11.02.2022
Минерал болотинаит (прежнее название F-содалит) утвержден 03.12.2021 Комиссией по новым минералам, номенклатуре и классификации Международной Минералогической Ассоциации (IMA). Минерал назван в честь ведущего научного сотрудника лаборатории рентгеноструктурного анализа Института кристаллографии имени A.B. Шубникова РАН – Надежды Борисовны Болотиной.
Кристаллы болотинаита встречаются в полостях вулканического выброса в пемзовом карьере Ин ден Деллен (Зигловски), в 1,5 км к северо-востоку от Мендига, палеовулкан Лахер Зее, регион Айфель, Рейнланд-Пфальц, Германия. Минерал относится к группе содалита. Идеализированная химическая формула (Na6K)(Al6Si6O24)F·4H2O. Кроме этих основных химических элементов, в малых количествах присутствуют Ca, Cl, сера в тетраэдрах SO4, молекулы СO2. Цвет кристаллов варьирует от бледно-желтого до почти бесцветного или светло-лососевого. Предположительно, желтоватый оттенок обусловлен следовым количеством анион-радикалов серы S2-. Болотинаит, единственный среди содалитов, содержит несвязанный фтор в большом количестве, из-за чего и отнесен к новым минералам. Симметрия структуры кубическая \(I\bar 4 3m\), параметр элементарной ячейки около 9 ангстрем.
Казалось бы, свободно выросший кубический кристалл должен быть изометричным. Однако, кристаллы болотинаита часто удлиненные, с псевдогексагональной огранкой. Лишь один из двух кристаллов на правом рисунке частично близок к ромбододекаэдру – типичной простой форме кубического кристалла. Необычная форма и огранка кристаллов объясняется двойникованием, когда две кубические решетки связаны поворотом на 180 градусов вокруг пространственной диагонали одной из них. Двойники роста (growth twins) или двойники прорастания (penetration twins) встречаются и среди других содалитов, но болотинаит и нозеан двойникуются чаще других. Возможности для двойникования в содалитах были исследованы учеными ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, в том числе и Н.Б. Болотиной, методами рентгеноструктурного анализа.
Надежда Борисовна работает в Институте кристаллографии имени A.B. Шубникова с 1972 года. Она была в числе первых ведущих разработчиков программного обеспечения для целого ряда рентгеновских и нейтронных дифрактометров, а также новых методов и программ для структурного анализа монокристаллов.
Специалисты по так называемым апериодическим кристаллам, к числу которых относятся и кристаллы с модулированной структурой, составляют небольшую часть от общего числа кристаллографов в мире, в России их буквально единицы, хотя природные и синтетические кристаллы с модулированной структурой встречаются довольно часто. Пример тому – опыт Н.Б. Болотиной, которая никогда не искала модулированные кристаллы специально, а брала и продолжает брать образцы из общего «потока» кристаллов, типичного для структурной лаборатории. Среди исследованных ею модулированных кристаллов есть минералы, синтетические кристаллы с ионной проводимостью, интерметаллиды, а структурные модуляции носят как несоразмерный, так и соразмерный характер.
«Мне в свое время много пришлось заниматься структурами содалитов, более всего структурами лазуритов, минералов из той же группы. Моя «узкая» специализация – кристаллы с модулированной структурой, а лазуриты в этом смысле просто находка. Они все модулируют, без исключения, и разными способами. Главная «виновница» сера, которая входит в состав лазуритов в разных формах и заселяет полости как ей удобно, нисколько не считаясь с кубической симметрией каркаса. Кроме того, в состав лазуритов входят разновалентные катионы Na+ и Ca2+, из-за чего беспорядок в полостях еще усиливается. Работать с этими структурами было крайне сложно, но со временем появилась новая информация, обновилось оборудование, и я планирую продолжить исследования» – рассказывает Надежда Борисовна.
Микрофотографии болотинаита. Слева: призматические двойники роста, соединенные по боковым граням. Размер поля 1 мм.
Справа: призматический и изометричный индивидуумы. Размер поля 0.4 мм. Фотограф Марко Букхардт.