[Xenon]

Самородная ртуть была известна за 2000 лет до н.э. народам древней Индии и Китая. Приблизительно за 300 лет до н.э. древние египтяне научились превращать "красный минерал" киноварь (HgS) в загадочную серебристо-белую металлическую жидкость (ртуть). Тяжелая, холодная, "юркая", она вызывала великое изумление, а потом, через тысячелетие, приобрела исключительно важное значение в работах алхимиков. Греческий врач Диоскорид (1 век н.э.) нагревал киноварь в железном сосуде с крышкой, получая ртуть в виде конденсированных паров. Этот продукт он назвал жидким серебром (лат. Hydrargyrum), а также argentum vivum - живое серебро. Последнее сохранилось в названиях ртути quicksilver (англ.) и Quecksilber (нем.). Твердую ртуть впервые в 1759 году получили И.А. Браун и М.В. Ломоносов, заморозив ее в смеси из снега и концентрированной азотной кислоты. Эта твердая ртуть оказалась ковкой как свинец. Известие о "фиксации" ртути произвело сенсацию - оно явилось одним из наиболее убедительных доказательств. что ртуть - такой же металл, как и все.

Этот уникальный по своим физическим свойствам элемент имеет и весьма необычную кристаллохимию, в корне отличающуюся от кристаллохимии его более легких "соседей-аналогов" по Периодической системе - Zn и Cd. Поэтому структурная минералогия ртутных соединений все больше привлекает исследователей.

Данные структурного анализа выявляют характерные особенности координации атомов ртути в кристаллических структурах:
а) образование коротких ковалентных связей с одним-двумя анионами, причем часто возникают линейные атомные фрагменты, внутри которых химические связи, судя по межатомным расстояниям, более прочные, чем с окружающими атомами;
б) проявление более низких степеней окисления с образованием ковалентных связей с себе подобными в виде полиатомных группировок кластерного типа - пар-гантелей [Hg2]2+ с формальным состоянием окисления +1, треугольников [Hg3]4+, цепочек Hgn (n = 3, 4, ) с дробными состояниями окисления;
в) тенденция к полимеризации этих основных строительных элементов различными способами, в результате чего могут образовываться сложные полиионы или молекулы, бесконечные цепи различного типа - зигзагообразные или спиральные, разнообразные плоские или гофрированные сетки, слои и каркасы.

Однако известно и то, что многие минералы, содержащие ртуть, при их извлечении из породы, соприкосновении с атмосферным кислородом и влагой покрываются пленкой жидкой ртути, т.е. несмотря на казалось бы прочные связи, атомы Hg в их структурах легко мигрируют, меняют свое окружение.

Поскольку ртуть - весьма важный в экологическом плане элемент, все, что касается ее поведения в природных минеральных ассоциациях, представляет особый интерес, хотя ртутные минералы менее исследованы по сравнению, например, с силикатными, и еще не сформулированы общие кристаллохимические принципы их строения.

В настоящее время известно около 90 ртутных минералов разного происхождения, из которых около трех десятков обнаружены в зонах окисления ртутных месторождений и представляют собой крайне редко встречающиеся новообразования гипергенных, т.е. протекающих в поверхностных частях месторождений, процессов. Эти процессы преобразуют первичные, в основном киноварные, руды, переводя заключенную в них ртуть в раствор с последующим ее отложением в связанном виде с наиболее активными элементами зоны окисления. Как правило, в окисленных рудах многие из этих минералов находят одновременно; поскольку почти все они в той или иной степени неустойчивы, возможны их взаимопревращения.

Значительная часть из них содержит ртуть в виде полиатомных группировок с расстояниями Hg-Hg 2,5-2,7 , что существенно меньше суммы атомных радиусов (в металлической ртути расстояние Hg-Hg ~3 ). Эти группировки имеют вид димера-гантели (в галогенидах - каломели, мошелите, кузьмините, оксогалогенидах - эглестоните, ханавалтите, поярковите, гидроксикарбонатах - шиманскиите и др.) и, в единичных случаях, треугольника (в терлингуаите и кузнецовите). В последние годы наибольшее число находок новых гипергенных ртутных минералов и определений их кристаллических структур принадлежит канадской школе (А.С. Робертс, Я.Т. Шимански и др.) и новосибирским ученым, в том числе и авторам представляемой работы (В.И. Васильев, Н.А. Пальчик, Н.В. Первухина). Открыты новые минеральные виды, для многих из которых нет полных рентгеноструктурных данных, позволяющих составить исчерпывающее представление об их строении.

Одним из природных процессов, имеющих в конечном счете решающее влияние на миграцию ртути в минеральных ассоциациях, следует считать изменение ее кристаллохимических свойств при изменении состава окружающей среды и других внешних условий. И здесь основную информацию можно получить, изучая кристаллическую структуру как первичных, так и вторичных ртутных минералов гипергенного происхождения, многие их которых являются сезонными, т.е. возникающими и исчезающими в зависимости от изменения климатических и атмосферных условий. Однако их роль как промежуточных звеньев на пути от первичных рудных концентраций ртути в подземные и поверхностные воды, почвенную и приземную атмосферу в определенных условиях может быть достаточно велика [1].