Фактический материал и методика исследований. Основная часть фактического материала была собрана в ходе полевых работ автором совместно с Л.А. Паутовым, А.А. Агахановым, Г.К. Бекеновой, Т.В. Дикой на проявлениях углеродисто-кремнистых сланцев Южного Тянь-Шаня в 2002-2003 гг. В работе были также использованы полевые материалы, собранные автором на м-ниях Верхний Ходжа-Ахмет (1993) и Джантуар (1999) (Ц.Кызылкумы, Узбекистан); на хр. Каратау (Казахстан) (2001); также материалы из фондов Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана РАН и из коллекции Е.А. Анкинович, предоставленные Г.К. Бекеновой; образцы из месторождения Верхний Ходжа-Ахмет, предоставленные А.И. Тищенко.

Во время полевых работ нами собрано около 2 тыс. образцов. Для экспресс-анализа в поле успешно использовалась качественная реакция на ванадий с перекисью водорода. Сделано около 500 качественных микрозондовых определений состава минералов, подготовлено и изучено 40 микрозондовых препаратов, по которым выполнено более 300 количественных и полуколичественных микрозондовых анализов, отснято 65 рентгенограмм, получены оптические константы для 5 минералов, снято 20 ИК-спектров, проведено гониометрическое изучение 14 кристаллов фольбортита и 1 - кыргызстанита. Сделано около 150 фотографий (в режимах SEI, BSE, характеристическом рентгеновском излучении отдельных элементов), а также 50 макрофотоснимков образцов. Для микрокристаллов трёх минералов, изученных автором, коллегами выполнена расшифровка кристаллических структур.

В лабораторных исследованиях использовалась следующая аппаратура: электронно-зондовый микроанализатор JCXA 50A (JEOL), укомплектованный WDS с модернизированным EDS Link, а также сканирующий электронный микроскоп CamScan-4D (Oxford Instruments) с EDS Link ISIS; сканирующий микроскоп T-100 (JEOL), оптический спектрометр IСP OES VISTA Pro (Varian); рентгено-флюоресцентный анализатор ED 2000 (Oxford Instruments); порошковый дифрактрометр ДРОН-2; рентгеновские аппараты УРС-55 и УРС -50 с камерами РКД 57.3 и РКУ 114М; монокристальный дифрактометр Bruker P4 с CCD- детекторами Smart 4K и Apex 4K; ИК-спектрометр Specord 75 IR (Сarl Zeiss Jena); ИК-фурье спектрометр Avatar (Thermo Nicolet); поляризационные микроскопы МИН-8, Полам Л-211 и Р-312; рефрактометр ИРФ-454Б; однокружный и двукружный гониометры Fuess, а также двукружные гониометры ГД-1 и ZRG-3; микротвердометр ПМТ-3; для отбора мелких выделений использовалась ультразвуковая игла на базе установки УЗДН-2.

Все перечисленные виды работ, кроме рентгенографии монокристаллов и расшифровки кристаллических структур, выполнены собственноручно автором или же совместно с коллегами - Л.А. Паутовым и А.А. Агахановым.

Научная новизна. На современном уровне проведено детальное минералогическое описание зоны окисления углеродисто-кремнистых сланцев Ю. Ферганы; открыто два новых минерала: анкиновичит (Ni,Zn)Al₄(VO₃)₂(OH)₁₂^.2H₂O и кыргызстанит (Zn,Ni)Al₄(SO₄)(OH)₁₂^.3H₂O, для которых охарактеризованы кристаллические структуры; сделаны вторые находки в мире невадаита и никельалюмита, для никельалюмита выявлено замещение Al³⁺+(SO₄)^2- ↔ V⁵⁺+(SiO₄)^4-, приводящее к появлению высококремнистой фазы состава (Ni,Zn,Cu)(Al_3.5V⁵⁺_0.5)[(SiO₄)_0.5(SO₄)_0.5](OH)₁₂^.3H₂O; анкиновичит, кыргызстанит, никельалюмит, а также ранее открытый альванит, объединены в группу никельалюмита с общей формулой MAl₄(OH)₁₂(TO₃, SO₄)_m(H₂O)_n (M = Ni, Zn, Cu2+; T = N⁵⁺, V⁵⁺; m = 1, 2; 2 < n < 3), впервые установлено широкое распространение маннардита как одного из важных метаморфогенных минералов-концентраторов ванадия в углеродисто-кремнистых сланцах, установлены его генетические особенности; показано постоянное присутствие примеси ванадия в минералах группы алунита, а также в некоторых гипергенных фосфатах Al и Fe в изученных объектах; подтвержден статус туранита как минерального вида, для него получены новые аналитические и структурные данные; получены новые данные для альванита, курумсакита, хаммерита, тангеита, фольбортита, расширяющие представления об их химическом составе, кристаллографии, свойствах.

Практическая значимость работы. Новые данные по минералам, полученные в настоящей работе, являются вкладом в фундаментальные знания о природном кристаллическом веществе, они вошли в справочную литературу и компьютерные базы данных по минералам. Поскольку месторождения урана и ванадия, сосредоточенные в углеродисто-кремнистых сланцах, отличаются комплексностью, то сведения о вещественном составе потенциальных руд, полученные автором, могут быть использованы геологами при поисках и технологами-обогатителями при добыче и переработке руд.

Апробация работы и публикации. По теме настоящей диссертации опубликовано 10 статей в реферируемых журналах, 2 статьи в региональном сборнике, 1 статья находится в печати. Прочитано 3 доклада - на заседании Минералогического семинара в Минералогическом музее им. А.Е. Ферсмана РАН (2003 год), а также на ежегодных Ломоносовских чтениях 2009 и 2010 гг. (МГУ).

Защищаемые положения.

1. В ванадиеносных углеродисто-кремнистых сланцах Центральной Азии широко развита метаморфогенно-гидротермальная минерализация, порождённая эпигенетичным региональным низкоградным метаморфизмом. Трещины гидроразрыва в сланцах выполнены жильным кварцем, заключающим, наряду с барий-ванадиевыми и барий-ванадийсодержащими минералами группы слюд - роскоэлитом, черныхитом, мусковитом (фенгитом), - также маннардит BaTi₆(V⁺³,Сr⁺³)₂O₁₆^.H₂O, который является здесь одним из концентраторов V³⁺.

2. Минералы группы никельалюмита характерны для зоны гипергенеза ванадиеносных углеродисто-кремнистых сланцев Центральной Азии. Эти минералы имеют общую формулу MAl₄(OH)₁₂(TO₃,SO₄)_m(H₂O)_n, (M = Ni, Zn, Cu²⁺; T = V⁵⁺, N⁵⁺; m = 1, 2; 2 < n < 3). Представители этой группы - альванит, анкиновичит, кыргызстанит и потенциально новый <кремнистый никельалюмит> - эндемики коры выветривания ванадиеносных сланцев. Состав этих минералов, для которых характерно наличие низкополимеризованных метаванадатных анионов, обусловлен особенностями геохимии протолита и параметрами коры выветривания.

3. Минералы группы алунита и фосфаты Al и Fe являются важными концентраторами ванадия в зоне окисления ванадиеносных сланцев. V³⁺ в минералах группы алунита изоморфно замещает Al³⁺ и Fe³⁺ в октаэдрической координации. Наличие V³⁺ в этих образованиях коры выветривания коррелируется с высокой кислотностью образования минералов группы алунита.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем - 220 страниц, включая, 45 таблиц, 81 рисунок и список литературы из 203 наименований.

Благодарности. Автор в первую очередь выражает благодарность своим друзьям и коллегам, Л.А. Паутову и А.А. Агаханову, которые помогали и способствовали работе, начиная от полевых сборов и заканчивая лабораторными исследованиями и обсуждением результатов. Также автор признателен Г.К. Бекеновой, благодаря которой состоялись полевые работы на Каратау, научному руководителю Э.М. Спиридонову за всестороннюю поддержку и обсуждение работы; И.В. Пекову за ценные замечания и помощь.

Автор выражает особую благодарность коллективу кристаллографов и минералогов Университета Манитобы (Виннипег, Канада): Ф. Хоторну, Е.В. Соколовой, Ю.А. Уваровой, М. Куперу, выполнившим расшифровку структур минералов, а также принявшим активное участие в правке и обсуждении статей. Автор благодарит всех, кто содействовал в проведении полевых работ: геологов Южно-Киргизской ГРЭ В.Н. Бобылёва, В.С. Гурского, И.И. Солошенко; гл. геолога АО <Алаурум> В.В. Смирнова. Автор благодарен сотрудникам Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана РАН: М.Е. Генералову и С.Н. Ненашевой за помощь в работе с фондами музея, Д.И. Белаковскому и А.А. Евсееву за ценные замечания и консультации, Н.А.Пековой за проведение макрофотосъёмки образцов, А.В. Быстрову за техническую поддержку, Г.А. Осолодкиной за помощь в поиске литературы, и, конечно, М.И. Новгородовой, директору Музея, за постоянный интерес и поддержку в работе. За участие в исследованиях и ценные замечания автор благодарит П.В. Хворова, Е.В. Белогуб, А.И. Тищенко, Ю.В. Гушул, В.М. Рогового, В.Н. Холодова, Н.В. Чуканова, П.М. Карташёва, В.Л.Левина, П.Е.Котельникова, А.А. Карпенко. Особенную благодарность автор выражает д-ру Д. Барнардо из Совета по наукам о земле (Претория, ЮАР), передавшего для исследований никельалюмит с места первого описания.