geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2026-65-3-3-11geolmsu-921Research ArticleСтатьиСтруктурные принципы новых минералов класса арсенатов из фумарольных эксгаляций вулкана Толбачик (Камчатка)Structural principles of new arsenate minerals from fumarole sublimates of the Tolbachik volcano (Kamchatka)ПущаровскийД. Ю.PushcharovskyD. Yu.

Дмитрий Юрьевич Пущаровский

Москва

Dmitry Yu. Pushcharovsky

Moscow

dmitp01@mail.ruПековИ. В.PekovI. V.

Игорь Викторович Пеков

Москва

Igor V. Pekov

Moscow

igorpekov@mail.ruЗубковаН. В.ZubkovaN. V.

Наталья Витальевна Зубкова

Москва

Natalia V. Zubkova

Moscow

n.v.zubkova@gmail.comКошляковаН. Н.KoshlyakovaN. N.

Наталия Николаевна Кошлякова

Москва

Natalia N. Koshlyakova

Moscow

n.koshlyakova@gmail.comМосковский государственный университет имени М.В. ЛомоносоваРоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation202614072026653311Copyright © Пущаровский Д.Ю., Пеков И.В., Зубкова Н.В., Кошлякова Н.Н., 20262026Пущаровский Д.Ю., Пеков И.В., Зубкова Н.В., Кошлякова Н.Н.Pushcharovsky D.Y., Pekov I.V., Zubkova N.V., Koshlyakova N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/921

Дана структурная характеристика пяти новых арсенатов, недавно открытых в активной фумароле Арсенатная на вершине Второго шлакового конуса Северного прорыва Большого трещинного Толбачинского извержения (вулканический массив Толбачик, Камчатка). В структурах трех медных арсенатов установлены полиэдрические комплексы из связанных по ребрам тетрагональных пирамид CuO5 или CuO4Cl. В гетерополиэдрических каркасах Fe-содержащих арсенатов ахирофанита (K2Na)(Fe3+4Ti)O2(AsO4)5 и манганобадаловита Na2MnMgFe3+(AsO4)3 выделены димеры из попарно связанных по ребрам Fe-октаэдров. Проведено сравнение исследованных структур с представителями групп лавендулана NaCaCu5(AsO4)4Cl·5H2O, аллюодита Na2(Fe3+,Mn2+)3(PO4) и другими близкими по кристаллохимии минералами. Отмечено, что по числу открытых минералов (153) вулкан Толбачик на сегодня является безусловным мировым рекордсменом.

The structural characteristics of five new arsenates recently discovered in the active Arsenatnaya fumarole at the summit of the Second Scoria Cone of the Northern Breakthrough of the Great Tolbachik Fissure Eruption (Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia) are given. Polyhedral complexes of edge-linked tetragonal pyramids CuO5 or CuO4Cl have been identified in the structures of three copper arsenates. Dimers formed by pairs of edge-linked Fe-octahedra have been identified in the heteropolyhedral frameworks of Fe-containing arsenates achyrophanite (K2Na)(Fe3+ 4Ti) O2(AsO4)5 and manganobadalovite Na2MnMgFe3+(AsO4)3. A comparison of the studied structures with representatives of the lavendulan NaCaCu5(AsO4)4Cl·5H2O and alluaudite Na2(Fe3+,Mn2+)3(PO4) groups, as well as with other minerals with similar crystal chemistry was carried out. It has been noted that in number of first discovered minerals (153), the Tolbachik volcano now is the world record holder.

новые арсенатные минералыарсенаты меди и железаструктурные типывулканические эксгаляциифумарола Арсенатнаявулкан ТолбачикКамчаткаnew arsenate mineralscopper and iron arsenatesstructure typesvolcanic sublimatesArsenatnaya fumarolesTolbachik volcanoKamchatkaРабота выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда, проект № 25-17-00005 «Природные кислородные соединения селена, теллура и мышьяка: кристаллохимическая специфика, новые твердые растворы, генетическая минералогия, геохимическое и экологическое значение».ReferencesБольшое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975–1976 / Под ред. С.А. Федотова. М.: Наука, 1984. 637 с.Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975–1976 / Под ред. С.А. Федотова. М.: Наука, 1984. 637 с.Вергасова Л.П., Филатов С.К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3–17.Вергасова Л.П., Филатов С.К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3–17.Зубкова Н.В., Пущаровский Д.Ю., Сарп Х. и др. Кристаллическая структура зденекита, NaPbCu5(AsO4)4Cl·5H2O // Кристаллография. 2003. Т. 48, № 6. С. 1006–1011.Зубкова Н.В., Пущаровский Д.Ю., Сарп Х. и др. Кристаллическая структура зденекита, NaPbCu5(AsO4)4Cl·5H2O // Кристаллография. 2003. Т. 48, № 6. С. 1006–1011.Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В. и др. Фумарольные системы окислительного типа на вулкане Толбачик — минералогический и геохимический уникум // Геология и геофизика. 2020. Т. 61, № 5–6. С. 826–843.Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В. и др. Фумарольные системы окислительного типа на вулкане Толбачик — минералогический и геохимический уникум // Геология и геофизика. 2020. Т. 61, № 5–6. С. 826–843.Britvin S.N., Pekov I.V., Yapaskurt V.O., et al. Polyoxometalate chemistry at volcanoes: discovery of a novel class of polyoxocuprate nanoclusters in fumarolic minerals // Scientific Rep. 2020. Vol. 10. Paper 6345.Britvin S.N., Pekov I.V., Yapaskurt V.O., et al. Polyoxometalate chemistry at volcanoes: discovery of a novel class of polyoxocuprate nanoclusters in fumarolic minerals // Scientific Rep. 2020. Vol. 10. Paper 6345.Dwibedi D., Barpanda P., Yamada A. Alluaudite battery cathodes // Small Methods. 2020. Vol. 4. 2000051.Dwibedi D., Barpanda P., Yamada A. Alluaudite battery cathodes // Small Methods. 2020. Vol. 4. 2000051.Hatert F. A new nomenclature scheme for the alluaudite supergroup // Eur. J. Mineral. 2019. Vol. 31. P. 807–822.Hatert F. A new nomenclature scheme for the alluaudite supergroup // Eur. J. Mineral. 2019. Vol. 31. P. 807–822.Giester G., Kolitsch U., Leveret P., et al. The crystal structures of lavendulan, sampleite, and a new polymorph of sampleite // Eur. J. Mineral. 2007. Vol. 19. P. 75–93.Giester G., Kolitsch U., Leveret P., et al. The crystal structures of lavendulan, sampleite, and a new polymorph of sampleite // Eur. J. Mineral. 2007. Vol. 19. P. 75–93.Koshlyakova N.N., Pekov I.V., Belakovskiy D.I., et al. Manganobadalovite, NaNaMn(MgFe3+)(AsO4)3, a new alluaudite-group mineral from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia // Minerals. 2026. Vol. 16. Paper 142.Koshlyakova N.N., Pekov I.V., Belakovskiy D.I., et al. Manganobadalovite, NaNaMn(MgFe3+)(AsO4)3, a new alluaudite-group mineral from the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia // Minerals. 2026. Vol. 16. Paper 142.Mills S.J., Kampf A.R., Poirier G., et al. Auriacusite, Fe3+Cu2+AsO4O, the first M3+ member of the olivenite group, from the Black Pine mine, Montana, USA // Mineralogy and Petrology. 2010. Vol. 99. P. 113–120.Mills S.J., Kampf A.R., Poirier G., et al. Auriacusite, Fe3+Cu2+AsO4O, the first M3+ member of the olivenite group, from the Black Pine mine, Montana, USA // Mineralogy and Petrology. 2010. Vol. 99. P. 113–120.Pekov I.V., Britvin S.N., Yapaskurt V.O., et al. Arsmirandite, Na18Cu12Fe3+O8(AsO4)8Cl5, and lehmannite, Na18Cu-12TiO8(AsO4)8FCl5, new mineral species from fumarole exhalations of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia // RMS Letters. 2020. Vol. 143, № 3. P. 1–17.Pekov I.V., Britvin S.N., Yapaskurt V.O., et al. Arsmirandite, Na18Cu12Fe3+O8(AsO4)8Cl5, and lehmannite, Na18Cu-12TiO8(AsO4)8FCl5, new mineral species from fumarole exhalations of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia // RMS Letters. 2020. Vol. 143, № 3. P. 1–17.Pekov I.V., Koshlyakova N.N., Zubkova N.V., et al. Fumarolic Arsenates — A Special Type of Arsenic Mineralization // Eur. J. Mineral. 2018. Vol. 30. P. 305–322.Pekov I.V., Koshlyakova N.N., Zubkova N.V., et al. Fumarolic Arsenates — A Special Type of Arsenic Mineralization // Eur. J. Mineral. 2018. Vol. 30. P. 305–322.Pekov I.V., Yapaskurt V.O., Britvin S.N., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. V. Katiarsite, KTiO(AsO4) // Mineral. Mag. 2016a. Vol. 80. P. 639–646.Pekov I.V., Yapaskurt V.O., Britvin S.N., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. V. Katiarsite, KTiO(AsO4) // Mineral. Mag. 2016a. Vol. 80. P. 639–646.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al.Arsenatrotitanite, IMA 2016-015. CNMNC Newsletter No. 33, October 2016, page 1143; Mineral. Mag. 2016b. Vol. 80. P. 1135–1144.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al.Arsenatrotitanite, IMA 2016-015. CNMNC Newsletter No. 33, October 2016, page 1143; Mineral. Mag. 2016b. Vol. 80. P. 1135–1144.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. IX. Arsenatrotitanite, NaTiO(AsO4) // Mineral. Mag. 2019. Vol. 83. P. 453–458.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. IX. Arsenatrotitanite, NaTiO(AsO4) // Mineral. Mag. 2019. Vol. 83. P. 453–458.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. XIX. Axelite, Na14Cu7(AsO4)8F-2Cl2 // Mineral. Mag. 2023. Vol. 87. P. 109–117.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. XIX. Axelite, Na14Cu7(AsO4)8F-2Cl2 // Mineral. Mag. 2023. Vol. 87. P. 109–117.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. Polyarsite, Na7CaMgCu2(AsO4)4F2Cl, a New Mineral with Unique Complex Layers in the Novel-Type Crystal Structure // Minerals. 2026a. Vol. 16. Paper 122.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. Polyarsite, Na7CaMgCu2(AsO4)4F2Cl, a New Mineral with Unique Complex Layers in the Novel-Type Crystal Structure // Minerals. 2026a. Vol. 16. Paper 122.Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. XXI. Magganasite, CuFe3+ 3O(AsO4)3 //Pekov I.V., Zubkova N.V., Agakhanov A.A., et al. New arsenate minerals from the Arsenatnaya fumarole, Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia. XXI. Magganasite, CuFe3+ 3O(AsO4)3 //Mineral. Mag. 2026b. Vol. 90. N 2. P. 472–480. Doi: 10.1180/mgm.2025.10141Mineral. Mag. 2026b. Vol. 90. N 2. P. 472–480. Doi: 10.1180/mgm.2025.10141Pekov I.V., Zubkova N.V., Koshlyakova N.N., et al. Achyrophanite, (K,Na)3(Fe3+,Ti,Al,Mg)5O2(AsO4)5, a New Mineral with the Novel Structure Type from Fumarolic Exhalations of the Tolbachik Volcano, Kamchatka, Russia // Minerals. 2025. Vol. 15. 706. https://doi.org/10.3390/min15070706Pekov I.V., Zubkova N.V., Koshlyakova N.N., et al. Achyrophanite, (K,Na)3(Fe3+,Ti,Al,Mg)5O2(AsO4)5, a New Mineral with the Novel Structure Type from Fumarolic Exhalations of the Tolbachik Volcano, Kamchatka, Russia // Minerals. 2025. Vol. 15. 706. https://doi.org/10.3390/min15070706Pushcharovsky D.Yu., Zubkova N.V., Teat S.J., et al. Crystal structure of mahnertite // Eur. J. Mineral. 2004. Vol. 16. P. 687–692.Pushcharovsky D.Yu., Zubkova N.V., Teat S.J., et al. Crystal structure of mahnertite // Eur. J. Mineral. 2004. Vol. 16. P. 687–692.Reinen D. Cu2+, a chameleon in coordination chemistry // Comments on Inorganic Chemistry. 1983. Vol. 2(5). P. 227–246.Reinen D. Cu2+, a chameleon in coordination chemistry // Comments on Inorganic Chemistry. 1983. Vol. 2(5). P. 227–246.Shchipalkina N.V., Pekov I.V., Koshlyakova N.N., et al. Unusual silicate mineralization in fumarolic sublimates of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia — Part 1: Neso-, cyclo-, ino- and phyllosilicates // Eur. J. Mineral. 2020. Vol. 32. P. 101–119.Shchipalkina N.V., Pekov I.V., Koshlyakova N.N., et al. Unusual silicate mineralization in fumarolic sublimates of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia — Part 1: Neso-, cyclo-, ino- and phyllosilicates // Eur. J. Mineral. 2020. Vol. 32. P. 101–119.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.