова (геология и пегматитоносность), Ленинград (1962) 147—152A. Kats. Philips Res. Rep., 17 (1962) 201—279A. Kats. Philips Res. Rep., 17 (1962) 201—279R. D. Aines, G. R. Rossman. J. Geophys. Res., 89, N B6 (1984) 4059—4071R. D. Aines, G. R. Rossman. J. Geophys. Res., 89, N B6 (1984) 4059—4071G. R. Rossman. Phys. Chem. Minerals, 23 (1996) 299—304G. R. Rossman. Phys. Chem. Minerals, 23 (1996) 299—304A. K. Kronenberg. Rev. Mineral, N 29 (1994) 123—176A. K. Kronenberg. Rev. Mineral, N 29 (1994) 123—176N. G. Stenina. Bull. Geosci., 79, N 4 (2004) 251—268N. G. Stenina. Bull. Geosci., 79, N 4 (2004) 251—268C. Frigo, R. Stalder, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 43 (2016) 717—729, https://www.researchgate.net/publication/305712613_OH_defects_in_quartz_in_granitic_systems_doped_with_spodumene_tourmaline_andor_apatite_experimental_investigations_at_5-20_kbarC. Frigo, R. Stalder, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 43 (2016) 717—729, https://www.researchgate.net/publication/305712613_OH_defects_in_quartz_in_granitic_systems_doped_with_spodumene_tourmaline_andor_apatite_experimental_investigations_at_5-20_kbarM. C. Jollands, M. Blanchard, E. Balan. Eur. J. Mineral., 32 (2020) 311—323M. C. Jollands, M. Blanchard, E. Balan. Eur. J. Mineral., 32 (2020) 311—323M. A. Baron, R. Stalder, J. Konzett, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 42 (2015) 53—62, https://www.researchgate.net/publication/265381435_OH-point_defects_in_quartz_in_B-_and_Li-bearing_systems_and_their_application_to_pegmatitesM. A. Baron, R. Stalder, J. Konzett, C. A. Hauzenberger. Phys. Chem. Minerals, 42 (2015) 53—62, https://www.researchgate.net/publication/265381435_OH-point_defects_in_quartz_in_B-_and_Li-bearing_systems_and_their_application_to_pegmatitesY. Ito, S. Nakashima. Chem. Geol., 189 (2002) 1—18Y. Ito, S. Nakashima. Chem. Geol., 189 (2002) 1—18М. В. Штенберг, В. Н. Быков. Записки Рос. минералог. об-ва, № 3 (2009) 139—144М. В. Штенберг, В. Н. Быков. Записки Рос. минералог. об-ва, № 3 (2009) 139—144М. В. Штенберг. Литосфера, № 3 (2014) 102—111, https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/575/574М. В. Штенберг. Литосфера, № 3 (2014) 102—111, https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/575/574Л. А. Данилевская, Л. С. Скамницкая. Обогащение руд, № 5 (2009) 21—25Л. А. Данилевская, Л. С. Скамницкая. Обогащение руд, № 5 (2009) 21—25Л. С. Скамницкая, Е. Н. Светова, С. Н. Шанина. Обогащение руд, № 2 (2019) 20—26, https://www.researchgate.net/publication/333253625_The_effect_of_gas-liquid_inclusions_on_the_vein_quartz_grade_Vlianie_gazovo-zidkih_vklucenij_na_kacestvo_zilnogo_kvarcaЛ. С. Скамницкая, Е. Н. Светова, С. Н. Шанина. Обогащение руд, № 2 (2019) 20—26, https://www.researchgate.net/publication/333253625_The_effect_of_gas-liquid_inclusions_on_the_vein_quartz_grade_Vlianie_gazovo-zidkih_vklucenij_na_kacestvo_zilnogo_kvarcaВ. И. Якшин, Ю. Б. Корнилов, Г. А. Синкевич. Записки ВМО, ч. 105 (1976) 100—102В. И. Якшин, Ю. Б. Корнилов, Г. А. Синкевич. Записки ВМО, ч. 105 (1976) 100—102E. N. Kotova, V. P. Lyutoev, S. K. Kuznetsov. Geology of Ore Deposits, 50, N 7 (2008) 132—139, https://www.researchgate.net/publication/225548147_Aluminum_and_germanium_paramagnetic_centers_in_vein_quartz_and_rock_crystals_from_the_Subpolar_UralsE. N. Kotova, V. P. Lyutoev, S. K. Kuznetsov. Geology of Ore Deposits, 50, N 7 (2008) 132—139, https://www.researchgate.net/publication/225548147_Aluminum_and_germanium_paramagnetic_centers_in_vein_quartz_and_rock_crystals_from_the_Subpolar_UralsИ. Л. Комов, М. И. Самойлович. Докл. АН СССР, 246, № 2 (1979) 449—451И. Л. Комов, М. И. Самойлович. Докл. АН СССР, 246, № 2 (1979) 449—451

The authors declare that there are no conflicts of interest present.