Ученые из Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, Института геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН и Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана РАН представили веб-приложение ArDI. Набор его инструментов кардинально упрощает идентификацию микрокристаллов минералов во флюидных и расплавных включениях. Статья о разработке опубликована в Journal of Raman Spectroscopy.
Приложение анализирует спектр, полученный с помощью широко используемого метода спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС), позволяющего идентифицировать структуру и состав вещества без разрушения образца. Для расшифровки сложных по составу включений в приложение ArDI (Advanced spectRa Deconvolution Instrument) были интегрированы нейросетевые технологии, методы индексного поиска Faiss и алгоритмы разделения сложного исходного спектра КРС на составляющие его компоненты. Благодаря использованию сразу нескольких инструментов ArDI существенно упрощает процесс идентификации минералов размером от первых до нескольких десятков микрон, даже если они скрыты внутри других кристаллов, газов или жидкостей.
Все горные породы состоят из минералов. Их быстрая и надежная диагностика является важной задачей практической работы геологов. Каждый минерал – это фиксированный набор атомов химических элементов, сложенных в строго определенном геометрическом порядке, называемом кристаллической структурой. Даже результаты макроскопической диагностики позволяют ученому с уверенностью рассуждать о том, каким было первоначальное вещество, из которого образовывалось сообщество, или как говорят геологи – ассоциация минералов, на каких глубинах и при каких температурах это происходило.
«Когда минерал крупный, осязаемый, его можно определить, просто научившись отличать его от других. Многие макроскопические качества, например, цвет черты, блеск, позволяют большинство минералов определить прямо на глаз, – объясняет д.г.-м.н. С. З. Смирнов, заместитель директора по научной работе ИГМ СО РАН. – Но мы работаем с более мелкими размерами, где уже методы макродиагностики применить невозможно».
Флюидные и расплавные включения представляют собой микроскопические капельки и пузырьки в минерале-хозяине. Эти включения содержат газы, жидкости и продукты их затвердевания, в которых могут присутствовать кристаллики разных минералов, размером в сотые и тысячные доли миллиметра. Включения представляют собой маленькие «капсулы времени», способные миллионы лет хранить в законсервированном состоянии флюиды (высокотемпературные плотные газы) и расплавы, захваченные минералом в процессе его роста. На основе анализа включений становится возможным определять: как формировались руды, как эволюционировала магма, а на основании этого прогнозировать, где могут быть скрыты новые месторождения меди, свинца, лития, золота и других важных для страны металлов.
Определение структуры и состава таких мельчайших объектов представляет собой серьезную проблему. Для ее решения ученому нужен очень точный и деликатный инструмент. Существуют различные методы геохимического анализа, но большинство из них не подходят для исследования одиночных редких микроскопических зерен минералов, которые еще и находятся внутри других минералов. Распространенные методы или требуют разрушения всего образца для извлечения включения, или уничтожают его в процессе анализа, или в принципе не в состоянии хорошо работать с объектами очень малых размеров.
Полный текст новости: https://onznews.wdcb.ru/dec25/rossijskie-uchenye-sozdali-veb-prilozhenie-sposobnoe-rasshifrovyvat-sostav-mikrovklyuchenij-v-mineralakh.html
Источник: ИГМ СО РАН.