Основные научные достижения лаборатории

1. Разработка новых методических подходов для интерпретации экспериментальных данных, полученных различными методами.

1.1 В области дифракционных методов:

Создан математический формализм и компьютерная программа для моделирования экспериментальных дифракционных картин от смешанослойных структур, структур, содержащих дефекты упаковки, и структур, в которых чередование разнотипных слоев сочетается с присутствием дефектов упаковки. Использование программы продемонстрировало ее высокую эффективность и обеспечило качественно новый уровень в структурном изучении слоистых минералов, что в свою очередь, позволило установить новые процессы и явления, связанные со структурным механизмом образования и преобразования минералов в различных природных обстановках (см. «Структурный механизм и динамика преобразования минералов»). Три важных преимущества отличают программу от известных в литературе:

Во-первых, дифракционные картины могут быть рассчитаны от смешанослойных структур и структур, содержащих трансляционные, ротационные дефекты упаковки без ограничений на число и тип сосуществующих слоев и/или трансляций, а также на порядок-беспорядок в их чередовании в рамках Марковской статистики;
Во-вторых, структурные, вероятностные и инструментальные параметры, используемые для расчета дифракционных картин от различных структурных моделей, имеют ясный физический смысл, что обеспечивает близкое соответствие рассчитанных и экспериментальных картин с низким фактором недостоверности для модели адекватной реальной структуре минерала;
В-третьих, моделирование экспериментальных дифрактограмм позволило впервые в практике исследования глин проводить их количественный фазовый анализ, т.е. определять содержания не только периодичных вдоль оси с*, но и смешанослойных.

Перечисленные возможности обеспечили качественно новый уровень в исследовании слоистых минералов с дефектными структурами.

Показано, что дифракция рентгеновских лучей от дефектных и, в частности, от смешанослойных структур имеет сильную тенденцию усреднять их структурные характеристики. Поэтому экспериментальной дифракционной картине могут соответствовать несколько картин, рассчитанных для принципиально разных моделей.
В этих условиях разработан оптимальный подход надежного определения структурных параметров смешанослойных минералов. Он состоит в моделировании дифракционных картин от одного и того же образца, подвергнутого разным обработкам (насыщению разными обменными катионами, гликолированию, нагреванию и т.п.). Такие обработки изменяют положение и интенсивность базальных отражений, но не последовательность чередования разнотипных слоев. Структурная модель считается адекватной реальной структуре минерала, если при максимально возможном соответствии экспериментальных и рассчитанных дифракционных картин, соответствующих разным препаратам образца, вероятностные параметры смешанослойных структур, равно как и содержание всех фаз в образце, окажутся одинаковыми.

Ниже приводятся результаты сравнения экспериментальных дифракционных картин с рассчитанными (красная кривая) для иллит-смектит-вермикулит и иллит-тобелит-смектит-вермикулит смешанослойных минералов.

Уникальной особенностью метода является возможность выявления нескольких сосуществующих смешанослойных минералов, а также определять количественные содержания как периодических вдоль оси с, так и каждой из смешанослойных фаз.

Создан математический формализм и соответствующая программа для моделирования дифракционных картин от периодических и смешанослойных кристаллов, внешняя поверхность которых образована слоями, отличающимися по структуре и составу от слоев матричного кристалла (совместно с А. Плансоном и Б. Лансоном, Франция). Ниже приводится пример влияния на дифракционные эффекты микрокристаллов хлорита, внешние слои которых представлены либо бруситовыми (0:1) либо тальковыми (2:1) либо 0:1 и 2:1 слоями.

Разработана методика количественного определения содержания и распределения катионов NH4 и K в слюдистых межслоях NH4-содержащих смешанослойных иллит-смектитах, позволившая впервые установить существование в природе трех- (иллит-тобелит-смектит) и четырех-(иллит-тобелит-смектит-вермикулит) компонентных смешанослойных структур (совместно с Х. Линдгреном, Дания).

Разработаны дифракционные критерии, позволяющие различать полиморфные и политипные модификациии диоктаэдрических слюд, состоящих из центросимметричных транс-вакантных (tv) и нецентросимметричных цис-вакантных (cv) 2:1 слоев. Использование этих критериев позволяет не только различать сv 1М и tv 3Т модификации, но и устанавливать структуры с чередующимися tv и cv 2:1 слоями.

Разработан математический формализм и компьютерная программа для моделирования двумерного распределения интенсивности рефлексов в картинах электронографического метода косых текстур. Сочетание этого моделирования с электронометрической регистрацией интенсивности рефлексов создало принципиально новые возможности для проведения структурных исследований тонкодисперсных слоистых минералов электронографическим методом косых текстур (совместно с А. Плансоном, Франция).
Сформулированы дифракционные критерии применимости кинематического приближения при структурном изучении новых и слабо изученных высокодисперсных минералов методом микродифракции электронов. Использование этих критериев позволило впервые в практике микродифракционных исследований определить структуры новых высокодисперсных минералов и минеральных разновидностей, структурное изучение которых другими дифракционными методами оказалось невозможным.
Теоретический анализ в сочетании с экспериментальными наблюдениями показал, что интенсивности рефлексов «точечных» электронограмм могут быть использованы для определения структурных факторов, если близкое распределение интенсивностей рефлексов наблюдается на электронограммах, полученных от разных микрочастиц одного и того же образца.
Разработана методика и создана программа для расчета рентгеновских дифракционных картин от дефектных структур, в которых чередование разнотипных слоев и распределение дефектов упаковки не подчиняется статистике Маркова. В таких структурах каждый микрокристалл в образце содержит одно и то же количество чередующихся с разной степенью порядка-беспорядка слоев и/или дефектов упаковки разного типа (совместно с А. Плансоном).
Развит математический алгоритм для регистрации и расчета распределения интенсивности вдоль каждого hk стержня в случае дифракции рентгеновских лучей от высокоориентированных порошковых препаратов слоистых минералов (совместно с А. Плансоном, Д. Чубарь и К. Чубарем, Франция).
Разработана методика полуколичественного определения tv и cv 2:1 слоев в диоктаэдрических слюдах и иллит-смектитах, основанная на взаимосвязи между положением hkl (k ≠ 3n) рефлексов и соотношением сосуществующих разнотипных слоев (Совместно с Д. МакКарти, США).
Принципы Меринга, описывающие поведение базальных рефлексов в случае смешанослойных структур, состоящих из слоев разной высоты, обобщены на случай поведения не базальных рефлексов от дефектных слоистых структур, в которых чередуются две трансляции, описывающие упаковку слоев одинаковой высоты, но разной структуры. Согласно этим обобщениям, небазальные hkl рефлексы расположены между ближайшими hkl рефлексами периодических фаз, чьи слои чередуются в анализируемой структуре. Позиции этих рефлексов зависят от относительной концентрации переслаивающихся межслоевых трансляций. Данные принципы успешно использовались при определении дефектов упаковки в различных слоистых силикатах, бернесситовых структурах и слоистых двойных оксигидроксидах – гидроталькитоподобных минералах.

1.2 В области спектроскопических методов:

Впервые с единых позиций разработана методика интерпретации инфракрасных (ИК) спектров диоктаэдрических слюд, смешанослойных иллит-смектитов и смектитов разнообразного химического состава в области валентных колебаний (ОН) групп. Показано, что коэффициенты поглощения одинаковы для всех индивидуальных компонент спектра в данной области и поэтому их интегральные интенсивности пропорциональны содержанию соответствующих типов пар октаэдрических катионов, связанных через ОН- группы (Al – OH – Fe²⁺, Mg – OH –Fe³⁺ и т.п.). Положение индивидуальных ОН пиков в каждой из перечисленной групп минералов соотнесено с конкретными типами катионных пар.

Mean positions of OH stretching bands corresponding to specific cation pairs for dioctahedral micas and smectites.

Band	Mica*	Smectite^†	e.s.d.^‡

Fe²⁺OHFe²⁺	3505
Fe²⁺OHFe³⁺	3521
Fe³⁺OHFe³⁺	3535	3538	4
Fe³⁺OHFe³⁺		3556	5
Fe³⁺OHFe³⁺		3573	5
MgOHFe³⁺	3559	3580	1
AlOHFe³⁺	3573	3593	4
MgOHMg	3583	3588	3
AlOHMg	3604	3607	4
AlOHAl	3621	3628	4
AlOHAl	3641	3652	4
AlOHAl	3658
pyr.-like
AlOHFe³⁺	3652	3653	5
AlOHAl	3675	3673	4
AlOHAl		3693	5

* Besson and Drits (1997)
† Zviagina et al. (2004)
‡ estimated standard deviations for OH band positions in smectite spectra (cm-1)

Показана несостоятельность традиционной интерпретации Мессбауэровских спектров Fe-содержащих диоктаэдрических слюд, согласно которой дублеты Fe³⁺ соотносились с заселенностью этими катионами транс- и цис-октаэдров слюдистых 2:1 слоев. Структурные исследования показали, что транс-октаэдры в структуре Fe³⁺-содержащих диоктаэдрических слюд являются вакантными.
Впервые разработан подход к интерпретации Мессбауэровских спектров транс-вакантных Fe-содержащих слюдистых минералов разного состава (Fe-иллитов, глауконитов, селадонитов). Показано, что основной вклад в значения квадрупольных расщеплений как для Fe³⁺ так и для Fe²⁺ катионов определяется степенью локальных искажений их октаэдров, которые в свою очередь зависят от природы изоморфных катионов, ближайших к Fe³⁺ и Fe²⁺. Принципиально новым в этом подходе является то, что индивидуальные значения квадрупольных расщеплений Fe³⁺ и Fe²⁺ определены для всех возможных конкретных локальных катионных окружений центральных катионов Fe³⁺ и Fe²⁺, соответственно.

The assignment of the individual Fe³⁺- Fe²⁺-quadrupole splittings,Δ_i, expected in Mössbauer spectra of dioctahedral trans-vacant micaceous minerals to local arrangements of the octahedral cations.

Local cationic arrangement	Δ_i, mm/s
Local cationic arrangement	Fe³⁺	Fe²⁺
3Fe²⁺	0.	1.2
2Fe²⁺Mg	0.13	1.4
3Fe³⁺	0.17	1.61
2MgFe²⁺	0.26	1.7
2Fe³⁺Al	0.33	1.85
2Fe²⁺Fe³⁺	0.34	1.87
3Mg	0.39	1.9
MgFe²⁺Fe³⁺	0.48	2.1
2Fe²⁺Al	0.49	2.3
2AlFe³⁺	0.51	2.49
2MgFe³⁺	0.61	2.6
AlMgFe2+	0.63	2.65
2Fe³⁺Fe²⁺	0.65	2.75
3Al	0.74	2.84
2MgAl	0.78	2.85
2Fe³⁺Mg	0.79	2.87
AlFe²⁺Fe³⁺	0.86	2.87
AlMgFe³⁺	1.02	2.87
2AlFe²⁺	1.06	2.9
2AlMg	1.40	2.96

Создана компьютерная программа для моделирования двумерного катионного распределения в диоктаэдрических tv 2:1 слоистых силикатах, основанная на данных, полученными спектроскопическими и дифракционными методами. Необходимость в такой программе продиктована тем, что каждый спектроскопический метод обеспечивает лишь частичную информацию о локальном порядке-беспорядке в распределении изоморфных катионов. Программа служит своеобразным «мостиком» соединяющим результаты разных методов таким образом, чтобы полученная в результате картина распределения изоморфных катионов удовлетворяла данным каждого из использованных методов. Использование программы позволило

Реконструировать реальную картину двумерного распределения изоморфных катионов диоктаэдрических 2:1 слоистых силикатах разнообразного состава (Fe-иллитах, глауконитах, селадонитах, иллит-смектитах);

Pattern of two-dimentional cation distribution for sample ES from Cambrian oil-source shales of the Baltic region. The Al-bearing matrix contains Fe clusters and much larger clusters of mixed cation composition having tendency to regular alternation of di- and trivalent cations.

Впервые выявить широкое распространение в их структурах доменов разного состава и с разным ближним порядком в распределении изоморфных катионов;
Проанализировать динамику изменений ближнего и дальнего порядка в распределении изоморфных катионов на разных стадиях катагенетического изменения смешанослойных иллит-смектитов.

Mechanism of the Fe³⁺ reduction-replacement during diagenetic transformation of I-S.

1.3 В области структурного моделирования:

Анализ оригинального и литературного материала, посвященного уточнению кристаллических структур диоктаэдрических слюд и хлоритов разного состава и разных политипных модификаций позволил выявить определенные закономерности и зависимости как между структурными параметрами, так и между этими параметрами и катионным составом исследуемых минералов. На основе этих данных созданы алгоритмы и соответствующие программы, позволяющие моделировать атомные позиции слюд политипных модификаций 1М и 2М₁ если их катионный состав и параметры элементарных ячеек известны. Сравнение рассчитанных межатомных расстояний с расстояниями, определенными на основе уточнения структур дифракционными методами показало их совпадение в пределах двух стандартных отклонений. Важным достоинством программ является то, что они позволяют предсказывать атомные позиции и межатомные расстояния как для транс-, так и для цис-вакантных слюдистых модификаций. Моделирование структур диоктаэдрических слюд используется для интерпретации дифракционных и спектроскопических данных, для выявления структурных и кристаллохимических факторов, ответственных за стабильность транс- и цис-вакантных 1М иллитов, для моделирования структуры 2М₁ и 3Т с чередующимися tv и cv слоями, для выявления дифракционных эффектов, характерных для политипных и полиморфных модификаций слюд.

1.4. В области термического анализа:

Разработан новый подход к интерпретации термических эффектов от диоктаэдрических тонкодисперсных слюд, смектитов и иллит-смектитов, основанный на структурных особенностях 2:1 слоев с вакантными транс- и цис-октаэдрами. Показано, что процесс дегидроксилации цис-вакантных 2:1 слоистых силикатов принципиально отличается от дегидроксилации транс-вакантных минералов, что обусловливает разную температуру их эндотермических эффектов. Процесс дегидроксилации tv 2:1 слоистых силикатов происходит в одну стадию, когда две соседние ОН группы, образующие поделенное ребро заселенных цис-октаэдров, участвуют в реакции 2(ОН) > Н2О + Орез. В случае цис-вакантных 2:1 силикатов процесс дегидроксилации двухстадийный: на первой стадии происходит образование молекул воды по упомянутой выше схеме, тогда как на второй – октаэдрические катионы мигрируют из бывших транс-октаэдров в цис-позиции. В результате для дегидроксилации цис-вакантных 2:1 слоистых силикатов требуется бoльшая термальная энергия и поэтому температура дегидроксилации этих минералов на 100-200оС выше соответствующей температуры транс-вакантных иллитов, смектитов и иллит-смектитов.
Разработана методика определения сосуществующих цис- и транс-вакантных 2:1 слоев в иллитах, смектитах и иллит-смектитах, основанная на температуре их дегидроксилации. Показано, что температура дегидроксилации tv слоев ниже или равна 600оС, тогда как соответствующая температура для сv слоев выше 600оС, причем площади под соответствующими пиками дегидроксилации пропорциональны содержанию tv и cv 2:1 слоев в структуре минерала. Из-за турбостратической структуры многих иллит-смектитов и смектитов определение tv и cv 2:1 слоев в этих минералах возможно только с помощью данного метода.

1.5. Определение усредненных структурных формул смешанослойных иллит-смектитов

Разработаны методики определения структурных формул иллит-смектитов, иллит-тобелит-смектитов и иллит-смектит-дитриоктаэдрических хлоритов, находящихся в смеси с другими минералами, на основе данных химического анализа, моделирования дифракционных картин и результатов интерпретации Мессбауэровских, ИК и ЯМР спектров.

2. Структурный механизм и динамика преобразования минералов – индикаторов геологических процессов и обстановок

На примере нефтематеринских верхнеюрских пород Северного моря и кембрийских отложений Балтийского региона установлено, что процесс образования нефти сопровождается не иллитизацией, а тобелитизацией смектитов, т.е. увеличение слюдистых слоев в смешанослойных структурах происходит исключительно за счет селективной фиксации катионов аммония в бывших смектитовых межслоях и образования тобелитовых слюдистых слоев. Эти минералы могут рассматриваться как индикаторы нефтематеринских пород, в которых по разным причинам не сохранились следы нефти, но сохранилась специфика смешанослойных фаз, содержащих тобелитовые слои. Показательно, что независимо от локализации, глубины погружения и температуры содержание К-иллитовых слоев в смешанослойных фазах оказалось одним и тем же. Это свидетельствует, во-первых, о твердофазовом процессе эпигенетического преобразования смешанослойных фаз, а во-вторых, об общем источнике сноса обломочного материала.
Выявлена структурно-кристаллохимическая специфика смешанослойных иллит-смектитов вулканического происхождения, что позволило установить проявления вулканизма в верхнеюрских отложениях Восточной Гренландии.
Проведено детальное изучение структурно-кристаллохимических особенностей глинистых минералов, слагающих граничный слой, разделяющий меловые и третичные отложения в районе Stevns Klint (Дания) и характеризующийся высокой иридиевой аномалией. Показано, что исходный материал, по которому формировались глинистые минералы граничного слоя, имеет не внеземное (связанное с метеоритным импактным стеклом), а вулканическое происхождение (совместно с Х. Линдгреном, Дания).
Проведено детальное исследование структурных и кристаллохимических особенностей глинистых минералов, выделенных из карбонатных пород третичного и мелового возраста Центрального трога, где находятся основные нефтяные резервуары Северного моря. Полученные результаты позволили пересмотреть имеющиеся в литературе противоречивые представления о природе глинистых минералов в изученных меловых отложениях и показать, что их основные постседиментационные преобразования связаны не только с иллитизацией смектитов, как это считалось ранее, а с процессами хлоритизации, т.е. с образованием смешанослойных иллит-смектит-судоит, аутигенного тосудита и судоита. Существование иллит-смектит-дитриоктаэдрического хлорита обнаружено впервые. Установлен структурный механизм изученных минералов (совместно с Х. Линдгреном, Дания).
Детальное структурно-кристаллохимическое изучение смешанослойных иллит-смектитовых минералов на разных стадиях их постседиментационного преобразования позволило пересмотреть традиционную модель иллитизации смектитов. На примере изучения глинистых минералов из осадочных пород олигоцен-миоценового возраста (залив Коуст, США). Сланцы данного бассейна являются эталонными для решения поставленной задачи, поскольку характеризуются литологической однородностью и представляют собой закрытую систему, в которой химический состав не меняется с глубиной. Показано, что на начальных стадиях постседиментационного преобразования (до 4000м) глинистое вещество представляет смесь смектита и иллит-смектита с неупорядоченным чередованием разнотипных слоев. Увеличение глубины погружения сопровождается растворением смектита и увеличением содержания иллит-смектита при незначительном росте иллитовых слоев. Дальнейшее увеличение глубины погружения сопровождается двумя параллельными процессами: перекристаллизацией части неупорядоченного иллит-смектита и образованием иллит-смектита с максимально возможным при R = 1, а затем и R = 2 порядком в чередовании разнотипных слоев. Освободившиеся при этом катионы Mg адсорбируются смектитовыми межслоями оставшейся части неупорядоченного иллит-смектита (совместно с Б. Лансоном, Франция).
Созданы геокристаллохимические классификации диоктаэдрических слюд, смектитов, хлоритов и корренситов, т.е. проанализированы взаимосвязи между структурой, составом и особенностями формирования породообразующих глинистых минералов в разных обстановках континентов и океанов (совместно с А.Г. Коссовской).
Установлена кристаллохимическая специфика минералов, сформировавшихся в разных фациально-климатических условиях, в том числе на разных стадиях эвапоритовой седиментации, что позволило реконструировать истории формирования глинистых минералов в контрастных обстановках (совместно с А.Г.Коссовской, Т.Н.Соколовой).
Детально изучены структурно-кристаллохимические и морфологические особенности глинистых минералов, окислов и гидроокислов Fe и Mn, что способствовало реконструкции динамики формирования этих минералов в рудоносных осадках Красного моря (совместно с Г.Ю. Бутузовой).
Для выявления взаимосвязи между распределением кристаллов по размерам и условиями их роста проведено компьютерное моделирование этих распределений, возникающих при зародышеобразовании и росте кристаллов, при росте кристаллов в открытых и закрытых системах, при разной концентрации «строительного» материала в растворах, когда рост кристаллов происходит по закону пропорционального эффекта и вызревания по Освальду (совместно с Д. Эберлом, США и Я. Шродоном, Польша).
Осуществлено компьютерное моделирование процесса иллитизации смектитов, воспроизводящего в деталях структурные особенности природных смешанослойных иллитов в бентонитах и гидротермальных системах. Моделирование осуществлено на основе реконструкции экспериментально наблюдаемого распределения иллитовых фундаментальных частиц в модели роста частиц в открытой системе с ограниченным поступлением в раствор «строительного» материала (совместно с Я. Шродоном, Польша и Д. Эберлом, США).

3. Структурные и кристаллохимические особенности природных и синтетических минералов

Впервые установлена ленточно-цепочечная структура трехцепочечного силиката, являющегося промежуточным звеном между слюдами, тальком, с одной стороны, и амфиболами, с другой.
Показано, что палыгорскит имеет диоктаэдрическую структуру; установлены новые политипные модификации ряда диоктаэдрических и дитриоктаэдрических хлоритов; раскрыто политипное разнообразие 2М₂ гумбелита; расшифрована природа структурных модуляций кимрита; проведено уточнение структур 1М биотита, Mn-содержащего 2М₁ мусковита, талька, одно- и двухпакетного хлоритов, ряда хрупких слюд; определены структурные особенности лейкофиллита; установлено, что чароит относится к новому минералу; определена структура точилинита и однослойного валлериита (совместно с Н.И. Органовой), феррипирофиллита (совместно с Б.Б. Звягиным и Ф.В. Чухровым), триоктаэдрической слюды необычного состава и строения Na(Si_3.5Mg_0.5)Mg₃O₁₀(OH)₂ (совместно с Э.Н. Корытковой) и т.п.
Впервые в практике структурных исследований глинистых минералов электронографическим методом косых текстур с применением электронометрического измерения интенсивности электронов уточнены структуры 1М селадонита, 1М фенгита и 2М₁ иллита с такой же точностью, как крупнокристаллические слюды. Уточнены не только координаты «тяжелых» атомов, но в каждой структуре впервые установлены позиции протонов.
Методом моделирования экспериментальных порошковых дифрактограмм изучена фазовая, структурная и кристаллохимическая неоднородность высокотемпературных К-бернесситов, синтезированных в интервале температур 200-1000^оС. Установлены основные факторы, ответственные за появление каждой из указанных выше неоднородностей (совместно с А.К. Гойло, А. Мансо, Б. Лансоном).
Установлена природа дефектов упаковки каолинитовых минералов. Показано, что их структурная неупорядоченность связана с чередованием в едином кристалле энантиаморфных В слоев, среди которых в небольшом количестве встречаются С слои. Другим фактором понижения общей структурной неупорядоченности является возможность сосуществования в образце высоко- и низко- структурно упорядоченных каолинитовых фаз (совместно с А. Плансоном, Франция). Проведено теоретическое обобщение возможных дефектов упаковки в каолиновых минералах, основанное на анализе взаимосвязей между структурными особенностями каолинитовых слоев и их упаковкой в структуре (совместно с Б.Б. Звягиным).
Проведено уточнение структуры диккита с определением позиций протонов.
Впервые установлены атомные позиции и параметры элементарной ячейки цис-вакантного (cv) 1M иллита. Сформулированы дифракционные критерии, отличающие транс-вакантные (tv) 1М и 3Т иллиты от их cv 1М полиморфной разновидности.
Показано, что в отличие от транс-вакантных селадонитов, глауконитов и лейкофиллитов, 1М иллиты и иллитовые фундаментальные частицы I-S могут состоять из tv, cv и переслаивающихся tv и cv слоев. Установлены структурные и кристаллохимические факторы, обуславливающие существование cv 1М иллитов. Среди них – высокое содержание Al в октаэдрах и тетраэдрах и структура межслоев, эквивалентная стабильной структуре 2М₁ мусковита.
Осуществлен вывод всех возможных политипных модификаций бернесситоподобных минералов с периодом вдоль оси с в один, два и три слоя, и с гексагональной и ортогональной симметрией слоев. Установлены дифракционные критерии для идентификации политипных разновидностей, отличающихся составом слоев и межслоев.
Определена и уточнена структура однослойного триклинного Na-бернессита, синтезированного при высоких рН, а также с помощью синхротронного излучения и микродифрактометра ID 13 уточнена структура микромонокристалла К-бернессита. Определены структуры бернесситов, синтезированных при высоких и низких рН, а также структурные механизмы фазовых переходов при уменьшении рН.
Изучение природных и синтетических филломанганатов, содержащих катионы тяжелых металлов (Co, Zn, Cd, Pl, Cu), позволило локализовать их структурные позиции и на атомном уровне установить механизм селективного поглощения токсичных катионов этими минералами. Полученные результаты показали, что благодаря исключительно высокой способности филломанганатов извлекать из окружающей среды катионы тяжелых металлов, эти минералы контролируют распределение токсичных элементов в почвах и водоемах (совместно с А. Мансо и Б. Лансоном, Франция).
Установлена природа сверхпериодичности и структурных модуляций в структуре бернесситов, синтезированных при высоких рН и содержащих межслоевые катионы разной природы (Na, Ca, Sr, Ba и т.п.) (совместно с А. Мансо и Б. Лансоном, Франция).
Установлена новая форма структурных дефектов в слоистых минералах, при которой латерально несоразмерные в направлении оси а слоистые фрагменты разного состава и структуры неупорядоченно чередуются вдоль оси с (совместно с А.-Л.Галло, Франция).
Установлена зависимость политипного разнообразия и природы дефектов упаковки бернесситов от условий их образования, а также определен состав и пространственное распределение разновалентных катионов Mn и слоевых вакансий для каждой изученной разновидности (совместно с А. Мансо и Б. Лансоном, Франция).
Осуществлен вывод политипных модификаций гидроталькитоподобных минералов и установлены дифракционные критерии для их идентификации. Установлен ряд новых разновидностей этих минералов.
Сформулированы дифракционные критерии, позволяющие отличать иллиты и иллит-смектиты, в которых чередуются tv и cv слои, от разновидностей, в которых октаэдрические катионы 2:1 слоев неупорядоченно распределены по цис- и транс-октаэдрам в пределах индивидуальных слоев.

Изучение динамики и структурных преобразований иллит-смектитов из гидротермальных отложений Долна Вес (Словакия). Показано, что иллитизация смектитов сопровождается увеличением tv и уменьшением cv 2:1 слоев.

Комплексом методов изучены структурные и кристаллохимические особенности окисленного нонтронита. Впервые надежно установлено, что транс-октаэдры 2:1 слоев этого минерала вакантны. Реконструкция двумерного распределения изоморфных катионов позволила объяснить отсутствие магнитного порядка при Т < 5^oK. Изучен структурный механизм преобразования нонтронитов в восстановительных условиях и предложена новая модель, позволяющая количественно описать кинетику структурных преобразований при восстановлении Fe3+ как в нонтронитах так и в Fe3+-содержащих бейделлитах и монтмориллонитах. Показано принципиальное отличие структурных механизмов восстановления Fe3+ в Fe3+-содержащих транс-вакантных нонтронитах–бейделлитах и цис-вакантных монтмориллонитах (совместно с А. Мансо, Франция).