Состав лаборатории насчитывает 33 сотрудника, имеющих большой опыт изотопно-геохимических исследований, в том числе: 3 доктора геолого-минералогических наук, 4 кандидата геолого-минералогических наук, 3 кандидата химических наук, а также высоко квалифицированных инженеров и лаборантов.
Контакты
Зав. лаб. д.г.-м.н. Алексей Валентинович Травин, тел. +7 (383) 373-05-26, доп. 3-43, Email: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Методы и методики
Коллектив лаборатории состоит из нескольких, тесно взаимодействующих между собой групп, сложившихся на основе их специализации по методам исследования:
- группа разделения минералов
Группа проводит выделение мономинеральных фракций (циркон, апатит, биотит, мусковит, амфибол, плагиоклаз и др.) на основе гравитационных, центробежных, электромагнитных, электростатических, флотационных, химических и других методов.
На основе классических методов «мокрой химии» проводится определение содержаний CO2, S общей, сульфидной, Fe растворимого, F.
- группа ИСП масс-спектрометрии
В группе разработаны и применяются различные методики химической подготовки разных типов геологических пород (силикаты, карбонаты, углеродсодержащие образцы), почв, растений, высокоминерализованных вод для последующего ИСП-МС анализа с определением до 50 элементов в одном растворе на масс-спектрометре высокого разрешения Element I. Выполняется определение наноколичеств элементов платиновой группы и рения изотопным разбавлением с масс-спектрометрическим окончанием после кислотного разложения проб при высокой температуре и давлении с последующим отделением определяемых элементов на катионите Dowex AG50Wx8. Поставлен анализ широкого набора элементов методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) и атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС). U/Pb датирование цирконов и других акцессорных минералов выполняется методом ЛА-ИСП-МС с использованием ИСП масс-спектрометра Element XR (ThermoFisher Scientific) и эксимерного лазера Analyte Excite (Teledyne Cetac Technologies). Кроме того, с использованием указанного оборудование проводится определение микроэлементов, включая редкоземельные, в минералах.
- группа стабильных изотопов
В настоящий момент на основе газового масс-спектрометра Finnigan 253 с комплексом on-line систем пробоподготовки в режиме постоянного тока гелия поставлены методики определения изотопного состава углерода и азота в органическом веществе; углерода и кислорода в карбонатах. С помощью H-Device в режиме двойного напуска проводится изотопный анализ водорода в воде. Масс-спектрометр Delta V Advantage функционирует исключительно в режиме двойного напуска и является основой для изучения изотопного состава углерода алмазов, графитов, рассеянного углерода, а также изотопного состава серы в сульфидах и сульфатах, самородных и рассеянных форм серы. Исследования проводятся с применением оригинальных вакуумных установок для экстракции изотопов, что позволяет исследовать трудно вскрываемые и рассеянные формы углерода и серы, в том числе содержащиеся во флюидных включениях в минералах.
Квалификация коллектива группы обеспечивает высокий уровень владения техникой и проведения исследований (дипломы о прохождении обучения).
- группа термоионизационной масс-спектрометрии
В имеющихся химически чистых помещениях поставлены методики Rb/Sr, Sm/Nd изохронного датирования геологических пород, минералов. Базовым прибором группы является много-коллекторный термоионизационный масс-спектрометр МИ 1201 АТ Сумского НПО Электрон (Украина). Для целей изотопной Sr хемостратиграфии проводится определение Ca, Mg, Fe, Sr, Mn из солянокислой вытяжки карбонатных пород. В связи с ограниченностью возможностей имеющегося масс-спектрометра, в случае необходимости, измерения изотопных отношений Sr с точностью до 6 знака и выше проводятся на масс-спектрометрах Finnigan 261 в ИЗК СО РАН (Иркутск) и Triton в ИГГ УрО РАН (Екатеринбург).
- группа 40Ar/39Arдатирования
Функционирование метода основывается с одной стороны, на технологиях и методиках, отработанных ранее при постановке K/Ar метода датирования, с другой – на инфраструктуре доставки с томского исследовательского атомного реактор (Томский политехнический университет) и хранения облученных образцов. Для датирования используется методика ступенчатого прогрева с кварцевым реактором и внешней трубчатой печью. Преимущество такого варианта по сравнению с используемой в большинстве мировых лабораторий системы «двойного вакуума» состоит в контроле температуры с помощью термопары, подведенной непосредственно к исследуемому образцу, в возможности удалить запакованный предварительно в Ni фольгу отработанный образец из реактора с помощью магнита. Измерение выделенного из образцов и очищенного аргона производится на масс-спектрометрах noble gas 5400 и Argus (Micromass, Англия).
Для образцов, характеризующихся сложной термической историей и, соответственно, – сложной формой возрастного спектра разработана методика, позволяющая оптимизировать схему ступенчатого прогрева с целью максимально эффективной расшифровки формы возрастного спектра и интерпретации полученных данных.
Предложен новый метод измерения возрастных спектров с высоким разрешением по доле выделенного газа, основанный на накоплении экспериментальных данных и позволяющий по мере необходимости уточнять возрастной спектр или его отдельные участки. Представленный метод может быть использован не только для измерения возрастных спектров при 40Ar/39Ar датировании, но и для измерения других характеристик изотопных систем образцов горных пород и минералов при поэтапном выделении анализируемого вещества.
Инфраструктура
Основные приборы:
масс-спектрометр высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой Element (Finnigan Mat, Германия) с лазерной приставкой для элементного анализа;
твердофазный многоколлекторный масс-спектрометр МИ1201 «АТ» (НПО Электрон, Украина, 2006 год), химически чистые помещения для Rb/Sr датирования и изотопно-геохимических исследований;
масс-спектрометр «noble gas 5400” (Micromass, Англия, 1998 год) для 40Ar/39Ar датирования методом ступенчатого прогрева;
газовый масс-спектрометр Finnigan 253, (Германия) с проточным комплексом систем пробоподготовки для определения изотопного состава C, N в органике; C, O в карбонатах; в С, Н в нефтях; H, O воде;
много-коллекторный газовый масс-спектрометр Argus (Бремен, Германия, ) в комплексе с системой очистки и инфракрасным лазером Fusions 10.6 (Photon Machines, США) для 40Ar/39Ar датирования методом ступенчатого прогрева и лазерного испарения вещества;
Element XR (ThermoFisher Scientific) и эксимерный лазер Analyte Excite (Teledyne Cetac Technologies);
газовый масс-спектрометр Delta V Advantage (Германия) с оригинальной вакуумной системой пробоподготовки для определения изотопного состава S, C, O.
Важнейшие достижения за 5 лет
1. Методики пробоподготовки и ИСП-МС определения микроэлементов
Разработаны новые методики ИСП-МС определения микроэлементов в различных типах горных пород и минералов (силикаты, карбонаты, углеродсодержащие образцы), а также высокоминерализованных природных водах. В зависимости от состава выбраны оптимальные условия химической подготовки каждого типа образцов, обеспечивающие полное переведение в раствор определяемых элементов. С использованием модернизированных методик получены новые геохимические данные для геологических объектов Северной Евразии [Doroshkevich&All, Journal of Asian Earth Sciences, 2018; Владимиров и др., ДАН, 2018 и другие], с помощью которых выявлены закономерности процессов, протекающих в Земной коре и верхней мантии.
2. Термохронология раннепалеозойских коллизионных, субдукционно-коллизионных структур Центральной Азии
Предложена методика «сквозного изотопного датирования», на основе которой проведена реконструкция термохронологической истории аккреционно-коллизионных, субдукционно-коллизионных систем и глаукофансланцевых комплексов каледонид Центрально-Азиатского складчатого пояса [Лепезин и др., Петрология, 2006; Травин, Геология и геофизика, 2016]. Показано, что история формирования этих геологических структур складывается из коротких, синхронных этапов активных термических событий, сопряженных с масштабным мантийно-коровым магматизмом, метаморфизмом HP/LT, HT/LP типов, интенсивными тектоническими деформациями. В качестве глубинного механизма синхронизации предполагается проявление плюмов различного масштаба как во внутриокеанической, так и внутриконтинентальной обстановке.
Для высокоградных метаморфических пород Чернорудской зоны (Ольхонский регион) установлено, что перемещение с глубины 27 км до глубины, меньшей 10 км происходило в течение 100 млн лет (рис. 1).
С учетом совокупности всех полученных для главных зон Ольхонского региона данных, это происходило в результате нескольких тектонических событий (рис. 1). В перерывах длительностью десятки млн лет между этапами породы тектонических пластин «замораживались» на промежуточной глубине при относительно пониженной температуре (рис. 2). В процессе очередной тектоно-магматической активизации происходило кратковременное повышение температуры, сопровождавшееся понижением давления - эксгумацией пород Чернорудской зоны на следующий уровень глубины. Если основным источником прогрева на ранних этапах являлось поступление магм мантийного, мантийно-корового генезиса, то на поздних, характеризующихся амагматичностью этапах прогрев мог быть обусловлен интенсивными пластическими, хрупко-пластическими деформациями.
Рис. 1. Термическая эволюция (возраст-температура) литопастин и бластомилонитовых комплексов Ольхонского региона. Стрелками показаны термохронологические тренды, установленные для отдельных литопластин. Серым фоном отмечены возрастные рубежи тектонотермальной активности. Для калиевого полевого шпата Чернорудской зоны жирными линиями показаны термические тренды, а пунктирными – доверительные интервалы. Отдельно, со шкалой справа показана эволюция глубины для Чернорудской и Ангинской зон. Литературные источники использованных изотопных данных [Бибикова и др., 1990; Летников и др., 1990; Юдин и др., 2005; Fedorovsky et al., 2005; Gladkochub et al., 2008; Скляров и др., 2001; 2009; Травин и др., 2009; Волкова и др., 2008; 2010; Владимиров А.Г. и др., 2008; 2011; Гладкочуб и др., 2010; Федоровский и др., 2010].
Рис. 2. Схема эволюции P-T параметров метаморфизма пород Чернорудской зоны. Красным прямоугольником показана область, оцененная по минералогическим термометрам и барометрам для двупироксеновых гнейсов [Федоровский и др., 2003].
3. Реконструкции термохронологической истории гранитоидных батолитов
Разработан подход (рис. 1), позволяющий на основе методов решения обратных задач, осуществлять подбор сценариев эволюции гранитоидных батолитов, при которых расчетные времена закрытия изотопных систем согласуются с результатами мультисистемного и мультиминерального датирования. Для моделирования динамики остывания и кристаллизации гранитоидного расплава создана программа Геотермохрон, апробация алгоритма осуществлена на примере гранитоидных батолитов и связанных с ними рудных месторождений Алтайской [Анникова и др., Литосфера, 2019; Владимиров и др., Геология и геофизика, 2019; Мурзинцев и др., Геодинамика&Тектонофизика, 2019], Забайкальской [Травин и др., ДАН, 2020], Памирской аккреционно-коллизионных систем и Вьетнама [Владимиров и др., ДАН, 2019; Владимиров и др., Геодинамика&Тектонофизика, 2019].
Рис. 1. Блок схема, демонстрирующая методологию комплексного подхода при реконструкции геодинамической эволюции гранитоидных батолитов.
Синтез геологических, геохронологических исследований (U/Pb – циркон, Re/Os – молибденит, 40Ar/39Ar – биотит, мусковит) Калгутинского Mo-W месторождения на основе предложенного подхода позволил реконструировать начавшуюся с внедрения Калгутинского гранитного массива 215 млн лет назад, историю формирования Калгутинской РМС длительностью в 35 млн лет, включающую 5 этапов. С учетом геофизических данных рассмотрена модель, в которой магматическая камера Калгутинского массива представлена в виде системы двух каскадов, включающей само гранитное тело (изначально на глубине 10-15 км), а так же, - подстилающую нижнюю магматическую камеру на глубине 20-30 км, соединенную с верхней посредством подводящего канала (рис. 2).
Рис. 2. Схематизированная модель Калгутинской РМС, отражающая последовательно остывание двухуровневой магматической колонны, осложненная тектоническим экспонированием (подъёмом при растяжении континентальной литосферы Южного Алтая и сдвиго-взбросовыми деформациями).
Результаты расчетов показывают, что при геотермальном градиенте у поверхности 30°C/км длительное (до 20 млн лет) остывание глубинной магматической камеры гранитного состава приводит к формированию остаточных очагов расплава на нижних уровнях глубинного резервуара (рис. 2). Именно эти, значительно обогащенные в результате фракционирования редкими металлами расплавы являются источниками редкометалльно-гранитного магматизма и рудных гидротермальных флюидов, которые через 30 млн лет после зарождения Калгутинской РМС привели к образованию пояса ультраредкометалльных протяженных даек онгонитов и эльванов, пространственно совмещенных с богатыми вольфрамовыми жилами Калгутинского месторождения.
Информационная справка
История лаборатории берет свое начало от созданной в 1953 г. сначала в Горно-геологическом (ГГИ), затем в Институте геологии (ИГ) ЗСФАН и вошедшей в образованный в 1958 г. Институт геологии и геофизики лаборатории абсолютного возраста, которой с основания до 1968 года руководил заместитель директора ИГиГ, к.г.-м.н. (в последствии – д.г.-м.н.) Вениамин Михайлович Кляровский. Основным методом, используемым для датирования геологических пород и минералов, являлся K/Ar метод сначала в объемном варианте, затем – в варианте изотопного разбавления, с использованием двойного радиочастотного масс-спектрометра оригинальной конструкции (Е.Ф. Доильницын, Б.П. Пучков). В дальнейшем лаборатория изотопных исследований трансформировалась и под разными названиями неизменно присутствовала в структуре отдела общеинститутских лабораторий: лаборатория геохронологии – заведующий д.г.-м.н. Лев Васильевич Фирсов (1968-1981 гг.), лаборатория изотопных исследований – к.т.н. Евгений Федорович Доильницын (1981-1988 гг.), лаборатория геохронологии – заведующая д.г.-м.н. Ирина Владимировна Николаева (1981-1988 гг.), лаборатория радиогенных и стабильных изотопов - заведующие д.г.-м.н. Виктор Антонович Пономарчук (1988-2006 гг), д.г.-м.н. Вадим Николаевич Реутский (2006-2010 гг.); лаборатория изотопно-аналитической геохимии – заведующий д.г.-м.н. Алексей Валентинович Травин (2010-н.в.).
На протяжении всей истории лаборатории происходило последовательное развитие существующих методик датирования и изотопного анализа. При Льве Васильевиче Фирсове, человеке с поразительной многогранностью интересов на фоне дальнейшего развития объемного варианта K/Ar метода (Ю.Н. Лебедев) стал интенсивно развиваться метод радиоуглеродного датирования (к.г.-м.н. В.А. Панычев, к.г.-м.н. Л.А. Орлова). В лаборатории Евгения Федоровича Доильницына интенсивно использовались методики изотопии ряда элементов (S, Pb и др.) рудных минералов и нефтей (к.г.-м.н. А.П. Перцева, Л.Д. Шипилов, Н.Г. Пятилетова, Б.П. Пучков). Несмотря на трудности в годы перестройки Ириной Владимировной Николаевой было организовано приобретение партии современных украинских масс-спектрометров МИ1201, что позволило осуществить постановку Rb/Sr метода датирования (д.г.-м.н. В.А. Пономачук, Л.И. Разворотнева, Н.И. Козырева), на новом уровне подойти к K/Ar датированию методом изотопного разбавления (Ю.Н. Лебедев, А.В. Травин). Логическим продолжением этих работ уже под руководством Виктора Антоновича Пономарчука стали: дальнейшее развитие Rb/Sr метода датирования, постановка новой для Института методики Sr-изотопной хемостратиграфии (д.г.-м.н. В.А. Пономачук, к.х.н. С.В. Палесский, И.П. Морозова), а также - постановка Ar/Ar метода датирования (д.г.-м.н. В.А. Пономарчук, д.г.-м.н. А.В. Травин). Решение последней задачи было значительно облегчено благодаря наличию в лаборатории радиогеохимии природных и техногенных систем (зав. лаб. к.г.-м.н. Ф.В. Сухоруков) инфраструктуры доставки и хранения облученных образцов.
Необходимым этапом всех геологических исследований является подготовка коллекций каменного материала. Эффективность изотопно-геохимических, геохронологических исследований напрямую зависит от качества, чистоты выделения минеральных фракций. В этой связи на протяжении всей истории изотопной лаборатории принципиально важным является тесное сотрудничество с коллективом, возглавляемым д.т.н. Т.С. Юсуповым, работы которого в области направленного изменения структурных и физико-химических свойств минералов получили широкую известность в России. В результате структурных преобразований в начале XXI века коллектив Талгата Сунгатулловича (Л.Г. Шумская, И.Ю. Васькова, Л.П. Пантюкова, Е.А. Кириллова, Ю.В. Алешкова, Л.А. Горчукова, И.М. Фоминых) вошел в состав лаборатории изотопно-аналитической геохимии. В 2019 году Институтом закуплен комплекс оборудования (изодинамический, электромагнитный сепараторы, центрифуги и др.), позволяющий организовать выделение минеральных фракций на уровне, соответствующем самым высоким современным требованиям.
Возможности изотопных исследований лаборатории в конце XX – начале XXI века значительно расширились благодаря поступлению новейшего аналитического оборудования. Так, появление масс-спектрометра высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой Element I (Finnigan Mat) и разработка соответствующих методик пробоподготовки позволило выполнять высокочувствительное определение редкоземельных, высоко зарядных и других редких элементов в природных водах, в твердых геологических образцах после разложения, а также и в лазерном варианте с помощью Nd:YAG лазера (266 нм, 213 нм) для мономинеральных фракций и пород, приготовленных в виде сплавленных стекол. Особым достижением является методика определения элементов платиновой группы и рения с изотопным разбавлением (к.х.н. С.В. Палесский, при всяческой поддержке и помощи вед. инж. Лаб. 451 О.А. Козьменко), что позволяет получать ценную информацию о генезисе геологических пород, минералов.
В 1998 году, на замену устаревшего морально украинского газового масс-спектрометра МИ1201В, был получен noble gas 5400 (Micromass). На основе этого прибора, системы выделения и очистки оригинальной конструкции в лаборатории была организована работа Ar/Ar метода датирования в режиме центра коллективного пользования, сотрудничающего практически со всеми российскими Институтами в области наук о Земле, многочисленными российскими и зарубежными геологическими компаниями (д.г.-м.н. В.А. Пономарчук, д.г.-м.н. А.В. Травин, к.г.-м.н. Д.С. Юдин, к.г.-м.н. С.А. Новикова, А.В. Пономарчук). В 2008 году был приобретен много-коллекторный газовый масс-спектрометр Argus (Micromass) в комплекте с системой пробоподготовки и инфракрасным лазером. Благодаря значительно большей чувствительности этого прибора появилась возможность Ar/Ar датирования методом ступенчатого прогрева по микронавескам, в том числе и по отдельному зерну минерала, а также - датирования с использованием лазерного испарения вещества (к.г.-м.н. Д.С. Юдин, Д.В. Алексеев, Н.Г. Мурзинцев).
Приобретение в 2006 году термоионизационного многоколлекторного масс-спектрометра МИ 1201АТ позволило значительно усилить возможности Rb/Sr датирования и решения задач Sr изотопной хемостратиграфии (к.г.-м.н. И.А. Вишневская, к.г.-м.н. В.Ю. Киселева, Г.А. Докукина, О.А. Спичак).
Поступление газового масс-спектрометра Finnigan 253 с комплексом систем пробоподготовки позволило поставить в массовом варианте анализ изотопного состава C, O в карбонатах для целей изотопной хемостратиграфии, методики определения изотопного состава C в органике, алмазах, графитах, в газообразных углеводородах; S в сульфидах и сульфатах; H в воде (д.г.-м.н. В.А. Пономарчук, д.г.-м.н. В.Н. Реутский, Д.В. Семенова, к.г.-м.н. О.П. Изох, к.х.н. А.Н. Пыряев). В дальнейшем на замену устаревшему газовому масс-спектрометру Finnigan Delta удалось получить новейший его аналог, что позволило организовать автономный анализ изотопного состава S в рудных минералах, C в алмазах, разгрузив Finnigan 253 (д.г.-м.н. В.Н. Реутский, М.Н. Колбасова). Приобретение масс-спектрометра высокого разрешения с индуктивно-связанной плазмой Element XR (ThermoFisher Scientific) и системы лазерной абляции Analyte Excite (Teledyne Cetac Technologies) на основе эксимерного лазера (193 нм) расширило возможности лаборатории в области локального изотопного датирования, в частности, U/Pb датирование цирконов и других акцессорных минералов.
Развитие ситуации в науках о Земле в течении последних десятилетий показывает, что именно изотопные исследования, основанные на детальной петрохимической проработке, являются связующим звеном, позволяющим сопоставлять данные для разнообразных по своей природе геологических процессов и играют все более важную роль по мере внедрения современных аналитических методик, расширения круга используемых изотопных систем.
- разработка новых и совершенствование имеющихся методик изотопных исследований
В лаборатории проводятся научно-исследовательские, методические работы по совершенствованию методик 40Ar/39Ar, Rb/Sr, U/Pb датирования, расширению круга датируемых минералов - геохронометров, определения изотопного состава C, O, S, H, N, определения микроэлементного состава, раскрытия и сепарации тонкодисперсных минералов.
- оценки источников и условий формирования горных пород, руд на основе геохимических, изотопно-геохимических исследований
Имеющийся в лаборатории набор традиционных и модернизированных методик геохимических, изотопно-геохимических (микроэлементы, Sr, C, O, S, H и другие) исследований горных пород и руд позволяет решать широкий набор задач – от оценки источников рудного вещества и компонентов флюидов, участвующих в магмо- и рудогенезе до установления источников питания и последовательностей формирования осадочных бассейнов. В последнее время все более широкое распространение получают методики хемо-стратиграфической (тренды изотопной эволюции Sr, C, H) реконструкции осадочных бассейнов и определения потенциальных источников сноса с помощью U/Pb датирования детритовых цирконов.
- реконструкции термической истории магматических, метаморфических пород и рудных месторождений на основе мультисистемного, мультиминерального изотопного датирования
Для построения моделей образования метаморфических комплексов, гранитоидных батолитов и связанных с ними месторождений, отвечающих различным геодинамическим обстановкам, требуется реконструкция термической истории, определение возраста и продолжительности основных этапов их формирования. В лаборатории используется подход к реконструкции термической истории, основанный на U/Pb, 40Ar/39Ar, Rb/Sr датировании по минералам геохронометрам, соответствующим парагенезисам конкретных этапов в истории геологических пород и характеризующимся различной температурой закрытия изотопной системы. Имеющийся набор методов датирования и минералов позволяет проводить реконструкции в диапазоне температур начиная от 800-900 °С (U/Pb, циркон) и заканчивая 150-250 °С (40Ar/39Ar, полевой шпат). При интерпретации данных комплексного изотопного датирования с целью подбора наиболее адекватного геологического сценария проводится численное моделирования поведения различных изотопных систем в предположении различных типов термических историй.
Объектами исследований лаборатории, в соответствии с планами фундаментальных научных исследований ИГМ СО РАН, являются метаморфические, магматические комплексы и связанные с ними месторождения, соответствующие различным этапам формирования Центрально-Азиатского, Монголо-Охотского складчатых поясов и Сибирской платформы.
Основные объекты располагаются в пределах различных районов Алтайской горной области, Забайкальского края (Монголо-Охотский складчатый пояс), Республики Бурятия (Восточный и Западный Саяны), Республики Саха (Якутия). Кроме этого, география исследованных объектов распространяется на территории Китая, Казахстана, Монголии, Вьетнама, Таджикистана.
За последние 5 лет сотрудники лаборатории принимали участие в качестве руководителей и исполнителей в многочисленных грантах РФФИ, РНФ, а также участвовали в работе и организации российских, международных конференций и полевых экскурсий.
Вьетнам, ноябрь 2017 г., отбор образцов гранитоидных комплексов зоны Далат.
Двое сотрудников лаборатории являются преподавателями:
С. В. Палесский читает курс «Концепции современного естествознания» студентам 2-3 курсов Гуманитарного Института Новосибирского государственного университета.
А.В. Травин читает курс «Изотопная геология и геодинамика» студентам 4 курса на кафедре геофизических систем Физико-технического факультета Новосибирского государственного технического университета (https://ciu.nstu.ru/kaf/persons/77963).
2020 г. 30 марта - 2 апреля – V Международная научная конференция «Корреляция алтаид и уралид, глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения» (г. Новосибирск). http://conf.nsc.ru/altaidy/ru
2019 г. 28 августа - 8 сентября – Международная научная конференция «Крупные изверженные провинции, мантийные плюмы и металлогения в истории Земли» (г. Томск). http://geoconf.tsu.ru/lip2019/about/
2018 г. 16-19 октября – Научное совещание «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)» (г. Иркутск)
2018 13-21 October, Regional Congress on Geology, Mineral and Energy Resources of Southern Asia “Geosciences and Earth Resources for sustainable development” (Hanoi, Vietnam) http://www.geosea.asia/?p=165
2018 г. 9-14 июня – Международная конференция, посвященная 110-летию со дня рождения академика Владимироа Степановича Соболева «Проблемы магматической и метаморфической петрологии, гаодинамики и происхождения алмазов» (г. Новосибирск) http://conf.nsc.ru/SobolevVS110/ru/org_committee
2018 г. 5-7 июня – VII Российская конференция по изотопной геохронологии «Методы и геологические результаты изучения изотопных геохронометрических систем минералов и пород» (г. Москва) http://www.sib-science.info/ru/conferences/geochron-2018
2018 г. 2-6 апреля – IV Международная научная конференция «Корреляция алтаид и уралид, глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения» (г. Новосибирск). http://www.sib-science.info/ru/conferences/conf-altaidy-2018
2017 г. 28-31 августа - III международная геологическая конференция «Граниты и эволюция Земли: граниты и континентальная кора» (г. Екатеринбург) https://granite2017.uran.ru/
2016 г. 29 марта - 1 апреля – III Международная научная конференция «Корреляция алтаид и уралид, глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения» (г. Новосибирск). http://www.sib-science.info/ru/conferences/conf-altaidy-2016
2015 г. 1-8 сентября – Международная научная конференция «Крупные изверженные провинции, мантийные плюмы и металлогения в истории Земли» (г. Иркутск – п. Листвянка). http://lip2015.igc.irk.ru/
2015 г. 5-7 июня – VI Российская конференция по изотопной геохронологии «Изотопное датирование геологических процессов: новые результаты, подходы и перспективы» (г. Санкт-Петербург).
Раздел IX «Науки о Земле». Приоритетное направление фундаментальных исследований 125. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013–2020 годы Базовый проект НИР № 0330-2016-0013 «Изотопно-геохимические, термохронологические индикаторы аккреционно-коллизионных процессов, корреляция с магматизмом, осадконакоплением и рудообразованием (развитие методик и интерпретации». Научные руководители: д.г.-м.н. А.В. Травин, к.г.-м.н. Н.С. Карманов
РФФИ № 19-55-53011-ГФЕН_а «Тектоника и геодинамика Алтае-Джунгарской горной системы в среднем-позднем палеозое»», 2018-2020 гг. Руководитель А.В. Травин
РФФИ № 18-05-70109 «Роль плюмового магматизма в формировании редкометального и редкоземельного оруденения Арктической Сибири (Анабарский регион)», 2018-2020 гг. Руководитель академик Н.Л. Добрецов
Минобрнауки РФ мегагрант № 14.Y26.31.0018 «Мультидисциплинарное изучение складчатых поясов тихоокеанского типа и создание согласованной модели эволюции океанов, их активных окраин и мантийного магматизма», 2017-2019 г.г. Руководитель профессор Маруяма Шигенори, Япония
РФФИ № 17-55-540001-Вьет_а «Геология, термохронология (U/Pb, Ar/Ar) и изотопная систематика (Sr/Nd) гранитоидных батолитов Вьетнама (поздний палеозой – мезозой)», 2017-2018 гг. Руководитель А.Г. Владимиров
РФФИ № 17-55-53048-ГФЕН_а «Тектоника и геодинамика Алтае-Джунгарской горной системы в венд-палеозое»», 2017-2018 гг. Руководитель М.М. Буслов
РФФИ № 17-05-00936-а «Термохронология гранитоидных батолитов и эндогенного оруденения Алтае-Саянской складчатой области», 2017-2019 гг. Руководитель А..В. Травин
РФФИ № 13-05-12056 офи-м «Неопротерозойский - раннепалеозойский плюмовый магматизм и связанное с ним оруденение: ареалы распространения, источники рудного вещества, механизмы его концентрирования, закономерности распределения», 2013-2015 гг. Руководитель академик Н.Л. Добрецов
Травин А.В., Владимиров А.Г., Цыганков А.А., академик Ханчук А.И., Эрнст Р., Мурзинцев Н.Г., Михеев Е.И., Хубанов В.Б. Термохронология Ангаро-Витимского гранитоидного батолита, Забайкалье, Россия // Доклады Российской академии наук. 2020. Том 494. № 1, с. 49-55.
Пушкарев Е. В., Готтман И. А., Травин А. В., Юдин Д. С. Время завершения ультраосновного магматизма в платиноносном поясе Урала // Доклады Российской академии наук. 2020. Том 490, № 2, с. 45–50. DOI: 10.31857/S2686739720020139.
Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R, PonomarchukA.V., Savatenkov V.M., Kravchenko A.A., Ivanov A.I., Wohlgemuth-Ueberwasse C. Petrology and geochemistry of the late Mesozoic Dzheltula alkaline igneous complex, Aldan–Stanovoy Shield, Russia: constraints on derivation from the ancient enriched mantle source // International Journal of Earth Sciences. 2020. DOI: 10.1007/s00531-020-01909-6
Moroz T.N., Edwards H.G.M., Ponomarchuk V.A., Pyryaev A.N., Palchik N.A., Goryainov S.V. Raman spectra of a graphite-nontronite association in marbles from Oltrek Island (Lake Baikal, Russia) // Journal of Raman Spectroscopy. https://doi.org/10.1002/jrs.5763.
Пономарчук В.А., Добрецов Н.Л., Лазарева Е.В, Жмодик С.М., Карманов Н.С., Толстов А.В., Пыряев А.Н. Свидетельства микробиально-индуцированной минерализации в породах томторского карбонатитового комплекса (арктическая сибирь) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т.490. № 2. С.33-38.
Руднев С.Н., Мальковец В.Г., Белоусова Е.А., Третьякова И.Г., Серов П.А., Киселева В.Ю., Гибшер А.А., Николаева И.В. Геохимия, Sm–Nd, Rb–Sr, Lu–Hf изотопия, источники и условия формирования раннепалеозойских плагиогранитоидов южной части Озерной зоны Западной Монголии // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 2. С. 151-174. DOI : 10.15372/GiG2019087
Kuibida M.L., Murzin O.V., Kruk N.N., Safonova I.Y., Sun M., Komiya T., Wong J., Aoki S., Murzina N.M., Nikolaeva I.V., Semenova D.V., Khlestov M.V., Shelepaev R.A., Kotler P.D., Yakovlev V.A., Naryzhnova A.V. Whole-rock geochemistry and U-Pb ages of Devonian bimodal-type rhyolites from the Rudny Altai, Russia: Petrogenesis and tectonic settings // Gondwana Research. 2020. Vol.81. P.312-338.
Nikolenko A.M., Doroshkevich A.G., Ponomarchuk A.V., Redina A.A., Prokopyev I.R, Vladykin N.V., Nikolaeva I.V. Ar-Ar geochronology and petrogenesis of the Mushgai–Khudag alkaline‑carbonatite complex (southern Mongolia) // Lithos. 2020. Vol.372-373. Art.105675.
Васюкова Е.А., Пономарчук А.В., Дорошкевич А.Г. , Петролого-геохимическая характеристика и возраст пород Ыллымахского массива (Алданский щит, Южная Якутия) // Геология и геофизика. 2020. Т. 61. № 4. С. 489—507. DOI: 10.15372/GiG2019147
Член-корреспондент РАН Морозов Ю. А., Юдин Д. С., Травин А. В., Смульская А. И., Кулаковский А. Л., Матвеев М. А. Первые находки и 40Ar/39Ar- датирование псевдотахилитов в палеопротерозойском зонально метаморфизованном Ладожском комплексе Фенноскандии // Доклады Российской академии наук. 2020, Nом 493, № 1, с. 1–5. DOI: 10.31857/S2686739720070117.
Tarasova Y.I., Budyak A.E., Chugaev A.V., Goryachev N.A., Tauson V.L., Skuzovatov S.Y., Reutsky V.N., Abramova V.D., Gareev B.I., Bryukhanova N.N., Parshin A.V. Mineralogical and isotope-geochemical (δ13C, δ34S and Pb-Pb) characteristics of the Krasniy gold mine (Baikal-Patom Highlands): Constraining ore-forming mechanisms and the model for Sukhoi Log-type deposits // Ore Geology Reviews. 2020. Vol.119. Art.103365.
Баталева Ю.В., Новоселов И.Д., Крук А.Н., Фурман О.В., Реутский В.Н., Пальянов Ю.Н. Экспериментальное моделирование реакций декарбонатизации, сопряженных с образованием mg, fe-гранатов и co2-флюида при мантийных p,t-параметрах // Геология и геофизика. - 2020. - Т.61. - № S5-6. - С.794-809.
Митяев А.С., Сафонов О.Г., Реутский В.Н., Изох О.П., Варламов Д.А., Козловский В.М., ван Р.Д., Аранович Л.Я. Изотопные характеристики карбонатов пород зеленокаменных поясов как индикатор возможного источника флюидов в гранулитовых комплексах докембрия: пример из зеленокаменного пояса гияни и гранулитового комплекса лимпопо (ЮАР) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т.492. № 1. С.66-70. DOI: 10.31857/S2686739720050151
Иванов К. С., академик РАН Коротеев В. А., Ерохин Ю. В., Пономарев В. С., Травин А. В. Первые данные о возрасте метаморфических сланцев Тазовского полуострова (Арктика, Западная Сибирь) // Доклады Российской академии наук. НАУКИ О ЗЕМЛЕ. 2020. Том 491, № 1, с. 33–37. DOI: 10.31857/S268673972003007X.
Дамдинов Б. Б., Жмодик С. М., Хубанов В. Б., Миронов А. Г., Травин А. В., Дамдинова Л. Б. Возраст и обстановки формирования неопротерозойских золотоносных гранитоидов Восточного Саяна // Геотектоника. 2020. № 3, с. 82–93. DOI: 10.31857/S0016853X20020034
Дамдиновa Б. Б., Дамдиноваa Л. Б., Хубанов В. Б., Юдин Д. С., Травин А. В., Буянтуевa М. Д. Золото-сурьяное рудопроявление Туманное (Восточный Саян, Россия): минералогия, флюидные включения, изотопы S и O, U–Pb и 40Ar/39Ar возраст // Геология рудных месторождений. 2020. Том 62, № 3, с. 247–271 DOI: 10.31857/S001677702003003X.
Ashchepkov I., Zhmodik S.M., Belyanin D., Kiseleva O.N., Medvedev N., Travin A.V., Yudin D.S., Karmanov N.S. and Downes H. Aillikites and Alkali Ultramafic Lamprophyres of the Beloziminsky Alkaline Ultrabasic-Carbonatite Massif: Possible Origin and Relations with Ore Deposits .// Minerals 2020, 10, 404; doi:10.3390/min10050404.
Kolpakova M.N, Gaskova O.L., Naymushina O.S, Karpov A.V., Vladimirov A.G., Krivonogov S.K. Saline lakes of Northern Kazakhstan: Geochemical correlations of elements and controls on their accumulation in water and bottom sediments // Applied Geochemistry. 2019. Vol.107. P.8-18. doi.org/10.1016/j.apgeochem.2019.05.013
Moroz T.N., Edwards H.G.M., Ponomarchuk V.A., Pyryaev A.N., Palchik N.A., Goryainov S.V., Raman spectra of a graphite–nontronite association in marbles from Oltrek Island (Lake Baikal, Russia) // J Raman Spectrosc. 2019; P. 1–9. DOI: 10.1002/jrs.5763
Veselovskiy R. V., Thomson S. N., Arzamastsev A. A., Botsyun S., Travin A.V., Yudin D .S., Samsonov A.V., and Stepanova A.V. Thermochronology and Exhumation History of the Northeastern Fennoscandian Shield Since 1.9 Ga: Evidence From 40Ar/39Ar and Apatite Fission Track Data From the Kola Peninsula // Tectonics. 2019. 10.1029/2018TC005250. doi.org/10.1029/2018TC005250
Владимиров А.Г., Анникова И.Ю., Мурзинцев Н.Г., Травин, Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Гаврюшкина О.А., Ойцева Т.А. Возрастные рубежи и оценка длительности формирования Калгутинской Mo-W рудно-магматической системы (Алтай): термохронология и математическое моделирование // Геология и геофизика, 2019, т. 60, № 8, с. 1126—1152. DOI: 10.15372/GiG2019057
Ефремов С.В., Спиридонов А.М., Травин А.В. Новые данные о возрасте, генезисе и источниках вещества гранитоидов Карийского золоторудного узла // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 6. C. 772-788. DOI: 10.15372/GiG2019058
Кармышева И.В., Владимиров В.Г., Шелепаев Р.А., Руднев С.Н., Яковлев В.А., Семенова Д.В. Баянкольская габбро-гранитная ассоциация: составЮ возрастные рубежи, тектонические и геодинамические обстановки (Западный Сангилен, Юго-Восточная Тува). // Геология и геофизика. 2019. Т. 60. № 7. С. 916-933. DOI: 10.15372/GiG2019065
Носова А.А., Возняк А.А., Богданова С.В., Савко К.А., Лебедева Н.М., Травин А.В., Юдин Д.С., Пейдж Л., Ларионов А.Н., Постников А.В. Реннекембрийский сиенитовый и монцонитовый магматизм на юго-востоке Восточно-Европейской платформы: петрогенезис и тектоническая обстановка формирования // Петрология. 2019. Т. 27. № 4. С. 357-400. doi.org/10.31857/S0869-5903274357-400
Савельев Д.П., Палесский С.В., Портнягин М.В. Элементы платиновой группы в базальтах офиолитового комплекса п-ва Камчатский мыс (Восточная Камчатка): источники вещества // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 1997-2010. DOI: 10.15372/GiG20181205
Ханчук А. И., Иванов В. В., Игнатьев Е. К., Коваленко С. В., Семенова Д. В. Альб-сеноманский гранитоидный магматизм и медный рудогенез Сихотэ-Алиня // Доклады академии наук, 2019, том 488, № 3, с. 298–302. DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-56524883298-302
Чугаев А.В., академик Чернышев И.В., Рыцк Е.Ю., Сальникова Е.Б., Носова А.А., Травин А.В., Котов А.Б., Федосеенко А.М., Анисимова И.В. Соотношение магматических, метаморфических и гидротермальных процессов в пределах Байкало-Муйского террейна (Восточная Сибирь): данные высокоточного геохронологического изучения Кедровского гранитоидного массива // Доклады академии наук. Т. 489. № 3. С. 292-297. https://doi.org/10.31857/S0869-56524893292-297
Юсупов Т.С., Шумская Л.Г., Кондратьев С.А., Кириллова Е.А., Уракаев Ф.Х. Использование механоактивационного измельчения в процессах обогащения техногенного оловосодержащего сырья. Журнал Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019. № 5. С. 121-127. DOI: 10.15372/FTPRPI20190513
PonomarchukA.V., Prokopyev I.R, Doroshkevich A.G., Egitova I.V., Kravchenko A.A., Ivanov A.I. Ar-40/Ar-39 Age of alkaline rocks of Verkhneamginsky massif (Aldan shield, South Yakutia) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2019. - Vol.330. - Iss. 3. - P.28-39. - ISSN 2500-1019. - EISSN 2413-1830. DOI 10.18799/24131830/2019/3/161
Vladimirov A.G., Travin A.V., Anh P.L., Murzintsev N.G., Annikova I.Y., Mikheev E.I., Duong N.A., Man T.T., Lan T.T. Thermochronology of granitoid batholith and their transformation into metamorphic core complexes (example of Song-Chai massif, Northern Vietnam) // GEODYNAMICS & TECTONOPHYSICS. - 2019. - Vol.10. - Iss. 2. - P.347-373. https://doi.org/10.5800/GT-2019-10-2-0418
Николаева И.В., Палесский С.В., Карпов А.В. Сравнение ИСП-МС анализа геологических образцов в варианте растворов и лазерной абляции стекол // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т.330. №5. С.26-34. DOI 10.18799/24131830/2019/5/263
Хромых С.В., Котлер П.Д., Семенова Д.В. Геохимия, возраст и геодинамические обстановки формирования Саурской габбро-гранитоидной серии (Восточный Казахстан) // Геосферные исследования. 2019. № 2. С. 6–26. DOI: 10.17223/25421379/11/1
Владимиров А.Г., Анникова И.Ю., Мурзинцев Н.Г., Травин А.В., Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Гаврюшкина О.А., Ойцева Т.А. Возрастные рубежи и оценка длительности формирования Калгутинской Mo-W рудно-магматической системы (Алтай): термохронология и математическое моделирование // Геология и геофизика. 2019. Том. 60. № 8, с. 1126—1152. DOI: 10.15372/GiG2019057
Бучко И.В., Сорокин А.А., Котов А.Б., Самсонов А.В., Ларионова Ю.О., Пономарчук В.А., Ларин А.М. Возраст и тектоническое положение лукиндинского дунит-троктолит-габбро-анортозитового массива (восточная часть селенгино-станового супертеррейна центрально-азиатского складчатого пояса) // Геология и геофизика. - 2018. - Т.59. - № 7. - С.889-899. DOI: 10.15372/GiG20180701.
Вишневская И.А., Летникова Е.Ф., Каныгина Н.А., Прошенкин А.И., Солошенко Н.Г., Ветров Е.В., Киселева В.Ю. Изотопная хемостратиграфия и U-Pb датирование детритовых цирконов венд-кембрийских отложений Северо-Муйской глыбы // Геология и геофизика, 2018, т. 59, No 11, с.1795-1814 DOI: 10.15372/GiG20181104
Вишневская И.А., Малов В.И., Солошенко Н.Г., Летникова А.Ф., Киселева В.Ю., Иванов А.В. Изотопно-геохимические особенности кембрийских фосфоритов Каратауского бассейна (Южный Казахстан) // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2018. Т. 63. Вып. 3. С. 267–290. https://doi.org/10.21638/spbu07.2018.302.
Дамдинов Б.Б., Жмодик С.М., Травин А.В., Юдин Д.С., Горячев Н.А. Новые данные о возрасте золотого оруденения юго-восточной части восточного саяна // Доклады Академии наук. 2018. Т.479. № 5. С.532-535. DOI: 10.1134/S1028334X18040116.
Козловский В.М., Травин В.В., Травин А.В., Саватенков В.М. Первые данные о возрасте и P-T-условиях формирования зон пологого разгнейсования Беломорского подвижного пояса // Доклады РАН. 2018. Т. 480. № 2. С. 204-209. DOI: 10.7868/S0869565218140153.
Лазарева Е.В., Жмодик С.М., Прокопьев А.В., Карманов Н.С., Сергеенко А.И. Нодулярный монацит из россыпей Куларского кряжа (Арктическая Сибирь, Россия) – состав, оценка возраста // Геология и геофизика, 2018, Т. 59. № 10. С. 1658-1679. DOI: 10.15372/GiG20181010.
Мурзинцев Н.Г., Травин А.В., Владимиров А.Г., Цыганков А.А. Реконструкция термических историй гранитоидных батолитов на основе мультисистемного изотопного датирования и численного моделирования остывания и кристаллизации гранитоидных расплавов// Методы и геологические результаты изучения изотопных геохронометрических систем минералов и пород. Российская конференция по изотопной геохронологии. Москва, 5-7 июня 2018г. Материалы конференции. М.: ИГЕМ РАН, 2018. С. 224-227.
Новикова С.А., Мурзинцев Н.Г, Травин А.В., Сокол Э.В. Новый подход к 40Ar/39Ar-датированию пирогенных событий: на примере позднеплейстоценовых угольных пожаров Гусиноозерской депрессии (Западное Забайкалье) // Доклады Академии наук. 2018. Т.483. № 6. DOI 10.31857/S086956520003442-9.
Прокопьев А.В., Борисенко А.С., Гамянин Г.Н., Фридовский В.Ю., Кондратьева Л.А., Анисимова Г.С., Трунилина В.А., Васюкова Е.А, Иванов А.И., Травин А.В., Королева О.В., Васильев Д.А., Пономарчук А.В. Возрастные рубежи и геодинамические обстановки формирования месторождений и магматических образований верхояно-колымской складчатой области // Геология и геофизика. 2018. Т.59. № 10. С.1542-1563. DOI: 10.15372/GiG20181004.
Ружич В.В., Кочарян Г.Г., Травин А.В., Савельева В.Б., Остапчук А.А., Рассказов С.В., Ясныгина Т.А., Юдин Д.С. Определение PT-условий при формировании подвижек по глубинному сегменту краевого шва Сибирского кратона // Доклады академии наук. 2018. Т. 481. № 4. С 19. DOI: 10.31857/S086956520001774-4.
Рогулина Л.И., Моисеенко В.Г., Пономарчук В.А. Геохимические особенности галенита и сфалерита полиметаллических месторождений дальнегорского рудного района (Приморский край) // Доклады Академии наук. - 2018. - Т.479. - № 4. - С.438-441. DOI: 10.7868/S0869565218100183.
Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А., Кузьмин Д.В., Граханов С.А., Батанова В.Г., Логвинова А.М., Бульбак Т.А., Костровицкий С.И., Яковлев Д.А., Федорова Е.Н., Анастасенко Г.Ф., Николенко Е.И., Толстов А.В., Реутский В.Н. Перспективы поисков алмазоносных кимберлитов в северо-восточной части сибирской платформы // Геология и геофизика. 2018. Т.59. № 10. С.1701-1719. DOI: 10.15372/GiG20181012.
Safonov O.G., Reutsky V.N., Varlamov D.A., Yapaskurt V.O., Golunova M.A., Shcherbakov V.D., van Reenen D.D., Smit A.C., Butvina V.G. Composition and source of fluids in high-temperature graphite-bearing granitoids associated with granulites: Examples from the Southern Marginal Zone, Limpopo Complex, South Africa // Gondwana Research. 2018. Vol.60. P.129-152. DOI: 10.1016/j.gr.2018.04.009.
Safonov O. G., Reutsky V. N., Shcherbakov V. D., Golunova M. A., Varlamov D. A., Yapaskurt V. O., and van Reenen D. D. Carbon Isotope Characteristics as Evidence of an External Source of High-Temperature Granitoids in Granulite Complexes // Doklady Earth Sciences, 2018, Vol. 483, Part 2, pp. 1515–1518.
Doroshkevich, I. Prokopyev, A. Izokh, R. Klemd, A. Ponomarchuk; I. Nikolaeva, N. Vladykin Isotopic and trace element geochemistry of the Seligdar magnesiocarbonatites (South Yakutia, Russia): Insights into the mantle evolution underlying the Aldan-Stanovoy shield // Journal of Asian Earth Sciences. 2018. V.154. P. 354-368. DOI: 10.1016/j.jseaes.2017.12.030.
Sokol E., Kokh S., Kozmenko O., Novikova S., Khvorov P., Nigmatulina E., Belogub E., Kirillov M. Mineralogy and Geochemistry of Mud Volcanic Ejecta: A New Look at Old Issues (A Case Study from the Bulganak Field, Northern Black Sea) // Minerals 2018. V. 8, N. 8. Paper number 344. DOI: 10.3390/min8080344
Алексеев Д.В., Травин А.В. Измерение и аппроксимация возрастных спектров горных пород и минералов при 40Ar/39Ar датировании // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, №10. DOI: 10.15372/GiG20171008
Арзамасцев А.А., Веселовский Р.В., Травин А.В., Юдин Д.С., Беляцкий Б.В. Палеозойский толеитовый магматизм в Кольской провинции: ареал распространения, возраст, связь со щелочным магматизмом // Петрология. 2017. Т. 25. № 1. С. 46-70. DOI: 10.7868/S0869590316060029
Будяк А.Е., Паршин А.В., Спиридонов А.М., Реутский В.Н., Дамдинов Б.Б., Волкова М.Г., Тарасова Ю.И., Абрамова В.А., Брюханова Н.Н., Зарубина О.В. Геохимические особенности формирования Au-U месторождений типа «Несогласия» (Северное Забайкалье) // Геохимия. 2017. № 2. С. 149-160. DOI: 10.7868/S0016752517010046
Бучко И.В., Сорокин А.А., Пономарчук А.В., Травин А.В., Пономарчук В.А.40Ar/39Ar – возраст и связь с магматизмом медно-порфирового с золотом оруденения рудопроявления Елна (северо-восточная часть Аргунского супертеррейна) // Доклады РАН. 2017. Т. 472. № 2. С. 175-179. DOI: 10.7868/S0869565217020153
Вишневская И.А., Летникова Е.Ф., Прошенкин А.И., Маслов А.В., Благовидов В.В., Метелкин Д.В., Прияткина Н.С. Вороговская серия венда Енисейского кряжа: хемостратиграфия и данные U-Pb-датирования детритовых цирконов // Доклады Академии наук. 2017. Т. 476. № 3. С. 311-315. DOI: 10.7868/S0869565217270159
Владимиров А.Г., Мехоношин А.С., Хромых С.В., Михеев Е.И., Травин А.В., Волкова Н.И., Колотилина Т.Б., Давыденко Ю.А., Бородина Е.В., Хлестов В.В. Динамика мантийно-корового взаимодействия на глубинных уровнях коллизионных орогенов (на примере Ольхонского региона, Западное Прибайкалье) // Geodinamics and Tectonophysics. 2017. Т. 8. № 2. С. 223-268.
Владимиров В.Г., Кармышева И.В., Яковлев В.А., Травин А.В., Цыганков А.А., Бурмакина Г.Н. Термохронология минглинг-даек Западного Сангилена (Юго-Восточная Тува): свидетельства развала коллизионной системы на северо-западной окраине Тувино-Монгольского массива // Geodinamics and Tectonophysics. 2017. Т. 8. № 2. С. 283-310.
Воронцов А.А., Перфилова О.Ю., Буслов М.М., Травин А.В., Махлаев М.Л., Дриль С.И., Катраевская Я.И. Плюмовый магматизм северо-восточной части Алтае-Саянской области: этапы, состав источников, геодинамика (на примере Минусинского прогиба) // ДАН. 2017. Т. 472. N 4 С. 449-455. DOI: 10.7868/S0869565217040223
Гаврюшкина О.А., Травин А.В., Крук Н.Н. Длительность гранитоидного магматизма периферических частей крупных изверженных провинций (по данным 40Ar/39Ar изотопных исследований пермотриасовых гранитоидов Алтая) // Geodynamics & Tectonophysics. 2017. V8 No 4 P. 1035-1047.
Крук Н.Н., Гаврюшкина О.А., Руднев С.Н., Шокальский С.П., Васюкова Е.А., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Травин А.В., Ковач В.П., Крук Е.А. Петрология и возраст гранитоидов Атуркольского массива (Горный Алтай): к проблеме формирования внутриплитных гранитоидов // Петрология. 2017. Т. 25. № 3. С. 313-332. DOI: 10.7868/S0869590317030025
Кузнецов А.Б., Изох О.П., Дзюба О.С., Шурыгин Б.Н. Изотопный состав Sr в белемнитах из пограничных отложений юры и мела (р. Маурынья, Западная Сибирь) // Доклады академии наук. 2017. Т. 477. № 4. DOI: 10.7868/S086956521734014X
Куликова А.В., Буслов М.М., Травин А.В. Геохронология метаморфических пород Курайского аккреционного клина (юго-восточная часть Горного Алтая) // Geodinamics and Tectonophysics. 2017. Т. 8. № 4. С. 1049-1063. DOI: 10.5800/GT-2017-8-4-0332.
Михеев Е.И., Владимиров А.Г., Федоровский В.С., Баянова Т.Б., Мазукабзов А.М., Травин А.В., Волкова Н.И., Хромых С.В., Хлестов В.В., Тишин П.А. Возраст синпокровных гранитов в аккреционно-коллизионной системе ранних каледонид Западного Прибайкалья // Доклады РАН. 2017. Т. 472. № 5. С. 551-557. DOI: 10.7868/S0869565217050206
Уракаев Ф.Х., Юсупов Т.С. Технологические перспективы механической обработки минерального и техногенного сырья в дезинтеграторе Ж. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2017, № 1.
Чернова А.И., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Верниковский В.А., Травин А.В. Геологическое строение и палеомагнетизм острова Жаннетты (архипелаг Де-Лонга, Восточная Арктика) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 9. С. 1261-1280. DOI: 10.15372/GiG20170901
Чернова А.И., Метелкин Д.В., Матушкин Н.Ю., Венрниковский В.А., Травин А.В. Палеомагнетизм и геохронология вулканогенно-осадочных пород о. Генриетты (архипелаг Де-Лонга, Северный ледовитый океан) // ДАН. 2017. Т. 475. N4. С. 423-427. DOI: 10.7868/S0869565217220145
Академик Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Кудряшова Е.А., Сальникова Е.Б., Травин А.В. Рифтогенный магматизм западной части раннемезозойской Монголо-Забайкальской магматической области: результаты геохронологических исследований // Доклады РАН. 2017. Т. 475. № 6. С. 669-675. DOI: 10.7868/S086956521724015X
Академик Ярмолюк В.В., Козловский А.М., Травин А.В. Позднепалеозойский аннорогенный магматизм этапы формирования и структурный контроль // Доклады РАН. 2017. Т. 475. № 2. С. 180-185. DOI: 10.7868/S0869565217200142
Polyansky O.P., Prokopiev A.V., Koroleva O.V., Tomshin M.D., Reverdatto V.V., Selyatitsky A.Yu., Travin A.V., Vasiliev D.A. Temporal correlation between dyke swarms and crustal extention in the middle Paiaeozoic Vilyui rift basin, Siberian platform // Lithos. 2017. V. 282-283. P. 45-64. DOI: 10.1016/j.lithos.2017.02.020
Юсупов Т.С., Бакшиева И.И., Ростовцев В.И. Исследование влияния различных видов механических воздействий на селективность разрушения минеральных ассоциаций. // Ж. ФТПРПИ, 2015, № 6, с. 1-7.
Сорокин А.А., Пономарчук А.В., Бучко И.В., Травин А.В., Пономарчук В.А.40Ar/39Ar-возраст золотого оруденения месторождения Маломыр (восточная часть Монголо-Охотского складчатого пояса) // Доклады академии наук. 2016. Т. 466. № 2. С. 1-6.
Верниковский В.А., Морозов А.Ф., Петров О.В., Травин А.В., Кашубин С.Н., Шокальский С.П., Шевченко С.С., Петров Е.О. Новые данные о возрасте долеритов и базальтов поднятия Менделеева: к проблеме континентальной коры в Северном ледовитом океане // Доклады академии наук. 2014. Т. 454. № 4. С. 431-435.
Юсупов Т.С., Исупов В.П., Владимиров А.Г., Загорский В.Е., Кириллова Е.А., Шумская Л.Г., Шацкая С.С., Ляхов Н.З. Исследование вещественного состава и разделимости минералов техногенного сырья с целью оценки возможности получения литиевых концентратов. // Ж. ФТПРПИ, 2014, № 6, с. 1-7
Лаборатория рентгеноспектральных методов анализа (772)
Состав лаборатории насчитывает 15 сотрудников, в том числе: 1 доктор технических наук, 5 кандидатов наук.
Контакты
телефон: +7 (383) 373-05-26, доп. 6-18, e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Методы и методики
Исследование состава горных пород и минералов рентгеноспектральными методами анализа и сканирующей электронной микроскопией:
Рентгенофлуоресцентный силикатный анализ горных пород на 15 компонентов – Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, SO3, K2O, CaO, TiO2, V2O5, Cr2O3, MnO, Fe2O3, NiO, BaO и потери при прокаливании по третьему классу точности с нижними границами определяемых содержаний 0.1 – 0.00n %.
Исследование состава породообразующих и рудных минералов электронно-зондовым методом в диапазоне содержаний 0.0n – 100 % с погрешностью для основных компонентов не превышающей 1 отн. %.
Исследование электронно-зондовым методом состава оливинов, ильменитов, гранатов (?) и др. по специальным методикам с нижними пределами определяемых содержаний до 0.000n %.
Исследование горных пород и минералов методом сканирующей электронной микроскопии и электронно-зондового микроанализа с применением рентгеновской энерго-дисперсионной спектрометрии (СЭМ-ЭДС). Нижняя граница определяемых содержаний составляет 0.0n – 0.n %, метрологические характеристики определения основных компонентов сопоставимы с таковыми для классического электронно-зондового анализа с применением волновых спектрометров.
Исследование морфологических характеристик объектов (частиц, минералов и т.д.) методом сканирующей электронной микроскопии в режиме высокого и низкого вакуума с получением электронных снимков во вторичных и отражённых электронах с пространственным разрешением до 2-10 нм и идентификацией исследуемых фаз с применением ЭДС.
Исследование зональности минералов (алмаз, циркон, кварц, кианит и др.) методом сканирующей электронной микроскопии с получением цветных и панхроматических изображений катодолюминесценции.
Электронный сканирующий микроскоп LEO 1430VP (Zeiss Ltd) с ситемой микроанализа INCA Energy 350 (Oxford Instruments Nanoanalysis).
Электронный сканирующий микроскоп JSM-6510LV (Jeol Ltd) с ситемой микроанализа AZTEC Energy XMax-80 (Oxford Instruments Nanoanalysis) и системой регистрации катодолюминесценции Chroma CL2UV (Gatan Ltd).
Электронный сканирующий микроскоп MIRA 3 LMU (TESCAN ORSAY Holding) с ситемами микроанализа INCA Energy 450+/Aztec Energy XMax 50+ и INCA Wave 500 (Oxford Instruments Nanoanalysis).
Рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL 9900XP (Termo Fisher Scientific) с оборудованием для пробоподготовки (индукционная печь Lifumat 2.0 Ox и пресс HERZOG HTP-40).
Универсальная высоковакуумная установка Q150T ES (Quorum Ltd) для нанесения токопроводящего покрытия (углерод, хром и др.) на препараты для исследования методами электронно-зондового микроанализа и сканирующей электронной микроскопии.
Важнейшие достижения за 5 лет
Разработана универсальная методика исследования состава методом СЭМ/ЭДС с метрологическими характеристиками (случайная и систематическая погрешность), сопоставимыми с характеристиками классического электронно-зондового микроанализа с волновыми спектрометрами при определении компонент с содержанием > 1 %.
Информационная справка
Лаборатория начинает свою историю в Институте геологии и геофизики с середины 1967 года, когда на выставке научного оборудования в Академгородке по инициативе академика В.С. Соболева был приобретён электронно-зондовый микроанализатор (микрозонд) MS-46 французской фирмы CAMECA. Первоначально прибор находился в отделе А.А. Годовикова, но довольно быстро был передан в Аналитический отдел (рук. В.М. Кляровский), который носил в то время расхожее название Отдела общеинститутских лабораторий. Для непосредственной работы на микрозонде была организована группа (кабинет) рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) из новоиспечённого кандидата наук Ю.Г. Лаврентьева, выпускника физфака НГУ В.И. Семёнова и присоединившейся к ним вскоре Л.Н. Поспеловой.
Первые исследования по геологической тематике с помощью РСМА – изучение минералов ртутных месторождений – были начаты с В.И. Васильевым ещё до подписания официального акта ввода в эксплуатацию MS-46. Этому способствовал уже имевшийся у В.И. Васильева опыт работы на микрозонде с Г.В. Бердичевским в Институте неорганической химии. Затем круг пользователей и объектов исследования стал быстро расширяться. Можно упомянуть, например, работы по изучению сульфотеллуридов висмута (А.А. Годовиков), акцессорного апатита (В.И. Сотников, Е.И. Никитина). Определилась главная задача собственно аналитических исследований – разработка количественного РСМА породообразующих минералов, поскольку методы количественных определений в длинноволновой области рентгеновского спектра находились в то время ещё в зародышевом состоянии. Это перспективное для геолого-геохимических исследований направление стало развиваться по инициативе будущих академиков, а тогда ещё кандидатов наук Н.Л. Добрецова и особенно Н.В. Соболева, оказавшего большую поддержку становлению и развитию электронно-зондовых исследований в Институте и продолжающего оказывать её и в настоящее время. Определённую роль сыграло сотрудничество и обмен образцами сравнения с Геофизической лабораторией института Карнеги. Публикации 1969 года с первыми в СССР количественными микрозондовыми анализами породообразующих минералов – гранатов из ксенолитов алмазоносных перидотитов (первые находки в мире!) и гранатов-включений в якутских алмазах – положили начало, как стало видно с течением времени, детальному изучению минерального состава пород верхней мантии.
В 1977 году на основе кабинета РСМА и групп просвечивающей (Н.Г. Стенина, А.Т. Титов) и сканирующей (С.В. Летов) электронной микроскопии была создана лаборатория электронно-зондовых методов исследования, затем в 1986 году, в состав лаборатории перешла группа рентгенофлуоресцентного метода анализа (Киреев А.Д.). За время существования в лаборатории постоянно обновлялось аналитическое оборудование – MS-46 заменили JXA-5A и CAMEBAX Micro, появились микроанализаторы 4-го поколения JXA-8100 и JXA-8230. Вместо аналогового электронного сканирующего микроскопа JSM-4, оборудованного примитивным энерго-дисперсионным детектором, появился микроскоп высокого разрешения (~1 нм) с катодом Шоттки, оборудованный современными системами микроанализа. Рентгенофлуоресцентные спектрометры СРМ-20 и СРМ-25 уступили место полностью автоматизированному чрезвычайно стабильному в работе спектрометру ARL-9900XP. Благодаря этому и постоянно ведущейся опытно-методической работе улучшаются метрологические характеристики методик анализа, расширяется круг исследуемых объектов и, таким образом, лаборатория активно содействует выполнению научных проектов Института.
Усовершенствование методов получения и обработки аналитического сигнала в электронно-зондовом микроанализе с волновой и энергетической дисперсией с целью повышения точности и чувствительности анализа для целей решения задач минералогии, геохимии, геологии.
Базовый проект НИР "Изотопно-геохимические, термохронологические индикаторы аккреционно-коллизионных процессов, корреляция с магматизмом, осадконакоплением и рудообразованием (развитие методик и интерпретации" (№ 0330-2016-0013).
VIII.72.1.1. Алмазоносные кимберлиты и редкометальные карбонатиты Севера Сибирской платформы: условия образования и критерии локализации в связи с особенностями эволюции литосферы. П4. Провести работы по разработке и совершенствованию современных методов (SEM, EPMA, XRF) исследования состава минералов и пород кимберлитовой и карбонатитовой формаций.
Litvinovsky B.A., Zanvilevich A.N., Vapnik Y., Wickham S.M., Jahn B.M., Kanakin S.V., Karmanov N.S. COMPOSITE DIKES IN FOUR SUCCESSIVE GRANITOID SUITES FROM TRANSBAIKALIA, RUSSIA: THE EFFECT OF SILICIC AND MAFIC MAGMA INTERACTION ON THE CHEMICAL FEATURES OF GRANITOIDS // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. Т. 136. С. 16-39.
Савельева В.Б., Базарова Е.П., Шарыгин В.В., Карманов Н.С., Канакин С.В. МЕТАСОМАТИТЫ ОНГУРЕНСКОГО КАРБОНАТИТОВОГО КОМПЛЕКСА (ЗАПАДНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ): ГЕОХИМИЯ И СОСТАВ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ // Геология рудных месторождений. 2017. Т. 59. № 4. С. 319-346.
Пальянова Г.А., Михлин Ю.Л., Карманов Н.С., Кох К.А., Серёткин Ю.В. ВИДИМЫЕ И "НЕВИДИМЫЕ" ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА В ПРОДУКТАХ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ В СИСТЕМЕ FE-S-AG-AU (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ)// Доклады Академии наук. 2017. Т. 474. № 4. С. 471-476.
Скляров Е.В., Карякин Ю.В., Карманов Н.С., Толстых Н.Д. МИНЕРАЛЫ ПЛАТИНОИДОВ В ДОЛЕРИТАХ О. ЗЕМЛЯ АЛЕКСАНДРЫ (АРХИПЕЛАГ ЗЕМЛЯ ФРАНЦА-ИОСИФА) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 5. С. 1058-1067.
Симонов В.А., Пучков В.Н., Приходько В.С., Ступаков С.И., Котляров А.В., Карманов Н.С., Степанов А.С. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ДУНИТОВ НИЖНЕТАГИЛЬСКОГО ПЛАТИНОНОСНОГО МАССИВА (СРЕДНИЙ УРАЛ) //Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 6. С. 1106-1134.
Добрецов Н.Л., Симонов В.А., Котляров А.В., Кулаков Р.И., Карманов Н.С. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ В ПРОМЕЖУТОЧНЫХ НАДСУБДУКЦИОННЫХ КАМЕРАХ (НА ПРИМЕРЕ ВУЛКАНОВ ТОЛБАЧИНСКИЙ И ИЧИНСКИЙ, КАМЧАТКА) / / Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 7. С. 1265-1291.
Жмодик С.М., Нестеренко Г.В., Айриянц Е.В., Белянин Д.К., Колпаков В.В., Подлипский М.Ю., Карманов Н.С. МИНЕРАЛЫ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ ИЗ АЛЛЮВИЯ – ИНДИКАТОРЫ КОРЕННОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ (НА ПРИМЕРЕ РОССЫПЕЙ ЮГА СИБИРИ) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 10. С. 1828-1860.
Симонов В.А., Васильев Ю.Р., Ступаков С.И., Котляров А.В., Карманов Н.С. ПЕТРОГЕНЕЗИС ДУНИТОВ ГУЛИНСКОГО УЛЬТРАОСНОВНОГО МАССИВА (/СЕВЕР СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ/) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 12. С. 2153-2177.
Резницкий Л.З., Скляров Е.В., Суворова Л.Ф., Канакин С.В., Карманов Н.С., Бараш И.Г. НИОБИЕВЫЕ РУТИЛЫ ИЗ CR-V-СОДЕРЖАЩИХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД СЛЮДЯНСКОГО КОМПЛЕКСА (/ЮЖНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ/) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 12. С. 2178-2191.
Резницкий Л.З., Скляров Е.В., Суворова Л.Ф., Бараш И.Г., Карманов Н.С. V-CR-NB-W-СОДЕРЖАЩИЙ РУТИЛ ИЗ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД СЛЮДЯНСКОГО КОМПЛЕКСА (ЮЖНОЕ ПРИБАЙКАЛЬЕ) // Записки Российского минералогического общества. 2016. Т. 145. № 4. С. 61-79.
Sinyakova E., Karmanov N., Kosyakov V., Distler V.BEHAVIOR OF PT, PD, AND AU DURING CRYSTALLIZATION OF CU-RICH MAGMATIC SULFIDE MINERALS //The Canadian Mineralogist. 2016. Т. 54. № 2. С. 491-509.
Doroshkevich Ag., Sharygin Vv., Seryotkin Yv., Karmanov Ns., Belogub Ev., Moroz Tn., Nigmatulina En., Eliseev Ap., Vedenyapin Vn., Kupriyanov In. RIPPITE, IMA 2016-025. CNMNC NEWSLETTER NO. 32, AUGUST 2016, PAGE 919 // Mineralogical Magazine. 2016. Т. 80. № 6. С. 915-922.
Лазарева Е.В., Жмодик С.М., Добрецов Н.Л., Толстов А.В., Щербов Б.Л., Карманов Н.С., Герасимов Е.Ю., Брянская А.В.НОВОЕ В МИНЕРАЛОГИИ БОГАТЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМТОР (АРКТИЧЕСКАЯ СИБИРЬ) // В сборнике: Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. 2015. С. 244-249.
PalYanova G., Kokh K., Karmanov N., Seryotkin Y., Mikhlin Y. EXPERIMENTAL CONSTRAINTS ON GOLD AND SILVER SOLUBILITY IN IRON SULFIDES // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Т. 649. С. 67-75.
Лазарева Е.В., Жмодик С.М., Добрецов Н.Л., Толстов А.В., Щербов Б.Л., Карманов Н.С., Герасимов Е.Ю., Брянская А.В. ГЛАВНЫЕ РУДООБРАЗУЮЩИЕ МИНЕРАЛЫ АНОМАЛЬНО БОГАТЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ТОМТОР (/АРКТИЧЕСКАЯ СИБИРЬ/) // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 6. С. 1080-1115.
Лаврентьев Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В. ЭЛЕКТРОННО-ЗОНДОВОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА МИНЕРАЛОВ: МИКРОАНАЛИЗАТОР ИЛИ СКАНИРУЮЩИЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ МИКРОСКОП? // Геология и геофизика. 2015. Т. 56. № 8. С. 1473-1482.
Симонов В.А., Васильев Ю.Р., Ступаков С.И., Котляров А.В., Карманов Н.С. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ДУНИТОВ ГУЛИНСКОГО УЛЬТРАОСНОВНОГО МАССИВА (МАЙМЕЧА-КОТУЙСКАЯ ПРОВИНЦИЯ) // Доклады Академии наук. 2015. Т. 464. № 3. С. 341.
Перетяжко И.С., Савина Е.А., Карманов Н.С., Щербаков Ю.Д. ГЕНЕЗИС МУДЖИЕРИТОВ И БЕНМОРЕИТОВ ВУЛКАНА НЕМРУТ (ВОСТОЧНАЯ ТУРЦИЯ): ПРОЦЕССЫ СМЕШЕНИЯ МАГМ И ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ЩЕЛОЧНО-БАЗАЛЬТОВОГО РАСПЛАВА // Петрология. 2015. Т. 23. № 4. С. 410.
Перетяжко И.С., Савина Е.А., Карманов Н.С. КОМЕНДИТЫ И ПАНТЕЛЛЕРИТЫ ВУЛКАНА НЕМРУТ (ВОСТОЧНАЯ ТУРЦИЯ): УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ТРАХИТ-КОМЕНДИТОВЫМИ, КОМЕНДИТОВЫМИ И ПАНТЕЛЛЕРИТОВЫМИ РАСПЛАВАМИ // Петрология. 2015. Т. 23. № 6. С. 624.
Palyanova G., Karmanov N., Savva N.E. Sulfidation of native gold // American Mineralogist. 2014. Т. 99. № 5-6. С. 1095-1103.
Щербаков Ю.Д., Перепелов А.Б., Карманов Н.С., Пузанков М.Ю., Цыпукова С.С. Первые данные о редкоземельных силикатах в вулканических породах Камчатки // Доклады Академии наук. 2014. Т. 459. № 5. С. 618.
Перетяжко И.С., Савина Е.А., Карманов Н.С., Павлова Л.А. Силикатно-железистые флюидные среды в риолитовой магме: данные изучения риолитов нилгинской депрессии в Центральной Монголии // Петрология. 2014. Т. 22. № 3. С. 287.
Савельева В.Б., Базарова Е.П., Шарыгин В.В., Карманов Н.С. Циркон-кальцитовые обособления в карбонатно-щелочных метасоматитах Западного Прибайкалья и их петрогенетическое значение // Записки Российского минералогического общества. 2014. Т. 143. № 5. С. 1-16.
Кургузова А.В., Смирнов С.З., Клюкин Ю.И., Карманов Н.С. Включения богатых висмутом растворов в кварце из цвиттеритов в литий-фтористых гранитах северного массива (Чукотка): взгляд на поведение висмута при грейзенинизации // Записки Российского минералогического общества // Записки Российского минералогического общества. 2014. Т. 143. № 2. С. 23-34.
Вишневский С.А., Гибшер Н.А., Карманов Н.С., Пальчик Н.А. Импактные стёкла попигайской зювитовой брекчии и их петрологическое значение (по флюидным и другим включениям) // Уральский геологический журнал. 2014. № 2 (98). С. 3-20.
Шарыгин В.В., Кривдик С.Г., Карманов Н.С., Нигматулина Е.Н. Хлорсодержащий аннит из эндербитов Хлебодаровки (Приазовье, Украина) // Мінералогічний журнал. 2014. Т. 36. № 4 (182). С. 77-94.
Беркин А.Б., Дерябина В.В., Шарафутдинов М.Р., Карманов Н.С. Структурные изменения в тонких кальций фосфатных пленках на титане при термической обработке // Известия высших учебных заведений. Физика. 2013. Т. 56. № 10. С. 17-22.
Савельева В.Б., Канакин С.В., Карманов Н.С. Новые данные по минералогии амазонитовых пегматитов Приольхонья (Западное Прибайкалье) // Записки Российского минералогического общества. 2013. Т. 142. № 2. С. 44-66.
Производственно-техническая группа роста и обработки технических кристаллов (586)
Заведующий группой
Сафонова Ольга Евгеньевна
Контакты
Сафонова О.Е. 8 913 905 85 29, This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Кадровый состав группы
Состав группы насчитывает 10 сотрудников, среди которых заведующий группы, два технолога, четыре инженера и пять лаборантов.
Основными направлениями работы производственно-технической группы являются контроль качества выращенных кристаллов бета-бората бария (ВВО- BaB2O4) и трибората лития (LBO- LiB3O5), изготовление нелинейно-оптических элементов для преобразования частоты лазерного излучения.
Кристаллы ВВО и LBO являются нелинейными оптическими материалами с набором уникальных свойств: широкой полосой пропускания, широким диапазоном углов фазового синхронизма; высоким коэффициентом нелинейности; высоким порогом разрушения; широким диапазоном рабочих температур, высокой оптической однородностью.
Изготовление нелинейно-оптических элементов осуществляется на основании согласованных с Заказчиками спецификаций.
Нелинейно-оптические элементы, производимые нашей группой, являются высококачественными готовыми изделиями для промышленных, научных и медицинских лазеров и соответствуют мировым стандартам качества.
Технологический процесс контроля качества выращенных кристаллов включает следующие основные стадии:
- предварительная разделка буль: базирование основных оптических плоскостей на рентгеногониометре;
- распиловка були на пластины, перпендикулярные оптическим осям X или Y, в зависимости от типа фазового синхронизма, шлифовка и полировка под контроль качества вырезанных пластин;
-оптический контроль качества: наличие газообразных и твердофазных включений, трещин, блоков и малоугловых границ; интенсивность рассеивания лазерного луча.
Технологический процесс изготовления нелинейно-оптических элементов включает следующие основные стадии:
- раскрой пластин под определенным углом синхронизма относительно оптической оси с учетом информации о дефектности в объеме пластины;
При изготовлении нелинейно-оптических элементов осуществляется строгий контроль параметров оптического качества материала и технических характеристик, указанных в спецификации Заказчика.
Весь цикл изготовления элементов, начиная с раскроя були до приемки готового оптического элемента происходит под контролем и руководством технолога.
Контроль качества полированных поверхностей с помощью микроскопа; анализ качества кристаллов на лазерной установке – материал проверяется на наличие малоугловых границ, определяется степень рассеяния материала.
Подготовка пластин к раскрою в соответствии с заданными параметрами (тип, угол, размеры) с необходимой точностью ориентировки.
На фото слева технолог Гореявчева А.А., на фото справа технолог Пичкурова М.Н.
На фото слева представлены штрипсовые станки для резки кристаллов по заданным параметрам. На фоне струнного станка на фото справа Юровская Н.Н., данный станок используется для распиловки крупных монокристаллических буль LBO весом более 1кг.
Изготовление заготовок оптических элементов производится на шлифовальных станках, проверка точности шлифовки осуществляется с помощью угломера и измерительной головки. Для чистовой полировки нелинейно-оптических элементов смолой склеиваются блоки, состоящие из элемента в центре и вспомогательных кристаллов по краям.
Кургузова М.В. проверяет перпендикулярность на заготовке и Козляткина В.Е. шлифует булю LBO.
На фото Денисова Ю.В. за обдирочным станком. Сергеева И.Р. склеивает блок.
Финишная полировка на чистоту является очень сложным, тонким и трудоемким технологическим процессом, требующим высокого профессионализма. На фото снизу показан процесс полировки Шевердиной М.В. блока из кристалла ВВО.
Для контроля качества полируемой поверхности используется интерферометр (на фото слева оптик Плюхина О.В.), проверка параллельности полируемых поверхностей производится с помощью гониометра (фото справа).
Характеристики качества оптической поверхности, выполняемые при чистовой полировке, отображены в таблице.
Качество оптической поверхности,(scratch/dig)
10/5
Плоскостность (при λ@633нм)
λ/10
Параллельность, угл. сек.
Не хуже 20-30″
Перпендикулярность, угл. мин.
Не хуже 10-15′
Нанесение защитных и просветляющих покрытий на нелинейные оптические элементы производится в дружественных институтах – Институте физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН и Институте лазерной физики СО РАН.
Лаборатория экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса (453)
В лаборатории 25 сотрудников, их них 1 академик РАН, 5 докторов наук, 6 кандидатов наук. Всего научных сотрудников 17. Коллектив лаборатории включает специалистов, признанных мировым научным сообществом, молодых ученых, инженеров, аспирантов и студентов. 11 научных сотрудников лаборатории входят в число высокоцитируемых российских ученых (список Штерна), 5 сотрудников имеют цитируемость более 2000.
Контакты
E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Методы и методики
В лаборатории создан оригинальный комплекс сверхвысоких давлений на базе аппаратов БАРС. Разработаны методики, позволяющие проводить эксперименты при давлениях от 3 до 8 ГПа в интервале температур от 900 до 2600°С. Созданы ячейки для исследований во флюидных и флюидсодержащих системах с использованием золотых и платиновых ампул, в том числе с применением буферных методик контроля ƒO2 и ƒH2 в широком диапазоне условий от окисленных (буфер HM) до восстановленных (IW). Освоены приемы генерации в ампулах углекислых, водно-углекислых и водно-углеводородных флюидов за счет использования различных флюидгенерирующих веществ. Успешно применяются методы исследования механизмов метасоматоза и плавления мантийных пород. Разработаны методики роста крупных высококачественных монокристаллов алмаза и синтеза алмазов со специальными свойствами. Исследования полученных в экспериментах образцов проводятся на оборудовании, имеющемся в лаборатории и в ЦКП Аналитический центр ИГМ СО РАН.
Инфраструктура
Основу экспериментальной инфраструктуры лаборатории составляет аппаратурный комплекс сверхвысоких давлений на базе аппаратов БАРС. Имеется необходимый комплекс дополнительного оборудования и технологической оснастки для изготовления ячеек высокого давления, включающий прессовое оборудование, вибромельницу, прессформы, аппарат точечной сварки для изготовления термопар и герметизации ампул, печи, сушильные шкафы и т.д.
Для изучения реальной структуры, дефектно-примесного состава и свойств полученных в экспериментах кристаллов алмаза и сопутствующих высокобарических фаз, закаленных расплавов и флюидов используется комплекс методов оптической и электронной микроскопии, оптической спектроскопии, элементного (EDS, WDS), масс-спектрометрического и рентгенофазового (XRD) анализа. Для этих целей в распоряжении лаборатории имеется следующее оборудование:
1. Оптический микроскоп Carl Zeiss Imager Z2m (оснащен модулями DIC и TIC)
2. Бинокуляры Carl Zeiss Stemi 2000
3. Люминесцентный микроскоп Альтами ЛЮМ 1 LED
4.Экспериментальный стенд фотолюминесцентной спектроскопии (на базе монохроматора Horiba iHR-320 с ПЗС детектором Syncerity)
Впервые показано присутствие включений расплавов железа в алмазах из россыпей северо-востока Сибирской платформы. Установлено, что включения представлены поликристаллическим агрегатом (Fe7C3+Fe3C+Fe0+Di+Gr) (Рис.1). Включения карбидов установлены в алмазах, содержащих минеральные включения эклогитового (КПШ, сульфиды) и перидотитового парагенезисов (оливин). Карбиды характеризуются низкой примесью Ni. Температуры солидуса в системе Fe-C, согласно экспериментальным данным лежат выше 1200°С, в то же время алмазы, содержащие карбиды железа, характеризуются низкой степенью агрегации азота. Наиболее реалистичной моделью, учитывающей высокие температуры плавления, низкое содержание никеля, присутствие во включениях фрагментов алмазов, представляется модель взаимодействия поднимающейся астеносферной мантии с субдуцированной плитой.
(А) - ПЭМ изображение полифазного включения в алмазе, состоящего из карбидов железа, самородного железа, наноразмерных алмазов и графита. По периферии этого включения идентифицирован Fe-сульфид; (B) – ПЭМ изображение фрагмента включения, показывающего его нанокристаллическое строение; (С) – кристаллы карбидов железа (Fe7C3, Fe3C); (D-E) ЭДС спектры карбидов железа и металлического железа.
• Shatsky V.S., Ragozin A.L., Logvinova A.M., Wirth R., Kalinina V.V., Sobolev N.V. 2020. Diamond-rich placer deposits from iron-saturated mantle beneath the northeastern margin of the Siberian Craton. Lithos, 364-365, 105514.
2. Сульфидизация мантийных силикатов, карбонатов и карбидов под воздействием восстановленных обогащенных серой флюидов
Проведено экспериментальное моделирование процессов мантийного метасоматоза при воздействии восстановленных обогащенных серой флюидов или расплавов на мантийные породы, содержащие силикатные, карбонатные и карбидные минералы. Экспериментально реализованы сценарии поведения восстановленных серосодержащих флюидов и расплавов в мантии Земли, а также продемонстрирована их связь с генезисом мантийных сульфидов. Установлено, что обогащенный серой флюид способен перерабатывать мантийные силикатные и карбонат-содержащие породы, модифицируя их минеральный и химический составы. Под воздействием этого флюида осуществляется экстракция железа и никеля из силикатов или карбонатов и происходит образование мантийных сульфидов или сульфидных расплавов. Установлено, что в результате метасоматического взаимодействия обогащенного серой флюида с карбидом железа происходит образование графита и алмаза в ассоциации с сульфидами. Полученные результаты позволяют рассматривать когенит (Fe3C) в качестве потенциального источника углерода в процессах кристаллизации алмаза и графита в условиях восстановленной литосферной мантии, а взаимодействие карбида железа и серы, в ходе которого реализуется экстракция углерода - как один из возможных процессов глобального углеродного цикла.
Принципиальные схемы сульфидизации оливин-содержащих пород в условиях субдукции.
• Bataleva Yu. V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu. M., Sobolev N.V., 2016. Sulfidation of silicate mantle by reduced S-bearing metasomatic fluids and melts // Geology, V. 44, I. 4, P. 271–274.
• Bataleva Y., Palyanov Y., Borzdov Y. Sulfide formation as a result of sulfate subduction into silicate mantle (experimental modeling under high P,T-parameters) // Minerals, 2018, v.8, article no. 373.
• Bataleva Y.V., Palyanov Y.N., Borzdov Y.M., Novoselov I.D., Bayukov O.A. An effect of reduced S-rich fluids on diamond formation under mantle-slab interaction // Lithos 2019, v.336-337, p.27-39.
• Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bayukov O.A., Zdrokov E.V. Iron carbide as a source of carbon for graphite and diamond formation under lithospheric mantle P-T parameters // Lithos, 2017, v.286, p.151-161.
3. Исследование процессов образования углеводородов при мантийных Р-Т параметрах.
Экспериментально установлено, что углеводороды, преимущественно легкие алканы, стабильны при мантийных P-T параметрах как в упрощенной модельной C-O-H-N системе (Sokol et al., 2017a), так и в системе перидотит-флюид (Sokol et al., 2018a) в широком интервале редокс условий от ультра восстановленных до значений фугитивности кислорода, характерных для «водного максимума» (IW+2 лог. ед.). Карбоновые кислоты и другие кислородсодержащие УВ могут быть стабильны в преимущественно водно-азотно-углекислом флюиде даже в равновесии с карбонатсодержащим перидотитом. Углеводороды могут быть генерированы при мантийных Р-Т параметрах как за счет реакции водно-углекислого флюида с металлическим железом (Palyanov et al. 2012; Sokol et al., 2020a), так и за счет прямой гидрогенизации разных фаз углерода (графита, алмаза, аморфного углерода) водородсодержащим флюидом (Sokol et al., 2019a). Полученные результаты обеспечивают экспериментальное доказательство возможности неорганического образования углеводородов в восстановленных мантиях планет земной группы и Земле. Обосновано, что наиболее благоприятные условия для генерации углеводородов существуют в зонах взаимодействия субдукционных флюидов с металлсодержащей мантией.
Механизм образования углеводородов в зоне взаимодействия субдукционных флюидов с металл-содержащей мантией.
• Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., KupriyanovI.N., Khokhryakov A.F. Effect of H2O on diamond crystal growth in metal-carbon systems. Cryst. Growth Des., 2012. V. 12 Iss. 11. p. 5571–5578.
• Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Palyanova G.A., Sokol I.A., Palyanov Yu.N. Carbon and Nitrogen Speciation in N-poor C-O-H-N Fluids at 6.3GPa and 1100–1400°C. Scientific Reports. 2017a. 7: 706.
• Sokol A.G., Tomilenko A. A., Bul'bak T. A., Sokol I. A., Zaikin P. A., Palyanova G. A., Palyanov Y. N. 2019a. Hydrogenation of carbon at 5.5–7.8 GPa and 1100–1400 C: Implications to formation of hydrocarbons in reduced mantles of terrestrial planets. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 291, 12-23.
• Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Kruk A.N., Sokol I.A., Palyanov Yu.N. Fate of fluids at the base of subcratonic lithosphere: Experimental constraints at 5.5–7.8 GPa and 1150–1350 C. Lithos. 2018a. 318–319. p. 419–433.
• Sokol, A., Tomilenko, A., Sokol, I., Zaikin, P., Bul’bak, T. Formation of hydrocarbons in the presence of native iron under upper mantle conditions: Experimental constraints. Minerals, 2020a. 10(2), 88.
4. Влияние СО2 на кристаллизацию и свойства алмаза из ультра-щелочного карбонатного расплава.
Экспериментальные исследования по кристаллизации алмаза в CO2 содержащем ультращелочном карбонатном расплаве проведены при давлении 6,3 GPa в интервале температур 1250-1570ºС и при давлении 7,5 GPa в интервале температур 1300-1700ºС. В качестве исходного вещества использовали оксалат натрия, который при параметрах экспериментов разлагается по реакции Na2CO4→Na2CO3+CO2+C.
Установлено, что рост алмаза происходит с формированием вицинальных поверхностей, образующих фибриллярные структуры, подобные тем, что проявляются на природных алмазах. В конечном итоге образуются округлые многогранники, форма которых определяется комбинацией серий тетрагонтриоктаэдров, тригонтриоктаэдров и куба. Синтезированные алмазы содержат включения карбоната и СО2. По данным спектроскопических исследований в алмазах установлены специфические дефекты: пик 1065 см-1 в ИК и оптическая система 566 нм в спектрах фотолюминесценции, предположительно связанные с примесью кислорода.
• Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Effect of CO2 on crystallization and properties of diamond from ultra-alkaline carbonate melt. Lithos. 2016. V. 265. p. 339-350.
5. Новый механизм транспорта азота в мантию.
Показано, что значимые концентрации аммиака могут существовать лишь при повышенной фугитивности водорода во флюиде, стабильном либо в относительно восстановленных областях субкратонной литосферы, либо в металл-содержащей мантии (Sokol et al., 2017b; Sokol et al., 2018b). Это делает растворение азота через K+→(NH4+) замещение в калийсодержащих фазах редокс зависимым. Впервые показано, что уникальным редокс независимым транспортером азота в мантию может быть K-кимрит, который обладает клатратной структурой. При Р-Т-fO2 параметрах, характерных для субдукционных обстановок, в мусковитсодержащих системах получены крупные монокристаллы богатого азотом K-кимрита (K,(NH4+))[AlSi3O8]·(N2,NH3,H2O) (Sokol et al., 2020b). Этот минерал в равновесии с богатым азотом окисленным флюидом может растворять до 6 мас.% азота, в основном в виде N2 молекул. Установлено, что клатратный механизм растворения азота в структуре K-кимрита (в виде нейтральных молекул N2 и NH3) является гораздо более эффективным, чем растворение через K+→(NH4+) замещение с мусковите. Полученные данные свидетельствуют, что N-содержащий K-кимрит стабилен в метапелитах и может быть эффективным редокс независимым транспортером азота в слэбе на глубины более 250 км.
Кристаллическая структура азотсодержащего K-кимрита с катионами между двухслойными пакетами [(Si,Al)O2] и молекулами в клатратных полостях, по данным монокристальной рентгеновской дифракции.
• Sokol A.G., Palyanov Yu.N., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Palyanova G.A. Carbon and nitrogen speciation in nitrogen-rich C–O–H–N fluids at 5.5–7.8 GPa. Earth and Planetary Science Letters, 2017b. v. 460, p. 234-243
• Sokol A.G., Tomilenko A.A. , Bul’bak T.A., Kruk A.N., Zaikin P.A., Sokol I.A., Seryotkin Yu.V., Palyanov Yu.N. The Fe–C–O–H–N system at 6.3–7.8 GPa and 1200–1400 °C: implications for deep carbon and nitrogen cycles. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2018b, 173, 47.
• Sokol, I., Sokol, A., Bul’bak, T., Nefyodov, A., Zaikin, P., & Tomilenko, A. C-and N-bearing species in reduced fluids in the simplified C–O–H–N system and in natural pelite at upper mantle P–T conditions. Minerals, 2019b. 9(11), 712.
• Sokol, A. G., Kupriyanov, I. N., Seryotkin, Y. V., Sokol, E. V., Kruk, A. N., Tomilenko, A. A., & Palyanov, Y. N. Cymrite as mineral clathrate: An overlooked redox insensitive transporter of nitrogen in the mantle. Gondwana Research, 2020b. 79, 70-86.
6. Образование алмаза при метасоматозе мантийного эклогита хлоридно-карбонатным расплавом
Исследован уникальный образец алмазоносного эклогита из кимберлитовой трубки Удачная, иллюстрирующий взаимодействие мантийных пород с алмазообразующими флюидами/расплавами. Присутствие кристаллов и сростков алмазов во вторичных жилах, секущих минералы ксенолита, свидетельствует о том, что это взаимодействие привело к образованию алмаза. Низкая степень агрегации азотных дефектов в алмазах указывает на то, что этот процесс может быть связан с кимберлитовым магматизмом. По данным изучения микровключений в алмазах из этого эклогита в составе алмазогенерирующей среды преобладали карбонаты и KCl. Особенностью этой среды является низкое содержание воды и сильное обогащение LILE. Сходство рассчитанных коэффициентов распределения с экспериментально определенными значениями позволяет предположить, что минералы эклогита взаимодействовали с хлоридно-карбонатным расплавом.
(а)– агрегат микроалмазов во вторичном прожилке, секущей зерно граната из эклогита (микрофотография в косом отраженном свете); (б) – полированная пластинка алмаза с микровключениями (микрофотография в проходящем свете).
• Zedgenizov D.A., Ragozin A.L., Shatsky V.S., Griffin W.L. Diamond formation during metasomatism of mantle eclogite by chloride-carbonate melt // Contributions to Mineralogy and Petrology, 2018, 173:84.
7. Алмазы для квантовой электроники
Проведены экспериментальные исследования по кристаллизации алмаза в системах на основе магния, демонстрирующие экстремально высокие скорости роста, примесно обусловленные изменения морфологии и возможность эффективного легирования алмаза примесями кремния и германия и олова. В результате детальных спектроскопических исследований германий-вакансионных (GeV) центров в алмазе в сотрудничестве с коллегами из Германии и США, установлено, что, наряду с уникальными оптическими характеристиками, эти центры обладают ненулевым электронным спином (собственный момент импульса электронов). Это открывает возможность для контроля и управления электронным состоянием GeV центров с помощью магнитных полей и СВЧ излучения. Обоснована перспективность GeV центров для использования в качестве ячеек квантовой памяти, являющихся ключевым элементом для реализации широкомасштабных квантовых сетей. Продемонстрированы перспективы применения алмазов с GeV центрами в качестве температурных сенсоров (Fan et al. 2018).
(а) Спектр фотолюминесценции GeV центров демонстрирующий 4-х уровневую структуру электронных уровней. На вставке показана модельная структура GeV центра. (b) СЭМ изображение твердотельной иммерсионной линзы изготовленной на поверхности образца. (с) Флуоресцентное изображение одиночного GeV центра, расположенного под иммерсионной линзой. (d) СЭМ изображения кристаллов алмаза синтезированных в системе Mg-Ge-C и содержащих GeV центры. (е) Оптическая лямбда-схема контроля спиновой когерентности GeV центров (Siyushev et al., Physical Review B, 2017).
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Nechaev D.V. Diamond crystallization from an Mg-C system at high pressure high temperature conditions. CrystEngComm. 2015.
Palyanov Yu. N., Kupriyanov I. N., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Surovtsev N.V. High-pressure synthesis and characterization of Ge-doped single crystal diamond. Crystal Growth & Design. 2016. V. 16.
Palyanov Yu.N.; Kupriyanov I.N.; Borzdov Yu.M.; Nechaev D.V. Effect of the solvent-catalyst composition on diamond crystallization in the Mg-Ge-C system. Diam. Relat. Mater. 2018, 89, 1–9
Palyanov Y.N., Kupriyanov I.N., Borzdov Y.M. High-pressure synthesis and characterization of Sn-doped single crystal diamond. CARBON. 2019, 143, 769-775. DOI: 10.1016/j.carbon.2018.11.084
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts// CrystEngComm. 2017. 19. P. 4459–4475.
8. Механизмы роста кристаллов алмаза в системах на основе магния
Исследование кристаллов алмаза, выращенных в системе Mg-C, методами атомно-силовой микроскопии (AFM) и растровой электронной микроскопии высокого разрешения (РЭМ) в сочетании с селективным травлением позволило установить, что экстремальные скорости роста алмаза в этой системе определяются скоростью распространения фасетированных макроступеней на гранях {100}, т.е. скоростью роста наиболее быстрорастущих в этих условиях граней {111}. Примеси кремния и германия приводят к изменению механизма роста алмаза, вызывают торможение ступеней за счёт адсорбции на ступенчатых изломах и образования примесных комплексов на террасах.
(а) Схема основных элементов микрорельефа и направления их роста на грани (100) и их взаимосвязь со строением сектора роста. (б-г) AFM изображения эшелонов ступеней роста на грани {100} алмаза от макроступеней (б) до элементарных ступеней (г). (д-е) AFM изображение дислокационной пирамиды роста на грани (111) и её профиль. (ж) РЭМ микрофотография торца макрослоя на грани (111).
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts. CrystEngComm. 2017, 19, 4459–4475.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A.S., Shcheglov D.V. Step patterns on {100} faces of diamond crystals as-grown in Mg based systems. Cryst. Growth Des, 2018, v. 18, No. 1, p. 152–158.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A.S., Sheglov D.V. Influence of a silicon impurity on growth of diamond crystals in the Mg-C system. Diamond Relat. Mater. 2018, v. 87, p. 27-34.
• Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A.S., Sheglov D.V. Dislocation etching of diamond crystals grown in Mg-C system with the addition of silicon. Diamond Relat. Mater. 2018, v. 88, p. 67-73.
Информационная справка
История лаборатории:
По инициативе А.А. Годовикова и И.Ю. Малиновского в 1982 году в Специальном Конструкторско-технологическом бюро монокристаллов создан сектор № 32 (зав. сектором Ю.Н. Пальянов) в составе лаборатории №3 (зав. лаб. Э.Н. Ран) из сотрудников лаборатории экспериментальной петрологии (зав. лаб. И.Ю. Малиновский) Института Геологии и Геофизики СО АН СССР и молодых специалистов. С 1988 данное подразделение имеет статус лаборатории (зав. лаб. Ю.Н. Пальянов) СКТБ Монокристаллов, переименованном в 1990 году в Конструкторско-технологический институт монокристаллов СО АН СССР. В 1996 году лаборатория в полном составе переведена в Институт Минералогии и Петрографии СО РАН, который в 2005 году реорганизован в Институт геологии и минералогии СО РАН. В 2003 г. лаборатория объединена с Геммологическим центром (руководитель В.С. Шацкий). Современное название: лаборатория экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса, зав. лабораторией, доктор геолого-минералогических наук Пальянов Юрий Николаевич.
Основные результаты:
Научная и прикладная деятельность лаборатории традиционно связана с алмазной тематикой и включает экспериментальное моделирование процессов алмазообразования и рост крупных высококачественных кристаллов алмаза с заданными свойствами. Коллективом лаборатории создан научно-технический комплекс сверх высоких давлений на базе установок БАРС. Экспериментально изучены минералообразующие процессы литосферной мантии, определены условия генерации окисленных расплавов и флюидов и выявлена их роль в процессах метасоматоза глубинных пород. По результатам экспериментов предложены модели сульфидизации силикатной мантии, генерации кимберлитовых магм и фракционирования изотопов углерода в восстановленных и окисленных доменах литосферной мантии. Выявлены возможные механизмы генерации углеводородов в мантии. Определены граничные условия кристаллизации алмаза в различных системах, позволившие аргументировать концепции генезиса алмаза в глубинных магматических и метаморфических процессах. Впервые экспериментально обоснован редокс механизм образования алмаза, доказано, что карбонаты и СО2 являются важнейшими компонентами среды и источниками углерода в процессах генезиса алмаза. Впервые в отечественной практике решена проблема выращивания крупных (до 10 карат) монокристаллов алмаза. Получены приоритетные результаты по структуре и условиям образования примесных центров в алмазе с участием азота, бора, фосфора, кремния, никеля, кислорода, водорода, германия и олова. Разработаны методы получения алмазов с заданными свойствами и обоснована перспективность их применения в науке и технике.
Метаморфизм и геохимия пород литосферы в условиях высоких и сверхвысоких давлений. Генезис алмаза в зонах субдукции
Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия мантии Земли
Экспериментальное моделирование процессов генезиса алмаза
Рост, реальная структура, свойства и применение монокристаллов алмаза
Аппаратура и методика
Рост и свойства кристаллов алмаза
Области применения монокристаллов алмаза
Оптические элементы для спектральных приборов. Опытные элементы из выращенных алмазов прошли успешное тестирование в качестве НПВО призм в ИК-Фурье спектрометрах производства НПФ «Симекс» (г. Новосибирск), предназначенных для экспресс-анализа взрывчатых веществ, наркотиков и др. Используется в экспертно-криминалистических и аналитических подразделениях МВД, ФСБ, ФСКН и других организациях.
Элементы рентгеновской оптики. Высокое совершенство реальной структуры выращенных монокристаллов в совокупности с исключительными физико-химическими свойствами алмаза обеспечивают широкие перспективы применения монокристаллов синтетического алмаза в качестве материала рентгеновской оптики. Исследование и тестирование изделий из алмаза проводятся в кооперации с Институтом ядерной физики СО РАН, Балтийским Федеральным Университетом и ООО «Кристалин» (г. Барнаул). В настоящее время ИГМ СО РАН участвует в проекте «СКИФ» (Сибирский кольцевой источник фотонов) в области разработки алмазных рентгенооптических элементов для управления синхротронным излучением.
Квантовая электроника. Кристаллы синтетического алмаза, легированные оптически-активными примесями N, Si, Ge, Sn рассматриваются как новый перспективный материал для квантовых технологий. Продемонстрирована возможность контроля и управления электронным состоянием NV и GeV центров с помощью магнитных полей и СВЧ излучения. Совместно с ИФП СО РАН проводятся работы по изучению магнито-оптических свойств синтетических алмазов содержащих азот-вакансионные центры.
Алмазные наковальни – основные рабочие элементы миниатюрных установок высокого давления. При испытании наковален из наших кристаллов в Институте Химии Макса Планка (Германия) достигнуто давление 380 ГПа.
Прецизионные алмазные скальпели. Из крупных монокристаллов алмаза, полученных в ИГМ СО РАН, ООО «Кристалин» (г. Барнаул) изготовлены опытные партии алмазных скальпелей для офтальмологии и нейрохирургии. Потребители этой продукции – отечественные и зарубежные офтальмологические и нейрохирургические центры и клиники.
Гетероструктуры на монокристаллах алмаза. Совместными исследованиями с Институтом физики полупроводников СО РАН показана перспективность применения высококачественных монокристаллических матриц из синтетического алмаза (тип Ib, IIa и IIb) для создания алмаз-графитоподобных sp2-sp3 гетероструктур. Имплантацией молекул водорода с последующим отжигом получены гетероструктуры с наноразмерными проводящими слоями внутри алмаза. Перспективы этого направления связаны с микроэлектроникой.
Ориентированные подложки из монокристаллов алмаза для CVD и МЛЭ технологий. Монокристаллические матрицы-подложки с низкой плотностью дислокаций и дефектов упаковки для выращивания алмазов и других материалов методами газофазного осаждения и молекулярно-лучевой эпитаксии (совместно с ИНХ СО РАН, ИТ СО РАН, ИФП СО РАН).
Шацкий В.С. – зав. кафедрой минералогии и геохимии ГГФ НГУ, чтение курса «Химическая геодинамика»
Пальянов Ю.Н. – доцент, чтение курса «Кристаллография». Разработка рабочей программы аспирантуры по специальности «Экспериментальная минералогия и рост кристаллов» (2014г.) - НГУ, ИГМ СО РАН.
Хохряков А.Ф. – старший преподаватель, чтение курса "Минералогия" ГГФ НГУ
Зедгенизов Д.А. – курс лекций «Введение в геохимию» ГГФ НГУ
XVII Всероссийское совещание по экспериментальной минералогии, 7-9 сентября 2015 г., Новосибирск
Юбилейный съезд Российского минералогического общества «200 лет РМО», 9-12 октября 2017г., г. Санкт-Петербург http://www.minsoc.ru/2017/
Международная конференция, посвященная 110-летию со дня рождения академика В.С. Соболева, «Проблемы магматической и метаморфической петрологии, геодинамики и происхождения алмазов» 9-14 июня 2018 года, Новосибирск
Проект РНФ «Экспериментальная минералогия алмаза» № 14-27-00054 (2014-2018гг.) – руководитель д.г.-м.н. Пальянов Ю.Н.
Проект РНФ «Экспериментальное моделирование механизмов образования алмаза» № 19-17-00075 (2019-2021гг.) – руководитель д.г.-м.н. Пальянов Ю.Н.
Проект РНФ «Экспериментальное моделирование флюидного режима верхней мантии и его эволюции в геодинамических процессах № 16-17-10041 (2016-2018гг.; 2019-2020 гг.)- руководитель д.г.-м.н. Сокол А.Г.
Проект РНФ «Условия формирования, эволюции и потенциальная алмазоносность кимберлитовых магм (по экспериментальным данным)» (2019-2022гг.)- руководитель к.г.-м.н. Крук А.Н.
Проект НИР № 0330-2016-0007 "Экспериментальное моделирование минералообразующих процессов при мантийных Р-Т параметрах, генетическая информативность состава, свойств и реальной структуры минералов высокобарических ассоциаций" (2017-2019 гг.) - научный руководитель д.г.-м.н. Пальянов Ю.Н.
Проект РФФИ № 18-29-12041 «Синтез кристаллов алмаза в системах с редкоземельными элементами» (2018-2021гг.) – руководитель д.г.-м.н. Хохряков А.Ф.
Проект РФФИ № 16-35-60024 мол_а_дк «Экспериментальное моделирование поведения углеродных и углерод-содержащих фаз в восстановленных и окисленных доменах литосферной мантии» (2016-2018 гг.) - руководитель к.г.-м.н. Баталева Ю.В.
Проект РФФИ №18-35-20016 «Экспериментальное моделирование реакций декарбонатизации, сопряженных с образованием Mg,Fe,Ca,Mn-гранатов и CO2-флюида при P,T-параметрах литосферной мантии» (2018-2020гг.) – руководитель к.г.-м.н. Баталева Ю.В.
Проект РФФИ № 14-05-00203 «Экспериментальное моделирование взаимодействия перидотита с астеносферными флюидами/расплавами в условиях субкратонной литосферы» (2014-2016гг.)- руководитель д.г.-м.н. Сокол А.Г.
Проект РФФИ № 13-05-00628-a – Процессы генерации и эволюции алмазообразующих сред в литосферной мантии Сибирской платформы (2013-2015гг.)-руководитель д.г.-м.н. Зедгенизов Д.А.
Проект РФФИ №16-05-00451-a – Cвидетельства фазовых переходов минеральных включений в сверхглубинных алмазах (2016-2018гг.)- руководитель д.г.-м.н. Зедгенизов Д.А.
Проект РФФИ №16-05-00614-а – Свидетельства субдукционного происхождения округлых алмазов с мозаично-блочным внутренним строением из россыпей северо-востока Сибирской платформы (2016-2018гг.)-руководитель к.г.-м.н. Рагозин А.Л.
Проект РФФИ №19-05-00394 «Природа мантийной микрогетерогенности» (2019-2021гг.) - руководитель академик РАН Шацкий В.С.
Проект РФФИ №20-05-00338 «Происхождение и эволюция алмазогенерирующих протокимберлитовых флюидов/расплавов в литосферной мантии Сибирского кратона» (2020-2022)- руководитель д.г.-м.н. Зедгенизов Д.А.
Проект РФФИ №16-35-50020 «Полистадийность процессов алмазообразования по данным спектроскопических исследований природных переограненных алмазов» (2016-2018гг.) -руководитель к.г.-м.н. Рагозин А.Л.
Проект № 2.1 Комплексной программы Сибирского отделения РАН «Интеграция и развитие» «Влияние примесей на процессы кристаллизации и свойства алмаза в системах на основе щелочноземельных металлов» (2016-2017гг.) - руководитель д.г.-м.н. Пальянов Ю.Н.
За период с 2015 по 2020 год коллектив лаборатории опубликовал 97 статей, индексируемых в системе WebofScience, из них 41 статья опубликована в журналах, имеющих первый квартиль (Q1 побазе данных SJR (http://www.scimagojr.com/ )
2015
Palyanov Y., Kupriyanov I., Khokhryakov A., Ralchenko V. Crystal Growth of Diamond, in: P. Rudolph (Ed.) Handbook of Crystal Growth (Second Edition). Volume 2a. Elsevier, 2015, pp. 671–713. doi:10.1016/B978-0-444-63303-3.00017-1.
Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N., Khokhryakov A.F. High temperature calibration a multi-anvil high-pressure apparatus. High Pressure Research. 2015. v. 35, Iss.2, p. 139-147. DOI: 10.1080/08957959.2015.1017819
Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Хохряков А.Ф., Крук А.Н. Условия кристаллизации алмаза в кимберлитовом расплаве по экспериментальным данным. Геология и геофизика, 2015. т. 56, № 1-2. с. 254-272.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Сокол А.Г., Борздов Ю.М., Баюков О.А.Роль пород, содержащих самородное железо, в образовании железистых карбонатно-силикатных расплавов: экспериментальное моделирование при Р-Т параметрах литосферной мантии. Геология и геофизика, 2015. т. 56, № 1-2. с. 188-203.
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Bataleva Yu.V., Khokhryakov A.F., Sokol A.G. Diamond Crystallization from an Antimony−Carbon System under High Pressure and Temperature. Crystal Growth&Design. 2015. N15 (5), p. 2539–2544.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Баюков О.А., Соболев Н.В. Взаимодействие карбида железа и серы при Р-Т параметрах литосферной мантии. Доклады Академии Наук, 2015, т. 463, №2, с. 192-196.
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Nechaev D.V. Diamond crystallization from an Mg-C system at high pressure high temperature conditions. CrystEngComm. 2015, v. 17, 4928–4936.
Palyanov Y.N., Kupriyanov I.N., Borzdov Y.M., Bataleva Y.V. High-pressure synthesis and characterization of diamond from an Mg–Si–C system. CrystEngComm. 2015, 17, 7323–7331.
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Bataleva Yu.V., Khokhryakov A.F. Diamond crystallization from a tin-carbon system at HPHT conditions. Diam. Relat. Mater. 2015. V.58, p. 40-45.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Effect of crystal defects on diamond morphology during dissolution in the mantle. Amer. Miner. 2015. V. 100, p. 1528-1532.
Khokhryakov A.F., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N. Morphology of diamond crystals grown in magnesium-based systems at high temperatures and high pressures. J. Crystal Growth, 2015, V. 426. p. 276-282. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2015.06.022.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Effect of nitrogen impurity on etching of synthetic diamond crystals. J. Cryst. Growth. 2015. V. 430, p. 71–74. doi:10.1016/j.jcrysgro.2015.04.044.
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Borzdov Yu.M., Surovtsev N.V. Germanium: a new catalyst for diamond synthesis and a new optically active impurity in diamond. Sci. Rep. 5, 14789, 2015.
Reutsky V.N., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Izokh O. Carbon isotope fractionation during experimental crystallisation of diamond from carbonate fluid at mantle conditions. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2015. V.170, Iss. 5-6: 41.
Sokol A.G., Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Composition of primary kimberlite magma: constraints from melting and diamond dissolution experiments. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2015, 170:26.
Shatsky V.S. , Malkovets V.G., Belousova E.A., Skuzovatov S.Yu. Evolution history of the Neoproterozoic eclogite-bearing complexof the Muya dome (Central Asian Orogenic Belt): constraints from zircon U-Pb age, Hf and whole-rock Nd isotopes. Precambrian Research. 2015. V. 261, p. 1–11. doi:10.1016/j.precamres.2015.01.013.
Shatsky V.S., Zedgenizov D.A., Ragozin A.L., Kalinina V.V. Diamondiferous subcontinental lithospheric mantle of the northeastern Siberian Craton: Evidence from mineral inclusions in alluvial diamonds. Gondwana Research. 2015. V.28. Iss. 1. p. 106-120. doi:10.1016/j.gr.2014.03.018.
2016
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Bayukov O.A. Wüstite stability in the presence of a CO2-fluid and a carbonate-silicate melt: Implications for the graphite/diamond formation and generation of Fe-rich mantle metasomatic agents. Lithos, 2016.2 V. 44. P. 20–29.
Sokol A.G., Kruk A.N.,Chebotarev D.A., Palyanov Y.N. Carbonatite melt-peridotite interaction at 5.5-7.0 GPa: Implications for metasomatism in lithospheric mantle. Lithos, 2016. V. 248-251, p. 66-79.
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Sokol A.G., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F. Effect of CO2on crystallization and properties of diamond from ultra-alkaline carbonate melt. Lithos. 2016. V. 265. p. 339-350.
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Sokol A.G. Synthesis of diamonds with mineral, fluid and melt inclusions. Lithos. 2016. V.265. p. 292-303.
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Sobolev N.V. Sulfidation of silicate mantle by reduced S-bearing metasomatic fluids and melts. Geology, 2016, v. 44, p. 271-274.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Баюков О.А., Соболев Н.В. Условия образования графита и алмаза из карбида железа при Р, Т-параметрах литосферной мантии. Геология и геофизика, 2016, т. 57, № 1, с. 225-240.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Баюков О.А., Соболев Н.В. Образование графита при взаимодействии субдуцированных карбонатов и серы с металлсодержащими породами литосферной мантии. Доклады Академии Наук, 2016, т. 466, № 3, с. 331–334.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Соболев Н.В. Образование графита и алмаза при взаимодействии карбида железа и Fe,Ni-сульфида при мантийных P,T-параметрах. Доклады Академии Наук, 2016, том 471, № 1, стр. 77-81. DOI: 10.7868/S0869565216310170.
Баталева Ю.В., Пальянов Ю.Н., Борздов Ю.М., Здроков Е.В., Соболев Н.В., 2016. Экспериментальное моделирование взаимодействия субдуцированных карбонатов и серы с мантийными силикатами. Доклады Академии Наук, 2016, том 470, № 2, с. 199–203.
Крук А.Н., Сокол А.Г.,Чеботарев Д.А., Пальянов Ю.Н., Соболев Н.В. Состав карбонатитового расплава, равновесного с лерцолитом при 5.5–6.3 ГПа, 1350°С. Доклады Академии Наук, 2016. т. 467. №3. c.324-329.
Palyanov Yu. N., Kupriyanov I. N., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Surovtsev N.V. High-pressure synthesis and characterization of Ge-doped single crystal diamond. Crystal Growth & Design. 2016. V. 16. Iss. 6, p. 3510–3518.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Nechaev D.V. Diamond crystallization in a CO2-rich alkaline carbonate melt with a nitrogen additive. Journal of Crystal Growth. V.449 (2016) P. 119–128.
Khokhryakov A.F., Nechaev D.V., Palyanov Yu.N. Unusual growth macrolayers on {100} faces of diamond crystals from magnesium-based systems. Journal of Crystal Growth. V.455, 2016, P. 76–82.
Khokhryakov A.F., Nechaev D.V., Palyanov Yu.N., Kuper K.E. The dislocation structure of diamond crystals grown on seeds in the Mg‑C system. Diamond and Related Materials. 2016. V. 70, p. 1-6.
Kupriyanov I.N., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N. HPHT growth and characterization of diamond from a copper-carbon system. Diamond and Related Materials, 2016. V. 69, P. 198–206.
Рагозин А.Л., Пальянов Ю.Н., Зедгенизов Д.А., Калинин А.А., Шацкий В.С. Гомогенизация карбонат-содержащих микровключений в алмазах при Р-Т параметрах верхней мантии. Доклады Академии Наук. 2016. Т. 470. N 4. С. 453-457.
Ragozin A.L., Zedgenizov D.A., Kuper K.E., Shatsky V.S. Radial mosaic internal structure of rounded diamond crystals from alluvial placers of Siberian platform. Mineralogy and Petrology. 2016. V.110, p. 861–875. DOI:10.1007/s00710-016-0456-0 RIP=1.04
Shatsky V.S., Malkovets V.G., Belousova E.A., Tretiakova I.G., Griffin W.L., Ragozin A.L., Gibsher A.A., O’Reilly S.Y. Tectonothermal evolution of the continental crust beneath the yakutian diamondiferous province (siberian craton): u-pb and hf isotopic evidence on zircons from crustal xenoliths of kimberlite pipes. Precambrian Research. 2016. 282, p. 1–20. doi:10.1016/j.precamres.2016.06.022.
Zedgenizov D., Rubatto D., Shatsky V.,Ragozin A., Kalinina V. Eclogitic diamonds from variable crustal protoliths in the northeastern Siberian craton: Trace elements and coupled δ13C–δ18O signatures in diamonds and garnet inclusions. Chemical Geology, 2016, v. 422, p. 46–59. doi:10.1016/j.chemgeo.2015.12.018.
Sokol, A.G., Palyanov, Y.N.,Tomilenko, A.A., Bul'bak, T.A., Palyanova, G.A. Carbon and nitrogen speciation in nitrogen-rich C–O–H–N fluids at 5.5–7.8 GPa. Earth and Planetary Science Letters, 2017. v. 460, p. 234-243
Sokol A.G., Kruk A.N., Seryotkin Y.V., Korablin A.A., Palyanov Y.N. Phase relations in the Fe-Fe3C-Fe3N system at 7.8 GPa and 1350 °C: Implications for carbon and nitrogen hosts in Fe0-saturated upper mantle. Physics of the Earth and Planetary Interiors. V. 265, 2017, P. 43-53.
Sokol A.G., Kruk A.N., Palyanov Yu.N. et al., Stability of phlogopite in ultrapotassic kimberlite-like systems at 5.5-7.5 GPa. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2017. V. 172. Iss. 4. № 21.
A.G. Sokol, A.A. Tomilenko, T.A. Bul’bak, G.A. Palyanova, I.A. Sokol, Yu. N. Palyanov. Carbon and Nitrogen Speciation in N-poor C-O-H-N Fluids at 6.3GPa and 1100–1400°C. Scientific Reports. 2017. 7: 706.
Yuri Palyanov, Igor Kupriyanov, Yuri Borzdov, Denis Nechaev, Yuliya Bataleva. HPHT Diamond Crystallization in the Mg-Si-C system: Effect of Mg/Si composition. Crystals. 2017, V.7 (5), 119.
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bayukov O.A., Zdrokov E.V. Iron carbide as a source of carbon for graphite and diamond formation under lithospheric mantle P-T parameters. Lithos. 2017. 286–287, p. 151–161.
А.Г. Сокол, Э.В. Сокол, И.Н. Куприянов, Н.В.Соболев. Cинтез (NH4)-замещенного мусковита при 6,3ГПа и 1000°С: следствия для транспорта азота в мантию. Доклады Академии Наук. 2017.
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M. High-pressure crystallization and properties of diamond from magnesium-based catalysts. CrystEngComm. 2017, 19, 4459–4475.
А.Г. Сокол, А.А. Томиленко, Т.А. Бульбак, Г.А. Пальянова, Ю.Н. Пальянов, Н.В. Соболев. Стабильность метана в восстановленном C-O-H флюиде при 6,3 ГПа и 1300–1400С. Доклады Академии Наук, 2017, том 474, № 5, с. 1–5.
Ragozin A., Zedgenizov D., Kuper K., Palyanov Yu. Specific Internal Structure of Diamonds from Zarnitsa Kimberlite Pipe. Crystals, 2017, 7(5), 133. doi:10.3390/cryst7050133.
Ragozin A., Zedgenizov D., Kuper K., Kalinina V., Zemnukhov A. The internal structure of yellow cuboid diamonds from alluvial placers of the northeastern Siberian platform. Crystals, 2017, 7, 238.
Zedgenizov D.A., Kalinin A.A., Kalinina V.V., Palyanov Yu.N., Shatsky V.S. Nitrogen and hydrogen aggregation in natural octahedral and cuboid diamonds. Geochemical Journal, 2017, V. 51, P. 181- 192, 2017. doi:10.2343/geochemj.2.0452. IF=0.991
Zedgenizov D., Reutsky V., Wiedenbeck M. The Carbon and Nitrogen Isotope Characteristics of Type Ib-IaA Cuboid Diamonds from Alluvial Placers in the Northeastern Siberian Platform. Minerals. 2017, 7(10), 178; doi:10.3390/min7100178
Zedgenizov D.A., Malkovets V.G., Griffin W.L. Composition of diamond-forming media in cuboid diamonds from the V. Grib kimberlite pipe (Arkhangelsk province, Russia). Geochemical Journal, 2017, v. 51, p. 205-213. DOI: 10.2343/geochemj.2.0455.
Shatsky V.S., Malkovets V.G., Belousova E.A., Tretiakova I.G., Griffin W.L., Ragozin A.L., Wang Q., Gibsher A.A., O'Reilly S.Y. Multi-stage modification of Paleoarchean crust beneath the Anabar tectonic province (Siberian craton). Precambrian Research. 2018. V. 305. P. 125-144. DOI: 10.1016/j.precamres.2017.11.017
2018
Palyanov Yu.N. The Many Facets of Diamond Crystals. CRYSTALS. 2018. V.8, Iss.2. 72
Fan J.W., Cojocaru I., Becker J.... Palyanov Y.N., Borzdov, Y. M. Yang, YP, Zheltikov, A., Hemmer, P., Akimov, A.V.Germanium-Vacancy Color Center in Diamond as a Temperature Sensor. ACS Photonics. 2018. 5 (3), p. 765–770.
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Zdrokov E.V., Novoselov I.D., Sobolev N.V. Formation of the Fe,Mg-Silicates, Fe-0, and Graphite (Diamond) Assemblage as a Result of Cohenite Oxidation under Lithospheric Mantle Conditions. DOKLADY EARTH SCIENCES. 2018. V. 479, Iss. 1, P. 335-338.
Bataleva Yu., Palyanov Yu., Borzdov Yu., Novoselov I., Bayukov O. Graphite and diamond formation in the carbide – oxide – carbonate interactions (Experimental Modeling under Mantle P,T-conditions). Minerals. 2018. P.
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Sulfide Formation as a Result of Sulfate Subduction into Silicate Mantle (Experimental Modeling under High P,T-Parameters). Minerals. 2018, 8, 373; doi:10.3390/min8090373
Yu.V. Bataleva, Yu.N. Palyanov, Yu.M. Borzdov, O.A. Bayukov, N.V. Sobolev. Experimental Modeling of C0-Forming Processes Involving Cohenite and CO2-Fluid in a Silicate Mantle. Doklady Earth Sciences, 2018, Vol. 483, Part 1, pp. 1427–1430. DOI: 10.1134/S1028334X18110016
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A.S., Shcheglov D.V . Step Patterns on {100} Faces of Diamond Crystals As-Grown in Mg-Based Systems. Crystal Growth & Design. 2018. V.18. Iss: 1 P. 152-158. DOI: 10.1021/acs.cgd.7b01025.
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A,S., Sheglov D.V. Influence of a silicon impurity on growth of diamond crystals in the Mg-C system. Diamond & Related Materials 87 (2018) 27–34. doi.org/10.1016/j.diamond.2018.05.006
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A.S., Sheglov D.V. Dislocation etching of diamond crystals grown in Mg-C system with the addition of silicon. Diamond & Related Materials 88 (2018) 67–73. doi.org/10.1016/j.diamond.2018.06.025
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kozhukhov A,S., Sheglov D.V. Influence of a silicon impurity on growth of diamond crystals in the Mg-C system. Diamond & Related Materials 87 (2018) 27–34. doi.org/10.1016/j.diamond.2018.05.006
A. G. Sokol, A.A. Tomilenko, T.A. Bul’bak, A.N. Kruk, P.A. Zaikin, I.A. Sokol, Yu. V. Seryotkin, Yu. N. Palyanov. The Fe–C–O–H–N system at 6.3–7.8 GPa and 1200–1400 °C: implications for deep carbon and nitrogen cycles. Contributions to Mineralogy and Petrology (2018) 173:47. doi.org/10.1007/s00410-018-1472-3
Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Manifestation of diamond sectoriality during dissolution and graphitization. Journal of Crystal Growth. 2018. v. 502. p.1-6. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2018.09.008
A.G. Sokol, A.A. Tomilenko, T.A. Bul’bak, I.A. Sokol, E.S. Persikov, P.G. Bukhtiyarov, Yu.N. Palyanov. Distribution of light alkanes in the reaction of graphite hydrogenation at pressure of 0.1–7.8 GPa and temperatures of 1000–1350°C. High Pressure Research. 2018. V 38, N4, p. 468-481. DOI: 10.1080/08957959.2018.1517342
A.G. Sokol, A.A. Tomilenko , T.A. Bul'bak, A.N. Kruk, I.A. Sokol, Yu.N. Palyanov Fate of fluids at the base of subcratonic lithosphere: Experimental constraints at 5.5–7.8 GPa and 1150–1350 C. Lithos. 2018. 318–319. p.419–433
Palyanov Yu.N., Kupriyanov I.N., Borzdov Yu.M., Nechaev D.V. Effect of the solvent-catalyst composition on diamond crystallization in the Mg-Ge-C system. Diamond & Related Materials. 2018, 89, 1–9.
Shatsky V.S., Malkovets V.G., Belousova E.A., Tretiakova I.G., Griffin W.L., Ragozin A.L., Wang Q., Gibsher A.A., O'Reilly S.Y. Multi-stage modification of Paleoarchean crust beneath the Anabar tectonic province (Siberian craton). Precambrian Research. 2018. V. 305. P. 125-144. DOI: 10.1016/j.precamres.2017.11.017
Shatsky V.S., Skuzovatov S.Y., Ragozin A.L., Dril S.I. Isotope-Geochemical Evidence for the Nature of Protolite Eclogite of the Kokchetav Massif (Kazakhstan). Doklady Earth Sciences. 2018. V. 479. Iss: 1. P.408-411. DOI: 10.1134/S1028334X1803030
Ragozin, A. L.; Zedgenizov, D. A.; Shatsky, V. S. et al. Formation of mosaic diamonds from the Zarnitsa kimberlite. RUSSIAN GEOLOGY AND GEOPHYSICS. 2018. V. 59. Iss. 5, P. 486-498. DOI: 10.1016/j.rgg.2018.04.003
Nikolenko AM, Redina AA, Doroshkevich AG, Prokopyev IR, Ragozin AL. The origin of magnetite-apatite rocks of mushgai-khudag complex, south mongolia: mineral chemistry and studies of melt and fluid inclusions. Lithos, V. 320. P. 567-582
Broadley MB, Kagi H, Burgess R, Zedgenizov D, Mikhail S, Almayrac M. Plume-lithosphere interaction, and the formation of fibrous diamonds. Geochemical Perspectives Letters, V. 8. P. 26-30.
Шацкий В.С., Скузоватов С.Ю., Рагозин А.Л. Изотопно-геохимические свидетельства коровой контаминации протолитов эклогитов кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны. Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 12. С. 1958-1978.
Zedgenizov DA, Ragozin AL, Shatsky VS, Griffin WL. Diamond formation during metasomatism of mantle eclogite by chloride-carbonate melt. Contributions to Mineralogy and Petrology, 2018. V. 173 (10). P. 84
2019
Palyanov Y.N., Kupriyanov I.N., Borzdov Y.M. High-pressure synthesis and characterization of Sn-doped single crystal diamond. CARBON. 2019, 143, 769-775. DOI: 10.1016/j.carbon.2018.11.084
Fedoseeva Y.V., Okotrub A.V., Koroteev V.O., Borzdov Y.M., Palyanov Y.N. et al. Graphitization of C-13 enriched fine-grained graphitic material under high-pressure annealing. CARBON, 2019, V. 141, P. 323-330 DOI: 10.1016/j.carbon.2018.09.065
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Kupriyanov I.N. Effect of Rare-Earth Element Oxides on Diamond Crystallization in Mg-Based Systems. Crystals, 2019, 9, 300; doi:10.3390/cryst9060300
Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Novoselov I.D., Bayukov O.A. An effect of reduced S-rich fluids on diamond formation under mantle-slab interaction. Lithos. V. 336 (2019) p. 27–39.
Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Sokol I.A., Zaikin P.A., Palyanova G.A., Palyanov Yu.N. Hydrogenation of carbon at 5.5–7.8 GPa and 1100–1400 C: Implications to formation of hydrocarbons in reduced mantles of terrestrial planets. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 291 (2019) 12–23.
Zdrokov E., Novoselov I., Bataleva Yu., Borzdov Yu., Palyanov Yu. Experimental Modeling of Silicate and Carbonate Sulfidation under Lithospheric Mantle P,T-Parameters. Minerals. 2019, 9, 425; doi:10.3390/min9070425.
Bataleva Y., Palyanov Y., Borzdov Y., Bayukov O. Processes and conditions of the origin for Fe3+-bearing magnesiowüstite under lithospheric mantle pressures and temperatures. Minerals. 2019, v. 9(8), 474.
Sokol A.G., Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Palyanov Yu.N. Solubility of carbon and nitrogen in a sulfur-bearing iron melt: Constraints for siderophile behavior at upper mantle conditions. American Mineralogist. 2019. 104(12), p. 1857-1865.
Shatsky V., Zedgenizov D., Ragozin A., Kalinina V. Silicate Melt Inclusions in Diamonds of Eclogite Paragenesis from Placers on the Northeastern Siberian Craton. Minerals. 2019. v. 9. Iss. 7, 412. DOI: 10.3390/min9070412
V.S. Shatsky, V.A. Nadolinny, O. P. Yuryeva, M.I. Rakhmanova, A.Yu. Komarovskikh. Features of the Impurity Composition of Diamonds from Placers of the Northeastern Siberian Craton. Doklady Earth Sciences, 2019, Vol. 486, Part 2, pp. 644–646. DOI: 10.1134/S1028334X19060096
Shatsky, V. S., Wang, Q., Skuzovatov, S. Yu., Ragozin, A. L. The crust-mantle evolution of the Anabar tectonic province in the Siberian Craton: Coupled or decoupled? PRECAMBRIAN RESEARCH. 2019. V. 332. 105388. DOI: 10.1016/j.precamres.2019.105388
Zedgenizov, D. A., Ragozin, A. L., Kagi, H., Yurimoto, H., Shatsky, V. S. SiO2 Inclusions in Sublithospheric Diamonds GEOCHEMISTRY INTERNATIONAL. 2019. V. 57. Iss. 9. P. 964-972. DOI: 10.1134/S0016702919090131
Zedgenizov D., Bogush I., Shatsky V., Kovalchuk O., Ragozin A., Kalininа V. Mixed-Habit Type Ib-IaA Diamond from An Udachnaya Eclogite. Minerals. 2019. 9 (12), 741.
2020
Nadolinny V.A., Shatsky V.S., Yuryeva O. P., Rakhmanova M. I., Komarovskikh A. Yu., Kalinin A. A., Palyanov Yu. N. Formation features of N3V centers in diamonds from the Kholomolokh placer in the Northeast Siberian Craton. PHYSICS AND CHEMISTRY OF MINERALS. 2020. V. 47, iss. 1. UNSP 4. DOI: 10.1007/s00269-019-01070-w
Sokol A.G., Kupriyanov I.N., Seryotkin Yu.V., Sokol E.V., Kruk A.N., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Palyanov Yu.N. Cymrite as mineral clathrate: An overlooked redox insensitive transporter of nitrogen in the mantle. Gondwana Research. 2020. V. 79, P. 70-86. DOI: 10.1016/j.gr.2019.08.013
Borzdov Yu.M., Khokhryakov A.F., Kupriyanov I.N., Nechaev D.V., Palyanov Yu.N. Crystallization of Diamond from Melts of Europium Salts. Crystals, 2020, 10, 376; doi:10.3390/cryst10050376
Khokhryakov A.F., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N. High-pressure diamond synthesis in the presence of rare-earth metals. JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH. 2020. V. 531. 125358
A. F. Khokhryakov, D.V. Nechaev, A.G. Sokol, Microrelief of Rounded Diamond Crystals as an Indicator of the Redox Conditions of Their Resorption in a Kimberlite Melt. Crystals. 2020, 10, 233; https://doi.org/10.3390/cryst10030233
Shatsky V.S., Ragozin A.L., Logvinova A.M., Wirth R., Kalinina V.V., Sobolev N.V. Diamond-rich placer deposits from iron-saturated mantle beneath the northeastern margin of the Siberian Craton. LITHOS. 2020. V. 364, 105514. DOI: 10.1016/j.lithos.2020.105514
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Bataleva Yu.V., Nechaev D.V. Effect of oxygen on diamond crystallization in metal-carbon systems. ACS Omega, 2020. Doi: 10.1021/acsomega.0c02130
Kupriyanov I.N., Palyanov Yu.N., Kalinin A.A., Shatsky V.S. Effect of HPHT Treatment on Spectroscopic Features of Natural Type Ib-IaA Diamonds Containing Y Centers. Crystals. 2020, 10(5), 378; https://doi.org/10.3390/cryst10050378
Сокол А.Г., Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Сокол И.А., Заикин П.А., Соболев Н.В.. Состав флюида восстановленной мантии по экспериментальным данным и результатам изучения флюидных включений в алмазах. Геология и геофизика. 2020. DOI: 10.15372/GiG2020103
Баталева Ю.В., Новоселов И.Д., Крук А.Н., Фурман О.В., Реутский В.Н., Пальянов Ю.Н. Экспериментальное моделирование реакций декарбонатизации, сопряженных с образованием Mg,Fe-гранатов и CO2-флюида при мантийных P-T-параметрах. Геология и геофизика. 2020. DOI: 10.15372/GiG2020115
2021
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Sokol A.G., Bataleva Yu.V., Kupriyanov I.N., Reutsky V.N., Wiedenbeck M., Sobolev N.V. Diamond formation in an electric field under deep Earth conditions. Science Advances. 2021; 7: eabb4644.
Palyanov Yu., Borzdov Yu., Khokhryakov A., Kupriyanov I. High-pressure synthesis and characterization of diamond from europium containing systems. Carbon. 2021. V. 182, P.815-824.
S. Shevyrtalov, A. Barannikov, Yu. Palyanov, A. Khokhryakov, Yu. Borzdov, I. Sergueev, S. Rashchenko, A. Snigirev. Towards high-quality nitrogen-doped diamond single crystals for X-ray optics. J. Synchrotron Rad. 2021. 28, р.104–110.
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Khohkhryakov A.F., Nechaev D.V. Rare‑earth metal catalysts for high‑pressure synthesis of rare diamonds. Scientific Reports | (2021) 11:8421.
Пальянов Ю.Н., Хохряков А.Ф., Куприянов И.Н. Кристалломорфологические и кристаллохимические индикаторы условий образования алмаза. Кристаллография. 2021, том 66, № 1, с. 136–150.
Надолинный В.А., Комаровских А.Ю., Борздов Ю.М., Пальянов Ю.Н. Исследование методом ЭПР кристаллов алмаза, синтезированных в системах Mg-EuF2-C и Mg-EuF3-C при высоких РТ-параметрах. Журнал структурной химии. 2021. т. 62, №11, с.1870-1877.
Nadolinny V.A., Palyanov Yu N., Shatsky V.S., Kalinin A.A., Komarovskikh A. Yu., Rakhmanova M.I., Yuryeva O.P., Uvarov M.N., Yakushkin S.S., Guskova M.I. Optically active centers in brown type IaAB diamonds from the Istok placer in the northeastern Siberian Platform: spectroscopic properties and the efect of HPHT treatment. Physics and Chemistry of Minerals. 2021. 48:42
Bataleva Yu.V., Novoselov I.D., Borzdov Yu.M., Furman O., Palyanov Yu.N. Experimental Modeling of Ankerite–Pyrite Interaction under Lithospheric Mantle P–T Parameters: Implications for Graphite Formation as a Result of Ankerite Sulfidation. Minerals. 2021. 11. 1267
Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V., Kupriyanov I.N. Diamond formation during sulfidation of metal–carbon melts. Diamond and Related Materials. 2021. V.120. 108660.
Nadolinny V.A., Komarovskikh A.Yu., Rakhmanova M.I., Yuryeva O.P., Shatsky V.S., Palyanov Yu.N., Guskova M.I. New data on the N1 nitrogen paramagnetic center in brownish type IaAB diamonds from MIR pipe. Diamond and Related Materials. 2021. V.120. 108638
Popov V.P., Podlesny S.N., Kartashov I.A., Kupriyanov I.N., Palyanov Yu.N. Long dephasing time of NV center spins in diamond layers formed by hot ion implantation and high pressure high temperature annealing. Diamond and Related Materials. 2021.V. 120. 108675.
Sokol A.G., Kruk A.N. Role of CO2 in the evolution of Kimberlite Magma: Experimental constraints at 5.5 GPa and 1200–1450° C. Lithos, 2021. 386, 106042.
Khokhryakov A.F., Kruk A.N., Sokol A.G. The effect of oxygen fugacity on diamond resorption in ascending kimberlite melt. Lithos, 2021. 106166.
Kruk A.N., Korablin A.A., Sokol A.G., Palyanov Yu.N. Phase relations in the Fe-Fe3C-Fe3N system at 7.8 GPa and 1150°C: implications for C and N hosts in metal-saturated mantle. High Pressure Research. 2021, v. 41, N 4, 392–404.
Skuzovatov S.Yu., Shatsky V.S., Ragozin A.L., Wang K.-L. Ubiquitous post-peak zircon in an eclogite from the Kumdy-Kol, Kokchetav uhp-hp massif (Kazakhstan): significance of exhumation-related zircon growth and modification in continental-subduction settings. The Island Arc. 2021. Т. 30. № 1. С. 1-19.
Рагозин А.Л., Агашев А.М., Зедгенизов Д.А., Денисенко А.А. Эволюция литосферной мантии в районе Накынского кимберлитового поля по данным изучения гранатов из ксенолитов мантийных перидотитов трубок Нюрбинская и Ботуобинская. Геохимия. 2021. Т. 66. № 8. С. 694-708.
Agasheva E.V., Kolesnichenko M.V., Malygina E.V., Agashev A.M., Zedgenizov D.A. Origin of Water in Mantle Eclogites from the V. Grib Kimberlite Pipe, NW Russia. Lithosphere. V. 2021, Article ID 7866657.
Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Sokol A.G., Korsakov A.V., Seryotkin Y.V., Glazyrin K.V., Musiyachenko K. Crystal structures of K-cymrite and kokchetavite from single-crystal X-ray diffraction. American Mineralogist. 2021. v. 106, Iss. 3, p. 404-409.
Shatsky V.S., Ragozin A.L., Skuzovatov S.Yu., Kozmenko O.A., Yagoutz E. Isotope-Geochemical Evidence of the Nature of the Protoliths of Diamondiferous Rocks of the Kokchetav Subduction–Collision Zone (Northern Kazakhstan). Russ. Geol. Geophys. 2021. V. 62 (5): 547–556.
Шацкий В.С., Рагозин А.Л., Ситникова Е.С. Природа гетерогенности высокохромистых гранатов в ксенолите деформированного лерцолита из кимберлитовой трубки Удачная (Якутия). Доклады российской академии наук. 2021, том 501, № 2, с. 37–46 .
Belyanchikov M.A., Abramov P.A., Ragozin A.L., Fursenko D.A., Gorshunov B.P., Thomas V.G. Distribution of D2O Molecules of First and Second Types in Hydrothermally Grown Beryl Crystals. Crystal Growth & Design, 2021, 21 (4), 2283-2291.
Starikova A., Prokopyev I., Doroshkevich A., Ragozin A., Chervyakovsky V. Polygenic Nature of Olivines from the Ultramafic Lamprophyres of the Terina Complex (Chadobets Upland, Siberian Platform) Based on Trace Element Composition, Crystalline, and Melt Inclusion Data. Minerals, 2021, 11(4), 408.
Mashkovtsev R.I., Rakhmanova M.I., Zedgenizov D.A. Specific spectroscopic features of yellow cuboid diamonds from placers in the north-eastern siberian platform. Journal of Geosciences (Czech Republic), 2021, 66(2), p. 117–126.
Mashkovtsev R.I., Nepomnyashchikh A.I., Zhaboedov A.P., Paklin A.S. EPR study of the E' defects in optical glasses and cristobalite. EPL, 2021, 133(1), 14003.
Bataleva Yu.V., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N. Experimental modeling of the influence of reduced sulfur fluids on the processes of diamond formation under subduction settings. Experiment in Geosciences. 2021. V. 26, N1. P. 29-32.
Novoselov I.D., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M. Experimental modeling of lherzolitic and eclogitic garnets carbonation in CO2 and CO2-H2O fluids at 6.3 GPa and 950-1250 °C. Experiment in Geosciences. 2021. V. 26, N1. P. 22-24.
Sokol A.G., Zaikin P.A., Zaikina O.O., Sokol I.A. Formation of organic molecules at high pressures and temperatures: experimental constraints. Experiment in Geosciences. 2021. V. 26, N1. P.56-59.
Furman O.V., Bataleva Yu.V., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N. Experimental study of the influence of sulfur concentration on the olivine sulfidation at high pressure and temperature. Experiment in Geosciences. 2021. V. 26, N1. P. 38-42.
Лаборатория теоретических и экспериментальных исследований высокобарического минералообразования (452)
Состав лаборатории насчитывает 12 сотрудников, в том числе: 1 доктор геолого-минералогических наук, 4 кандидатов наук, а также квалифицированных инженеров, техников и лаборантов, имеющих большой опыт исследований высокобарических пород и минералов.
Контакты
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Методы и методики
В своих исследованиях коллектив лаборатории активно использует большинство современных аналитических методик, а также имеет богатый опыт проведения полевых работ в различных климатических зонах от Казахстана, до полярных широт Российской Федерации.
Инфраструктура
Важнейшие достижения за 5 лет
Исследования, проводимые в лаборатории, позволили реконструировать состав метасоматических агентов, преобразующих породы литосферной мантии Сибирского кратона. В наиболее глубинных ксенолитах деформированных перидотитов, залегающих в основании континентальной литосферы, диагностированы продукты раскристаллизации высокобарического щелочно-карбонатитового расплава, метасоматизировавшего эти породы. Впервые для природных образцов были идентифицированы вторичные включения расплава в породообразующих минералах этих ксенолитов. Дочерние минеральные фазы в этих включениях представлены разнообразными карбонатами (Na-K-Ca-, Na-Ca-, Na-Mg-, Ca-Mg- and Ca-), K-Na- and Na-сульфатами, Na-, K-, Mg-хлоридами, K-Fe-Ni-, K-Fe-, Fe-Ni- and Fe-сульфидами, фосфатами, оксидами и силикатами. Среди дочерних фаз во включениях установлен арагонит (высокобарическая полиморфная модификация CaCO3) однозначно свидетельствующий о мантийном высокобарическом происхождении включений. По данным КР-картирования карбонаты во включениях составляют не менее 64 объемных %. Таким образом, эти включения являются щелочно-карбонатными жидкостями и впервые на природном объекте зафиксировано существование таких жидкостей в макромасштабе на границе астеносферы с литосферой. Считается, что щелочно-карбонатитовые расплавы так же являются самой эффективной средой для формирования алмазов при мантийных условиях [Pal'yanov et al., 1999]. Сходство составов, изученных щелочно-карбонатитовых расплавных включений в оливине деформилованных перидотитов и составов микровключений из волокнистых алмазов мира, позволяет предполагать, что просачивание примитивных кимберлитовых жидкостей через мантийные породы может приводить к формированию по крайней мере некоторой части алмазов в мантии.
Продукты раскристаллизации расплавов - полифазные включения были идентифицированы в порфиробластах породообразующих минералов из метаморфических пород участка Барчинский (Кокчетавский массив, Северный Казахстан). Эти включения состоят из минеральных ассоциаций, включающих породообразующие и акцессорные минералы, которые кристаллизуются во время эксгумации. После гомогенизации этих включений были определены два типа стёкол. Один тип присутствует в гранатовых порфиробластах в меланократовой части одного из образцов и представляет собой высокобарический расплав, образованный вблизи условий пика метаморфизма >4.5 ГПа и 1000 ° С. Эти включения характеризуются высокой концентрацией легких редкоземельных элементов (LREE), Th и U. Экстракция этих расплавов привела к истощению Кокчетавских гнейсов в отношении этих элементов. Измеренные коэффициенты распределения крупных ионных литофильных элементов (LILE) между включениями фенгита и расплавных включений составляют DRb = 1.9-2.5, DBa=1.1-1.6 и DCs=0.6-0.8. Эти коэффициенты показывают, что при частичном плавлении коровых пород в присутствии фенгита происходит незначительное их обеднение в отношении этих элементов. Концентрация Nb в расплавах (27 ppm) примерно вдвое больше, чем в рестите (15 ppm), что указывает на несовместимое поведение Nb при высокобарическом анатексисе, несмотря на наличие остаточного фенгита и акцессорного рутила. Второй тип включения был идентифицирован в порфиробластах граната из лейкократической части этого же образца и представляет собой расплав, образовавшийся во время эксгумации при 650-750 ° С и давлениях земной коры. Эти включения характеризуются низкими концентрациями LREE и Nb, но высоким содержанием U. Составы высокобарических расплавов характеризуются умеренным обогащением в LILE, без истощения в отношении Nb, и экстремально высоким обогащением в отношении LREE и Th, и заметно отличаются от геохимических характеристик островодужных базальтов. Следовательно, можно предполагать, что подобные расплавы не участвуют в образовании островодужной коры. Состав исследованных нами расплавных высокобарических включений аналогичен составу расплавных включений в минералах из ксенолитов земной коры, выносимых щелочными базальтоидами на Памире [Мадюков и др., 2011], а также составам некоторых шошонитов из Тибета [Campbell et al, 2014; Wang et al., 2016]. Образование шошонитовых щелочных магматических пород, распространенных в зонах коллизии, может быть связано с анатексисом Кокчетавского типа пород континентальной коры [Stepanov и др., 2017].
Информационная справка
Лаборатория была выделена в апреле 2017 года из состава лаборатории 451. На момент выделения основными направления работы лаборатории были теоретические и экспериментальные исследования минералообразования при высоких температурах и давлениях. В 2018 году из коллектива лаборатории была создана лаборатория 454 (Фазовых превращений и диаграмм состояния вещества Земли при высоких давлениях). В настоящее время в лаборатории активно развиваются следующие направления (i) высокобарическое минералообразование на примере глубоко субдуцированных пород континетальной коры, (ii) высокобарическое минералообразование в условиях нижней части земной коры и верхней мантии, (iii) численное моделирование условий образования выосокбарических ассоциаций на основе упруго-пластических равновесий в системах "включение - минерал-хозяин". Одной из приоритетных задач является выявление ключевых карбонатсодержащих минеральных ассоциаций, контролирующие транспорт углерода, радиоактивных и щелочных элементов в мантию Земли в ходе субдукции корового материала, оценка роли и влияния субдукционных процессов на эволюцию вещества литосферной мантии.
В коллективе лаборатории идут исследования по трем взаимно дополняющим друг друга блокам:
- высокобарическое минералообразование на примере глубоко субдуцированных пород континетальной коры
В рамках данного направления проводятся исследования ультравысокобарических пород Кокчетавского массива (Северный Казахстан), Максютовский комплекс (Южный Урал). Отдельным аспектом деятельности являются алмазоносные кианитовые гнейсы, которые являются наилучшим природным аналогом KCMASH экспериментальных систем, что позволяет применять к ним полученные ранее результаты экспериментальных работ. Для реконструкции метаморфической истории алмазоносных кианитовых гнейсов используется комплекс аналитических методов, таких как рентгеноспектральный микроанализ, сканирующая электронная микроскопия, катодолюминесценция, КР-спектроскопия и ИК-спектроскопия. Геохимические особенности алмазоносных пород позволили определить природу протолита, а на основании исследования породообразующих и акцессорных минералов впервые была построена прогрессивная часть РТ-тренда эволюции данных пород и определены РТ-условия пика метаморфизма и регрессивного этапа. Особое внимание также уделяется минеральным и флюидным включениям в минералах, так как они содержат ценную генетическую информацию о процессах, происходящих в зонах субдукции.
- высокобарическое минералообразование в условиях нижней части земной коры и верхней мантии
Деятельность группы направлена на изучение микроминералогии литосферной мантии древних кратонов, в особенности редких метасоматических минералов и включений в породообразующих минералах перидотитов, пироксенитов и эклогитов. Особое внимание уделяется проблеме состава и происхождения кимберлитовых расплавов, а также вопросу взаимодействия глубинных протолитов с реакционно-активными метасоматическими агентами.
- численное моделирование условий образования выосокбарических ассоциаций на основе упруго-пластических равновесий в системах "включение - минерал-хозяин".
Деятельность группы направлена на реконструкцию и моделирование РТ трендов, запечатленных в системе "включение - минерал-хозяин". Нередко именно по реликтовым ассоциациям, не информативным с точки зрения, классических подходов геобаротермометрии, удается реконструировать метаморфическую историю. Остаточная упругая деформация во включении может быть измерена напрямую (например, по параметрам решетки с помощью монокристаллической дифракции) или косвенно по смещению положения КР пиков относительно недеформированного кристалла. Затем на основании измеренных деформаций рассчитывается напряжение остаточных включений. Эксперименты с контролируемым негидростатическим давлением могли бы дать более точные калибровки, но они слишком сложны или даже невозможны на настоящий момент. Для решения этой проблемы можно обратиться к теоретическим методам. Расчеты ab initio могут быть использованы для моделирования широкого спектра свойств минералов: от кристаллической структуры и механических свойств до термодинамики (Prencipe 2019). Единственные ограничения этого метода - время и вычислительная мощность. Кроме того, такое моделирование позволяет приложить любую деформацию или напряжение к структуре минерала, обеспечивая тем самым аккуратный метод связи смещения КР пика с деформацией включения и, далее путем расчетов, с напряжением.
Основные объекты исследования лаборатории располагаются в пределах Северного Казахстана (Кокчетавский массив), Южного Урала (Максютовский комплекс), Республики Саха (Якутия). Члены коллектива принимали активное участие в полевых работах на территории Канады, Королевства Марокко.
За последние 5 лет сотрудники лаборатории принимали участие в качестве руководителей и исполнителей более чем в 4 грантах РНФ, 5 грантах РФФИ, а также участвовали в работе и организации международных конференций и полевых экскурсий.
Сотрудники лаборатории принимают участие в подготовке научных кадров высшей квалификации, а также являются научными руководителями бакалаврских и магистерских дипломных работ. Кроме того, способствуют успешному проведению Сибирской геологической олимпиады школьников (http://www.nsu.ru/Sib_GeoOlymp ).
XI International Eclogite Conference, Dominican Republic, 31 January-7 February 2015
«Advances in High-Pressure Research II: Deepest Understanding», Новосибирск, 29 August - 4 September 2015
«Онтогения, филогения и система минералов», Миасс, 5-9 октября 2015
ХI International Conference GeoRaman 2016, Novosibirsk, 9-15 June 2016
International Siberian Early Career Geoscientists Conference, Novosibirsk, 13-24 June 2016
26th Goldschmidt Conference, Yokohama, 26 June – 1 July 2016
Third International Symposium "Advances in High-Pressure Research III: Towards Geodynamic Implications", Novosibirsk, Russia, August 29 – September 2, 2016
2nd European Mineralogical Conference, Rimini, 11-15 September, 2016
European Current Research on Fluid Inclusions, Nancy, 23-29 June, 2017
XII International Eclogite Conference, Sweden, 20-29 August 2017
IX Всероссийская молодежная научная конференция "Минералы: строение, свойства, методы исследования", Екатеринбург, 5-8 февраля 2018
ХII International Conference GeoRaman 2018, Catania, 10-14 June 2018
XIX International meeting on crystal chemistry, X-ray diffraction and spectroscopy of minerals, 2-6 June 2019, Apatity
29th Goldschmidt Conference, Barcelona, 17 August – 24 August
Список основных проектов и публикаций
Базовый проект НИР (VIII.72.1.) «Исследование карбонатсодержащих природных и модельных систем, связанных с субдукцией корового материала в мантию Земли» (2017-2021 гг.). Научный руководитель: д.г.-м.н. А.В. Корсаков
Грант Президента Российской Федерации МК-971.2020.5. “Минералого-геохимическая характеристика и выявление генезиса ксенокристаллов граната с твердофазными включениями оксидов из лампрофиров Алданского щита”, 2020-2021 гг. Руководитель Резвухин Д.И.
РНФ № 18-17-00186 «Минералы-концентраторы калия - ключ к реконструкции состава минералообразующих сред в зонах субдукции», 2018-2020 гг. Руководитель А.В. Корсаков.
РНФ № 18-77-00041 «Физико-химические условия образования графита и алмаза в мантии на примере мантийных ксенолитов из кимберлитовой трубки «Удачная» (Сибирский кратон)», 2019-2020 гг. Руководитель Михайленко Д.С.
РНФ № 15-17-30012 «Рамановское картирование вариаций напряжений (давлений) в масштабах отдельных зерен для метаморфических пород сверхвысоких давлений», 2015-2017 гг. Руководитель А.В. Корсаков.
РФФИ № 18-35-00219 «Окислительно-восстановительные условия образования графита и алмаза в породах верхней мантии на примере ксенолитов эклогитов из кимберлитовой трубки «Удачная»». Руководитель Михайленко Д.С.
РФФИ № 19-35-90002 «Метаморфическая история алмазоносных кианитовых гнейсов Кокчетавского массива, запечатленная в акцессорных минералах», 2019-2021 гг. Руководитель А.В. Корсаков
РФФИ № 18-05-00643-а «Поведение серы, халькофильных и сидерофильных элементов при высоких давлениях на примере глубокосубдуцированных пород Кокчетавского массива и нижнекоровых (эклогитоподобных) и эклогитовых ксенолитов кимберлитовой трубки «Удачная», 2018-2020 гг. Руководитель А.В. Корсаков
Состав лаборатории насчитывает 37 сотрудника, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 2 академика РАН, 2 доктора геолого-минералогических наук, 11 кандидатов наук, 3 младших научных сотрудника, а также 19 квалифицированных инженеров и лаборантов.
Контакты
Зав. лабораторией Тычков Н.С. ком. № 324 (корпус минералогии), тел. 373-05-26 (доб. 801), 373-03-58, вн. телефон 801.
Методы и методики
Основные методы и подходы изучения глубинных зон земли коллектив лаборатории наследует от научной школы, основанной академиком Владимиром Степановичем Соболевым. Продолжая традиции этой научной школы, коллектив лаборатории под научным руководством академика Н.В. Соболева и академика Н.П. Похиленко ведет работу над проблемой определения особенностей минералообразования в глубинных зонах литосферы в рамках следующих основных направлений: углубление и дальнейшее развитие теории образования и роста природных алмазов; установление критериев глубинности минералообразования в литосфере; условия и эволюция минералообразования в зонах высоких и сверхвысоких давлений в литосфере.
В лаборатории применяются следующие методы исследования:
1) Уникальные минералогические методики прогнозирования и поиска алмазных месторождений, разработанные и усовершенствованные непосредственно в лаборатории (1969-1973 гг)
2) Метод парагенетического анализа минералов из кимберлитов
3) Метод типоморфического анализа индикаторных минералов кимберлитов
4) Методы проведения полевых работ, имеющие большое значение для сбора научного материала.
Используемые аналитические методы:
1) Метод рентгеноспектрального анализа (EMPA) применяется для определения химического состава минералов исследуемых пород.
2) Растровая электронная сканирующая микроскопия (SEM) совместно с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) используется для диагностики акцессорных минералов, изучения их морфологии, взаимоотношения друг с другом и породообразующими минералами.
3) Метод масс-спектрометрии индуцированно связанной плазмы с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) используется для получения данных по редким элементам минералов исследуемых пород.
4) Метод изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием применяется для определения наноколичеств элементов группы платины в породах и минералах (в мг/т).
Инфраструктура
Комплекс различной техники для оптической микроскопии, в том числе поляризационные микроскопы высокого увеличения.
Оборудование для подготовки образцов и препаратов (отрезное, шлифовальное, обогатительное оборудование), в том числе центробежный концентратор «Итомак-КН-0,1».
Оборудование для проведения полевых работ в том числе в условиях Крайнего Севера (надувные лодки с моторами, теплые и обогреваемые палатки, бензиновые генераторы и проч.).
Современная компьютерная техника.
Уникальные базы данных содержащие порядка сотни тысяч анализов по составу минералов из кимберлитов Сибирской платформы и ряда других регионов.
Важнейшие достижения за 5 лет
Подтверждение очень низкого содержания Н2О в литосфере Сибирского кратона.
С помощью ионного микрозонда (SIMS) определено содержание водорода, связанного со структурным кислородом в номинально безводных минералах: оливине, гранатах, клинопироксене, включенных в алмазах (26 образцов) шести кимберлитовых трубок и россыпей северо-востока Сибирского кратона. Изученные алмазы тщательно проверены на отсутствие трещин. Минералы-включения характеризуются устойчиво низким содержанием Н2О (г/т): 2-34 для оливинов; 7-276 для клинопироксенов и 11-17 для гранатов. Поскольку изученные включения представляют наиболее типичные минералы глубинных зон литосферы, полученные данные подтверждают «сухой» характер литосферы Сибирского кратона.
Рис. 1. Представительные изображения алмазов и их включений в обратно-рассеянных электронах (BSE) и катодолюминесценции (CL).
Taylor L.A., Logvinova A.M., Howarth G.H., Liu Y., Peslier A.H., Rossman G.R., Guan Y., Chen Y., Sobolev N.V. Low water contents in diamond mineral inclusions: Proto-genetic origin in a dry cratonic lithosphere // Earth and Planetary Science Letters 433 (2016), pp.125–132.
Образование и эволюция континентальной коры и мантии Сибирского кратона по данным исследования U-Pb и Lu-Hf изотопных систем в цирконах из кимберлитов
Составы U-Pb и Lu-Hf изотопных систем 400 зерен циркона из аллювия реки Большая Куонамка (Анабарский Щит) были изучены с целью уточнения образования и эволюции коры севера Сибирского кратона. Выделен ряд эпизодов формирования и преобразования коры: 1. в интервале 3.4-3.1 Млрд. лет назад и около 70 % коры было сформировано в это время; 2. в интервале 2.5-2.7 Млрд. лет назад - значительная добавка ювенильной коры (около 30%), значительная переработкой более древней коры; 3. 1.8-2.0 континентальная кора была сильно переработана и метаморфизована в результате коллизионных событий при амальгамации Сибирского кратона, добавки ювенильной коры практически не было за исключением гранитоидного магматизма (не более 1%).
О сложности и длительности мантийных магматических процессов центральной части платформы свидетельствуют результаты исследования “кимберлитовых” мегакристовых цирконов из трубки Нюрбинская. Выделено несколько генераций: типично мантийная с положительными значениями ɛHf и несколько древних генераций (2,7 млрд лет, 1,5 млрд лет, и 450-370 млн лет) с отрицательнымии значениями ɛHf. Широкий интервал U-Pb датировок свидетельствует о длительном процессе метасоматического преобразования литосферной мантии под Накынским полем. Внедрение же кимберлитов Накынского поля являлось лишь завершающим этапом глубинной магматической/флюидной активности в литосферной мантии. Кроме того, не все U-Pb возраста, полученные для “кимберлитовых” мегакристовых цирконов, следует интерпретировать как время внедрения кимберлитовой магмы.
Paquette, J.L., Ionov, D.A., Agashev, A.M., Gannoun, A., Nikolenko, E.I., 2017. Age, provenance and Precambrian evolution of the Anabar Shield from U-Pb and Hf isotope data on detrital zircons, and the history of the northern and central Siberian craton. Precambrian Res. 301, 134–144. http://dx.doi.org/10.1016/j.precamres. 2017.09.008.
Tretiakova I.G., Belousova E.A., Malkovets V.G., Griffin W.L., Piazolo S., Pearson N.J., O’Reilly S.Y., Nishido H., 2017. Recurrent magmatic activity on a lithospheric-scale structure: crystallization and deformation in kimberlitic zircons // Gondwana Research, v. 42, pp. 126-132.
Источники финансирования: государственное задание (0330-2016-006), грант РФФИ 16-05-01502, РНФ 16-17-10067.
Модель генезиса импактных алмазов Попигайского кратера
Импактные алмазы Попигайского метеоритного кратера представлены двумя типами: 1 – якутиты, образовавшиеся в эпицентре удара и выброшенные из кратера; они встречаются в россыпях как в кратере, так и за его пределами на расстоянии более 550 км; 2 – внутрикратерные алмазы, образовавшиеся за счет ударной волны, пришедшей со стороны эпицентра и содержащиеся в тагамитах - переплавленных породах мишени.
Яктиты: внешний вид и картина фотолюминеценции
Спектры КРС алмазов из тагамитов и якутитов. Вставка – вклад лонсдейлита, рассчитанный по спектрам КРС
Строение обоих типов алмазов поликристаллическое с размером кристаллитов в десятки нанометров. Якутиты и алмазы из тагамитов имеют общее импактное происхождение, но различаются по динамическим параметрам образования и постимпактной истории. Якутиты образовались при максимальных динамических параметрах, были выброшены из кратера в момент импактного события и закалены, они сохранили первичные структурные особенности. Алмазы в тагамитах образовались при более низких динамических параметрах, и долгое время отжигались в тагамитовом расплаве, благодаря чему у них диагностируются агрегированные формы структурной примеси азота (N3V), которых нет в якутитах. С учетом имеющихся экспериментальных данных предложена модель образования алмазов из графита в момент импактного события. Если вектор удара приходится нормально к плоскости базиса кристалла графита, образуется преимущественно кубическая фаза за счет дробления и усадки структуры графита. В случае некоторого наклона вектора удара по отношению к плоскости базиса графита базисное скольжение частично снимает нагрузку и образуется смесь кубической фазы, лонсдейлита и остаточного графита. При значительном наклоне вектора удара нагрузка релаксирует путем полного базисного скольжения без перехода в высокобарические фазы, остается тонкодисперсный графит. Графит в породах мишени ориентирован совершенно произвольно, поэтому были условия для реализации всех трех вариантов, видимо с преобладанием третьего.
Yelisseyev A.P., Afanasiev V.P., Gromilov S.A. Yakutites from the Popigai crater, Diam. Relat. Mater., 89 (2018) 10-17.
Источник финансирования: грант РФФИ 16-05-00873.
Углеводороды в алмазах и ассоциирующих минералах
Впервые получены прямые доказательства постоянного наличия тяжелых углеводородов (отн.%) от пентана (С5Н10) до гексадекана (С16Н32), доминирующих во флюидных включениях в алмазах кимберлитов и россыпей, а также в гранате и оливине ксенолитов алмазоносных перидотитов. Результаты получены с помощью метода газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ-МС).
Впервые в россыпях Урала выявлен уникальный алмаз молочно-белой окраски, содержащий первичные включения молекулярного азота в твердом состоянии, образовавшийся при давлении более 8,6 ГПа в сублитосферных условиях.
Микрофотография первичных флюидных включений в алмазе (16613-72) из россыпей Урала, Россия. Оптический микроскоп (в проходящем свете).
Sobolev N.V., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Logvinova A.M. Composition of Hydrocarbons in Diamonds, Garnet, and Olivine from Diamondiferous Peridotites from the Udachnaya Pipe in Yakutia, Russia. Engineering, 2019, 5, 471–478.
Sobolev N.V., Logvinova A.M., Tomilenko A.A., Wirth R., Bul’bak T.A., Luk’yanova L.I., Fedorova E.N., Reutsky V.N., Efimova E.S. Mineral and fluid inclusions in diamonds from the Urals placers, Russia: Evidence for solid molecular N2 and hydrocarbons in fluid inclusions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, 266, 197–219.
Информационная справка
Основные направления лаборатории были заложены в Институте Геологии и Минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск. Целью работы лаборатории является получение новых научных знаний о характере и эволюции процессов метасоматоза в литосферной мантии Сибирской платформы в широком временном интервале, связи этих процессов с обеспечением условий образования алмазов и глубинных расплавов, способных транспортировать алмазы на земную поверхность и формировать их месторождения. Получение новой информации об алмазоносных породах Попигайской астроблемы, процессах образования и свойствах импактных алмазов.
Основные задачи заключаются в: 1) получении объективной информации о типах и интенсивности метасоматоза в различных блоках литосферной мантии Сибирской платформы в период от среднего архея до верхней юры на основе комплексных исследований ксеногенного мантийного материала из разновозрастных кимберлитов, проявленных на территории платформы. 2) получении объективной информации об особенностях эволюции условий роста и растворения кристаллов алмазов в литосфере Сибирской платформы, включая эволюцию состава, Р-Т и red-ox параметров. 3) выявлении причин резких различий интенсивности проявлений кимберлитового магматизма в различных блоках (террейнах) Сибирской платформы. 4) получении новой информации о процессах формирования импактных пород и алмазов Попигайской астроблемы, свойствах и строении импактных алмазов.
В результате деятельности лаборатории будет получена новая информация о типах и интенсивности метасоматоза в различных блоках литосферной мантии Сибирской платформы, об особенностях эволюции условий роста и растворения кристаллов алмазов в литосфере Сибирской платформы. Будет получена новая информация о процессах формирования импактных пород и алмазов Попигайской астроблемы.
Коллектив лаборатории составляет 4 основные дополняющие друг друга исследовательскиие группы.
1. Петрология, геохимия и изотопная геология литосферной мантии и кимберлитов.
Основными источниками информации о литосферной мантии Земли являются мантийные ксенолиты различных вулканитов. Фрагменты мантийных пород, вынесенные на поверхность кимберлитовыми расплавами, позволяют изучать наиболее глубинные части континентальной литосферной мантии, включая ее прикорневые зоны на границе с астеносферным слоем. В нашей лаборатории проводится изучение состава, строения и эволюции литосферной мантии на материале ксенолитов из кимберлитов и других вулканических пород. Одна из основных целей исследований – реконструкция процессов метасоматических преобразований вещества литосферной мантии, в том числе в связи с проблемами алмазообразования и кимберлитового магматизма. Сотрудники лаборатории опубликовали ряд работ по обсуждению моделей образования пород литосферной мантии различного происхождения (перидотитов, эклогитов, пироксенитов).
Академик РАН Н.П. Похиленко, академик РАН Н.В. Соболев, к.г.-м.н. Л.Н. Похиленко, к.г.-м.н. А.М. Агашев, к.г.-м.н. Н.С. Тычков, к.г.-м.н. Е.И. Николенко, к.г.-м.н. Е.В. Агашева, О.В. Ильина.
2.Исследование процессов генерации и эволюции алмазообразующих сред в глубинных зонах литосферной мантии на основе комплексного изучения морфологических, минералогических и геохимических свойств алмазов.
Одним из ключевых вопросов в решении проблем генезиса алмаза является состав среды кристаллизации алмаза, при этом в большинстве современных представлений решающая роль в процессах алмазообразования отводится флюиду. Участниками группы главный акцент уделен изучению полифазных наноразмерных включений и высокоплотных флюидов внутри алмаза, что является совершенно новым подходом к проблеме образования алмазов и подтверждено наличием высокоцитируемых (> 100 ссылок в WoS) публикаций (Logvinova et al., 2008; Klein Ben David, Logvinova et al, 2009). Такие включения, расположенные в центральной зоне алмазов, были захвачены на стадии зарождения алмаза и, таким образом, несут уникальную информацию о среде кристаллизации алмаза и процессах с участием мантийных флюидов, а также важной роли глубинных метасоматических процессов в формировании месторождений алмаза. В последние годы участниками группы также получены важные результаты по составу газово-жидких включений в алмазах, в том числе, углеводородов.
Исследования в этом направлении проводятся в рамках долгосрочного научного сотрудничества с научными центрами Израиля (Университет Иерусалима) и США (Институт планетарных исследований Университета Теннесси). Наиболее значимые результаты были получены методами современной аналитической электронной микроскопии (TEM, AEM, EELS, HREM) в Центре Геологических исследований (GFZ), г. Потсдам, Германия.
Минералогические поиски месторождений алмазов основываются на изучении индикаторов коренных источников алмазов, в том числе самих алмазов. Индикаторный минерал рассматривается как «книга», в которой записана его история, как эндогенная, так и экзогенная. Расшифровка этой истории основывается на типоморфном и онтогеническом анализах минерала, которые позволяют решить обратную задачу – по типоморфным особенностям минерала реконструировать этапы его истории и геологические обстановки на каждый этап. Это позволяет реконструировать геологические условия даже на «немые» периоды геологической истории, на которые не сохранились геологические документы в форме осадочных или иных образований. Такой подход к изучению алмазов позволяет выявить в их россыпных ассоциациях те разновидности, которые не могут быть связаны с фанерозойскими кимберлитами и дают основание предполагать иные типы источников алмазов.
На основании применения разработанных в лабораториии принципиально новых минералого-геохимических методов прогнозирования и поисков алмазоносных месторождений, в 1976 году был сформулирован научный прогноз Архангельской алмазоносной провинции, отмеченный высокими правительственными наградами Н.В. Соболеву и Н.П. Похиленко.
4. Процессы мантийного метасоматоза в литосферной мантии древних кратонов и их обрамления. Датирование этапов эволюции литосферы Сибирского кратона.
Литосферная мантия древних кратонов является основным источником ювелирных и технических алмазов. Образование и последующее растворение алмазов в литосферной мантии древних кратонов связывается с мантийными метасоматическими процессами, которые модифицировали литосферную мантию от Архея до момента, предшествовавшего внедрению кимберлитов. Основной задачей группы является выявление основных этапов эволюции литосферы Сибирского кратона и его складчатого обрамления посредством исследования изотопных систем U-Th-Pb, Lu-Hf, Re-Os, Rb-Sr, Sm-Nd, O и Li в глубинном ксеногенном веществе выносимым на поверхность кимберлитами и другими глубинными магматическими породами (лампрофирами, карбонатитами, мелилититами и т.д.).
Исследования в этом направлении проводятся в рамках долгосрочного (с 1990 года) научного сотрудничества с профессорами Sue O'Reilly и Bill Griffin, Е. Белоусова и Л.М. Натапов (ARC National Key Centre CCFS/GEMOC, Macquarie University, Sydney, Australia), профессор Эйзо Накамура (Institute for Study of the Earth's Interior, Okayama University, Japan), профессор Tatsuki Tsujimori (Centre for North East Asian Studies, Tohoku University, Sendai, Japan), Dr. Graham Begg (University of Western Australia).
К.г.-м.н. Мальковец В.Г., к.г.-м.н Гибшер А.А., аспирант И. В. Яковлев
Основные объекты исследования располагаются на Сибирской платформе, Тувино-Монгольском микроконтиненте (Сангилен), а также в Архангельской алмазоносной провинции. Особый интерес представляют районы: Лено-Анабарское междуречье, Попигайска астроблема, Вилюйская синеклиза, Центральная часть Якутской Алмазоносной провинции.
Большинство сотрудников лаборатории – штатные сотрудники, студенты и аспиранты - в той или иной мере участвуют в проведении полевых работ и приобретают неоценимый геологический опыт. В России работы ведутся как по договорам с экспедициями АК «АЛРОСА», «Якутскгеология», по контрактам с Федеральным агентством Роснедра, так и по своим проектам. Сотрудники лаборатории имеют и неоценимый опыт работы в самых разных регионах за рубежом: в Канаде, где под руководством Н.П. Похиленко открыто крупнейшее месторождение алмазов Снеп-Лейк, в Африке, где сотрудниками лаборатории описано новое кимберлитовое поле (Гвинея, а также Сьерра-Леоне, Конго, Ангола, ЮАР, Ботсвана, Зимбабве), а также в Сирии, Саудовской Аравии, Индии, Китае, Вьетнаме и по многим другим странам велись работы по прогнозированию месторождений. Благодаря этому лаборатория располагает хорошо подготовленными специалистами для ведения поисковых полевых работ. В сфере поисковой минералогии лаборатория занимает ведущее место в России и пользуется большим авторитетом за границей. Опыт поисковых работ на алмазы обобщен в большом количестве статей и в нескольких монографиях.
Сотрудники лаборатории принимают активное участие в выполнении проектов РФФИ и РНФ (более 10 в 2012-2015 годах), участвуют в работе международных конференций и полевых экскурсий.
В лаборатории активно воспитывается молодежь, на данный момент в лаборатории работают 4 магистранта НГУ и 3 аспиранта. Четыре сотрудника лаборатории являются преподавателями кафедры Минералогии и петрографии Новосибирского государственного университета (http://www.nsu.ru/mip). В рамках преподавательской деятельности читаются курсы лекций: «Условия образования и закономерности размещения алмазных месторождений» (академик Н.П. Похиленко), «Геммология» (О.А. Иванова). К.г-м.н. Самданов Д.А. ведет семинары по Структурной геологии и геокартированию и принимается участие в качестве преподавателя в Летней учебной практике по структурной геологии на полигоне ГГФ НГУ (п. Шира, Респ. Хакассия).
Академик РАН Соболев Н.В. является профессором кафедры «Общей и региональной геологии», НГУ и читает курс лекций «Современные проблемы геологии».
2016 г, 17-22 апреля. European Geoscience Union of General Assembly , Вена, Австрия.
2016 г. 29 августа – 2 сентября. Международная конференция « Advances in High Pressure Research III: Towards Geodynamic Implications-2016» , Новосибирск, Россия.
2016 г. Юшкинские чтения — 2016 «Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии», Сыктывкар, респ. Коми.
2018 г, 3-9 сентябряMagmatism of the Earth and related strategic metal deposits 2018 // Moscow, Russia, 3 – 9 September.
2018 г. 3-8 ноября. Ежегодная международная конференция Американского геологического союза (GSA-2018), Индианаполис, США.
Базовый проект НИР «Эволюция типов и интенсивности метасоматоза литосферной мантии Сибирской платформы в архее, протерозое и фанерозое в связи с процессами образования алмазов и их коренных и россыпных месторождений. Происхождение, состав и свойства импактных пород и алмазов Попигайской астроблемы» (2021-2025 гг). Научные руководители: академик РАН Н.П. Похиленко, академик РАН Н.В. Соболев.
РФФИ № 14-05-31520 «Мезозойская литосферная мантия северо-восточной части Сибирской платформы по данным включений из кимберлитов: изменение состава и строения с палеозойского времени», 2014-2015 гг. Руководитель Тычков Н.С.
РФФИ № 15-05-04885 «Особенности состава, строения и термального режима литосферной мантии Центрально-Алданского супертеррейна Сибирского кратона на основании изучения мантийных минералов из трубок взрыва Чомполинского поля», 2015-2017 гг. Руководитель Николенко Е.И.
РФФИ № 16-05-00811 «Особенности воздействия сублитосферных базитовых расплавов на истощенные перидотиты нижних уровней литосферной мантии Сибирской платформы», 2016-2018 гг. Руководитель Похиленко Н.П.
РФФИ № 18-05-01143 «Особенности состава и строения литосферной мантии центральных частей Сибирской платформы на основе редкоэлементного состава оливина и граната из кимберлитов и россыпей», 2018-2020 гг. Руководитель Тычков Н.С.
РФФИ № 18-05-70063 «Россыпи алмазов арктической зоны Сибирской платформы как отражение истории развития литосферы региона (Ресурсы Арктики)», 2018-2020 гг. Руководитель Афанасьев В.П.
РФФИ № 20-05-00662 «Возможные причины связи интенсивности проявлений и уровня алмазоносности кимберлитового магматизма среднепалеозойского возраста на территории Сибирской платформы», 2020-2022 гг. Руководитель Похиленко Н.П.
РФФИ № 14-05-00262 «Исследование взаимной ориентировки алмазов и минеральных включений с целью оценки условий их образования» 2014-2016. Руководитель: академик Соболев Н.В.
РФФИ № 16-05-00841 Наноразмерные сульфидные и флюид-содержащие включения в алмазах как основа для оценки состава среды образования алмазов из россыпей и кимберлитовых трубок Якутии. 2016-2018. Руководитель: к.г.-м.н. Логвинова А.М.
РФФИ № 17-05-00668 Алмазы и включения в них из кимберлитов и северных россыпей Сибирского кратона: сопоставление морфологии и состава включений и их соотношений с вмещающими алмазами, 2017-2019 Руководитель: академик Соболев Н.В.
РФФИ № 20-05-00293 Исследование состава хромшпинелидов и включений в них из кимберлитов и алмазов Сибирской платформы с целью усовершенствования минералогических критериев алмазоносности. 2020-2022, Руководитель: академик Соболев Н.В.
Публикации за 2017 год
Agashev A.M., Nakai S., Serov I.V., Tolstov A.V., Garanin K.V., Kovalchuk O.E. Geochemistry and Origin of Mirny field kimberlites, Siberia // Mineralogy and Petrology (2018) 112 (Suppl 2):S597–S608
Ashchepkov, A.M. Logvinova, T. Ntaflos, N.V. Vladykin, H. Downes Alakit and Daldyn kimberlite fields, Siberia, Russia: Two types of mantle sub-terranes beneath central Yakutia?// Geoscience Frontiers, V. 8, I. 4, 2017, pp. 671-692
Ashchepkov, I. V.; Ntaflos, T.; Logvinova, A. M.; Spetsius, Z. V.; Downes, H.; Vladykin, N. V., Monomineral universal clinopyroxene and garnet barometers for peridotitic, eclogitic and basaltic systems. Geoscience Frontiers 2017, 8 (4), 775-795.
Chanyshev, A.D., Litasov, K.D., Shatskiy, A.F., Sharygin, I.S., Higo, Y., Ohtani, E., 2017. Transition from melting to carbonization of naphthalene, anthracene, pyrene and coronene at high pressure. Physics of the Earth and Planetary Interiors 270, 29-39.
Chepurov, A. A.; Turkin, A. I.; Pokhilenko, N. P., Crystallization of high-Ca chromium garnet upon interaction of serpentine, chromite, and Ca-bearing hydrous fluid. Doklady Earth Sciences 2017, 476 (2), 1229-1232.
Dorogokupets, P. I., Dymshits, A. M., Litasov, K. D. & Sokolova, T. S. Thermodynamics and Equations of State of Iron to 350 GPa and 6000 K. Scientific Reports. 2017. V.7. P. 41863, doi:10.1038/srep41863
Dymshits, A. M., K. D. Litasov, A. Shatskiy, A. D. Chanyshev, I. V. Podborodnikov, and Y. Higo. Phase boundary between cubic B1 and rhombohedral structures in (Mg,Fe)O magnesiowüstite determined by in situ X-ray diffraction measurements, Physics and Chemistry of Minerals, 2017. doi:10.1007/s00269-017-0901-6.
Golovin, A. V.; Sharygin, I. S.; Korsakov, A. V., Origin of alkaline carbonates in kimberlites of the Siberian craton: Evidence from melt inclusions in mantle olivine of the Udachnaya-East pipe. Chemical Geology 2017, 455, 357-375.
Golovin, A.V., Goryainov, S.V., Kokh, S.N., Sharygin, I.S., Rashchenko, S.V., Kokh, K.A., Sokol, E.V., Devyatiyarova, A.S., 2017. The application of Raman spectroscopy to djerfisherite identification. Journal of Raman Spectroscopy 48, 1574-1582.
Golovin, A.V., Sharygin, I.S., Korsakov, A.V., 2017. Origin of alkaline carbonates in kimberlites of the Siberian craton: Evidence from melt inclusions in mantle olivine of the Udachnaya-East pipe. Chemical Geology 455, 357-375.
Ivanova, O. A.; Logvinova, A. M.; Pokhilenko, N. P., Inclusions in diamonds from Snap Lake kimberlites (Slave Craton, Canada): Geochemical features of crystallization. Doklady Earth Sciences 2017, 474 (1), 490-493.
Nikolenko, E.I., Sharygin, I.S., Alifirova, T.A., Korsakov, A.V., Zelenovskiy, P.S., Shur, V.Y., 2017. Graphite‐bearing mineral assemblages in the mantle beneath Central Aldan superterrane of North Asian craton: combined confocal micro‐Raman and electron microprobe characterization. Journal of Raman Spectroscopy 48, 1597-1605.
Ohfuji, H.; Nakaya, M.; Yelisseyev, A. P.; Afanasiev, V. P.; Litasov, K. D., Mineralogical and crystallographic features of polycrystalline yakutite diamond. Journal of Mineralogical and Petrological Sciences 2017, 112 (1), 46-51.
Paquette, J. L., Ionov, D. A., Agashev, A. M., Gannoun, A., & Nikolenko, E. I. (2017). Age, provenance and Precambrian evolution of the Anabar shield from U-Pb and Lu-Hf isotope data on detrital zircons, and the history of the northern and central Siberian craton. Precambrian Research, 301, 134-144.
Pilitsyna A.V., Tretyakov A.A., Alifirova T.A., Degtyarev K.E. Mg-Cr-type spinel peridotites in the Western part of the Central Asian orogenic belt (Zheltau massif, Southern Kazakhstan): the first data on P-T paths and protoliths // Geodynamics & Tectonophysics. 2017; 8 (3):533-536.
Rezvukhin DI, Malkovets VG, Sharygin IS, Tretiakova IG, Griffin WL, O'Reilly SY, 2017. Inclusions of crichtonite-group minerals in Cr-pyropes from the Internatsionalnaya kimberlite pipe, Siberian Craton: crystal chemistry, parageneses and relationships to mantle metasomatism // Lithos, Volumes 308–309, May 2018, Pages 181-195.
Samsonov, N. Y.; Tolstov, A. V.; Pokhilenko, N. P.; Krykov, V. A.; Khalimova, S. R., Possibilities of Russian hi-tech rare earth products to meet industrial needs of BRICS countries. African Journal of Science Technology Innovation & Development 2017, 9 (5), 637-644.
Sharygin, I. S.; Litasov, K. D.; Shatskiy, A.; Safonov, O. G.; Golovin, A. V.; Ohtani, E.; Pokhilenko, N. P., Experimental constraints on orthopyroxene dissolution in alkali-carbonate melts in the lithospheric mantle: Implications for kimberlite melt composition and magma ascent. Chemical Geology 2017, 455, 44-56.
Shatskiy, A., Litasov, K.D., Sharygin, I.S., Ohtani, E., 2017. Composition of primary kimberlite melt in a garnet lherzolite mantle source: constraints from melting phase relations in anhydrous Udachnaya-East kimberlite with variable CO2 content at 6.5 GPa. Gondwana Research 45, 208-227.
Shatskiy, A., Podborodnikov, I.V., Arefiev, A.V., Litasov, K.D., Chanyshev, A.D., Sharygin, I.S., Karmanov, N.S., Ohtani, E., 2017. Effect of alkalis on the reaction of clinopyroxene with Mg-carbonate at 6 GPa: Implications for partial melting of carbonated lherzolite. American Mineralogist 102, 1934-1946.
Shatskiy, A.; Litasov, K. D.; Sharygin, I. S.; Ohtani, E., Composition of primary kimberlite melt in a garnet lherzolite mantle source: constraints from melting phase relations in anhydrous Udachnaya-East kimberlite with variable CO2 content at 6.5 GPa. Gondwana Research 2017, 45, 208-227.
Shatsky V.S., Malkovets V.G., Belousova E.A., Tretiakova I.G., Griffin W.L., Ragozin A.L., Wang Q., Gibsher A.A., O’Reilly S.Y., 2018. Multi-stage modification of Paleoarchean crust beneath the Anabar tectonic province (Siberian craton) // Precambrian Research, V 305, 125-144.
Shchukina, E. V.; Afanasiev, V. P.; Lobov, K. V.; Malygina, E. V.; Pokhilenko, N. P., New data on the composition of tagamites of the Popigai astrobleme. Doklady Earth Sciences 2017, 473 (1), 333-337.
Shchukina, E. V.; Agashev, A. M.; Pokhilenko, N. P., Metasomatic origin of garnet xenocrysts from the V. Grib kimberlite pipe, Arkhangelsk region, NW Russia. Geoscience Frontiers 2017, 8 (4), 641-651.
Smirnov, S.Z., Thomas, V.G., Kamenetsky, V.S., Kozmenko, O.A., 2017. Hydrosilicate Liquids in the System Rare-Metal Granite-Na2O-SiO2-H2O as Accumulators of Ore Components at High Pressure and Temperature. PETROLOGY, том 25, вып. 6, cтр. 625-635.
Sobolev N.V., Schertl H.-P., Neuser R.D., Tomilenko A.A., Kuzmin D.V., Logvinova A.M., Tolstov A.V. , Kostrovitsky S.I., Yakovlev D.A., Oleinikov O.B. Formation and Evolution of Hypabyssal Kimberlites from the Siberian Craton: Part 1 - New Insights from Cathodoluminescence of the Carbonates // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. v. 145, pp. 670-678.
Sokol, Ella V., Kozmenko, Olga A., Khoury, Hani N., Kokh, Svetlana N., Novikova, Sofya A., Nefedov, Andrey A., Sokol, Ivan A., Zaikin, Pavel., 2017.Calcareous sediments of the Muwaqqar Chalk Marl Formation, Jordan: Mineralogical and geochemical evidences for Zn and Cd enrichment. GONDWANA RESEARCH, том 46, стр. 204-226.
Tolstov, A. V.; Pokhilenko, N. P.; Samsonov, N. Y., New Opportunities for Producing Rare Earth Elements One of the Arctic Raw Material Source. Journal of Siberian Federal University-Chemistry 2017, 10 (1), 125-138.
Tretiakova I.G., Belousova E.A., Malkovets V.G., Griffin W.L., Piazolo S., Pearson N.J., O’Reilly S.Y., Nishido H., 2017. Recurrent magmatic activity on a lithospheric-scale structure: crystallization and deformation in kimberlitic zircons // Gondwana Research, v. 42, pp. 126-132.
Zedgenizov D.A., Malkovets V.G., Griffin W.L., 2017. Composition of diamond-forming media in cuboid diamonds from the V. Grib kimberlite pipe (Arkhangelsk province, Russia) // Geochemical Journal, Vol. 51, No. 3, pp. 205-213.
Сереткин Ю.В., Скворцова В.Л., ЛогвиноваА.М., Соболев Н.В.Результаты исследования кристаллографической ориентировки оливина и алмаза из кимберлитовой трубки Удачная, Якутия Доклады Академии наук, 2017, т. 476, № 4, с. 448–451.
Иванова О.А., Логвинова А.М., Похиленко Н.П. Включения в алмазах из кимберлитов системы Снэп Лейк (кратон Слэйв, Канада): геохимические особенности среды кристаллизации. Доклады Академии наук, 2017, том 474, № 2, с. 201–205
Публикации за 2018 год
AgashevA.M., L.N. Pokhilenko., N.P.Pokhilenko., E.V. Shchukina., 2018. Geochemistry of Eclogite Xenoliths from Kimberlite Pipe Udachnaya: Section of Ancient oceanic crust sampled. Lithos, v-314-315, p 187-200
Agashev A.M., Nakai S., Serov I.V., Tolstov A.V., Garanin K.V., Kovalchuk O.E. (2018) Geochemistry and Origin of Mirny field kimberlites, Siberia// Mineralogy and Petrology, DOI: 10.1007/s00710-018-0617-4
Bogdanov D.G., V.A. Plotnikov, А.S. Bogdanov, S.V. Makarov, V.G. Vins, A.P. Yelisseyev, A.A. Chepurov, Consolidation of nanocrystals of detonation diamonds at high-pressure high- temperature sintering, Int J. Refractory Metals and Hard Materials, 71 (2018) 101-105.
Chanyshev Artem D., Konstantin D. Litasov, Sergey V. Rashchenko, Asami Sano-Furukawa, Hiroyuki Kagi, Takanori Hattori, Anton F. Shatskiy, Anna M. Dymshits, Igor S. Sharygin, and Yuji Higo // High-pressure high-temperature study of benzene: refined crystal structure and new phase diagram up to 8 GPa and 923 K // Cryst. Growth Des., Just Accepted Manuscript (DOI: 10.1021/acs.cgd.8b00125 Publication Date (Web): 22 Mar 2018)
Chanyshev, A.D., Litasov, K.D., Shatskiy, A.F., Sharygin, I.S., Higo, Y., Ohtani, E., 2017. Transition from melting to carbonization of naphthalene, anthracene, pyrene and coronene at high pressure. Physics of the Earth and Planetary Interiors 270, 29-39. 10.1016/j.pepi.2017.06.011
Chepurov D.A., Shcheglov, V. Sonin, E.Filatov, A.Yelisseyev, A. Latyshev, A highly porous surface of synthetic monocrystalline diamond: Effect of etching by Fe nanoparticles in hydrogen atmosphere, Int.Journal of Refractive Metals and Hard Materials, 76 (2018).
Dymshits Anna M., Litasov Konstantin D., Anton Shatskiy, Artem D. Chanyshev1,2 Ivan V. Podborodnikov1,2 · Yuji Higo3. Phase boundary between cubic B1 and rhombohedral structures in (Mg,Fe)O magnesiowüstite determined by in situ X‐ray diffraction measurements // Phys Chem Minerals (2018) 45:51–58
Golovin Alexander V., Sharygin Igor S., Vadim S. Kamenetsky, Andrey V. Korsakov, Gregory M. Yaxley Alkali-carbonate melts from the base of cratonic lithospheric mantle: Links to kimberlites // Chemical Geology 483 (2018) 261–274.
Hwang, S.L., Shen, P., Yui, T.F., Chu, H.T., Logvinova, A.M., Sobolev, N.V. Low-energy phase boundary pairs and preferred crystallographic orientations of olivines in nanometer-sized ultrapotassic fluid inclusions of Aykhal diamond (2018) Lithos, 322, pp. 392-404. 10.1016/j.lithos.2018.10.026.
Alla M. Logvinova, Anton Shatskiy, Richard Wirth, Anatoly A. Tomilenko, Sargylana S. Ugap'eva, Nikolay V. Sobolev Carbonatite melt in type Ia gem diamond. Lithos, 2019, 342–343, 463–467
Nikolenko E.I., Logvinova A.M., Izokh, A.E., Afanas'ev V.P., Oleynikov, O.B., Biller, A.Y. Cr-spinel assemblage from the Upper Triassic gritstones of the northeastern Siberian Platform // (2018) Russian Geology and Geophysics, 59 (10), pp. 1348-1364.
Plotnikov V.A., B.F.Demyanov, A.P.Yeliseeyev, S.V.Makarov, A.I.Ziryanova, Structural state of diamond-like amorphous carbon films, obtained by laser evaporation of carbon target // Diamond Rel. Mater. (doi: 10.1016/j.diamond.2018.11.022).
Pokhilenko, L.N. Exotic Olivine-Mica Rocks from the Udachnaya-East Pipe (Yakutia): Features of the Chemical Composition and Origin // 2018, Doklady Earth Sciences, 481(2), p. 1050-1055
Rezvukhin, D.I., Malkovets, V.G., Sharygin, I.S., Tretiakova, I.G., Griffin, W.L., and O'Reilly, S.Y. (2018) Inclusions of crichtonite-group minerals in Cr-pyropes from the Internatsionalnaya kimberlite pipe, Siberian Craton: Crystal chemistry, parageneses and relationships to mantle metasomatism. Lithos, 308-309, 181-195.
Rubinas О. R., V. V. Vorobyov, V. V. Soshenko, S. V. Bolshedvorskii, V. N. Sorokin, A. N. Smolyaninov, V. G. Vins, A. P. Yelisseyev, A. V. Akimov, Spin properties of NV centers in high-pressure, high-temperature grown diamond, J. Phys. Commun.2 (2018) 115003.
Sobolev, N.V., Fridovsky, V.Y. New data on the geologic structure, magmatism, and mineral resources of the Siberian craton and the Verkhoyansk-Kolyma folded area (2018) Russian Geology and Geophysics, 59 (10), pp. 1201-1203. DOI: 10.1016/j.rgg.2018.09.001
Sobolev, N.V., Sobolev, A.V., Tomilenko, A.A., Kuz'min, D.V., Grakhanov, S.A., Batanova, V.G., Logvinova, A.M., Bul'bak, T.A., Kostrovitskii, S.I., Yakovlev, D.A., Fedorova, E.N., Anastasenko, G.F., Nikolenko, E.I., Tolstov, A.V., Reutskii, V.N. Prospects of search for diamondiferous kimberlites in the northeastern Siberian Platform (2018) Russian Geology and Geophysics, 59 (10), pp. 1365-1379. DOI: 10.1016/j.rgg.2018.09.012
Tatiana S. Sokolova, Peter I. Dorogokupets, Konstantin D. Litasov, Boris S. Danilov & Anna M. Dymshits. Spreadsheets to calculate P–V–T relations, thermodynamic and thermoelastic properties of silicates in the MgSiO3–MgO system // HIGH PRESSURE RESEARCH 2018, VOL. 38, NO. 3, 193–211.
Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Logvinova A.M., Sonin V.M., Sobolev N.V. The composition features of volatile components in diamonds from the Placers in the Northeastern part of the Siberian plarform by Gas Chromatography – Mass Spectrometry // Doklady Earth Science (2018), V.480 (1), 656-660/
Tychkov, N.S., Yudin, D.S., Nikolenko, E.I., Malygina, E.V., Sobolev, N.V. Mesozoic lithospheric mantle of the northeastern Siberian craton (evidence from inclusions in kimberlite) (2018) Russian Geology and Geophysics, 59 (10), pp. 1254-1270. DOI: 10.1016/j.rgg.2018.09.005
Vins V.G., Yelisseyev A.P., Smovzh D.V., Novopashin S.A., Optical properties of CVD single crystal diamonds before and after different post-growth treatments, Diamond Rel.Mater. 86 (2018) 79-86.
Yelisseyev A.P., Afanasyev V.P, Gromilov S.A. Yakutites from the Popigai meteorite crater // Diamond and Related Materials. - 2018. - Vol.89. - P.10-17.
Баранов Л.Н., Толстов А.В., Округин А.В., Слепцов А.П. Новое в минералогии и геохимии апатит-магнетитовых руд массива Томтор, северо-восток сибирской платформы // Руды и металлы. 2018. № 2. С. 42-54.
Shchukina E.V., A.M. Agashev., D.A. Zedgenizov. 2018. Origin of zircon-bearing mantle eclogites entrained in the V. Grib kimberlite (Arkhangelsk region, NW Russia): Evidence from mineral geochemistry and the U-Pb and Lu-Hf isotope compositions of zircon// Mineralogy and Petrology, DOI: 10.1007/s00710-018-0581-z.
Logvinova, A.M., Wirth, R., Zedgenizov, D.A., Taylor, L.A. Carbonate–Silicate–Sulfide Polyphase Inclusion in Diamond from the Komsomolskaya Kimberlite Pipe, Yakutia // 2018, Geochemistry International, 56(4), p. 283-291.
Shatsky V.S., Malkovets V.G., Belousova E.A., Tretiakova I.G., Griffin W.L., Ragozin A.L., Wang Q., Gibsher A.A., O’Reilly S.Y., 2018. Multi-stage modification of Paleoarchean crust beneath the Anabar tectonic province (Siberian craton) // Precambrian Research, v. 305, pp. 125-144.
Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А., Кузьмин Д.В., Граханов С.А., Батанова В.Г., ЛогвиноваА.М., Бульбак Т.А., Костровицкий С.И., Яковлев Д.А., Федорова Е.Н., Анастасенко Г.Ф., Николенко Е.И., Толстов А.В., Реутский В.Н. Перспективы поисков алмазоносных кимберлитов в северо-восточной части сибирской платформы //Геология и геофизика, 2018, т. 59, № 10, с. 1701—1719.
Kalinin Yu.A., Naumov E.A., Borisenko A.S., Kovalev K.R., Antropova A.I. Spatial-temporal and genetic relationships between gold and antimony mineralization at gold-sulfide deposits of the Ob-Zaisan folded zone// Geology of Ore Deposits, Vol. 57, Iss. 3, 2015, Article number A001. P. 157-171.
Logvinova A.M., Shatskiy A., Wirth R., Tomilenko A.A., Ugap'eva S.S., Sobolev N.V. Carbonatite melt in type Ia gem diamond. Lithos, 2019, 342–343, 463–467. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.06.010
Murri M., Smith R.L., McColl K., Hart M., Alvaro M., Jones A.P., Németh P., Salzmann C.G., Corà F., Domeneghetti M.C., Nestola F., Sobolev N.V., Vishnevsky S.A., Logvinova A.M., McMillan P.F. Quantifying hexagonal stacking in diamond. Scientific Reports, 2019, 9:10334. https://doi.org/10.1038/s41598-019-46556-3
Nestola F., Zaffiro G., Mazzucchelli M.L., Nimis P., Andreozzi G.B., Periotto B., Princivalle F., Lenaz D., Secco L., Pasqualetto L., Logvinova A.M., Sobolev N.V., Lorenzetti A., Harris J.W. Diamond-inclusion system recording old deep lithosphere conditions at Udachnaya (Siberia). Scientific Reports, 2019, 9: 12586. https://doi.org/10.1038/s41598-019-48778-x
Schmitt A.K., Zack T., Kooijman E., Logvinova A.M., Sobolev N.V. U-Pb ages of rare rutile inclusions in diamond indicate entrapment synchronous with kimberlite formation // Lithos, 2019, 350-351, 105251
Sobolev N.V., Logvinova A.M., Tomilenko A.A., Wirth R., Bul’bak T.A., Luk’yanova L.I., Fedorova E.N., Reutsky V.N., E.S. Efimova. Mineral and fluid inclusions in diamonds from the Urals placers, Russia: Evidence for solid molecular N2 and hydrocarbons in fluid inclusions. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, 266, 197–219. https://doi.org/10.1016/j.gca.2019.08.028
Sobolev N.V., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Logvinova A.M. Composition of Hydrocarbons in Diamonds, Garnet, and Olivine from Diamondiferous Peridotites from the Udachnaya Pipe in Yakutia, Russia. Engineering, 2019, 5, 471–478.
Sobolev N.V., Seryotkin Yu.V., Logvinova A.M., Pavlushin A.D., Ugap’eva S.S. Crystallographic Orientation and geochemical features of mineral inclusions in diamonds // Russian Geology and Geophysics, 2020, V.S. Sobolev IGM, Siberian Branch of the RAS, v. 61, No. 5–6, p. 634–649, doi:10.15372/RGG2020144
Tychkov N.S., Agashev A.M., Pokhilenko N.P.,Tsykh V.A. and Sobolev N.V. Types of Xenogenic Olivine from Siberian Kimberlites // Minerals, 2020, v. 10, 302; doi:10.3390/min10040302
Состав лаборатории насчитывает 17 сотрудников, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 5 докторов геолого-минералогических наук, 3 кандидата наук, а также квалифицированные инженеры, технологи, техник и рабочий.
Контакты
тел. +7 (383) 373-05-26 вн. 541; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
Методы и методики
Эксперименты при высоких давлениях и температурах.
Инфраструктура
Установки высокого давления "БАРС" и вспомогательное оборудование.
Важнейшие достижения за 5 лет
Совместно с лабораторией термобарогеохимии № 436 осуществлен синтез и изучен состав тяжелых углеводородов при температуре и давлении верхней мантии Земли из карбонатного источника углерода в присутствии воды. Кроме того, были получены углеводороды от метана до С16Н34 в экспериментах при высоких Р-Т параметрах из графита и воды в присутствии металлического железа. Результаты экспериментов демонстрируют стабильность тяжелых углеводородов при давлении 2-4 ГПа и температуре 1200ºС.
Получены первые экспериментальные результаты, направленные на уточнение возможного механизма миграции расплава железа через твердую силикатную матрицу и роли легких элементов в этом процессе. Установлены сравнительно высокие скорости перемещения расплава железа при высоких Р-Т параметрах в силикатной матрице с интерстициями, заполненными легкими элементами (графит, сера). Результаты экспериментов могут быть использованы для совершенствования существующих моделей миграции расплава железа из мантии в ядро Земли.
Продолжены экспериментальные работы по изучению воздействия содержания серы в металл-углеродных системах на кристаллизацию алмаза. В системе Fe-C-S при 5.3-5.5 ГПа и 1300-1370ºС изучены микроструктуры закаленного сплава и состав сосуществующих фаз (Fe3C, Fe7C3 карбиды, графит и сульфиды). Обоснован вывод о влиянии металл- и сульфидсодержащих компонентов на процессы природного алмазообразования.
Начаты исследования по моделированию процессов кристаллизации субкальциевых высокохромистых пиропов – спутников алмаза. На основе экспериментальных исследований при давлении до 6 ГПа и температуре до 1450ºС подтверждаются современные представления о метасоматическом генезисе хромистых гранатов ультраосновных ассоциаций. Водный флюид, как один из главных компонентов системы, может играть существенную роль при кристаллизации хромистых гранатов. Высказано предположение, что в результате реакций хромитсодержащих гарцбургитов с водным флюидом, транспортирующим кальций, возникают породы, состоящие преимущественно из высокомагнезиального оливина, орто- или клинопироксена, хромистой шпинели и граната, состав которого изменяется в широком диапазоне, демонстрируя вертикальный тренд от низкокальциевых пироповых разновидностей гарцбургитовой ассоциации до высококальциевых уваровитовых гранатов из верлитов.
Получены новые результаты экспериментального изучения растворения природных и искусственных алмазов в гетерогенных (металл-силикат-сульфидных) и гомогенных металл-сульфидных средах при высоких температурах и давлениях. В результате растворения кристаллов алмаза октаэдрического габитуса наблюдается образование октаэдроидов, типичных для кимберлитовых трубок. Образование иррегулярных форм кристаллов в гетерогенных средах, наблюдаемых в экспериментах, возможно, происходило и в природных условиях в мантии Земли до попадания алмазов в кимберлитовую магму.
Информационная справка
Основные направления работы лаборатории были заложены в Новосибирском Институте геологии и геофизики СО АН СССР. Структурное подразделение – лаборатория "Экспериментальной минералогии алмаза" была организована в 1986 году с целью изучения процессов кристаллизации алмаза и его термохимической обработки в соответствии со специальным Распоряжением Президиума СО АН СССР. Позже лаборатория была объединена с другими лабораториями и затем вновь выделена в самостоятельную лабораторию № 449 "Экспериментальной петрологии и геодинамики", какой остается и настоящее время.
Основные научные направления лаборатории следующие:
экспериментальное моделирование процессов алмазообразования в металл-углеродных и металл-углерод-сульфидных системах при высоких РТ параметрах;
экспериментальная петрология и моделирование образования минералов высокого давления, в частности, субкальциевых высокохромистых пиропов – спутников алмаза;
изучение процессов растворения кристаллов искусственных и природных алмазов в металл-сульфид-углеродных системах;
термохимическая обработка и отжиг алмазов (научно-поисковые прикладные разработки).
Экспериментальные исследования на установках высокого давления.
За период деятельности лаборатории 5 сотрудников лаборатории успешно защитили докторские диссертации, 4 кандидатские диссертации, а также целый ряд студенческих и магистерских дипломов. В настоящее время в лаборатории 3 магистранта и 1 аспирант.
2018 г. 9-14 июня – Международная конференция "Проблемы магматической и метаморфической петрологии, геодинамики и происхождения алмазов", посвященная 110-летию со дня рождения академика В.С.Соболева. г.Новосибирск
2018 г. 18-19 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2018). г.Москва
2018 г. 29мая-1июня – V Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Эффективность геологоразведочных работ на алмазы", посвященная 50-летию НИГП АК "АЛРОСА" (ПАО). г. Мирный
2017 г. 18-19 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2017). г.Москва
2017 г. 3-5 октября – Совещание "Геология и минерагения Северной Евразии", приуроченное к 60-летию Института геологии и геофизики СО РАН СССР. г.Новосибирск
2016 г. 19-20 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2016). г.Москва
2016 г. 6-7 октября – Совещание "Месторождения алмазов: процессы формирования, закономерности локализации, методы прогнозирования и поисков". г.Новосибирск
2015 г. 7-9 сентября – XVII Всероссийское cовещание по экспериментальной минералогии. г.Новосибирск
2015 г. 21-22 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2015). г.Москва
Список основных проектов и публикаций
Базовый проект НИР (VIII.72.1.) 125. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем. № 0330-2016-0012 "Процессы образования и растворения алмазов и их минералов-спутников в ранней истории Земли и на этапе выноса на поверхность кимберлитовыми магмами (по экспериментальным данным)" (2017-2020 гг.). Руководитель А.И. Чепуров
Базовый проект НИР IX.125.1.2. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем. № 0330-2014-0007 "Экспериментальное моделирование физико-химических процессов минералообразования в литосфере и их эволюция в истории Земли" (2013-2016 гг.). Руководитель А.И. Чепуров
РНФ № 17-17-01154 "Особенности состава летучих компонентов при кристаллизации природных и синтетических алмазов" 2017-2019 гг. Руководитель академик Н.П.Похиленко, осн. исп. Сонин В.М., Жимулев Е.И.
РФФИ № 13-05-12096 офи_м "Фанерозойские этапы внутриплитной активности Сибирской платформы и их связь с процессами кимберлитообразования и формирования месторождений алмазов", 2013-2015 гг. Руководитель академик Н.П. Похиленко, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 0330-2018-0020 "Минералообразующие и флюидные системы мантии Земли в связи с генезисом алмазов (по природным и экспериментальным данным), 2018-2020 гг. Руководитель академик Н.В. Соболев, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 22-12 "Оценка условий образования и эволюции кимберлитовых расплавов на основе комплексного исследования оливинов, ассоциирующих минералов и алмазов из неизмененных кимберлитов, 2012г. Руководитель академик Н.В. Соболев, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 20-09 "Геодинамические процессы в зонах субдукции: теплофизическое (экспериментальное и теоретическое) моделирование и сопоставление с геолого-геофизическими данными. 2009-2011 гг. Руководитель академик Н.Л. Добрецов, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Чепуров А.А., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Морфологические особенности растворения кристаллов алмаза в расплаве Fe0.7S0.3 при 4 ГПа и 1400ºС // Геология рудных месторождений. 2018. Т. 60 (1). С. 91-102.
Чепуров А.А., Сонин В.М., Чепуров А.И., Томиленко А.А. Влияние содержания ксенокристаллов оливина на вязкость кимберлитового расплава (экспериментальные данные) // Вулканология и сейсмология. 2018. № 2. С. 73-83.
Zhimulev E.I., Chepurov A.I., Sonin V.M., Litasov K.D., Chepurov A.A. Experimental modeling of percolation of molten iron through polycrystalline olivine matrix at 2.0-5.5 GPa and 1600ºC // High Pressure Research. 2018. V. 38 (2). P. 153-164.
Chepurov A.I., Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Pomazansky B.S., Zemnukhov A.L. Dissolution of diamond crystals in a heterogeneous (metal-sulfide-silicate) medium at 4 GPa and 1400ºC // Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 2018. V. 113 (2). P. 59-67.
Chepurov A., Sonin V., Shcheglov D., Latyshev A., Filatov E., Yelisseyev A. A highly porous surface of synthetic monocrystalline diamond: Effect of etching by Fe nanoparticles in hydrogen atmosphere // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2018. V. 76. November. P. 12-15.
Чепуров А.И., Жимулев Е.И., Сонин В.М., Томиленко А.А., Похиленко Н.П. Экспериментальная апробация возможности образования алмаза при дифференциации Земли // Доклады Академии наук. 2018. Т. 480 (6). С. 722-724.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Влияние содержания серы в расплаве Fe-S на сохранность алмазов при PT-условиях мантии Земли // Доклады Академии наук. 2018. Т. 481 (2). 193-196.
Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Logvinova A.M., Sonin V.M., Sobolev N.V. The composition features of volatile components in diamonds from the placers in the northeastern part of the Siberian platform by gas chromatography – mass spectrometry // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 481 (1). P. 953-957.
Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Chepurov A.I, Sonin V.M., Zhimulev E.I., Pokhilenko N.P. Composition of hydrocarbons in synthetic diamond grown in Fe-NI-C system (according to gas chromatography – mass spectrometry data) // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 481 (2). P. 1004-1007.
Tomilenko A.A., Zhimulev E.I., Bul’bak T.A., Sonin V.M., Chepurov A.I, Pokhilenko N.P. Peculiarities of the composition of volatiles of diamonds synthesized in the Fe-S-C system: data on gas chromatography – mass spectrometry // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 482 (1). P. 1207-1211.
Сонин В.М., Грязнов И.А., Жимулев Е.И., Чепуров А.И. Морфология алмазов, растворенных в расплаве Fe-S при разном содержании серы // Известия вузов. Геология и разведка. 2018. № 4. С. 23-29.
Томиленко А.А., Чепуров А.А., Сонин В.М., Жимулев Е.И., Туркин А.И., Чепуров А.И. Экспериметальное моделирование минералообразования в процессе преобразования серпентина в присутствии металлического железа и графита при Р-Т параметрах верхней мантии // Отечественная геология. 2018. № 6. С. 1-13.
Наноскульптуры на округлых поверхностях природных алмазов// Геология рудных месторождений. 2017. Т. 59 (3). С. 251-260.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Фотогониометрия кристаллов алмаза, растворенных в гетерогенной среде при 4 ГПа и 1400ºС // Записки РМО. 2017. Т. 146 (5). С. 115-124.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Афанасьев В.П. Особенности растворения алмазов V разновидности в железо-сульфидном расплаве при высоких Р-Т параметрах // Руды и металлы. 2017. № 4. С. 70-75.
Чепуров А.А., Туркин А.И. Проблема генезиса высокохромистых гранатов в перидотитах верхней мантии по экспериментальным данным // Отечественная геология. 2017. № 3. С. 69-73.
Чепуров А.А., Туркин А.И., Похиленко Н.П. Кристаллизация высококальциевого хромистого граната при взаимодействии серпентина, хромита и Са-содержащего водного флюида // Доклады Академии наук. 2017. Т. 476 (6). С. 688-692.
Плотников В.А., Богданов Д.Г., Богданов А.С., Макаров С.В., Винс В.Г., Елисеев А.П., Чепуров А.А. Структурное состояние и физико-механические свойства термобарически спеченного детонационного наноалмаза // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14 (2). С. 250-255.
Kuryaeva R.G. Correlation of the compressibility of calcium aluminosilicate glasses with their degree of depolymerization // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2017. V. 58 (6). P. 256-263.
Kuryaeva R.G., Dmitrieva N.V., Surkov N.V. Refractive index and compressibility of LiAlSi3O8 glass in the pressure range up to 6.0 GPa // Materials Research Bulletin. 2016. V. 74. P. 360-366.
Kuryaeva R. G., Dmitrieva N. V. The position of silica glass in a series of compressibilities of silicate glasses in the pressure range up to 5·0 GPa // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2016. V. 57 (6). P. 272-278.
Babich Y.V., Feigelson B., Chepurov A.I. Distribution of H1a-centers in as-grown diamonds of Fe-Ni-C system: FTIR-mapping study // Diamond and Related Materials. 2016. V.69. P. 8-12.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Чепуров А.И. Линейная скорость и секториальная динамика при росте алмаза методом температурного градиента (система Fe-Ni-C) // Геохимия. 2016. Т. 54 (9). С. 814-820.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Чепуров А.И. О проявлении азота в форме интерстиций в синтетических алмазах, полученных методом температурного градиента (система Fe-Ni-C) // Геохимия. 2016. Т. 54 (10). С. 952-957.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Сонин В.М., Чепуров А.И. Об изменении формы монокристаллов алмаза при росте методом температурного градиента // Записки РМО. 2016. № 5. С. 74-83.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Миронов А.М., Чепуров А.И. Влияние содержания серы на кристаллизацию алмаза в системе Fe-C-S при 5.3-5.5 ГПа и 1300-1370ºС // Геохимия. 2016. Т.54 (5). С. 439-446.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Афанасьев В.П., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Расплав Fe-S – возможный растворитель алмаза при мантийных условиях // Доклады Академии наук. 2016. Т. 471 (5). С. 583-585.
Babich Y.V., Feigelson B.N., Chepurov A.I. Stages of the temperature gradient growth of HPHT diamonds // High Temperature – High Pressure. 2015. – V. 44 (2). – P. 93-103.
Kuryaeva R.G. Density properties of glasses of CaO(Na2O)×Al2O3(MgO)×SiO2 system, studied at pressures to 6.0 GPa, in comparison with the properties of similar melts // Solid State Sciences. 2015. V. 42. P. 52-61.
Чепуров А.А., Туркин А.И. Изменение состава пиропа в кимберлитовом субстрате при высоких Р-Т параметрах // Геохимия. 2015. № 1. С. 83-87.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Бульбак Т.А., Чепуров А.И., Томиленко А.А., Похиленко Н.П. Летучие соединения серы в системе Fe-C-S при 5.3 ГПа и 1300 ºС // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462 ( 3). С. 340-345.
Чепуров А.А., Похиленко Н.П. Экспериментальная оценка вязкости кимберлитового расплава // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462 (4). С. 467-470.
Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Сонин В.М., Похиленко Н.П. Миграция расплава железа через оливиновую матрицу в присутствии углерода при высоких Р-Т параметрах (экспериментальные данные) // Доклады Академии наук. 2015. Т. 463 (1). С. 72-74.
Чепуров А.И., Сонин В.М., Тычков Н.С., Кулаков И.Ю. Экспериментальная оценка реальности просачивания (миграции) летучих компонентов (Н2О+СО2) в породах мантийного клина // Доклады Академии наук. 2015. Т. 464 (1). С. 100-104.
Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Sonin V.M., Bulbak T.A., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Timina T.Yu., Pokhilenko N.P. The synthesis of methane and heavier hydrocarbons in the system graphite-iron-serpentine at 2 and 4 GPa and 1200ºC // High Temperatures – High Pressures. 2015. V. 44. (6). P. 467-473.
Сонин В.М., Бульбак Т.А., Жимулев Е.И., Томиленко А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Синтез тяжелых углеводородов при температуре и давлении верхней мантии Земли // Доклады Академии наук. 2014. Т. 454 (1). С. 84-88.
18 научных сотрудников, 16 чел – вспомогательный персонал.
Контакты
This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., 7(383)3066392
Методы и методики
Кристаллы выращиваются модифицированными методами Чохральского, Киропулоса, Бриджмена-Стокбаргера, вакуумно-термического напыления. Для повышения оптического качества выращенных кристаллов применяется постростовой температурный отжиг. При изучении фазовых диаграмм оксидных систем активно используется метод визуально-политермического анализа.
Инструментальные методы исследования (в т.ч. АЦ ИГМ и сторонние организации):
рентгеноструктурный анализ
рентгеноспектральный микроанализ
термический анализ
оптическая, сканирующая электронная и атомно-силовая микроскопия
инфракрасная спектроскопия
рамановская спектроскопия
люминесцентные методы
электрофизические методы
Инфраструктура
Несколько десятков установок для синтеза, выращивания кристаллов и постростового отжига с диапазоном температур до 1100⁰С (в единичном случае до 1300⁰С), оборудование для обслуживания и ремонта, оборудование для получения экспресс-результатов: микроскопы, ДТА, и др.
Важнейшие достижения за 5 лет (до 3 шт.)
Синтезированы и выращены кристаллы новых соединений K7CaR2(B5O10)3, где R= Nd,Y,Yb, исследованы их структурные особенности, спектральные, люминесцентные и термические свойства. Методом Курца - Перри подтверждена перспективность использования полученных кристаллов для генерации второй гармоники от Nd лазеров.
Открыт новый класс фторидоборатов с антицеолитной структурой с положительно заряженным «каркасом» [Ba12(BO3)6]6+, в каналах которого находятся разупорядоченные анионные кластеры. Кристаллы новых твердых растворов характеризуются эффектом линейного дихроизма, представляют интерес для использования в качестве дихроичных поляризаторов, твердотельных электролитов.
Методом Бриджмена впервые получены кристаллы SrPb3Br8:Pr3+ размером до ø15×100 мм. Для кристаллов KPb2Cl5:Er3+, KPb2Cl5:(Er3++Yb3+), KPb2Cl5:Tb3+ изучены спектроскопические характеристики. Полученные результаты позволяют рассматривать кристаллы как эффективные лазерные среды с низкоэнергетическим фононным спектром для среднего ИК диапазона.
Информационная справка
Деятельность лаборатории направлена на разработку и экспериментальную апробацию новых кристаллических материалов с уникальными свойствами, а также высокоэффективных технологических решений синтеза и выращивания различных кристаллов для фотоники (лазерной техники и пр.) и других областей техники. Конечной целью является получение функциональных монокристаллов с управляемыми свойствами. Такие материалы обеспечивают технологический прорыв в создании нового инструментария для широкого спектра применений, в частности широкополосных лазерных спектрометров, необходимых для экологического мониторинга окружающей среды, неинвазивной диагностической медицины и др. Поиск новых и модификация известных химических соединений и структур, обладающих ярко выраженными эффектами различной физической природы, важен как для разработки новых перспективных материалов, так и для развития фундаментальных представлений.
Эффективность использования кристаллов зависит от потенциала, который заложен в самой монокристаллической матрице, а также от того, насколько полно реализованы потенциальные возможности кристалла. Последнее зависит от его качества и, в конечном итоге, от существующего уровня развития методов выращивания. Поэтому актуальны как поиск новых функциональных соединений, так и улучшение физических, химических и методических основ процессов выращивания уже известных кристаллов.
От фундаментальных исследований элементарных процессов роста, фазовых диаграмм, поиска новых кристаллических сред до практического решения конкретных проблем, связанных с выращиванием объемных кристаллов.
Объектами исследований являются кристаллы различных соединений. Условно, их можно представить следующими группами:
- нелинейные кристаллы с широкой запрещенной зоной, позволяющие реализовать когерентное излучение в ВУФ-УФ, ИК и далее до терагерцовых спектральных диапазонов,
- кристаллы для создания активных лазерных сред с минимальными потерями на тепловыделение и высоким квантовым выходом на излучательных переходах ИК диапазона,
-кристаллы топологических изоляторов для устройств спинтроники,
-кристаллы люминофоры,
-кристаллы для солнечных батарей.
К.г.-м.н. Кох К.А. и к.г.-м.н. Тарасова А.Ю. являются преподавателями кафедры минералогии и геохимии ГГФ НГУ
Участие в научных мероприятиях
2019 год:
• Международная конференция «Механизмы и нелинейные проблемы нуклеации и роста кристаллов и тонких пленок», г. Санкт-Петербург;
• 14-ый Международный конгресс по прикладной минералогии ICAM-2019, Белгород;
• Международная конференция «Кристаллизация: компьютерные модели, эксперимент, технологии КРИС-2019», г. Ижевск;
• V Школа-конференция молодых ученых «Неорганические соединения и функциональные материалы» ICFM-2019, посвященная Международному году периодической таблицы химических элементов, г. Новосибирск;
• VII Международная летняя школа RACIRI-2019, Светлогорск;
• 8-ая Международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов», г. Москва;
• XIV Международная конференция по импульсным лазерам и лазерным применениям - AMPL-2019, г. Томск;
• Усовершенствованные твердотельные лазеры 2019 г. (OSA Laser Congress), г. Вена.
2018 год:
6я Европейская конференция по росту кристаллов, г. Варна, Болгария
XXII Международный научный симпозиум студентов и молодых ученых имени академика М. А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр», г. Томск
Третий Байкальский материаловедческий форум, г Улан-Удэ,
5 Всероссийская молодежная конференция «Науки о земле. Современное состояние», г.Шира,
IX Сибирской конференции молодых ученых по наукам о земле, г. Новосибирск
Базовый проект НИР (IX.125) «Физико-химические основы поиска и разработка методик получения известных и функциональных материалов» (2017-2020 г.г.). Научный руководитель: Кох А.Е.
РФФИ 19-33-90012: Кристаллохимические особенности и оптические свойства двойных редкоземельных скандоборатов. Руководитель: Кох К.А.
РФФИ 18-48-543012: Получение и исследование новых люминесцентных материалов для энергосберегающих технологий на основе фторидоборатов щелочных и щелочноземельных металлов, активированных редкоземельными элементами. Руководитель: Симонова Е.А.
РФФИ 18-08-01157: Фазообразование в четверной взаимной системе Li, Ba, B // O, F и выращивание кристаллов b-BaB2O4 (BBO) и фторидоборатов. Руководитель: Симонова Е.А.
РФФИ 18-32-20001: Изучение фундаментальных закономерностей формирования лазерных сред на основе ортоборатов и фторидоборатов щелочных и щелочноземельных металлов, легированных 4f-элементами. Руководитель: Симонова Е.А.
РФФИ 18-29-12094: Научно-методические основы получения функциональных 2D кристаллов и гетероструктур с перспективными электронными свойствами. Руководитель: Кох К.А.
РФФИ 17-45-540775: Создание монокристаллов халькогенидов для полупроводниковых детекторов нейтронного излучения. Руководитель: Исаенко Л.И.
РФФИ 17-08-00955: Синтез, атомная и электронная структура новых топологических изоляторов (Ge,Si)-(Sb,Bi)-Te. Руководитель: Кох К.А.
РФФИ 16-32-00545: Фундаментальные исследования системы SrxPbyBr2(x+y):РЗЭ (фазовая диаграмма, процессы роста, механизмы легирования). Руководитель: Тарасова А.Ю.
РФФИ 16-32-50077: Разработка метода получения кристаллов Ga2S3 для нелинейной оптики
РФФИ 15-02-03408: Изменение условий выращивания и свойств нелинейно-оптических кристаллов Li-содержащих халькогенидов при введении Ge. Руководитель: Исаенко Л.И.
Simonova E.A., Kuznetsov A.B, Shevchenko V.S., Kononova N.G., Kokh A.E.Growth of bulk β-BaB2O4 crystals from solution in LiF-Li2O melt and study of phase equilibria // Journal of Crystal Growth. - 2019. - Vol.525. - Art.125186. - ISSN 0022-0248. - EISSN 1873-5002.(63770)
Uralbekov B., Shevchenko V., Kuznetsov A., Kokh A., Kononova N.G., Bolatov A., Kokh K.Novel compounds in the MMeR(BO3)(2) borate family (M = alkali metal, Me = alkaline earth metal, R = rare-earth element): Syntheses, crystal structures and luminescent properties // Journal of Luminescence. - 2019. - Vol.216. - Art.116712. - ISSN 0022-2313. - EISSN 1872-7883.(64036)
Simonova E., Kokh A., Shevchenko V., Kuznetsov A.B, Kragzhda A., Fedorov P.Growth of β-ΒaΒ2O4 Crystals from Solution in LiF–NaF Melt and Study of Phase Equilibria // Crystal Research and Technology. - 2019. - Art.1800267. - ISSN 0232-1300. - EISSN 1521-4079.(63320)
Kokh K., Kraghzda A, Svetlichnyi V., Galashov E., Rashchenko S.V., Seryotkin Y., Kuznetsov A., Maillard A., Uralbekov B., Kokh A.Growth and optical properties of LiTm(WO4)(2) crystal // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol.794. - P.21-25. - ISSN 0925-8388. - EISSN 1873-4669.(63487)
Solntsev V.P., Bekker T.B., Davydov A.V., Yelisseyev A.P., Rashchenko S.V., Kokh A.E., Grigorieva V.D., Park S.H.Optical and Magnetic Properties of Cu-Containing Borates with "Antizeolite" Structure // Journal of Physical Chemistry C. - 2019. - Vol.123. - Iss. 7. - P.4469-4474. - ISSN 1932-7447. - EISSN 1932-7455.(63288)
Kokh K., Kraghzda A, Svetlichnyi V., Galashov E., Rashchenko S.V., Seryotkin Y., Kuznetsov A., Maillard A., Uralbekov B., Kokh A.Growth and optical properties of LiTm(WO4)(2) crystal // Journal of Alloys and Compounds. - 2019. - Vol.794. - P.21-25. - ISSN 0925-8388. - EISSN 1873-4669.(63487)
Krinitsin P., Yelisseyev A., Jiang X.X., Isaenko L., Molokeev M., Lin Z., Pugachev A. Growth, structure and optical properties of nonlinear LiGa0.5In0.5Te2 single crystal // Crystal Growth & Design. - 2019. – V.19. – P.1805–1814.
Khyzhun O.Y., Bekenev V.L., Denysyuk N.M., Isaenko L.I., Yelisseyev A.P., Goloshumova A.A., Tarasova A.Y. Specific peculiarities of the electronic structure of SrPb3Br8 as evidenced from first-principles DFT band-structure calculations // Journal of Electronic Materials. – 2019. – V.48. – P.3059-3068.
Korzhneva K.E., Kidyarov B.I., Isaenko L.I., Zherebtsov D.A., Sharutin V.V., Yelisseyev A.P., Pervukhina N.V., Tarasova A.Yu. Growth, structure and physical properties of nonlinear K2Ba(NO3)4 crystals // Journal of Solid State Chemistry. - 2019. – V.274. – P.52–57.
12.Isaenko L.I., Korzhneva K.E., Khyzhun O.Y., Molokeev M.S., Goloshumova A.A., Tarasova A.Y. Structural and X-ray spectroscopy studies of Pb1-xBax(NO3)2 solid solutions // Journal of Solid State Chemistry. - 2019. – V.277. – P.786-792.
13.Kato K., Umemura N., Isaenko L., Lobanov S., Vedenyapin V., Miyata K., Petrov V. Thermo-optic dispersion formula for LiGaS2 // Applied Optics. - 2019. – V.58. – P.1519-1521.
Serazetdinov A.R., Smirnov A.A., Pustovarov V.A., Isaenko L.I. Spectroscopic Properties of KPb2Cl5 and RbPb2Br5 Doped with Er3+ and Yb3+ // Physics of the Solid State. - 2019. – V.61. – P.811-817.
Yelisseyev A.P., Lobanov S.I., Krinitsin P.G., Isaenko L.I. The optical properties of the nonlinear crystal BaGa4Se7 // Optical Materials. – 2019. (in press, DOI: 10.1016/j.optmat.2019.109564)
Smetanin S., Jelinek M., Kubecek V., Kurus A., Zheltov K., Lobanov S., Isaenko L. 10-μJ level, 20-picosecond difference-frequency generation at 9.21 μm in LiGaS2 pumped by 1.064/1.203 μm Nd:YAG/CaCO3 Raman laser. // Nonlinear Optics (NLO). Optical Society of America. - 2019. – P.NTu4A.39.
Массалимов И.А., Чуйкин А.Е., Масалимов Б.И., Ахметшин Б.С., Уракаев Ф.Х., Буркитбаев М.М., Мустафин А.Г. Долговременная защита строительных конструкций с использованием наноразмерных покрытий на основе серы // Нанотехнологии в строительстве. – 2019. – Том 11, № 3. – С. 276–287. – DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-3-276-287 [Massalimov I.A., Chuykin A.E., Massalimov B.I., Akhmetshin B.S., Urakaev F.H., Burkitbaev M.M., Mustafin A.G. Long-term protection of building structures with sulfur-based nanoscale coatings // Nanotehnologii v stroitel’stve = Nanotechnologies in Construction. 2019, Vol. 11, no. 3, pp. 276–287. DOI: 10.15828/2075-8545-2019-11-3-276-287].
Юсупов Т.С., Шумская Л.Г., Кондратьев С.А., Кириллова Е.А., Уракаев Ф.Х. Использование механоактивационного измельчения в процессах обогащения техногенного оловосодержащего сырья/ / Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - 2019. - № 5. - С. 121–127. DOI: 10.15372/FTPRPI20190513 20. Khan N.V., Burkitbayev M.M., Urakaev F.Kh. Preparation and properties of nanocomposites in the systems S−AgI and S−Ag2S−AgI in dimethyl sulfoxide // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 704. N 1. Art. no. 012007 (8pp). doi:10.1088/1757-899X/704/1/012.
Khan N.V., Burkitbayev M.M., Urakaev F.Kh. Development of the synthesis technology of S@AgCl−Ag2S nanocomposite in aqua medium // Bulletin of the Karaganda University. Chemistry series / Вестник Карагандинского университета. Серия Химия. № 4(96)/2019. P. 72–76. DOI:10.31489/2019Ch4/72-76
Kosyakov V.I., Sinyakova E.F., Kokh K.A.Sequential crystallization of four phases from melt on the polythermal section of the Cu–Fe–Ni–S system // JOURNAL OF THERMAL ANALYSIS AND CALORIMETRY. - 2019.(64045)
Состав лаборатории насчитывает 17 сотрудников, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 2 доктора геолого-минералогических наук, 6 кандидатов наук, а также квалифицированных инженеров – исследователей и инженеров.
Схема конвективных течений в мантии при наличии зон субдукции; профиль скорости течения u в верхней и нижней мантии и профиль сверхадиабатической температуры T – Tad в нижней мантии представлены по (Dobretsov, Kirdyashkin, 1998; Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., 2008); dк – толщина теплового пограничного слоя у границ 670 и 2900 км. 1 – океаническая литосфера; 2 – островная дуга; 3 – тепловой пограничный слой; 4 – профили температуры и скорости; 5 – линии тока; 6 – линии тока в слое С.
Контакты
телефон +7 (383) 330-85-25, E-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
Методы и методики
Особенность изучения геологических процессов состоит в том, что информация об их проявлениях представляется как результат законченного в данное время процесса, то есть как конечные граничные условия. Для понимания прошедшего процесса нужно решать обратную задачу, зная лишь конечные граничные условия. Обратные задачи имеют бесконечное число решений. Решение геологических задач возможно с помощью прямых (корректных) задач, но уже с помощью моделей рассматриваемого процесса. В этом случае требуется выбрать (найти) такую модель, решение задачи для которой при начальных и граничных условиях, возможных для рассматриваемого процесса, даёт конечный результат, соответствующий геологическим данным.
Поэтому решение геодинамических и петрологических задач проводится в лаборатории методами экспериментального и теоретического моделирования. Исследование геодинамических задач состоит в изучении гидродинамики, тепло- и массообмена в геодинамической модели; исследование петрологических задач проводится на основе изучения фазовой диаграммы системы, состоящей из 4-х и 5-ти оксидов. Например в фазовой диаграмме системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 наблюдаются уже все фазы, соответствующие минералам глубинных пород. Эта система может быть основой для моделирования глубинных процессов породообразования.
Инфраструктура
Имеются разработанные и созданные в лаборатории экспериментальные установки по физическому моделированию процессов гидродинамики и теплообмена мантии Земли и в мантийных плюмах. Исследовательский коллектив обеспечен необходимым оборудованием для измерения полей скорости и температуры и последующей обработки массивов данных, а также комплексом компьютерной обработки видеоинформации по гидродинамике и теплообмену. В распоряжении коллектива имеется аппарат высокого давления типа "поршень-цилиндр", позволяющий создавать давления до 40 кбар и температуры до 2000 °С. С помощью этого аппарата проведена значительная часть исследований фазовой диаграммы системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2, синтез фаз заданного состава. Имеется всё необходимое оборудование для синтеза силикатных фаз заданного состава. Имеются модельные установки по физическому моделированию гидродинамики и теплообмена в расплаве в горизонтальном слое в условиях горизонтального градиента температуры (метод горизонтальной направленной кристаллизации – ГНК). Имеется все необходимое аналитические и измерительное оборудование для исследования химического состава, внешней морфологии и тонких деталей строения участков кристаллов.
Важнейшие достижения за 5 лет
На основе данных экспериментального и теоретического моделирования представлена схема свободноконвективных течений в астеносфере и слое “С” в зоне субдукции. Описаны основные силы, действующие на океаническую литосферную плиту в субдукционной зоне. Представлены оценки величины горизонтально направленных сил, возникающих вследствие свободной конвекции в астеносфере и перемещающих океаническую литосферную плиту к зоне субдукции, и вертикально направленных сил (термогравитационной силы и силы вследствие фазовых переходов). Оценена величина горизонтальной силы, возникающей вследствие различных величин горизонтальных градиентов температуры в верхней мантии слева и справа от субдуцирующей плиты. Представлены результаты экспериментального моделирования влияния встречных астеносферных свободно-конвективных течений на процесс субдукции. Эксперименты показывают, что положение нисходящего свободно-конвективного течения, и, следовательно, зоны субдукции зависит от отношения тепловых мощностей встречных астеносферных потоков.
На основе данных лабораторного и теоретического моделирования определена тепловая и гидродинамическая структура канала термохимического плюма, поднимающегося (выплавляющегося) к поверхности от границы ядро-мантия. В зависимости от геодинамических условий излияния выделяются следующие типы плюмов (рис. 1): плюмы, создающие крупные магматические провинции (КМП); плюмы с грибообразной головой, ответственные в том числе за формирование батолитов; плюмы, создающие рифтовые зоны. С использованием геологических данных (объем магматизма и возраст магматических провинций, размеры магматических ареалов) оценены параметры плюмов Сибири и ее складчатого обрамления: массовый расход расплава, тепловая мощность, глубина зарождения плюма, диаметр канала и головы плюма. Оценены условия зарождения и излияния расплавов для плюмов Сибирской КМП и Западно-Сибирской рифтовой системы, Вилюйского, Хангайского и Хэнтэйского плюмов. На основе лабораторного и теоретического моделирования представлена модель тепловой и гидродинамической структуры плюма с грибообразной головой и определены закономерности тепло- и массопереноса в расплаве, образующемся вследствие плавления корового слоя.
Рис. 1. Диаграмма геодинамических режимов плюмов
В отношении моделирования петрологических систем основным достижением за последние годы является разработка модели эвтектических трендов плавления, которые позволяют проследить эволюцию состава магматического расплава при его подъёме к поверхности для главных серий магматических пород. Установлены эвтектический тренд плавления для ультраосновных расплавов, для пород щелочноземельной серии, и тренд плавления с участием не диагностированной ранее фазы α-диопсида.
Информационная справка
Геодинамическое моделирование геологических процессов в мантии Земли зародилось в Институте геологии и геофизики СО АН СССР (г. Новосибирск) в 1984 г. Научный руководитель этого направления с 1988 г. – директор Института геологии и геофизики СО АН СССР, академик Н.Л. Добрецов. Лаборатория "Физического и химического моделирования" была создана в 1986 году. В 1997 г. работы этой лаборатории были отмечены государственной премией Российской федерации в области науки и техники за цикл трудов "Глубинная геодинамика". В 2006 г. цикл работ “Термохимические плюмы и их основные параметры” отмечен медалью Российской академии наук для молодых ученых РАН в области геологии, геофизики, геохимии и горных наук, в 2007 г. присуждена премия имени М.А. Лаврентьева для молодых ученых в номинации “За выдающийся вклад в развитие Сибири и Дальнего Востока”. После периода объединения лабораторий, в Институте геологии и минералогии СО РАН (директор – академик Н.П. Похиленко) в 2013 г. была создана Лаборатория физического и химического моделирования геологических процессов с включением в нее группы петрологического моделирования.
Основными направлениями исследований являются: изучение источников энергии, порождающих силы, существующие в тектонически активных областях и ответственные за процессы в них, количественное определение величины этих сил и структуры конвективных движений, вызванных ими; изучение фазовых переходов на петрологических модельных системах и их влияния на процессы тепло- и массообмена в мантии Земли; изучение процессов тепло- и массообмена, происходящих в магматических расплавах и влияние их на состав остаточного расплава вследствие процессов кристаллизационной дифференциации.
- моделирование геодинамических процессов в мантии Земли
Геодинамические процессы обусловлены гравитационными силами вследствие изменения плотности. Изменения плотности происходят в основном из-за изменения температуры и фазовых переходов. Поэтому тепло- и массообмен в мантии Земли исследуется в условиях тепловой гравитационной конвекции в верхней мантии (астеносферном слое, слое "С"), нижней мантии, в зоне субдукции (в сопряженных с ней астеносфере и слое "С") Моделью для этих задач является горизонтальный слой, подогреваемый снизу и находящийся в условиях горизонтального градиента температуры (астеносферный слой и слой "С") (рис. 2, 3).
Рис. 2. Фотография и схемы течения в слое жидкости, когда размер нагревателя xн = 2,2l. а – картина течения у стеклянной охлаждаемой поверхности в слое этилового спирта при охлаждении сверху и нагреве снизу (снимок сверху) для l = 5 мм, x0 = 30 мм, количество тепла от нагревателя Q = 31 Вт/м, числа Рэлея RaQ = 1,9 · 106 и Ra0 = 1,2 · 105. Поскольку слой жидкости прозрачен по толщине, на снимке видны контуры плоского нагревателя. Картина течения визуализировалась алюминиевыми частицами размером 10-15 мкм. Видны темные параллельные линии – это нисходящие течения валиков. Направление течения в валиках перпендикулярно к направлению течения в крупномасштабных ячейках. Слева от снимка – схема течения в разрезе по А-А. Крестиками показан уходящий поток, точками – набегающий поток; б – схема течения в вертикальном сечении слоя этанола. Показаны две крупномасштабные конвективные ячейки, профили скорости u и температуры T
Рис. 3. Картина течения в слое глицерина в окрестности x = 0 в вертикальном сечении (z = const): l = 10 мм, xн = 1.1 l,Q = 125 Вт/м
Относительно стабильным механизмом является свободно-конвективный перенос тепла и массы, периоды его пульсаций, согласно результатам моделирования, составляют (360-500) млн. лет. Но свободно-конвективный теплообмен не обеспечивает всего переноса тепла, генерируемого в ядре Земли. Поэтому включается более мобильный механизм тепло- и массообмена – плюмы, создающие горячие точки. Время выхода плюмов на поверхность составляет несколько миллионов лет. Теплообмен в плюме происходит в условиях свободной конвекции при наличии фазовых переходов – плавления и кристаллизации. Анализ интенсивности теплообмена во внешнем жидком ядре показал, что сверхадиабатический перепад температуры между подошвой и кровлей внешнего ядра составляет 0.2-0.3 оС, и на границе ядро-мантия невозможно создать перепады температуры, необходимые для формирования термиков. Нами обоснована модель зарождения термохимического плюма на ядро-мантийной границе не за счет локального повышения температуры, а за счёт локального понижения температуры плавления при наличии теплового потока из внешнего ядра в локализованной области поступления химической добавки, понижающей температуру плавления в нижней мантии. Наши исследования показали, что достаточно понижения температуры на 10-15оС, чтобы возникли такие мантийные плюмы, как Гавайский и Исландский. Мантийный термохимический плюм представляет собой канал расплава, поднимающийся от границы ядро-мантия к поверхности. Термохимический плюм является регулятором теплового режима Земли: при повышении температуры ядра активизируется плюмовый теплообмен и понижается температура ядра, при понижении до определенного уровня – затухает, что фиксируется на дневной поверхности понижением плюмового магматизма.
В зависимости от тепловой мощности, плюмы, зарождающиеся на ядро-мантийной границе под континентом проявляются следующим образом: плюмы малой мощности, не поднявшиеся до поверхности, ответственны за образование поднятий: под воздействием семейств плюмов, не достигших поверхности, образуются крупные поднятия (горные хребты и плато). Плюмы, поднявшиеся на поверхность (плюмы промежуточной мощности) – алмазоносные, так как при прорыве на поверхность выносят магматический расплав с глубины большей, чем 150 км. При дальнейшем увеличении тепловой мощности плюмы образуют грибообразную голову расплава и ответственны за образование крупных интрузивных тел в земной коре, в том числе, батолитов. Плюмы большой мощности ответственны за образование крупных магматических провинций. Выполнено лабораторное моделирование тепловой и гидродинамической структуры плюмов (рис. 4), оценены их параметры и произведено их сопоставление с геологическими проявлениями их на поверхности.
Рис. 4. Фотография канала плюма, полученного при плавлении в массиве эйкозана над локальным источником тепла. Параметры нагревателя: N = 20 Вт, ds = 20 мм, высота Hs = 30 мм, температура Ts = 54.4 °C, температура стенки Тw = 30 °С. Стрелками отмечены области сужения канала
В зоне субдукции наблюдается комплексное проявление свободно-конвективного теплообмена и плюмового магматизма. Экспериментальное моделирование показало, что зона субдукции создается в области встречных течений, имеющих противоположно направленные горизонтальные градиенты температуры (и плотности). В этой области горизонтальный градиент плотности равен "0" (рис. 5).
Рис. 5. Нисходящее течение в “океаническом крыле зоны субдукции” вдали от “континентальной окраины” для положения торцевого нагревателя 2 у подошвы слоя. Отношение количеств тепла, переданных слою нагревателями 1 и2, находящихся в противоположных торцах у подошвы слоя Q2/Q1 = 0.69. Время экспозиции снимка 3.2 с, Δx1/x0 = 0.55, где Δx1 – расстояние от восходящего потока над нагревателем 1 (“зоной СОХ) до “зоны субдукции”, x0 – длина слоя жидкости. Рабочая жидкость – трансформаторное масло
Наклон опускающейся “плиты” (нисходящего субдукционного потока) определяется распределением горизонтального градиента температуры во встречных течениях.
Кроме того, в лаборатории методом моделирования проводятся исследования влияния сил, возникающих в области субдукции, на геодинамическую структуру в субдукционной области и условия зарождения термохимических плюмов на границе верхняя – нижняя мантия.
Исследования, проводимые в лаборатории, представлены в количественном виде и выводы из этих результатов отвечают физическим законам сохранения, на которых основывается механика сплошной среды.
- моделирование петрологических систем
Основой для разработки петрологических моделей выбрана фазовая диаграмма системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 при давлениях до 40 кбар (рис. 6). Анализ известных экспериментальных данных показывает, что именно в интервале давлений до 40 кбар проявляется максимальная изменчивость в устойчивости минералов, парагенезисов и магматических расплавов. Именно минералы, парагенезисы и магмы, образовавшиеся в этом интервале давлений, представлены на поверхности Земли и доступны для наблюдения. Область давлений свыше 40 кбар не имеет столь значительных изменений в фазовом составе и ассоциациях фаз. В этой области практически не образуются новые алюмосиликатные фазы и соответственно их ассоциации, заметные изменения происходят только в устойчивости твёрдых растворов фаз.
Рис. 6. Тренды эвтектической кристаллизации, установленные на основе экспериментальных исследований в системе CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (тренды эвтектик выделены пунктиром)
Устойчивость алюмосиликатных фаз при давлениях ниже 90-120 кбар определяется возможностью нахождения катионов алюминия в четверной координации и его переходом в шестерную при повышении давления.
При давлении 90-120 кбар и выше происходит коренная смена всего набора фаз и характера плавления, что связано с переходом катионов кремния в шестерную координацию и образованием соответствующих фаз. Эти фазы практически не представлены в парагенезисах, наблюдаемых на поверхности Земли.
Рис. 7. Фазовые взаимоотношения в системе CaO-MgO-Al2O3-SiO2 при давлениях до 300 кбар и температуре 1200 ОС
В то же время, четыре компонента, образующие систему CaO-MgO-Al2O3-SiO2, составляют 80-90 масс. % от состава глубинных горных пород, что позволяет, считать эту систему достаточно полной моделью для рассмотрения и интерпретации главных вопросов устойчивости глубинных парагенезисов и процессов магмообразования.
Для системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 накоплен большой объем высококачественного экспериментального материала в виде отдельных сечений, полей устойчивости отдельных фаз, определены основные особенности твёрдых растворов фаз этой системы и исследованы основные особенности плавления. В частности, сотрудниками лаборатории на основе собственных экспериментальных исследований разработаны геотермобарометры для гранатовых перидотитов и эклогитов, установлены эвтектические тренды контролирующие особенности плавления для гранатовых перидотитов (эклогитовый барьер) и эвтектический тренд, позволяющий интерпретировать особенности образования пород щелочноземельной серии.
- моделирование процессов тепло- и массопереноса при росте кристаллов
Физическое моделирование условий гидродинамики и теплообмена в ростовом контейнере в условиях горизонтальной направленной кристаллизации (ГНК) тугоплавких оксидных соединений. Экспериментально исследуются гидродинамика и теплообмен в горизонтальном слое жидкости в условиях горизонтального градиента температуры, и проводится сопоставление результатов моделирования с реальным ростом кристаллов методом ГНК. Исследование процессов кристаллизации на стенке канала плюма, а именно, процессов самоориентации кристаллов один относительно другого при формировании их сростков и оценка движущих сил этих процессов.
Основными объектами геодинамических исследований являются конвектирующая мантия Земли и мантийные термохимические плюмы. На основе экспериментального и теоретического моделирования и геолого-геофизических данных: представлена модель тепловой и гидродинамической структуры свободно-конвективных течений в астеносфере и слое "С", оценены поля скорости горизонтальных течений и получены поля температуры, которые позволили понять природу трансформных разломов (см. рис. 2); оценены силы, вызывающие движения в субдукционной зоне и выяснены условия формирования зоны субдукции; для нижней мантии выяснена тепловая и гидродинамическая структура конвективных течений, что позволило определить механизм образования крупнейших трансформных разломов и показать, что режим нижнемантийной конвекции – развитый турбулентный. Методом экспериментального и теоретического моделирования определена структура течения в расплаве канала термохимического плюма. Построена диаграмма геодинамических режимов мантийных плюмов (см. рис. 1), связывающая тепловую мощность плюмов с характерными обстановками магматизма и тектоническими проявлениями плюмов на поверхности.
В петрологическом разделе представлены выполняемые сотрудниками лаборатории экспериментальные исследования при высоких давлениях. На их основе строится физико-химически корректная модель для петрологических исследований и интерпретаций. В качестве базового объекта для этой модели предлагается фазовая диаграмма системы CaO-MgO-Al2O3-SiO2 (см. рис. 6), полученная путём согласования экспериментальных данных методом топологического анализа. На основе этой модели производится анализ условия происхождения главных типов глубинных пород, рассматриваются генетические вопросы классификации глубинных парагенезисов, строится схема фаций глубинных пород и решаются главные процессы, связанные с глубинным магматизмом.
Объектом кристаллофизических исследований являются процессы тепло- и массопереноса при росте кристаллов. Процессы роста кристаллов относятся к микромасштабным, но закономерности тепло- и массообмена для них те же самые, что и для геодинамических процессов. Исследовано срастание кристаллов на стенке канала плюма. Силы при образовании параллельных сростков достаточны для самоориентации двух кристаллов с совершением работы более 3×10-5Дж. Данные исследования важны для понимания закономерностей образования острой кромки сужения канала плюма. Экспериментально исследованы условия тепло- и массообмена при ГНК тугоплавких оксидных соединений в случае нагрева снизу задней стенки ростового контейнера. Установлено, что нагрев задней части контейнера при выращивании кристаллов методом ГНК позволяет существенно изменить массообмен в расплаве и обеспечивает более эффективное перемешивание.
Рис. 8. Теневая картина фрагмента продольного сечения кристалла BeAl2O4:Ti3+: I – концентрационная полосчатость, II – области захвата включений, III – профиль скоростей потоков в слое жидкости толщиной 16 мм. В качестве модельной жидкости использовался этанол (число Прандтля Pr = 14, число Рэлея Ra = 1.04 · 108, число Грасгофа 7.43 · 106)
Рис. 9. Пластины, вырезанные поперек выращенного кристалла хризоберилла, легированного оксидом хрома: темные участки – области с повышенной концентрацией хрома
Зав. лабораторией д.г.-м.н. А.А. Кирдяшкин c 2003 г. по 2018 г. в должности доцента кафедры минералогии и петрографии (https://nsu.ru/mip) преподавал лекционный курс "Геодинамика" для магистрантов геолого-геофизического факультета НГУ. В настоящее время является доцентом кафедры Общей и региональной геологии ГГФ НГУ и в рамках преподавательской деятельности читает курс лекций "Моделирование геодинамических процессов" для магистрантов.
Граниты и эволюция Земли. II международная геологическая конференция (17-20 авг. 2014 г., Новосибирск, Россия).
Всероссийское совещание “Разломообразование в литосфере и сопутствующие процессы”. (Иркутск 11-16 авг. 2014). Иркутск: ИЗК СО РАН.
Рабочее совещание по проблемам мантийных плюмов, Ольхон, 31 мая 2014.
Российская национальная конференция по теплообмену (РНКТ-6), общий проблемный доклад, Москва, МЭИ, 28 октября 2014.
The 4th Russia-Japan-USA Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies . June 9-12, 2015 IMT, ISSP, Chernogolovka, Russia.
40th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, IRMMW 2015, Hong Kong, China, August 23rd-28th. 2015.
Всероссийское совещание “Флюидный режим эндогенных процессов континентальной литосферы” (6-9 октября 2015). Иркутск: ИЗК СО РАН.
Вторая конференция. Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ". Москва, 25-27 января 2016 г.
XVII Всероссийское совещание по экспериментальной минералогии 6-9 сентября 2015 г. Сосновка – Новосибирск, 2015.
Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. Москва, 21-22 апреля 2015 года. М: ГЕОХИ РАН.
Корреляция алтаид и уралид: магматизм, метаморфизм, стратиграфия, геохронология, геодинамика и металлогения. Третья международная научная конференция. Новосибирск: Институт геологии и минералогии СО РАН, 29 марта-1 апреля 2016.
Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. Москва, 19-20 апреля 2016 года. М: ГЕОХИ РАН, 2016.
Рабочее совещание: Месторождения алмазов. процессы формирования, закономерности локализации, методы прогнозирования и поисков 6-7 октября 2016, Новосибирск.
Юшкинские чтения – 2016, Сыктывкар, 17-20 мая 2016 г.
Современные направления развития геохимии. Материалы Всероссийской конференции посвященной 60-летию Института геохимии СО РАН и 100-летия со дня рождения академика Л.В. Таусона, Иркутск, 2017.
Геология и минерагения Северной Евразии. Совещание, приуроченное к 60-летию Института геологии и геофизики СО АН СССР, Новосибирск ,3-5 окт. 2017.
XXXIII СИБИРСКИЙ теплофизический семинар, посвященный 60-летию Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, 6-8 июня 2017
Корреляция алтаид и уралид: глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения. Четвертая международная научная конференция, 2-6 апреля 2018, Новосибирск, Россия.
Список основных проектов и публикаций
РФФИ 93-05-14021 Экспериментальное и теоретическое моделирование глубинной геодинамики (1993-1995) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 96-0566049 Экспериментальное и теоретическое моделирование взаимодействия верхнемантийных, нижнемантийных движений и тепловых плюмов (проблемы периодичности и нестабильности (1996-1998) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 99-05-64689 Влияние зон субдукции и плюмов тепловой и химической природы на геодинамическую структуру верхней и нижней мантии (экспериментальное и теоретическое моделирование) (1999-2001) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 98-05-65196 Физическое и химическое моделирование гидродинамики и тепло-массообмена процессов минералообразования в расплаве и надкритических растворах. (1998-2000) (руководитель: д.т.н. А.Г. Кирдяшкин)
РФФИ 01-05-64701 Моделирование влияния тепловых и гидродинамических условий кристаллизации расплава и надкритических растворов на закономерности примесно-дефектной структуры кристаллов в процессе минералообразования (2001-2003) (руководитель: д.т.н. А.Г. Кирдяшкин)
РФФИ 02-05-64627 Влияние мантийной конвекции и плюмов термохимической природы на конвективную структуру во внешнем ядре (экспериментальное и теоретическое моделирование) (2002-2004) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 05-05-64899 Основные параметры термохимических плюмов и геодинамические процессы при подъёме и излиянии плюмов (экспериментальное и теоретическое моделирование, природные объекты) (2005-2007) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 07-08-00183 Экспериментальное и теоретическое моделирование гидродинамики и теплообмена при росте кристаллов из расплава в поле гравитационных и центробежных сил (2007-2009) (руководитель: д.т.н. А.Г. Кирдяшкин)
РФФИ 08-05-00301 Взаимодействие мантийных термохимических плюмов с горизонтальными мантийными течениями и литосферой (экспериментальное и теоретическое моделирование, природные объекты) (2008-2010) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
РФФИ 10-08-00441 Экспериментальное моделирование влияния гидродинамики и теплообмена в условиях свободной и вынужденной конвекции на формирование реальной структуры монокристаллов (2010-2012) (руководитель: д.т.н А.Г. Кирдяшкин)
РФФИ 11-05-00543 Тепловая и гидродинамическая структура свободно – конвективных течений в канале плюма с учётом силы Кориолиса (экспериментальное и теоретическое моделирование и его геологические приложения) (2011-2013) (руководитель: академик Н.Л. Добрецов)
Междисциплинарный интеграционный проект № 87: "Формирование крупных магматических провинций в результате плюм – литосферных взаимодействий (на основе изотопно – геохимических данных геодинамического и теплофизического моделирования" (координатор академик М.И. Кузьмин, руководитель блока (ИГМ СО РАН) д.т.н. А.Г. Кирдяшкин);
Междисциплинарный интеграционный проект № 20 "Глубинные источники вулканизма в зонах субдукции" (координатор академик Н.Л. Добрецов, руководитель блока (ИГМ СО РАН) д.т.н. А.Г. Кирдяшкин;
Базовый проект VIII.66.1.2."Экспериментальное и теоретическое моделирование тепловой и гидродинамической структуры термохимического плюма и влияния плюмов на состав и строение литосферы"(№ 01201361177) – научный руководитель д.т.н. А.Г. Кирдяшкин (2013-2016);
Базовый проект "Моделирование тепловой и гидродинамической структуры плюмов для определения условий формирования магматических расплавов и их влияния на вещественный состав и структуру литосферы Северной Евразии" (№ 0330-2016-0016) – научный руководитель д.г.-м.н. А.А. Кирдяшкин (2017 – н/вр).
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Силы, действующие на субдуцирующую океаническую плиту // Геотектоника, 2014, № 1, с.62-76
Томас В.Г., Смирнов С.З., Козьменко О.А., Дребущак В.А., Каменецкий В.С. Образование и свойства водно-силикатных жидкостей в системах Na2O-Al2O3-SiO2-H2O и гранит-Na2O-SiO2-H2O при 600 °С и 1.5 кбар. // Петрология, 2014, Т.22, №3, с.327-344.
Zhukova E.S., Torgashev V.I., Gorshunov B.P., Lebedev V.V., Shakurov G.S., Kremer R.K., Pestrjakov E.V., Thomas V.G., Fursenko D.A., Prokhorov A.S., Dressel M. Vibrational states of a water molecule in a nano-cavity of beryl crystal lattice // The Jour. Chemical Physics, 2014, 140, p. 224317-1 ... 224317-11.
Gorshunov B.P., Zhukova E.S., Torgashev V.I., Motovilova E.A., Lebedev V.V., Prokhorov A.S., Shakurov G.S., Kremer R.K., Uskov V.V., Pestrjakov E.V., Thomas V.G.,Fursenko D.A., Kadlec C., Kadlec F., Dressel M. THz-IR spectroscopy of single H2O molecules confined in nanocage of beryl crystal lattice // Phase Transitions, 2014, (электронная версия), DOI: 10.1080/01411594.2014.954247.
Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Мантийные термохимические плюмы, не прорвавшиеся на поверхность, и их влияние на формирование поднятий // Геотектоника, 2015. – № 4. – С. 86-96.
Томас В.Г., Гаврюшкин П.Н., Фурсенко Д.А. Регенерация сферической поверхности монокристаллического шара: численное 2-D моделирование // Кристаллография, 2015. – Т. 60. – С. 640-650.
Mashkovtsev R.I., Thomas V.G., Fursenko D. A., Zhukova E.S., Uskov V.V., Gorshunov B.P. FTIR spectroscopy of D2O and HDO molecules in the c-axis channels of synthetic beryl // American Mineral., 2016. – V.101. – №1. – P. 175-180.
Galkin V., Gartvich Y. Thermal expansion and evaluation of almandine heat capacity // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2015. – V. 122. – N 3. – P. 1239-1244.
Сурков Н.В. Журко З.Ф., Егонин И.А., Банушкина С.В. Физико-химическая модель эволюции состава магматических расплавов от ультраосновного до гранитного // Потенциал современной науки, 2015. – № 4. – С. 76-82.
Kuryaeva R.G., Dmitrieva N.V., Surkov N.V. Refractive index and compressibility of LiAlSi3O8 glass in the pressure range up to 6.0 Gpa // Materials Research Bulletin, 2016. – V. 74. – N 1. – P. 360-366.
Mashkovtsev R.I., Thomas V.G., Fursenko D.A., Zhukova E.S., Uskov V.V., Gorshunov B.P. FTIR spectroscopy of D2O and HDO molecules in the c-axis channels of synthetic beryl // American Mineral., 2016, v.101, №1, p.175-180.
Gavryushkin P.N., Thomas V.G., Bolotina N.B., Bakakin V.V., Golovin A.V., Seretkin Yu.V., Fursenko D.A., Litasov K.D. Hydrothermal synthesis and structure solution of Na2Ca(CO3)2 – “synthetic analogue” of mineral nyerereite // Crystal Growth & Design, 2016, 16 (4), p. 1893-1902.
Gorshunov B.P., Torgashev V.I., Zhukova E.S., Thomas V.G., Belyanchikov M.A., Kadlec C., Kadlec F., Savinov M., Ostapchuk T., Petzelt J., Prokleska J., Tomas P.V., Pestrjakov E.V., Fursenko D.A., Shakurov G.S., Prokhorov A.S., Gorelik V.S., Kadyrov L.S., Uskov V.V., Kremer R.K., Dressel M. Incipient ferroelectricity of water molecules confined to nano-channels of beryl // Nature Comm.|7:12842|DOI: 10.1038/ncomms12842.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Прорыв мантийных термохимических плюмов промежуточной тепловой мощности на поверхность // Геотектоника, 2016, № 2, с. 78-92.
Гуров В.В., Кирдяшкин А.Г. Физическое моделирование оптимизации условий тепломассообмена при выращивании крупных кристаллов методом горизонтальной направленной кристаллизации // Прикладная механика и техническая физика, 2016, № 4, с. 84-90.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Параметры плюмов Северной Азии // Геология и геофизика, 2016, т. 57, № 11, с.1949-1968.
Thomas V.G., Daneu N., Rečnik A., Fursenko D.A., Demin S.P., Belinsky S.P., Gavryushkin P.N. Crystallographic Assembly of Macroscopic Crystals by Subparallel Splicing of Multiple Seeds // Cryst. Growth Des., 2017, 17 (2), pp. 763-773.
Golovin A.V., Korsakov A.V., Gavryushkin P.N., Zaitsev A.N., Thomas V.G., Moine B.N. Raman spectra of nyerereite, gregoryite, and synthetic pure Na2Ca(CO3)2: diversity and application for the study micro inclusions // J. Raman Spectrosc. (2017).
Thomas V.G., Daneu N., Rečnik A., Mashkovtsev R.I., Dražić G., Drev S., Demin S.P., Gavryushkin P.N., Fursenko D.A. Micro-sectoriality in hydrothermally grown ruby crystals: the internal structure of the boundaries of the growth sectors // CrystEngComm., 2017. V. 19. P. 6594-6601.
Belyanchikov M.A., Zhukova E.S., Tretiak S., Zhugayevych A., Dressel M., Uhlig F., Smiatek J., Fyta M., Thomas V.G., Gorshunov B.P. Vibrational states of nano-confined water molecules in beryl investigated by first principles calculations and optical experiments // Physical Chemistry Chemical Physics, 2017. V. 19(45). P. 30740-30748.
Kirdyashkin An., Kirdyashkin Al., Gurov V. Heat and mass transfer in musroom-shaped head of mantle plume // MATEC Web of Conferences 115, 09004 (2017) STS-33. 4 p.
Kirdyashkin An., Kirdyashkin Al. Crystallization differentiation of melt in the mushroom – shaped plume head // MATEC Web of Conferences 115, 09005 (2017) STS-33. 4 p.
Шакуров Г.С., Хайбуллин Р.И., Томас В.Г., Фурсенко Д.А., Машковцев Р.И., Лопатин О.Н., Николаев А.Г., Горшунов Б.П., Жукова Е.С. Субмиллиметровые спектры ЭПР иона Fe2+ в кристаллах синтетического и природного бериллов // Физика твердого тела, 2017, том 59, вып. 8, c.1576-1582.
Смирнов С.З., Томас В.Г., Каменецкий В.С., Козьменко О.А. Водно-силикатные жидкости в системе редкометальный гранит-Na2O-SiO2-H2O как концентраторы рудных компонентов при высоких давлении и температуре // Петрология, 2017, том 25, № 6, с. 1-12.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гуров В.В. Параметры термохимических плюмов, ответственных за образование батолитов (по результатам экспериментального моделирования) // Геотектоника, 2017, № 4, с. 68-82.
Kirdyashkin A.G., Kirdyashkin A.A. Hydrodynamics and heat and mass transfer in mushroom-shaped heads of thermochemical plumes //Geodynamics&Tectonophysics, 2018, 9(1) p. 263-286. (in Russ.)
Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А., Гладков И.Н., Дистанов В.Э. Тепло- и массообмен и кристаллизационная дифференциация в грибообразной голове термохимического плюма // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. т. 24, № 2, с. 4-13.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Дистанов В.Э., Гладков И.Н. Экспериментальное и теоретическое моделирование структуры течения расплава в канале алмазоносного плюма //Мониторинг. Наука и технологии, 2018, №1 (34), с. 31-37.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Гладков И.Н., Дистанов В.Э. Параметры мантийных термохимических плюмов, образующих грибообразную голову //Мониторинг. Наука и технологии, 2018, №1 (34), с. 38-44.
Thomas V.G., Fursenko D.A. Antiskeletal Morphology of Crystals as a Possible Result of Their Regeneration // Cryst. Growth Des. 2018. DOI: 10.1021/acs.cgd.7b01761.
Dressel M., Zhukova E.S.,· Thomas V.G.,· Gorshunov B.P. Quantum Electric Dipole Lattice Water Molecules Confined to Nanocavities in Beryl // J Infrared Milli Terahz Waves, 2018, https://doi.org/10.1007/s10762-018-0472-8
Vladykin N.V., Borovikov A.A., Dokuchits E.G., Thomas V.G. Genesis of charoite rocks in the Murun Massif, Aldan Shield, Russia // Geochemistry International, 2018, Vol. 56, No. 12, pp. 1135-1147.
Сурков Н.В., Банушкина С.В., Гартвич Ю.Г. Особенности плавления ассоциаций с α-диопсидом в сечении CaMgSi2O6 – Ca0,5AlSi2O6 при атмосферном давлении // Вестник Забайкальского государственного университета. 2018. Т.24, № 7, с. 51-59.
Golitsyna Z.F., Banushkina S.V., Surkov N.V. Comparison of the compositions of crystalline aluminosilicate rocks and their minerals in planar triangular projection // Russian Geology and Geophysics 59 (2018), p. 257-267.
Состав лаборатории насчитывает 29 сотрудника, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 8 докторов геолого-минералогических наук, 12 кандидатов наук, а также квалифицированных инженеров и лаборантов.
Контакты
Методы и методики
Инфраструктура
Важнейшие достижения за 5 лет
Информационная справка
Лаборатория метаморфизма и метасоматоза была создана академиком Владимиром Степановичем Соболевым в первый год организации Института геологии и геофизики СО АН СССР. В ней начинали научную деятельность Николай Леонтьевич Добрецов из Ленинграда, Владимир Викторович Ревердатто из Томска, Елена Николаевна Ушакова, Евгения Александровна Костюк и Владимир Васильевич Хлестов (все из Львова). Основным направлением исследований лаборатории на тот момент стал региональный и контактовый метаморфизм, Р-Т условий процессов метаморфизма и изучение фаций метаморфизма. Итоговым результатом тех лет явилась первая в мире "Карта метаморфических фаций СССР" и четырехтомная монография "Фации метаморфизма", авторы которой (В.С. Соболев, Н.Л. Добрецов, В.В. Ревердатто, Н.В. Соболев, В.В. Хлестов) удостоены в 1976 г. Ленинской премии.
Рис. 1. Карта метаморфических фаций СССР
На врезке: четырехтомная монография "Фации метаморфизма" и монография "Пирометаморфизм", выпущенная позднее.
Эти достижения явились основой для дальнейшей работы по выяснению причин приуроченности метаморфических фаций к определенным тектоническим структурам, геодинамической обусловленности метаморфизма, кинетике и массопереносу при метаморфических реакциях.
В рамках лаборатории исследования проходят в нескольких тесно взаимодействующих группах. Изучение метаморфической петрологии и геохимии и их связи с тектонотермальными событиями в литосфере проводится как на природных объектах, так и путем экспериментального и компьютерного моделирования. Это направление занимает важное место в современных науках о Земле и является одним из ключей к созданию количественных моделей масштабных геологических событий, происходивших на нашей планете.
Рис. 2. Панорамный вид зонального метаморфического комплекса Бодончин, Монгольский Алтай
Сейчас в составе лаборатории работают: 8 докторов наук, 12 кандидатов наук, аспиранты и студенты. Бессменным идейным вдохновителем всего коллектива лаборатории является академик РАН В.В. Ревердатто. Многие из сотрудников лаборатории являются его учениками и единомышленниками.
Рис. 3. Академик В.В. Ревердатто. Экспедиционное фото
Петрология, геохимия и геохронология метаморфических процессов
Одним из важнейших направлений лаборатории является реконструкция процессов формирования и эволюции метаморфических пород, сформированных в различных геодинамических обстановках.
Особое внимание уделяется изучению метаморфизма связанного с коллизией и субдукцией литосферных плит. Проводятся комплексные исследования пород высоких давлений в земной коре – одна из приоритетных тем лаборатории, напрямую связанная с геодинамикой.
Объектами исследований являются разновозрастные метаморфические комплексы – от самых древних докембрийских до фанерозойских. На их примере изучаются термодинамические, кинетические и деформационные особенности процессов метаморфизма, их геохимическая специфика, возраст и природа протолитов метаморфических горных пород, эволюция Р-Т параметров, температурный градиент, зональность и длительность. Минеральные превращения при метаморфизме горных пород фиксируют вариации Р-Т параметров, как следствия геодинамических процессов, состоящих в перераспределении масс и потоков тепла в земной коре и мантии, которые в прошлом нарушали сложившееся термодинамическое и механическое равновесие. Развитием этого направления занимаются сотрудники лаборатории: академик Ревердатто В.В., д.г.-м.н. Лиханов И.И., д.г.-м.н. Полянский О.П., д.г.-м.н. Туркина О.М., д.г.-м.н. Лепезин Г.Г., к.г.-м.н. Волкова Н.И., к.г.-м.н. Хлестов В.В., к.г.-м.н. Каргополов С.А., к.г.-м.н. Селятицкий А.Ю.
Рис. 1.1. Сверка маршрутов. Кушка, Туркмения, 1985 г. Слева направо: В.В. Ревердатто, И.И. Лиханов, О.П. Полянский, В.Ю. Колобов
Рис. 1.2. P-T-t тренды эволюции метаморфизма с движением "против часовой стрелки" в метапелитах Гаревского комплекса, Енисейский кряж (Likhanov et al., 2015)
Рис. 1.3. Распределение Mn и Ca в зернах граната из метапелитов зонального метаморфического комплекса р. Гегетин-Гол, Монгольский Алтай. Изображения получены на сканирующем электронном микроскопе в режиме обратных рассеянных электронов (BSE)
Рис. 1.4. Метаморфические породы в шлифах под микроскопом
А – глаукофановый сланец (Чарская зона, В. Казахстан); Б – титанклиногумитовый гранатит (Кокчетавский массив, С. Казахстан); В – двойник андалузита в роговиках (Енисейский кряж); Г – двуслюдяной сланец (нагорье Сангилен, респ. Тыва).
Рис. 1.5. Псевдоморфоза по высокоглиноземистому клинопироксену-чермакиту из HP гранатовых пироксенитов Кокчетавского массива
Пирогенный метаморфизм
Продолжением классических работ академика В.В. Ревердатто, посвященных исследованию объектов спуррит-мервинитовой фации, стали работы сотрудников лаборатории по изучению объектов, родственных классическим спуррит-мервинитовым породным комплексам, но сформировавшимся в области более высоких температур и более низких давлений. Таковыми являются продукты процессов "метаморфизма горения" (combustion metamorphism) или пирогенного метаморфизма (pyrometamorphism), генетически связанные с горением каустобиолитов. Работы коллектива посвящены изучению геологического строения пирогенных комплексов и определению абсолютного возраста пирогенных событий, проблемам минералообразования и реконструкции условий метаморфизма на примере объектов Кузнецкого и Гусиноозерского угольных бассейнов, Горного Алтая, Керченско-Таманской грязевулканической провинции, Израиля, Иордании, Казахстана. Ряд работ сфокусирован на кристаллохимии редких и новых минеральных видов, обнаруженных в пирогенных породах. На сегодняшний день коллективом открыто и утверждено в Международной Минералогической Ассоциации два новых минерала (флэймит IMA 2013-122 и тулулит IMA 2014-065). Коллектив, включающий внс д.г.-м.н. Сокол Э.В., снс к.г.-м.н. Кох С.Н. и внс д.х.н. Сереткина Ю.В. настоящее время входит в число мировых лидеров в вопросах изучения минералогии пирометаморфических систем. Отдельно стоит отметить и прикладной аспект такого рода исследований. Метакарбонатные пирогенные породы формации Хатрурим (возраст от 4 млн. до 100 тыс. лет) являются природным аналогом цементного клинкера, а продукты их гидратации – аналогами бетонов. Использование такого рода объектов в качестве "тестовых" площадок дает возможность дать прогноз долговременной устойчивости кристаллических композиционных материалов в условиях длительного воздействия агрессивных факторов геологической среды.
Рис. 2.1. Пирогенные породы Присалаирского комплекса (Кузбасс) (Сокол и др., 2014)
А – хаотическая брекчия обрушения; глыбы остеклованных клинкеров сплавлены в монолит (светлый блок слева), более мелкие фрагменты сцементированы прожилками паралав (бурый блок справа), Калзыгайская площадь, Гряда Брекчий, 2009 г.;
Б – брекчия, сложенная фрагментами клинкеров (светло-серые), утратившими угловатые очертания и сцементированными тонкими прожилками паралав (черные);
В – Fe-Al-Ca-паралава: удлиненные футлярные кристаллы геденбергита, заключенные в оранжевое и бесцветное стекло с микролитами основного плагиоклаза и единичными зернами обломочного кварца (Присалаирский комплекс, Соколиные горы, обр. 05‑КС-32-2);
Г – рудная паралава : короткопризматические кристаллы муллита и скелетные кристаллы магнетита в буром стекле (Ерунаковская площадь, комплекс Инской, обр. 06‑12-05);
Д – низкокальциевая Al-Fe-паралава : ярко голубые кристаллы секанинаита с включениями шпинели, лейсты тридимита и изометричные индивиды титаномагнетита в бесцветном стекле (Присалаирский комплекс, Соколиные горы, обр. 05‑KC‑12);
Рис. 2.2. Новые и редкие минералы метакарбонатных пирогенных пород (Израиль, Иордания)
А – новый минерал Тулулит Ca14(Fe3+,Al)(Al,Zn,Fe3+,Si,P,Mn,Mg)15O36 в ассоциации с кальцитом (Cal), спурритом (Spu) и флюорэллестадитом (Els) (пирогенный спурритовый мрамор, Комплекс Тулул аль Хамам, Центральная Иордания). CSAH – алюминат-силикат-гидрат кальция. (Khoury et al., 2016).
Б – Новый минерал Флэймит (Ca-Al-паралавf из пирогенного комплекса бассейна Хатрурим, Израиль). Ламели флэймита α-Ca2SiO4 (ss) в матриксе ларнита β-Ca2SiO4 в ассоциации с квадратными кристаллами мелилита (Gh) и ксеноморфными зернами ранкинита (Rnk). (Sokol et al., 2015).
B – Псевдоволластонит α-Ca3Si3O9 (вторая находка в мире) в ассоциации с ранкинитом (Rnk) (высококальциевая паралава, комплекс Наби Мусса, Хатрурим, Израиль) (Seryotkin et al., 2012).
Природные пирогенные процессы сходны с технологиями производства строительных материалов, керамики и стекольными производством, благодаря чему изучение технологических систем и синтез новых материалов дополняют данные о фазообразовании в природных пирогенных системах. В лаборатории 440 в этом направлении работает группа под руководством д.т.н. Л.К. Казанцевой, используя высокотемпературную обработку специально подготовленных цеолитсодержащих и кремнистых пород для получения пористых строительных материалов, сочетающих крайне низкий удельный вес (150-300 кг/м3) с повышенной механической прочностью и превосходными тепло- и звукоизолирующими свойствами.
Рис. 2.3. Внешний облик (А) и текстуры (Б,В) новых пористых строительных материалов (Б,В – SEM-фото)
Математическое моделирование процессов метаморфизма и связь с геодинамикой
Наряду с петрологическими, геохимическими и экспериментальными исследованиями в лаборатории активно развивается математическое моделирование геодинамических и тектонотермальных процессов, вызывающих метаморфизм горных пород. В моделировании активно используются подходы, основанные как на механике деформированного твердого тела, так и на гидродинамике вязкой жидкости. Математическое моделирование осуществляется с использованием пакета прикладных программ MSC.MARC, FLUENT. Группа исследователей под руководством заведующего лабораторией О.П. Полянского, академика В.В. Ревердатто, В.Г. Свердловой, А.В. Бабичева, проф., д.ф.-м.н. С.Н. Коробейникова (ИГиЛ СО РАН), А.Н. Семенова проводят компьютерное моделирование процессов рифтогенеза, субдукции, механизма и условий подъема магм сквозь литосферу Сибирской платформы, коллизионного метаморфизма в Енисейском кряже, напряженно-деформированного состояния Горного Алтая. В результате исследований с помощью математического моделирования показано влияние реологии горных пород на характер субдукции, деформирование коры при коллизии, получены оценки скорости всплывания диапиров через литосферу, продемонстрирована определяющая роль реологического закона на структуру диапира и высоту подъема магм к поверхности.
Рис. 3.1. Результат моделирования коллизии литосферных плит
Рис. 3.2. Результат моделирования всплытия диапира
Кристаллохимия высоких давлений
Поскольку основой метаморфических процессов являются твердофазные преобразования минерального вещества, одним из важных разделов теории метаморфизма является кристаллохимия минералов в условиях высоких температур и давлений. Основоположником этого направления в нашей лаборатории стал доктор геолого-минералогических наук Борис Александрович Фурсенко, в 1980-х применивший методику создания высокого давления алмазными наковальнями для изучения твердофазных превращений в силикатных минералах. Использование ячеек с алмазными наковальнями различной конструкции в сочетании со спектроскопическими и дифракционными методами исследования структуры вещества позволяет нам всесторонне изучать реакцию кристаллической решётки минералов на высокие и сверхвысокие давления, выявлять особенности взаимодействия "минерал-флюид" при высоких давлениях и уточнять пределы стабильности минеральных фаз в PT-координатах. В соответствии с используемыми методами наши исследования можно разделить на три группы:
1) Исследование минералов в условиях высоких давлений методом спектроскопии комбинационного рассеяния (с.н.с. С.В. Горяйнов)
КР-спектроскопия является наиболее доступным методом исследования образца, сжатого между алмазными наковальнями. При этом изменения, наблюдаемые в спектре образца при повышении давления, позволяют с высокой точностью зафиксировать разнотипные фазовые переходы и структурные трансформации.
Рис. 4.1. Исследование превращения распространённого минерала талька в фазу высокого давления при 8 ГПа (80 000 атмосфер) и 500°C
2) Исследование минералов в условиях высоких давлений методом дифракции синхротронного излучения (с.н.с. А.Ю. Лихачёва)
Одним из главных методических достижений кристаллохимии высоких давлений с момента её возникновения стало использование мощных источников синхротронного рентгеновского излучения для получения дифракционных картин от микроскопического образца, сжатого между алмазными наковальнями. Работы в этом направлении проводятся на базе ЦКП "Сибирский центр синхротронного и терагерцового излучения".
Рис. 4.2. Разработка соединения – датчика давления для экспериментов по сжатию вещества между алмазными наковальнями
3) Исследование минералов в условиях высоких давлений методом монокристальной рентгеновской дифракции (в.н.с. Серёткин Ю.В.)
Наиболее точные данные о кристаллической структуре получаются при расшифровке дифракционных картин, полученных от монокристалла исследуемого минерала. Данный подход, технически достаточно сложный, применяется нами для выявления наиболее тонких деталей в структуре минералов при нормальных условиях и при высоком давлении.
Объекты исследования Лаборатории № 440 имеют широкую географию и образовались в различных Р-Т режимах (HP, UHP, HT-LP, UHT и др.). Различные полевые отряды лаборатории (до 4-5 за один полевой сезон) работают в разных частях Западной и Восточной Сибири и сопредельных стран Азии. Основными научными объектами исследований являются:
зональные HP-LT и UHT метаморфические комплексы Енисейского кряжа (Красноярский край),
раннедокембрийские метаморфические и магматические (гранулитовые) комплексы Ангаро-Канского выступf юго-запада Сибирского кратона (Иркутская область и Красноярский край),
эклогиты и глаукофановые сланцы Чарской и Уймонской зон (С.-В. Казахстан и Горный Алтай, соответственно), Куртушибинского и Атбашинского хребтов (З. Саян и Киргизия, соответственно), Максютовского комплекса (Урал),
метаморфические породы Чернорудской зоны (З. Прибайкалье),
HP-UHP "коровые" перидотиты и гранатиты Fe-Ti типа Кокчетавского массива (С. Казахстан),
зональные метаморфические комплексы коллизионно-сдвиговой зоны Монгольского Алтая (Ю.-З. сектор),
пирометаморфические комплексы (комплексы горелых пород, пирогенные комплексы, горельники) Кузбасса, Горного Алтая, Раватского пожара, Керченско-Таманской и Каспийской грязевулканических провинций, поля Алтын-Эмель (Казахстан), формации Хатрурим (Израиль, Иордания), территория Даба-Свага, Иордания.
Полевые исследования метаморфических горных пород дополняются экспериментами, позволяющими воспроизвести высокие давления и температуры недр Земли в лаборатории. Изучение "обожжёных" (пирометаморфических) пород позволяет развивать и прикладное направление – технологии получения пористых конструкционных материалов за счёт термообработки силикатных составов.
Рис. 4. Экспедиционные работы на Енисейском кряже
Рис. 5. Экспедиционные работы в Монгольском Алтае
Рис. 6. Экспедиционный "Урал". Вброд через разлившуюся после дождя таёжную реку
Рис. 7. Метаморфизованные подушечные базальты (пиллоу-лавы) Чарской зоны, В. Казахстан
Рис. 8. Экспедиционные работы в респ. Тыва (нагорье Сангилен)
Рис. 9. Панорама горельника, вскрытого карьером (Калзыгайская площадь, Кузнецкий угольный бассейн), 2009 г. Видимая мощность горельника составляет ~80 м. (Сокол и др., 2014)
6 сотрудников лаборатории являются преподавателями кафедр Минералогии и петрографии и Общей и региональной геологии Геолого-геофизического факультета НГУ. Они проводят лекционные и практические занятия по базовым и специальным курсам геохимического цикла:
Петрография метаморфических пород (3 курс) и Теория метаморфизма (4 курс) – к.г.-м.н. С.А. Каргополов
Летняя учебная практика по структурной геологии и геологическому картированию, 2 курс – к.г.-м.н. Селятицкий А.Ю.
Математические методы в геохимии (2 курс) и Моделирование геохимических процессов (5 курс) – к.г.-м.н. Хлестов В.В.
Рис. 10. Летняя учебная полевая практика студентов 2 курса Геолого-геофизического факультета НГУ по структурной геологии и геологическому картированию, респ. Хакасия (учебный полигон Шира)
Сотрудники лаборатории активно участвуют в проведении Сибирской геологической олимпиады школьников и мероприятиях по популяризации науки среди молодежи – читают лекции по геологии школьникам разных классов в стенах института и по приглашению школ.
Рис. 11. Знакомство школьников с царством минералов в День российской науки
Интеграционный проект фундаментальных исследований за 2012-2014 гг. "Континентальный рифтовый и коллизионный метаморфизм орогенных поясов и палеозон перехода океан-континент (на примере Урала, Енисейского кряжа и Джугджуро-Становой складчатой области), выполняемого совместно с организациями УрО и ДВО РАН (руководитель д.г.-м.н. Лиханов И.И.).
Интеграционный проект фундаментальных исследований за 2012-2014 гг. "Математическое моделирование восходящего движения магм в литосфере" (Научный координатор проекта академик РАН Ревердатто В.В.)
РФФИ № 15-05-00998 "Метаморфические индикаторы вещественной и тектоно-термальной эволюции структур коллизии и растяжения в земной коре" (руководитель д.г.-м.н. Лиханов И.И.).
РФФИ, № 14-05-00188 "Диапировый и дайковый механизмы подъема магм в зонах растяжения (численное моделирование и геологические следствия)" (руководитель д.г.-м.н. Полянский О.П.).
РФФИ, № 12-05-00021 "Взаимодействие флюид-порода при эксгумации высокобарических метабазитов в субдукционном канале" (Руководитель к.г.-м.н. Волкова Н.И.).
РФФИ № 15-05-02964 "Роль коровых и мантийных источников и условий образования в разнообразии палеопротерозойских коллизионных гранитоидов юго-западной окраины Сибирского кратона" (руководитель д.г.-м.н. Туркина О.М.)
РФФИ № 15-05-0809 "Петрологическая модель и минералого-геохимические свидетельства корового/мантийного генезиса гранатовых перидотитов и пироксенитов Fe-Ti типа в HP-UHP коллизионных зонах" (руководитель к.г.-м.н. Селятицкий А.Ю.)
"Структурная эволюция Ca,Na-цеолитов и их микропористых гетеросиликатных аналогов при высоких давлениях" РФФИ 10-05-00483 (Ю.В. Серёткин, 2010-2012)
"Динамика решетки микропористых минералов при их взаимодействии с водной средой при высоких давлениях" РФФИ 11-05-01121 (С.В. Горяйнов, 2011-2013)
"Микропористые алюмосиликаты при высоком давлении: влияние топологии каркаса и состава внекаркасной подсистемы на сжимаемость и структурные превращения" РФФИ 13-05-00457 (Ю.В. Серёткин, 2013-2015)
"Механизмы образования и стабильность водосодержащих высокобарических силикатов системы MgO-SiO2-H2O в условиях субдукции океанической литосферы" РФФИ 13-05-00185 (А.Ю. Лихачёва, 2013-2015)
"In situ КР-исследование взаимодействия силикатов с водной средой при субдукционных РТ-параметрах" РФФИ 14-05-00616 (С.В. Горяйнов, 2014-2016)
Российско-индийский проект "Поведение летучих компонентов в силикатных и карбонатных минералах при высоких давлениях и температурах: исследования in situ в моделировании процессов субдукционного метаморфизма" РФФИ 15-55-45070 (А.Ю. Лихачёва, 2015-2016)
"Кристаллоструктурная эволюция при высоком давлении природных и катионзамещенных цеолитов со слоистым субмотивом каркаса" РФФИ 16-05-00401 (Ю.В. Серёткин, 2016-2018)
РФФИ, № 14-05-00188 "Диапировый и дайковый механизмы подъема магм в зонах растяжения (численное моделирование и геологические следствия)" (руководитель д.г.-м.н. Полянский О.П.).
Интеграционный проект фундаментальных исследований за 2012-2014 гг. "Математическое моделирование восходящего движения магм в литосфере" (научный координатор проекта академик РАН Ревердатто В.В.)
Проект Отделения наук о Земле РАН (2012-2014 гг.) "Математическое моделирование субдукции, надвигов и поддвигов в земной коре" (научный руководитель: академик РАН В.В. Ревердатто).
РФФИ 15-05-00760-а Минералогия и кристаллохимия микроэлементов (Zn, Cd, Ni, Cu, Ag, Mo, U, V, Zr, Th, Ce, Sn, Se) в природных пирогенных породах (Э.В. Сокол)
РФФИ 15-08-02284-а Развитие научных и технологических основ создания энергосберегающих стеклокристаллических пеноматериалов с повышенными теплоизоляционными свойствами из геополимерных композитов на основе природного сырья (Л.К. Казанцева)
РФФИ 12-05-00057-а Природные аналоги цементного клинкера: минералогия, геохимия, процессы гидратации и коррозии (Э.В. Сокол)
РФФИ 12-05-90403-Укр_а Минералогические и изотопно-геохимические индикаторы флюидного режима грязевого вулканизма (Э.В. Сокол)
Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (конкурс – МК-2012) МК-5754.2012.5 Факельное горение газов в природе: геологические сценарии, теплофизические модели, прогностические следствия (С.Н. Кох)
РФФИ 12-05-31129_мол_а Высоконатровые паралавы голоценового грязевулканического очага Алтын-Эмель: состав, термический режим формирования, место в истории геологических событий Тянь-Шанской складчатой области (С.Н. Кох)
РФФИ 12-05-33028_мол_а_вед Паралавы – новые индикаторы геологических событий позднего кайнозоя: минералогический, петрологический, геохронологический аспекты (С.Н. Кох)
A.Yu. Likhacheva, S.V. Goryainov, A.S. Krylov, T.A. Bul’bak, and P.S.R.Prasad (2012) Raman spectroscopy of natural cordierite at high water pressure up to 5 GPa // Journal of Raman Spectroscopy 43, 559-563 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jrs.3060/abstract
A.Yu. Likhacheva, S.V. Goryainov, Yu.V. Seryotkin, K.D. Litasov, K. Momma (2016) Raman spectroscopy of chibaite, natural MTN silica clathrate, at high pressure up to 8 GPa // Microporous and Mesoporous Materials224, 100-106 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181115006381
Goryainov, S.V.; Krylov, A.S.; Pan, Y. et al. (2012) Raman investigation of hydrostatic and nonhydrostatic compressions of OH- and F-apophyllites up to 8 GPa // Journal of Raman Spectroscopy43, 439-447http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jrs.3049/abstract
Grapes R., Korzhova S., Sokol E., Seryotkin Y. Paragenesis of unusual Fe-cordierite (sekaninaite)-bearing paralava and clinker from the Kuznetsk coal basin, Siberia, Russia // Contribution to Mineralogy and Petrology, 2011, V. 162, p. 253-273 http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00410-010-0593-0#page-1
Kazantseva L.K., Lygina T.Z., Rashchenko S.V., Tsyplakov D.S. Preparation of sound-insulating lightweight ceramics from aluminosilicate rocks with high CaCO3 content // J. Am. Ceram.Soc., 2015, 98[7], 2047-2051.
Kazantseva L.K., Rashchenko S.V. Chemical Processis During Energy-Saving Preparation Lightweight Ceramics // J. Am. Ceram. Soc., 2014, 97[6], 1743-1749.
Khoury H.N., Sokol E.V., Kokh S.N., Seryotkin Y.V., Nigmatulina E.N., Goryainov S.V., Belogub E.V., Clark I.D. Tululite, Ca14(Fe3+,Al)(Al,Zn,Fe3+,Si,P,Mn,Mg)15O36: a New Ca Zincate-Aluminate from Combustion Metamorphic Marbles, central Jordan // Mineralogy and Petrology, 2016, doi:10.1007/s00710-015-0413-3 http://link.springer.com/article/10.1007/s00710-015-0413-3
Kokh S., Dekterev A., Sokol E., Potapov S. Numerical simulation of an oil-gas fire: a case study of a technological accident at Tengiz oilfield, Kazakhstan (06.1985-07.1986) // Energy Exploration and Exploitation, 2016, doi: 10.1177/0144598715623670 http://eea.sagepub.com/content/early/2016/01/06/0144598715623670.full.pdf+html
Kokh S.N., Sokol E.V., Sharygin V.V. Ellestadite-group minerals in combustion metamorphic rocks. // Chapter 20 in: Coal and Peat Fires: A Global Perspective, Volume 3 / Stracher G.B, Sokol E.V., Prakash A. eds., Elsevier, Amsterdam, 2015, p. 543-562. http://www.sciencedirect.com/science/book/9780444595096
Likhanov I.I., Reverdatto V.V. Neoproterozoic collisional metamorphism in overthrust terranes of the Transangarian Yenisey Ridge, Siberia // International Geology Review. 2011. V. 53. N. 7. P. 802-845.
Likhanov I.I., Reverdatto V.V., Kozlov P.S., Khiller V.V., Sukhorukov V.P. P-T-t constraints on polymetamorphic complexes in the Yenisey Ridge, East Siberia: implications for Neoproterozoic paleocontinental reconstructions // Journal of Asian Earth Sciences. 2015. V. 113. P. 391-410.
Rashchenko S.V., Seryotkin Yu.V., Bakakin V.V. (2012) An X-ray single-crystal study of alkaline cations influence on laumontite hydration ability: II. Pressure-induced hydration of Na,K-rich laumontite // Microporous and Mesoporous Materials159, 126-131 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181112002429
Seryotkin Yu.V. (2015) Influence of content of pressure-transmitting medium on structural evolution of heulandite: X-ray single-crystal diffraction study // Microporous and MesoporousMaterials214, 127-135 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181115002760
Sokol E., Novikov I., Zateeva (Kokh) S., Vapnik Ye., Shagam R., Kozmenko O. Combustion metamorphism in Nabi Musa dome: new implications for a mud volcanic origin of the Mottled Zone, Dead Sea area // Basin Research, 2010, v.22, p.414-438 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2117.2010.00462.x/abstract
Sokol E.V., Kokh S.N., Vapnik Y., Thiery V., Korzhova (Novikova) S.A. Natural analogues of belite sulfoaluminate cement clinkers from Negev desert, Israel // American Mineralogist, 2014, V. 99, №7, p. 1471-1487 http://ammin.geoscienceworld.org/content/99/7/1471
Sokol, E.V., Seryotkin, Y.V., Kokh, S.N., Vapnik, Y., Nigmatulina, E.N., Goryainov, S.V., Belogub, E.V. and Sharygin, V.V. Flamite, (Ca,Na,K)2(Si,P)O4, a new mineral from ultrahigh-temperature combustion metamorphic rocks, Hatrurim Basin, Negev Desert, Israel // Mineralogical Magazine, 2015, v. 79(3), p. 583-596 http://minmag.geoscienceworld.org/content/79/3/583.abstract?cited-by=yes&legid=gsminmag
Volkova N.I., Kovyazin S.V., Stupakov S.I., Simonov V.A., Sakiev K.S. Trace element distribution in mineral inclusions in zoned garnets from the eclogites of the Atbashi Range (South Tianshan) // Geochemistry International. 2014. V. 52. N. 11. P. 939-961.
Volkova N.I., Li You-Zhu. Petrology of blueschists of the Heilongjiang Complex, Northeastern China // Journal of Earth Sciences and Environment. 2010. V. 32. N 2. P. 111-119.
Volkova N.I., Simonov V.A., Travin A.V., Stupakov S.I., Yudin D.S. Eclogites in the Chara Zone, NE Kazakhstan: New geochemical and geochronological data // Geochemistry International. 2016. V. 54. N. 2. P. 208-214.
Volkova N.I., Stupakov S.I., Babin G.A., Rudnev S.N., Mongush A.A. Mobility of trace elements during subduction metamorphism as exemplified by the blueschists of the Kurtushibinsky Range Western Sayan // Geochemistry International. 2009. V. 47. N. 4. P. 380-392.
Бабичев А.В., Новиков И.С., Полянский О.П., Коробейников С.Н. Компьютерное моделирование деформирования земной коры Горного Алтая в кайнозое // Геология и геофизика, 2009, т. 50(№2), с.137-151.
Деев Е.В., Кох С.Н., Сокол Э.В., Зольников И.Д., Панов В.С. Грязевый вулканизм как показатель позднеплейстоцен-голоценовой активности северо-восточного окончания Чилик-Кеминского разлома (Илийская впадина, Северный Тянь-Шань) // Доклады РАН, 2014, т.459, № 3, c. 321-326 ISSN 0869-5652
Добрецов Н.Л., Полянский О.П., Ревердатто В.В., Бабичев А.В. Динамика нефтегазоносных бассейнов в Арктике и сопредельных территориях как отражение мантийных плюмов и рифтогенеза // Геология и геофизика, 2013, т. 54(№8), с.1145-1161.
Казанцева Л.К. Особенности изготовления пеностекла из цеолитщелочной шихты // Стекло и керамика. 2013. № 8. С.3-7.
Казанцева Л.К., Железнов Д.В., Серёткин Ю.В., Ращенко С.В. Формирование источника порообразующего газа при увлажнении природных алюмосиликатов раствором NaOH // Стекло и керамика. 2012. № 10. С.37-42.
Казанцева Л.К., Стороженко Г.И. Особые свойства пеностекла из природного сырья // Строительные материалы. 2013. № 9. С.34-38.
Каргополов С.А., Полянский О.П., Ревердатто В.В., Новиков И.С., Высоцкий Е.М. Высокоградиентный метаморфизм и анатексис в зоне Чулышманского надвига (Горный Алтай): новые данные о возрасте и оценка Р-Т параметров// Докл.РАН, 2016, т. 471, №2, с. 203-208.
Коробейников С.Н., Полянский О.П., Свердлова В.Г., Бабичев А.В., Ревердатто В.В. Компьютерное моделирование поддвига и субдукции в условиях перехода габбро-эклогит в мантии // Доклады Академии наук, 2008, т. 420, №5. с.654-658.
Лепезин Г.Г. Массообмен на контакте высокоглиноземистых метапелитов и жедритсодержащих гнейсов при высоких температурах и умеренных давлениях // Геохимия. 2015. № 1. С. 43-63.
Лиханов И.И., Ножкин А.Д., Ревердатто В.В., Козлов П.С. Гренвильские тектонические события и эволюция Енисейского кряжа, западная окраина Сибирского кратона // Геотектоника. 2014. Т. 48. № 5. С. 32-53.
Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Неопротерозойские комплексы-индикаторы континентального рифтогенеза как свидетельство процессов распада Родинии на западной окраине Сибирского кратона // Геохимия. 2015. Т. 53. № 8. С. 675-694.
Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Р-Т-t эволюция метаморфизма в Заангарье Енисейского кряжа: петрологические и геодинамические следствия // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 3. С. 385-416.
Полянский О.П. Коробейников С. Н., Бабичев А. В., Ревердатто В. В., Свердлова В. Г. Численное моделирование мантийного диапиризма как причины внутриконтинентального рифтогенеза // Физика Земли, 2014. т.№ 6. с.124-137.
Полянский О.П., Бабичев А.В., Коробейников С.Н., Ревердатто В.В.. Компьютерное моделирование гранитогнейсового диапиризма в земной коре: контролирующие факторы, длительность и температурный режим // Петрология, 2010, №4, с.450-466.
Полянский О.П., Бабичев А.В., Коробейников С.Н., Ревердатто В.В.. Компьютерное моделирование гранитогнейсового диапиризма в земной коре: контролирующие факторы, длительность и температурный режим // Петрология, 2010, №4, с.450-466.
Полянский О.П., Бабичев А.В., Ревердатто В.В., Коробейников С.Н., Свердлова В.Г. Компьютерное моделирование диапиризма гранитной магмы в земной коре // Доклады Академии наук, 2009, т. 429, №1, с.101-105.
Полянский О.П., Коробейников С.Н., Бабичев А.В., Ревердатто В.В. Формирование и подъем мантийных диапиров через литосферу кратонов на основе численного термомеханического моделирования // Петрология, 2012, т. 20, №2, с.136-155.
Полянский О.П., Прокопьев А.В., Бабичев А.В., Коробейников С.Н., Ревердатто В.В. Рифтогенная природа формирования Вилюйского бассейна (Восточная Сибирь) на основе реконструкций осадконакопления и механико-математических моделей // Геология и геофизика, 2013, т. 54(№2), с.163-183.
Полянский О.П., Прокопьев А.В., Стефанов Ю.П. Стадийность формирования Вилюйского осадочного бассейна: возможные механизмы на основе бэкстрипинг-анализа и численного моделирования // Доклады Академии наук, 2012,т.443, №4, с.486-491.
Полянский О.П., Ревердатто В.В., Бабичев А.В., Свердлова В.Г. Механизм подъема магмы через "твердую" литосферу и связь мантийного и корового диапиризма: численное моделирование и геологические примеры // Геология и геофизика, 2016, т. 57, №6
Селятицкий А.Ю., Ревердатто В.В. Протолиты UHP гранатитов, ассоциирующих с алмазоносными породами вблизи оз. Кумды-Коль, Кокчетавский массив, Северный Казахстан // Доклады РАН. 2014. Т. 459 № 2. С. 208-214.
Селятицкий А.Ю., Ревердатто В.В., Кузьмин Д.В., Соболев Н.В. Элементы-примеси в необычных оливинах из высокобарических перидотитов Кокчетавского массива (северный Казахстан) // Доклады РАН. 2012. Т. 445. № 6. С. 670-676.
Сокол Э.В., Козьменко О.А., Кох С.Н., Вапник Е. Газовые коллекторы района Мертвого Моря – реконструкция на базе геохимических характеристик пород грязевого палеовулкана Наби Муса // Геология и геофизика, 2012, №8, с. 975-997 ISSN 0016-7886
Сухоруков В.П., Полянский О.П., Крылов А.А., Зиновьев С.В. Реконструкция Р-Т тренда метаморфизма глиноземистых сланцев Цогтского блока (Монгольский Алтай) на основании зональности граната// Петрология, 2016, т. 24, №4, с. 441-464.
Хлестов В.В., Леснов Ф.П., Селятицкий А.Ю. Многопараметрическая дискриминация гранатов из высокобарических ультрамафитовых пород на основе их редкоземельных составов // Доклады РАН. 2013. Т. 450. № 1. С. 82-86.
