Аммониты Ульяновской области в ювелирных и интерьерных изделиях

Д.А. Петроченков, А.М. Натариус

Аммониты Ульяновской области в ювелирных и интерьерных изделиях 

Ювелирные изделия постоянно находятся в непосредственном соприкосновении с человеком, что обуславливает повышенные требования к их экологическим характеристикам. В этой связи можно привести пример чароита – популярного ювелирно-поделочного камня с яркой фиолетовой и сиреневой окраской. Чароитовые агрегаты всегда в различных количествах содержат сопутствующие минералы. Одним из акцессорных минералов является эканит (Ca,Na)2ThK[(Si,Al)8O20]nH2O, содержащий торий, который создаёт повышенный радиоактивный фон [5]. В отдельных образцах такой фон может превышать допустимые нормы, что требует постоянного дозиметрического контроля для отбраковки материала.

Для определения содержаний вредных примесей и радиоактивного фона камнесамоцветного сырья была подготовлена объединённая проба из фрагментов аммонитов и септариев (симбирцит). При отборе пробы акцент был сделан на пиритосодержащие фрагменты, наиболее благоприятные для концентрации вредных примесей. Проба была раздроблена и растёрта до необходимой для анализа размерности частиц. Из пробы массой 230г отбирались необходимые для анализов навески.

По данным рентгенографического анализа (табл. 9) проба состоит из кальцита (54%) и пирита (37%). Из других минералов присутствуют арагонит перламутрового слоя раковины аммонитов (7,5%), марказит (1,5%), а также следы кварца и органического вещества.

Таблица 9. Результаты рентгенографического анализа объединённой пробы симбирцита.

По данным проведённых электронно-микроскопических исследований в аммонитах (см. гл. 3) были обнаружены микровключения альгоданита, пиролюзита, пирита, кварца, ферригидрита, апатита, вернадита, шпинели, оксида урана, золота, тодорокита, галлуазита, монацита, алюмосиликатов, тонкодисперсные образования графита, органического вещества, гетита, бактерии, импрегнированные оксидом железа и марганца, бактерии «свежие», принимающие активное участие в разрушении матрицы. Из перечисленных микровключений отметим оксид урана (UO2) и монацит (Ce,La,Y,Th)[PO4], содержащие радиоактивные элементы.

Оксид урана (рис. 110) выделен на колломорфной поверхности продуктов разрушения матрицы кальцита в виде округлой частицы размером около 1мкм. Ее вещество даёт картину, отвечающую кубическому гранецентрированному кристаллу с пространственной группой Fm3m и параметром элементарной ячейки 3.12. В такой группе и с такими параметрами элементарной ячейки кристаллизуется целый ряд оксидов. Учитывая форму выделения, она была отнесена к оксиду урана. Микродисперсное выделение монацита встречено на сильно изменённом участке матрицы кальцита из перламутрового слоя поверхности раковины аммонита (рис. 111).

Рис. 110. Микровключение оксида

Рис. 111. Микродисперсное выделение монацита (М) в
урана (У) в кальците (К) кальците, П – микровключение пирита

Проба была проанализирована в Аналитическом сертификационном испытательном центре - АСИЦ ВИМСа на 73 элемента. Ряд элементов, предусмотренных методикой, не был установлен, многие содержатся в незначительных количествах, не превышающих чувствительности метода. Из проанализированных элементов выделены представляющие наибольшую опасность для человека, а их содержание сопоставлены с установленными предельными нормами для питьевой воды (табл. 10).

Таблица 10. Содержания наиболее опасных для человека элементов в симбирците и их допустимые содержания.

Из таблицы видно, что содержание элементов, наиболее вредных для человека, не превышает даже допустимые нормы для питьевой воды. При этом все элементы находятся в минеральной форме. Содержание тория и урана составляют десятитысячные доли процента, хотя и превышают чувствительность метода. Содержания их связаны, по-видимому, с установленными микровключениями оксида урана и монацита.
Радиационные испытания пробы проведены в лаборатории изотопных методов анализа ВИМСа (табл. 11).

Результаты испытаний показывают, что измеренные значения удельной суммарной активности альфа - и бета излучающих радионуклидов (А∑α,А∑β), удельной активности 226Ra, 232Th, 40K, Аэфф в пробе не превышают вариаций естественного природного фона для нерадиоактивных горных пород и почв европейской части РФ и отвечают требованиям, установленным для:

-1 класса минерального сырья и продуктов его промышленной переработки: Аэфф< 740 Бк/кг, СП 2.6.1.798-99, пункты 5.2, 5.3 – обращение с материалами в производственных условиях без каких-либо ограничений.
-1 класса строительных материалов (в том числе песков, известняка, глин): Аэфф < 370 Бк/кг, НРБ-99, п.5.3.4; ГОСТ 30108-94, раздел 3 – допускается использование в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях.

Удельная активность техногенного 137Cs в пробе существенно ниже уровня типичных значений фона глобальных выпадений на земную поверхность (5-20 Бк/кг).

Недостатком аммонитов является быстрое окисление пирита. В результате поверхность раковины иногда покрывается серой плёнкой, значительно ухудшающей внешний вид изделий. Причинами этого явления являются серобактерии, в результате жизнедеятельности которых образуется серная кислота. Отрицательную роль играет неустойчивая структура самого пирита, обусловленная сильно удлинённой формой кристаллов (рис. 112) с многочисленными порами и кавернами на их поверхности (рис. 113).

Рис. 112. Удлинённая форма кристаллов 

Рис. 113. Пористая поверхность кристаллов
пирита в аммоните пирита в аммоните

Таким образом, проведёнными исследованиями не установлено превышение содержаний вредных примесей или радиационного фона, даже исходя из самых жёстких требований. Подтверждением этого вывода является и высокий спрос на изделия из аммонитов при отсутствии каких-либо факторов отрицательного воздействия их на человека. Более того, аммониты активно используются и в литотерапии. Для долговременного сохранения внешнего вида изделий необходима разработка методики консервации пирита.