Mineralogical and geochemical characteristics of drinking water salt deposits

The article presents the research results on the features of element and mineral composition of salt deposits (limescale) formed in household conditions in heat exchanging equipment. The major part of limescale is represented by two species of calcium carbonate - calcite and aragonite. We have shown that high concentrations of chemical elements in the limescale promote the formation of their own mineral forms (sulphates, silicates, native forms) in salt deposits. Detecting such mineral formations suggests the salt deposits of drinking water to be a long-term storage media which can be used in the course of eco-geochemical and metallogenic studies

Mechanochemical Preparation of Slow Release Fertilizer Based on Glauconite–Urea Complexes

We investigated the mechanochemical synthesis of complex slow release fertilizers (SRF) derived from glauconite. We studied the effectiveness of the mechanical intercalation of urea into glauconite using planetary and ring mills. The potassium-nitric complex SRFs were synthesized via a mechanochemical method mixing glauconite with urea in a 3:1 ratio. The obtained composites were analyzed using X-ray diffraction analysis, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence analysis, and infrared spectroscopy. The results show that as duration of mechanochemical activation increases, the mineralogical, chemical, and structural characteristics of composites change. Essential modifications associated with a decrease in absorbed urea and the formation of microcrystallites were observed when the planetary milling time increased from 5 to 10 min and the ring milling from 15 to 30 min. Complete intercalation of urea into glauconite was achieved by 20 min grinding in a planetary mill or 60 min in a ring mill. Urea intercalation in glauconite occurs much faster when using a planetary mill compared to a ring mill

Glauconite from upper cretaceous formations of Varvarinskoe deposit (Turgay depression, Northern Kazakhstan)

Glauconite is the dioctahedral micaceous mineral with a high Fe content and structure of 2:1 layers linked by interlayer K cations. Wide distribution among marine sedimentary deposits and specific structural and chemical features of glauconites attract considerable attention of scientists both for paleogeographic reconstructions and for practical economical applications. The main aim of the study is a detailed investigation of mineralogical and structural-chemical characteristics of glauconite from the Upper Cretaceous formations of the Varvarinskoe deposit to determine origin of glauconite and to obtain initial information about possibilities of its practical applications. The methods: scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, X-ray fluorescence analysis, optical microscopy and petrographic analysis. As a result of this investigation the following main conclusions were obtained. The formation of glauconite-quartz sandstones and sands occurred in coastal facies near the terrigenous input in dysoxic and anoxic conditions. The studied rocks mainly consist of glauconite (9,2...9,4 %) and terrigenous quartz (82,6...86,8 %). Glauconite is characterized by the following chemical composition (%): K2O - 6,73…8,89, SiO2 - 49,61…55,99, Fe2O3(total) - 19,36…26,85, MgO - 3,26…4,91, Al2O3 - 3,90…7,31. The total content of adsorption and crystallization water is 3,46 and 7,12 %, respectively, according to the thermal analysis. Glauconite is evolved and highly evolved by degree of maturity. Glauconite is in situ origin. The glauconitization proceeded along the organic substrate according to the «verdissement» model due to chemical diffusion and transformation of the initial ferrous and ferrous-aluminum smectite, as evidenced by the structural and crystallochemical characteristics of glauconite. The studied structural and chemical characteristics of glauconite of the Varvarinskoe deposit indicate the possibility of its practical applications

Mineralogy and geochemistry of tonstein from coal seam Novy-1a, Kharanor deposit (Zabaykalsky Krai)

Актуальность работы обусловлена необходимостью выяснения роли пирокластического материла в формировании угленосных отложений и геохимического фона редких элементов в углях. Цель: выяснение природы тонштейна из угольного пласта Новый-1а Харанорского буроугольного месторождения. Объекты: угли и тонштейн пласта Новый-1а Харанорского месторождения. Методы: отбор проб из пласта Новый-1а Харанорского месторождения угля; масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-AES), инструментальный нейтронно-активационный анализ (ИНАА); минеральный состав изучен методами оптической микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазовым анализом. Результаты. В ходе исследования был изучен тонштейн из угольного пласта Новый-1а Харанорского буроугольного месторождения. Минеральный состав, структурно-текстурные и геохимические особенности тонштейна позволили установить его апопепловый генезис. Комплекс критериев позволил определить состав исходной пирокластики, из которой сформировался тонштейн. Установлено, что изученный тонштейн сформировался из пеплов трахидацитового состава. Высокие содержания редких элементов-примесей в угле пласта Новый-1а приурочены к участкам контакта c с тонштейном. Наибольшие концентрации в контактовых зонах отмечены для РЗЭ, Zr, Nb, Y, Ta, Hf, Th и U. Набор элементов и их концентрация в тонштейне и в золе угля на контакте с прослоем подтверждают выводы о природе и исходном составе пирокластики, сформировавшей тонштейн.The relevance of the work is conditioned by the need to clarify the role of pyroclastic material in the formation of coal-bearing deposits and the geochemical background of rare elements in coal. The main aim is to discover the nature of tonstein from the Novy-1a coal seam of the Kharanor brown coal deposit. Objects: coal and tonstein of the Novy-1a coal seam from Kharanor coal field. Methods: sampling of the Novy-1a coal seam at the Kharanor coal deposit; chemical composition was determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES), instrumental neutron activation analysis (INAA); mineral composition was studied by optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffractometry. Results. As a part of the study, tonstein from the Novy-1a coal seam at the Kharanor brown coal deposit was investigated. Mineral composition, structural-textural and geochemical features of tonstein allowed us to establish its altered volcanic genesis. A set of criteria made it possible to determine the composition of the initial pyroclastic material from which tonstein was formed. We established that the studied tonstein was formed from ashes of trachydacite composition. High concentrations of rare trace elements in coal are confined to contact zones with tonstein. The highest concentrations in the contact zones were noted for REE, Zr, Nb, Y, Ta, Hf, Th and U. List of chemical elements and their concentrations in tonstein and in coal ash on contact with the interlayer confirm the conclusions about the nature and initial composition of the pyroclastic material that formed tonstein

Glauconite from upper cretaceous formations of Varvarinskoe deposit (Turgay depression, Northern Kazakhstan)

Глауконит - это диоктаэдрический слюдистый минерал с высоким содержанием Fe, структура которого состоит из 2:1 слоев, соединенных межслоевыми катионами калия. Широкое распространение среди морских осадочных отложений и уникальные структурно-химические особенности глауконита привлекают внимание исследователей как с целью палеогеографических реконструкций, так и для определения возможностей использования в различных хозяйственных отраслях. Основная цель работы заключалась в детальном исследовании минералогических и структурно-химических характеристик глауконита из верхнемеловых пород Варваринского месторождения для определения его природы и получения исходной информации о возможностях практического использования глауконит-кварцевых пород. Использовались следующие аналитические методы: сканирующая электронная микроскопия, рентгенодифракционный анализ, термический анализ, инфракрасная спектроскопия, рентгенофлуоресцентный анализ, оптическая микроскопия и петрографический анализ. В результате проведенных исследований получены следующие основные выводы. Формирование глауконит-кварцевых песчаников и песков происходило в прибрежных фациальных условиях вблизи источника привноса терригенного материала в субкислородной и даже анаэробной среде морского осадка. Содержание глауконита в изученных породах составляет 9,2…9,4 %, остальное приходится главным образом на терригенный кварц (82,6…86,8 %). Глауконит характеризуется следующим составом (%): K2O - 6,73…8,89, SiO2 - 49,61…55,99, Fe2O3(total) -19,36…26,85, MgO - 3,26…4,91, Al2O3 - 3,90…7,31. По данным термического анализа общее содержание адсорбционной и кристаллизационной воды составляет 3,46 и 7,12 %, соответственно. По степени зрелости глауконит относится к зрелой и высоко зрелой разновидности. Глауконит имеет in situ природу. Процесс глауконитизации протекал по органическому субстрату, согласно модели «озеленения», за счет химической диффузии и преобразования исходного железистого и железо-алюминиевого смектита, о чем свидетельствует структурная и кристаллохимическая характеристика глауконита. Изученные структурно-химические характеристики глауконита свидетельствуют о возможности его разнопланового использования.Glauconite is the dioctahedral micaceous mineral with a high Fe content and structure of 2:1 layers linked by interlayer K cations. Wide distribution among marine sedimentary deposits and specific structural and chemical features of glauconites attract considerable attention of scientists both for paleogeographic reconstructions and for practical economical applications. The main aim of the study is a detailed investigation of mineralogical and structural-chemical characteristics of glauconite from the Upper Cretaceous formations of the Varvarinskoe deposit to determine origin of glauconite and to obtain initial information about possibilities of its practical applications. The methods: scanning electron microscopy, X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy, X-ray fluorescence analysis, optical microscopy and petrographic analysis. As a result of this investigation the following main conclusions were obtained. The formation of glauconite-quartz sandstones and sands occurred in coastal facies near the terrigenous input in dysoxic and anoxic conditions. The studied rocks mainly consist of glauconite (9,2...9,4 %) and terrigenous quartz (82,6...86,8 %). Glauconite is characterized by the following chemical composition (%): K2O - 6,73…8,89, SiO2 - 49,61…55,99, Fe2O3(total) - 19,36…26,85, MgO - 3,26…4,91, Al2O3 - 3,90…7,31. The total content of adsorption and crystallization water is 3,46 and 7,12 %, respectively, according to the thermal analysis. Glauconite is evolved and highly evolved by degree of maturity. Glauconite is in situ origin. The glauconitization proceeded along the organic substrate according to the «verdissement» model due to chemical diffusion and transformation of the initial ferrous and ferrous-aluminum smectite, as evidenced by the structural and crystallochemical characteristics of glauconite. The studied structural and chemical characteristics of glauconite of the Varvarinskoe deposit indicate the possibility of its practical applications

New data on geochemistry and genesis of the Spetsugli germanium-coal deposit (Primorsky Krai)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки прогнозно-поисковых критериев для выявления стратегически важного типа германиевого сырья - германий-угольных месторождений. Цель: изучить геохимические особенности и условия образования комплексного редкометалльного оруденения в углях месторождения Спецугли (Дальний Восток) и на его примере разработать геолого-геохимическую модель формирования месторождений подобного типа. Объекты: угли, углевмещающие породы, подземные воды и породы фундамента германий-угольного месторождения. Методы: геолого-геохимическое изучение и опробование, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, инструментальный нейтронно-активационный анализ, сканирующая электронная микроскопия, оптическая микроскопия, рентгенофазовый анализ, корреляционный анализ. Результаты. Получены новые данные по геологическому строению и особенностям геохимии углей и углевмещающих пород германий-угольного месторождения Спецугли в Приморье. Обоснован комплексный полиэлементный состав редкометалльного оруденения, согласующийся с особенностями геохимии и минерагении пород фундамента и обрамления Павловской впадины. Для металлоносных углей характерны аномально высокие, превышающие в десятки и сотни раз средние содержания для бурых углей мира, концентрации Ge, Sb, Hg, W, Li, Be, Cs, и As. Менее аномальны уровни накопления U, Mo, Y, Rb, лантаноидов, Zn и Ga. Выполненный комплексный минералого-геохимический и геолого-структурный анализ особенностей состава и строения Ge-угольного месторождения Спецугли позволил пересмотреть принятую гидротермальную модель его образования и обосновать предложенную ранее гипергенную модель, когда источником металлов являются породы фундамента, вмещающие угольные месторождения. Формирование Ge и сопутствующего оруденения в месторождении Спецугли происходило под влиянием формирующейся коры выветривания по редкометалльному граниту вознесенского комплекса, прорванному дайками позднепермского возраста. Месторождение приурочено к возвышенности гранитного состава, образуя концентрически-зональный ореол Ge и сопутствующих элементов вокруг неё. Граниты подвергнуты гидротермальнометасоматическим изменениям докайнозойского возраста с формированием кварц-альбит-микроклиновых метасоматитов и грейзенов, содержащих W-Mo и Hg-Sb-As минерализацию. Образование редкометалльного оруденения в углях связано с формированием каолиновой коры выветривания по гранитам, выносом и переотложением основных элементов в окружающие палеоторфяники в палеогеновое время.The relevance of this research is conditioned by the need to develop predictive and prospecting criteria for identifying a strategically important type of germanium raw material - germanium-coal deposits. The main aim is to study the geochemical features and conditions for the formation of complex rare-metal mineralization in coals of the Spetsugli deposit (Far East) and by this example develop a geological-geochemical model of the formation of deposits of similar type. Objects: coal, coal-bearing rocks, underground waters and basement rocks of the germanium-coal deposit. Methods: geological and geochemical sampling, inductively coupled plasma mass spectrometry, instrumental neutron activation analysis, scanning electron microscopy, optical microscopy, X-ray phase analysis, correlation analysis. Results. New data on the geological structure and geochemistry of coals and coal-bearing rocks in the Spetsugli germanium-coal deposit in the Primorsky Krai were obtained. The complex polyelement composition of rare-metal mineralization in the deposit is explained. It is consistent with geochemistry and minerageny of basement rocks and the framing of the Pavlovsk depression. Anomalously high concentrations of Ge, Sb, Hg, W, Li, Be, Cs, and As are typical in metalliferous coals; they are tens and hundreds of times higher than the average content in lignite worldwide. The accumulation levels of U, Mo, Y, Rb, REE, Zn and Ga are somewhat less anomalous. The complex mineralogical-geochemical and geological-structural analysis of the composition and structure of the Spetsugli Ge-coal deposit made it possible to reevaluate the accepted hydrothermal model of Ge mineralization in coals. It also helped to validate the previously proposed hypergene model, which states that the sources of metals are basement rocks hosting coal deposits. The pre-Cenozoic age of endogenous rare-metal mineralization in granites of the basement was substantiated. The formation of Ge and accompanying mineralization in the Spetsugli deposit was influenced by the forming weathering crust over the rare-metal granite of the Voznesensky complex cut by dikes of the Late Permian age. The deposit is confined to a granite upland, forming a concentric-zonal halo of Ge and associated elements around it. Granites underwent hydrothermal and metasomatic alteration which resulted in quartz-albite-microcline metasomatites and greisens containing W-Mo and Hg-Sb-As mineralization. Rare-metal mineralization in coals is associated with the formation of kaolin weathering crust over granites, removal and redeposition of basic elements in the surrounding peat paleo-bogs in the Paleogene

Rare earth and radioactive (Th, U) elements in the components of the environment on the territory of Tomsk region

Актуальность исследования обусловлена необходимостью рассмотрения взаимосвязей радиоактивных и редкоземельных элементов с точки зрения их высокой индикаторной роли в комплексе компонентов природной среды на локальных территориях, характеризующихся различными природно-техногенными условиями и условиями районирования территории с учетом биогеохимических показателей. Цель: рассмотрение взаимосвязей радиоактивных и редкоземельных элементов в комплексе компонентов природной среды на территории Томской области, характеризующейся различными природно-техногенными обстановками. Методы: основной метод исследования – инструментальный нейтронно-активационный анализ, который осуществлялся на базе исследовательского ядерного реактора Национального исследовательского Томского политехнического университета. Определено содержание двух радиоактивных – тория и урана, а также семи редкоземельных (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) элементов. Результаты. Оценено содержание редкоземельных и радиоактивных элементов в четырех параллельно отобранных и изученных компонентах природной среды на территории Томской области: почва, солевые отложения природных пресных вод (накипь), волосы и кровь человека. Содержание изученных элементов максимально для почв и накипи и значительно ниже в биосубстратах человека. Волосы и кровь человека как живые ткани характеризуются резким цериевым минимумом. В крови выявлен иттербиевый максимум, вероятно, связанный с нахождением этого элемента в виде металлорганических комплексов. Исследованы соотношения химических элементов, которые можно использовать в качестве индикаторов природно-техногенных обстановок. Проведено районирование Томской области по междуречьям бассейна реки Обь по частоте встречаемости аномальных содержаний редкоземельных и радиоактивных элементов во всех изученных компонентах.The relevance of the research is caused by the need to consider the correlations of radioactive and rare earth elements from the point of view of their high indicator role in the complex of components of the environment in local territories characterized by different natural and man-made conditions and zoning of the territory based on biogeochemical indicators. The aim of the research is to consider the correlations of radioactive and rare earth elements in the complex of the components of the environment in the territory of the Tomsk region, characterized by various natural and man-made environments. Methods. The main method of the research is instrumental neutron activation analysis, which was carried out on the basis of a research nuclear reactor of the National Research Tomsk Polytechnic University. The content of two radioactive - thorium and uranium, as well as seven rare earth (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) elements - was determined. Results. The authors have studied the content of rare earth and radioactive elements in four simultaneously selected and studied components of the environment of Tomsk region: soil, salt sediment of water, human blood and hair. The content of the studied elements is maximal for soils and for salt sediment of water, and significantly lower in human biosubstrates. Human hair and blood as living tissues are characterized by a sharp cerium minimum. The ytterbium maximum was detected in the blood, which may be related to its presence in the form of organometallic complexes. According to the frequency of occurrence of the anomalous contents of rare earth and radioactive elements, zoning of Tomsk region was carried out for significant tributaries of the Ob river in all studied components

Montmorillonite as a prospective composite mineral for the creation of modern slow-release fertilizers

Актуальность исследования. Решение экологических проблем в аграрном секторе возможно за счёт использования новых удобрений пролонгированного и контролируемого действия. В данной статье приводятся варианты использования монтмориллонита в качестве составного компонента современных азотных удобрений с контролируемыми свойствами и результаты изучения минеральных трансформаций в процессе механохимической активации при различных параметрах. Основная цель работы заключалась в оценке механизмов активации монтмориллонита как ингибитора азотсодержащих композитных продуктов для создания удобрений пролонгированного действия. Методы: механохимическая активация в планетарной и кольцевой мельницах, рентгенодифракционный анализ, сканирующая электронная микроскопия, инфракрасная спектроскопия, дифференциальный термический анализ. Выводы. Доля интеркалированной мочевины в монтмориллоните (для смесей M1N1) изменяется в пределах 22,3…23,2 % при активации в планетарной мельнице в течении 3, 8 или 11 минут. Максимальная степень интеркаляции 23,2 % была достигнута при активации в течении 3 минут. После 11-минутной операции около 40…50 % агрегированных глинистых частиц покрываются внешней оболочкой избыточной мочевины толщиной до 2,5 мкм. Доля интеркалированной мочевины в монтмориллоните изменяется с 23,2 до 21,6 % по мере увеличения времени активации с 30 до 120 минут в кольцевой мельнице. По мере увеличения времени активации образуются микрокристаллиты мочевины на поверхности минеральных частиц. Минеральные продукты, полученные методом активации в планетарной или кольцевой мельницах, могут использоваться как удобрения пролонгированного действия с несколькими полезными функциями. Композиты, синтезированные при 11-минутной или 120-минутной работе планетарной или кольцевой мельниц, соответственно, характеризуются двумя типами азота. Изначально удобрения будут высвобождать нутриенты с высокой скоростью из внешней пленки, состоящей из мочевины, после чего будет расходоваться обменный азот из межслоевого пространства монтмориллонита, тем самым обеспечивая пролонгированное питание растений.The relevance of the research. The solution of environmental problems in the agricultural sector is possible through the use of new slowreleased or controlled release fertilizers. This article presents options for using montmorillonite as a component of modern nitrogen fertilizers with controlled properties and the results of studying mineral transformations in the mechanochemical activation at various parameters. The main aim of the work was to evaluate activation mechanisms of the montmorillonite as an inhibitor of nitrogen composites for creating slow-release fertilizers. The methods: mechanochemical activation by planetary and ring mills, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, infrared spectroscopy, differential thermal analysis. Results. The proportion of intercalated urea in montmorillonite (for M1N1 mixtures) is slightly changed within 22,3...23,2 % for the planetary mill activation for 3, 8 or 11 minutes. The maximum intercalation degree of 23,2 % was achieved in the activation for 3 minutes. However, about 40...50 % of the aggregated particles are covered with an outer shell of excess urea up to 2,5 [mu]m in the thick after an 11minute operation for the planetary mill. The proportion of intercalated urea in montmorillonite is slightly changed from 23,2 to 21,6 % for the activation time increases from 30 to 120 minutes in a ring mill. While the activation time was increased, urea microcrystallites were formed on the surface of mineral particles. Mineral products synthesized by planetary or ring mill activation have the potential to be used as slowrelease fertilizers with several beneficial functions. Composites synthesized with 11-minute or 120-minute planetary or ring mills, respectively, are characterized by two types of nitrogen. Fertilizers will initially release nutrients at a high rate from the outer urea film. After that, exchangeable nitrogen will be released from the interlayer space of montmorillonite, thereby providing prolonged nutrition of the plants

The first data on micromineral modes of elements in the hair of mammals in Primorsky Krai

Актуальность работы состоит в необходимости изучения вариативности химического состава организма млекопитающих в зависимости от геолого-геохимических факторов среды на территориях их обитания в условиях нормального функционирования и при наличии патологических процессов. Выполненные исследования привносят новые знания в понимание процессов миграции обширного набора химических элементов из горных пород в живые организмы. В рамках выполнения гранта РНФ изучен волосяной покров благородного оленя (Cervus elaphus) и дикого кабана (Sus scrofа), добытых в Тернейском районе Приморского края, на территории, прилегающей к Сихотэ-Алинскому государственному биосферному заповеднику, а также - домашней свиньи (Sus scrofa domesticus) из частного подворья в п. Терней. На некоторых участках территории заповедника развито явление геофагии среди диких копытных, следствием которого является формирование характерных ландшафтных комплексов - кудуров. В последние годы в качестве причины геофагии все чаще рассматриваются редкоземельные элементы, причем возможен как их дефицит в организме, так и избыток. Как следствие у животных может возникать необходимость либо пополнения редкоземельных элементов, либо - избавления от них. Источниками редкоземельных элементов для животных могут быть вода, кормовая растительность, а также коры выветривания горных пород (в Сихотэ-Алине это преимущественно риолиты, их туфы и туффиты). Химические элементы, включая редкоземельные элементы, при поступлении в организм млекопитающих могут накапливаются в тканях организма, в том числе в волосяном покрове. Именно поэтому изучение в волосяном покрове животных состава микроминеральных включений вызывает интерес. Цель: поиск и определение микроминералов в волосяном покрове животных с территории Тернейского района Приморского края, выявление мест локализации микроминералов. Методы. Образцы волосяного покрова животных изучались на сканирующем электронном микроскопе Hitachi S-3400N с энерго-дисперсионным спектрометром Bruker X@Flash 5010. Полученные результаты интерпретировались с применением современных интернет-баз минералов. Результаты. Электронно-микроскопические исследования показали, что в волосяном покрове домашней свиньи содержатся алюмосиликаты сложного состава, оксиды меди и железа, ильменит, кварц, галенит, мусковит, кальцит, калиевый полевой шпат, альбит, барит, циркон, пироксен, апатит, фосфаты редких земель. В волосяном покрове благородного оленя выявлены кварц, мусковит, плагиоклаз, оксиды железа, кальцит, титанит и монтмориллонит. В волосяном покрове дикого кабана обнаружены кварц, плагиоклаз, мусковит-иллит, каолинит, силикат титана, кальцит, оксиды железа, хлорит, титанит, рутил, ильменит, никель самородный, сильвин, оксиды церия, Ce-Al фазы, фосфаты редкоземельных элементов и комплексные фазы Si-Al-S-Na-O. При этом существенная часть перечисленных минералов обнаружена в толще кутикулы волос у всех животных, что позволяет предполагать их эндогенное происхождение (за счет поступления химических элементов из крови). Выводы. Изучение внутренних срезов волосяного покрова животных и их поверхности выявило существование как экзогенного, так и эндогенного факторов в накоплении элементов в виде минеральных включений.The relevance of the work lies in the need to comprehend the variability of the chemical composition of mammalian organisms depending on the geological and geochemical environmental factors in their habitats under normal functioning conditions and in the presence of pathological processes. The performed studies bring new knowledge to understanding migration of a wide range of chemical elements from rocks into living organisms. As part of the implementation of the RSF grant the authors have studied the hair cover of red deer (Cervus elaphus) and wild boar (Sus scrofa), caught in the Terney district of Primorsky Krai, on the territory adjacent to the Sikhote-Alin State Biosphere Reserve; as well as the domestic pig (Sus scrofa domesticus ) from a private farmstead in the village of Terney. In some areas of the reserve, the phenomenon of geophagy among wild ungulates is developed which results in the formation of characteristic landscape complexes - kudur. In recent years, rare earth elements are increasingly considered as the cause of geophagy: moreover, both their deficiency in the body and their excess are possible. As a consequence, animals may need to either replenish of rare earth elements or get rid of them. Rare earth elements sources for animals can be water, fodder vegetation, and weathered rocks of the crusts (in Sikhote-Alin, these are mainly rhyolites, their tuffs, and tuffites). Chemical elements, including rare earth elements, upon entering the body of mammals, can be accumulated in body tissues, including hair. That is why the study of the composition of micromineral inclusions in animal hair is of interest. Aim of the research is to search and determine microminerals in the hairline of animals from the territory of the Terneisky district of Primorsky Krai; to identify the localization sites of microminerals. Methods. Animal hair samples were studied using a Hitachi S-3400N scanning electron microscope with a Bruker X@Flash 5010 energydispersive spectrometer. The results were interpreted using modern Internet databases of minerals. Results. Electron microscopic studies have shown that the hairline of a domestic pig contains aluminosilicates of complex composition, copper and iron oxides, ilmenite, quartz, galena, muscovite, calcite, potassium feldspar, albite, barite, zircon, pyroxene, apatite, rare earth phosphates. In red deer hair: quartz, muscovite, plagioclase, iron oxides, calcite, titanite, and montmorillonite were found. Quartz, plagioclase, muscovite-illite, kaolinite, titanium silicate, calcite, iron oxides, chlorite, titanite, rutile, ilmenite, native nickel, sylvin, cerium oxides, Ce-Al phases, rare earth elements phosphates and complex phases Si-Al-S-Na-O were found in the wild boar hairline. At the same time, a significant part of these minerals were found in the thickness of the hair cuticle in all animals, which suggests their endogenous origin (due to the intake of chemical elements from the blood). Conclusions. The study of the internal sections of animal hair and their surface revealed the existence of both exogenous and endogenous factors in the accumulation of elements in the form of mineral inclusions

Influence of geological factors on uranium and thorium distribution in drinking water salt deposits (Republic of Bashkortostan)

Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления источников поступления естественных радиоактивных элементов в питьевую воду, а также возможностью использования солевых отложений питьевых вод (накипи) в геохимических и экологических исследованиях. Наличие на территории Башкортостана различных геологических структур (горная область, предгорный прогиб, платформа), а также большое разнообразие горных пород различного возраста и состава (вулканогенные, интрузивные, осадочные, метаморфические) благоприятствует данным исследованиям и обуславливает большое разнообразие микроэлементного профиля местности. Цель: оценка содержания и пространственного распределения радиоактивных элементов в солевых отложениях питьевых вод (накипи) на территории Республики Башкортостан. Объекты. Проанализированы данные по содержанию U и Th в 467 пробах солевых отложений питьевых вод (накипи) из 267 населенных пунктов Республики Башкортостан. Пробы отобраны из различной посуды (эмалированные и электрические чайники, кастрюли, котлы, самовары), которая используется для кипячения воды из централизованных и индивидуальных (скважины, колодцы, ручьи) источников водоснабжения. Методы. Для анализа содержания U и Th использовался метод инструментального нейтронно-активационного анализа на базе исследовательского ядерного реактора ИРТ-Т ТПУ. Обработка данных проводилась с использованием программных пакетов Statistica 8.0 и Microsoft Excel 2013. Построение карт пространственного распределения естественных радиоактивных элементов в солевых отложениях питьевых вод проведено с помощью программы ArcGIS 10.2 в модуле Geostatistical Analyst методом обратных расстояний. Результаты. Полученные данные позволяют говорить о неравномерном распределении естественных радиоактивных элементов (U, Th) в солевых отложениях на территории Республики Башкортостан. Региональный фон концентрации U и Th отличается пониженными значениями. Вариации их содержания определяются воздействием как природных, так и антропогенных факторов. Закономерности распределения U в пробах накипи хорошо согласуются с особенностями геологического строения территории. В пределах платформенной части распределение U является более равномерным по площади, чем в горной части республики, что отражает сравнительную однородность геологических и тектонических условий. По результатам картирования выделено четыре зоны повышенного содержания U в образцах солевых отложений: зауральская, уральская, западная и южная. В пространственном распределении Th не выявлено четкой корреляционной связи с особенностями геологического строения и металлогении территории. Выделены три зоны: северная, центральная и юго-восточная. Отмечены отрицательные аномалии содержания Th, территориально совпадающие с крупными горнодобывающими центрами. Показатель Th/U отношения характеризуется низким значением для всей территории Башкортостана - 0,002. При этом положительные аномалии данного показателя зафиксированы в северной и юго-восточной частях республики, где они обусловлены, преимущественно, геологической составляющей.The relevance of the research is caused by the need to study the sources of natural radioactive elements entering drinking water and their areal distribution, as well as the possibility of using carbonate sediments of drinking water (scale) in geochemical and environmental studies. In the Republic of Bashkortostan (Russia), these studies are favoured by different geological structures within the area (mountainous area, foredeep and platform) and variety of rocks of different age and composition (volcanic, igneous, sedimentary, metamorphic), which determines the diversity of the microelement profile of the area. The aim of the research is to assess the radioactive elements content and spatial distribution in anthropogenic carbonate sediments (drinking water scale). Object of the research. The data on U and Th content in 467 samples of carbonate deposits (scale) from 267 settlements of the Republic of Bashkortostan was analysed. Samples were taken from various utensils (enamelled and electric kettles, pots, boilers), which is used for boiling water from centralized and individual (wells, streams) water sources. Methods. The method of instrumental neutron activation analysis based on the research nuclear reactor IRT-T TPU was used to analyse the uranium and thorium content. Data processing was carried out using software packages Statistica 8.0 and Microsoft Excel. The spatial distribution of natural radioactive elements was mapped using ArcGIS 10.2 in the Geostatistical Analyst module using the inverse distance method. Result. The data obtained allow speaking about uneven distribution of natural radioactive elements (U, Th) in anthropogenic carbonate deposits on the territory of the Republic of Bashkortostan. The average level of the studied chemical elements is characterized by low values of both uranium and thorium. Variations of their content in the studied formations are determined by the combined impact of natural and anthropogenic factors. The regularities of U distribution in scale samples correspond to the geological structure of the territory. Within the platform part, uranium distribution is more uniform than in the mountainous part of the Republic, which reflects the comparative homogeneity of geological and tectonic conditions. According to the results of mapping, four zones of high uranium content in samples of anthropogenic carbonate deposits were identified: Trans-Uralian, Uralian, Western and Southern. In Th spatial distribution there was no clear correlation with the features of the geological structure and metallogeny of the territory. There are three zones: Northern, Central and South-Eastern. Negative anomalies of Th content geographically coinciding with large mining centers are noted. Th/U ratio is characterized by a low value for the whole territory of Bashkortostan - 0,002. At the same time, positive anomalies of this indicator were recorded in the Northern and South-Eastern parts of the Republic, where they are mainly determined by geological component