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 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 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 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 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 ⁴⁰Ar/³⁹Ar 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).

До 2004 года исследования отношений стабильных изотопов лёгких элементов, таких как углерод, кислород и сера, проводились на масс-спектрометре Finnigan Delta с применением оригинальных вакуумных установок экстракции элементов из геологических проб. Поступление в 2004 году газового масс-спектрометра Finnigan 253 с комплексом on-line систем пробоподготовки позволило поставить в массовом варианте анализ изотопного состава C, O в карбонатах, в том числе для целей изотопной хемостратиграфии, методики определения изотопного состава C и N в органике, в газообразных углеводородах; H и O в воде, растворенного в воде неорганического углерода (д.г.-м.н. В.А. Пономарчук, д.г.-м.н. В.Н. Реутский, к.г.-м.н. О.П. Изох, к.г-м.н. Д.В. Семенова, к.х.н. А.Н. Пыряев). В 2017 году на замену устаревшему газовому масс-спектрометру Finnigan Delta пришёл новейший его аналог Delta V Advantage, что позволило вывести на новый современный уровень анализ изотопного состава S в сульфидах и сульфатах, C в графите и алмазе и открыло перспективы к дальнейшему развитию этого направления, включая изучение изотопного состава азота в геологических флюидах, изотопного состава кислорода в силикатных минералах (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 (Д.В. Семенова, А.В. Карпов).

Возможности элементного анализа были дополнены после приобретения в 2020 году атомно-абсорбционного спектрометра с индуктивно связанной плазмой серии iCAP (Thermo Fisher Scientific, США). Прибор эксплуатируется сотрудниками лаб. 775 (С.Ф. Нечепуренко, Н.В. Андросова) совместно с лаб. геохимии радиоактивных элементов и экогеохиимии (№ 216). Прибор позволяет проводить анализ широкого набора элементов методами пламенной атомизации (K, Na, Li, Rb, Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb, Au, Ag, Se, Sb, Bi, In – концентрации от 0.1 мкг/мл), электротермической атомизации (Co, Ni, As, Cd, Pb, Au, Ag, Se, Sb, Sn, Bi, In, Be, Au, Ag, Pt, Pd, Ru, Hg – концентрации от 0.1 мкг/мл и ниже).

Основные объекты исследования, экспедиции, эксперименты, разработки

Программа для оценки времени нахождения флогопита в кимберлитовом расплаве

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.

Свернуть  

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.  

Свернуть  

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, водорода и азота в органическом веществе; углерода и кислорода в карбонатах, кислорода в воде, растворенного неорганического углерода. С помощью H-Device в режиме двойного напуска проводится изотопный анализ водорода в воде, углерода в углекислоте и продуктах горения углеводородов. 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 веществ, пригодных для анализа 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/³⁹Ar датирования

Постановка метода была осуществлена в 90-х годах XX века на базе технологий и методик, отработанных ранее при постановке и использовании K/Ar метода датирования, а также с помощью существующей в Институте инфраструктуры доставки с томского исследовательского атомного реактора (Томский политехнический университет) и хранения облученных образцов (д.г.-м.н. В.А. Пономарчук, д.г.-м.н. А.В. Травин).  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. 

Свернуть  

2020 год

Аутигенный полевой шпат как индикатор гравитационно-рассольного катагенеза в отложениях карбона южного крыла Московской синеклизы

Для целей реконструкции возраста аутигенной полевошпатовой минерализации и ее соотнесения с постседиментационными процессами проведено изучение аутигенных калиевых полевых шпатов в карбонатных и терригенных отложениях карбона южного крыла Московской синеклизы [Яшунский и др., Литология м полезные ископаемые, 2020, № 3, С. 227-242]. По химическому составу и кристаллической структуре все морфологические типы полевых шпатов (идиоморфные монокристаллические каймы на поверхности песчаных обломочных зерен; тонкокристаллические агрегаты, псевдоморфно замещающие органогенный карбонатный детрит; псевдоскелетные кристаллы, рис. 1) образованы К-полевым шпатом с подавляющим преобладанием калия над натрием и крайне низкими содержаниями кальция, бария и стронция.

По данным изотопного ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирования, формирование аутигенной санидиновой минерализации происходило в пермский период, т.е. на 20–55 млн лет позднее времени накопления вмещающих каменноугольных отложений (рис. 2). Результаты минералогических наблюдений, а также палеофациальные и палеогеографические реконструкции позволяют связывать образование аутигенных калиевых полевых шпатов с процессами гравитационно-рассольного катагенеза, протекавшими в пределах южного крыла Московской синеклизы, в результате просачивания высокоминерализованной рапы пермских эвапоритовых морских бассейнов в подстилающие, более древние отложения.

Рис. 1. Микрофотографии морфогенетических типов аутигенных КПШ в отложениях верхнего и среднего карбона (СЭМ). а–е – Русавкинский карьер, известняки новомилетской свиты касимовского яруса (а, в – зональные зерна с аутигенной идиоморфной каймой, б, г – то же, полированные препараты, изображения в обратно рассеянных электронах, д, е – псевдоскелетные кристаллы); ж–к – Домодедовский карьер, доломитовые мергели кровли щуровской свиты подольского подъяруса московского яруса (ж – тонкокристаллический агрегат КПШ, з – кристаллы КПШ, выросшие в открытой микрополости пород, и, к – псевдоморфозы тонкокристаллического КПШ по раковинам фораминиферы. Ammovertella sp. (и) и фораминиферы отряда Palaeotextularia (к)). Длина неподписанных масштабных линеек – 0.05 мм.

Рис. 2. Изотопное датирование аутигенной санидиновой минерализации в отложениях нижнего, среднего и верхнего карбона южной части Московской синеклизы. Морфологические типы аутигенного санидина: 1 – тонкокристаллические агрегаты, 2 –аутигенные каймы зональных зерен; 3 – схематическое изображение разрезов и уровни отбора проб. Все возрасты указаны в млн лет. 

2021 год

Изотопная геохимия природных вод Байдарской долины (Крымский полуостров)

Байдарская долина расположена на юго-западе Крымского полуострова в пределах Балаклавского района Севастопольской городской агломерации. Долина с южной и восточной стороны примыкает к главной гряде Крымских гор (Форос, Ат-Баш, Ай-Петри и другие). С гидрогеохимической точки зрения природные воды рассматриваемого региона являются слабо изученными. Проведено их изотопно-геохимическое изучение [Новиков и др., Геология и геофизика, 2021, Т. 62, № 12, С. 1705-1726]. Воды имеют атмосферное (метеорное) происхождение. Значения δD и δ¹⁸О вод располагаются вдоль глобальной (GMWL) и локальной (LMWL) линии метеорных вод (рис.). Диапазон значений δ¹⁸O в водах меняется от -9,9 до -3,3‰ с значениями δD от -64,2 до -32,5‰. Источником δ¹³C гидрокарбонат-иона в природных водах Байдарской долины служат карбонатные осадочные породы, атмосферный диоксид углерода, органические соединения и гидролиз алюмосиликатных минералов. При этом поверхностные воды имеют более тяжелый изотопный состав δ¹³C (-9,2 – -6,2‰) за счет атмосферного CO₂ и активной жизнедеятельности растений и микроорганизмов. Трещинно-карстовые воды отличаются более легким δ¹³C (-12,8 – -11,0‰) за счет процессов взаимодействия вод с рассеянным органическим веществом. Воды зоны региональной трещиноватости и трещинно-жильные характеризуются наиболее широкой вариацией δ¹³C (-15,5 – -6,9‰), что связано со смешанным типом ≪изотопного питания≫ вод.

 
Рис. Изотопные отношения δD и δ¹⁸О (а), δ¹³C и δ¹⁸О (б) в природных водах Байдарской долины, а также δ¹³C и δ¹⁸О в породах пещер-источников [Дублянский и др., 2012, Спелеология и карстология, № 9, С. 14-21]: 1 – Скельская и Черная, 2 – Мамут-Чокрак; 3 – вторичных кальцитов пещеры Беш-Кош. GMWL, LMWL. Типы вод: 1 – поверхностные, 2 – трещинно-карстовые, 3 – Скельский источник, 4 – зоны региональной трещиноватости, 5 – трещинно-жильные.

Реконструкция физико-химических условий формирования рудоносных кор выветривания карбонатитового Nb-REE месторождения Томпторского массива на основе изотопных углеродных, кислородных, стронций-стронциевых данных

В результате комплексных исследований Nb–REE-руд Томторского массива [Добрецов и др., 2021, ДАН, Т. 496, № 2, С. 154-157; Moroz et al., 2021, Crystallography reports, V. 66, № 6, P. 923-930], залегающих ниже (нижний рудный горизонт) и выше сидеритового горизонта, выявлено большое количество микрочастиц (от 0.5 до 5–7 микрон), имеющих биоморфную структуру, концентрирующих REE, P, Fe, которые в полной мере сопоставляются с современными и древними микроорганизмами. Главным способом их изучения является сравнительный структурно-морфологический анализ ископаемых и современных микроорганизмов, а также данные δ¹³СPDB и δ¹⁸ОSMOW. В целом наличие в горных породах биоморфных структур и “биогенных” значений δ¹³С позволяет надежно диагностировать ископаемые биоминералы и микрофоссилии.

Нижний рудный горизонт связан с корой выветривания по редкометалльным карбонатитам с франколитовым и гетитовым горизонтами и формировался в окислительной обстановке. В рудах фиксируются типичные изменения, характерные для элювиального процесса (зональное изменение пород и минералов), но также распространены инфильтрационные явления, образующие колломорфно-слоистые структуры, сложенные гидроксидами Fe и Mn (до 40 мас. % MnO) и обогащенные Nb, REE, Th (до n мас. %). Об участии низкотемпературных гидротермальных процессов свидетельствует присутствие в породах коры выветривания флюорита, сульфидов Pb, Cu, Fe и Zn, а также изотопный состав О и Sr. В специфической коре выветривания по карбонатитам (скв. 5625), с горизонтами богатых руд (до 10–15 мас. % Nb₂O₅+REE₂O₃), формирование которой, по многим признакам, происходило в результате сочетания экзогенных и низкотемпературных гидротермальных процессов, выявлены агрегаты вытянутой формы, состоящие из округлых клеток и коккоидные микрофоссилии с фоссилизированным гликокаликсом. Состав образований биоморфной структуры разнообразен – в большинстве случаев встречаются псевдоморфозы фосфата REE (монацита) по клеткам округлой формы, а также коккоиды, замещенные гидроксидами Fe и обогащенные по периферии REE. δ¹³СPDB карбонатов в таких образцах из нижнего рудного горизонта соответствует биогенному – от –16 до –75‰. Формирование ультрабогатых Nb–REE-руд происходило в условиях мелководного термального водоема в результате гидротермальноосадочного процесса. Об этом также свидетельствуют одинаковые составы δ¹³СPDB (от –30 до –32‰) и δ¹⁸ОSMOW (от 7 до 9‰) кальцита в сидеритовом горизонте Томпторского месторождения и в гидротермально-осадочных (с биотой) отложениях термального котла оз. Фумарольное (Камчатка).

Изотопы С и О карбонатов из руд верхнего рудного горизонта варьируют в широких пределах и сопоставляются с гидротермальным трендом и трендом взаимодействия щелочных пород с метеорными флюидами. Полученные данные свидетельствуют о важнейшей роли микроорганизмов в перераспределении REE в коре выветривания (нижний рудный горизонт) и решающей роли в концентрировании REE при формировании руд верхнего рудного горизонта. Поглощение REE осуществлялось сообществом микроорганизмов: фототрофов, метаногенов, метанотрофов и протеобактерий – составляющих основу микробиоценоза данной палеоэкосистемы. δ¹³СPDB карбонатов во всех изученных образцах соответствует биогенному, а изотопный состав δ¹⁸ОSMOW (от 7 до 20‰) свидетельствует об эндогенной (гидротермальной) и, в меньшей мере, экзогенной природе растворов. Этот фактор, а также и низкие значения (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_I карбонатов, составляющие ∼0.704–0.7045, исключают участие морской воды.

Мантийный флогопит как измеритель скорости подъема кимберлитового расплава 

На основании ⁴⁰Ar/³⁹Ar исследований флогопитов из глубинных ксенолитов кимберлитовых трубок Мир и Удачная-Восточная (таблица) получены оценки возраста в диапазоне 2568-2288 млн лет [Yudin et al., 2021, Minerals, V. 11, Iss. 2], соответствующие стадии раннего мантийного метасоматоза в пределах Сибирского кратона.

Таблица. Типы пород, оценки температур, давлений последнего равновесия для флогопит-содержащих ксенолитов из кимберлитовых трубок Мир (М4/01, М5/01, М31/01) и Удачная-Восточная (УВ300/09), а также – значения ⁴⁰Ar/³⁹Ar  возраста флогопита, расчитанного для высокотемпературного плато.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что несмотря на длительное пребывание в высокотемпературных мантийных условиях, а затем – транспортировку к поверхности в кимберлитовом расплаве, K/Ar изотопная система флогопита из ксенолитов пироксенитов сохранила память о возрасте формирования с поправкой на ⁴⁰Ar*, вышедший из решетки флогопита за счет объемной диффузии.

Нами с использованием двух разновидностей флогопита – из пород месторождения Кухи-Лал (Таджикстан, ЮЗ Памир) с возрастом 8.5 млн лет и из магнезиальных скарнов Алданского щита с возрастом 1872 млн лет проведены лабораторные эксперименты [Yudin et al., 2021, Minerals, V. 11, Iss. 2], моделирующие нахождение флогопита в близких к мантийным условиям при температурах (от 700 до 1000°С) и высоких давлениях (3 ГПА). В исследованиях использовали ячейку высокого давления (ЯВД) из смеси тугоплавких оксидов ZrO₂ и СаО. В составах исходных и прогретых флогопитов не обнаружено значимых различий в суммах компонентов, которые могли бы косвенно указывать на потерю минералом воды в ходе прогрева. Параметры ячейки флогопитов, прогретых при высоких давлениях, в целом изменяются незначительно по сравнению с таковыми исходной слюды. Результаты ⁴⁰Ar/³⁹Ar датирования образцов флогопитов до и после лабораторных экспериментов приведены на рис. 1. Если в спектрах исходных флогопитов наблюдаются кондиционные плато с соответствующими значениями возраста, то по мере увеличения интенсивности воздействия происходит, с одной стороны, увеличение измеренных значений в спектре “Таджикского” флогопита, с другой – омоложение в спектре “Алданского” флогопита (рис. 1). Таким образом, можно сделать вывод о том, что даже в «сухих» лабораторных условиях существует эффективный механизм внедрения радиогенного аргона, выделяющегося из кристаллической решетки древнего флогопита, в структуру флогопита с меньшим возрастом.

Рис. 1. ⁴⁰Ar/³⁹Ar возрастные спектры флогопита a) из пород Алданского щита, b) из месторождения Кухи-Лал (Таджикистан) исходного и после лабораторных экспериментов при высоких температурах и давлении 3 ГПа. Параметры лабораторных экспериментов и величина измеренного интегрального возраста (TFA) подписаны на рисунке. OS – исходный образец.

Это подтверждает предположение о существовании механизма эффективного обмена радиогенным аргоном между зернами флогопита в мантийных условиях. С другой стороны, в связи с тем, что концентрация радиогенного аргона в древнем флогопите значительно выше, измеренную для него кинетику выделения можно использовать для оценки параметров диффузии аргона в кристаллической решетке минерала с использованием численного моделирования.

На рисунке (рис. 2) приведена диаграмма Аррениуса, полученная по результатам лабораторных экспериментов. Полученные экспериментальные точки хорошо согласуются с теоретической линией для диффузии аргона при давлении 30 кбар. Это позволяет сделать вывод о том, что основным механизмом, обеспечивающим подвижность радиогенного аргона в структуре флогопита при этих условиях остается “объемная диффузия”.

Рис. 2. Аррениусовская диаграмма для диффузии радиогенного аргона в флогопите. Не залитые кружки и сплошная линия соответствуют данным Жилетти [Giletti, 1974, Geochem. Transport & kinetics, Carnegie Inst. Of Washington, P. 107-115], полученным при давлении воды 2 кбар и только для температуры T = 900°C – при давлении воды 1 кбар. Черный треугольник при 550°C был получен при давлении воды 1 кбар. Наши данные: Зеленый– лабораторный эксперимент продолжительностью 2 часа при давлении 3 ГПа; красный – эксперимент продолжительностью 72 часа и давлении 3 ГПа; штриховая линия показывает значения при давлении 3 Гпа при известных кинетических параметрах флогопита [57] и характеризуется D_O = 0.75 см²/сек и E_a = 284672 Дж/моль при давлении 3 Гпа (активационный объем – 14 см³/моль).

Важно заметить, что, продолжительности прогрева в несколько часов достаточно для значительной потери радиогенного аргона при температурах, превышающих 850 °С. По всей видимости, феномен сохранности радиогенного аргона в решетке флогопита мантийных ксенолитов объясняется ограниченностью стоков радиогенного аргона из флогопита в мантийных условиях.

С учетом сказанного, при описании с помощью численного моделирования эволюции K/Ar изотопной системы флогопита:

Стадия 1. Зерно находится в составе глубинного блока пород. Значение температуры и давления принимается в соответствии с оценками, полученными для каждого из исследованных ксенолитов (таб. ). Предполагается, что зерно обменивается аргоном через межзерновое пространство с другими зернами, что приводит к накоплению некоторого количества радиогенного аргона в межзерновом пространстве.

Стадия 2. Ксенолит с флогопитом находится в кимберлитовом расплаве (в силу небольших размеров ксенолита относительно исходной породы) имеем нулевое граничное условие для содержания аргона на границе зерна флогопита, при этом расчетная область сокращается до размеров диффузионного домена. Температура кимберлитового расплава принята равной 1000ºC. Давление изменяется линейно, начиная от значения, полученного с помощью минеральных геобарометров для каждого из изученных ксенолитов, до 0.0001 ГПа на земной поверхности.

Стадия 3. После формирования кимберлитового тела на поверхности флогопит находится при температуре ниже, чем температура закрытия его K/Ar изотопной системы. Происходит накопление радиогенного ⁴⁰Ar за счет радиоактивного распада ⁴⁰K.

Для каждого из ксенолитов подъем начинался от глубины его формирования в соответствии с оценкой давления последнего равновесия (таб.). Рассматривался вариант подъема с постоянной скоростью. Чем меньше скорость, тем больше время прогрева породы при температуре расплава (~ 1000 °С) и, соответственно, тем больше величина потери радиогенного ⁴⁰Ar. На основе пересечения модельной и рассчитанной по возрастному ⁴⁰Ar/³⁹Ar спектру флогопита величин потери для каждого из образцов, оценена оптимальная скорость подъема (рис. 3).

Полученные на основе численного моделирования потери радиогенного аргона флогопитом при подъеме ксенолитов трубок Мир, Удачная-Восточная к поверхности в кимберлитовом расплаве (температура ~ 1000 °С) оценки скорости расплава согласуются между собой, средняя скорость составляет 15 ± 3 км/час.

Рис. 3. Оценка скорости подъема ксенолитов в кимберлитовом расплаве, основанная на степени потери радиогенного ⁴⁰Ar* флогопитом. Красный цвет – трубка Мир, голубой цвет – трубка Удачная-Восточная. 

2022 год

Оценка матричного влияния при определении микроэлементнов ИСП-МС методом

Для снижения и/или компенсации неспектрального матричного влияния применяют разные приемы: отделение определяемых элементов от матрицы химическими способами; увеличение коэффициента разбавления анализируемого раствора до измерения и аэрозольное разбавление; использование устойчивых инструментальных параметров (скорость подачи образца в распылитель, мощность генератора, расстояние между горелкой и конусом, потенциал на линзе-экстракторе), приводящих к уменьшению как интенсивности сигнала, так и матричного влияния; применение подходящих способов градуировки. Использование процедуры градуировки с образцами сравнения, приготовленными из многоэлементных эталонных растворов с добавлением реактивов, имитирующих матрицу анализируемых растворов является, пожалуй, наиболее перспективным подходом.

С целью проверки неспектрального матричного влияния на чувствительность микроэлементов (17 элементов) и его коррекции при определении методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) после сплавления геологических образцов с метаборатом Li проведена его экспериментальная оценка [Nikolaeva et al., Moscow Univ. Chem. Bull., 2022]. Сопоставление результатов проводилось с использованием разных образцов сравнения (таб.) – эталонных растворов в азотной кислоте, этих же растворов с добавлением метабората лития для имитации матрицы и раствора стандартного образца (BHVO-1). В качестве внутреннего стандарта использовался In, добавленный весовым методом в анализируемые растворы и образцы сравнения непосредственно перед измерениями. Концентрация In во всех растворах составляла 1 мкг/л.

В работе использованы отечественные и международные геологические стандартные образцы состава естественных горных пород: базальты BHVO-1, BHVO-2, BCR-2 (USGS), граниты СГ-3 (Россия), G-2 (USGS), габбро – СГД-2А (Россия).

Анализ отклонения полученных по методике градуировки результатов от аттестованных значений для стандартных образцов позволил установить, что применение в качестве образца сравнения раствора BHVO-1 c матричным составом, аналогичным составу анализируемых образцов, обеспечивает получение МС-ИСП результатов с наименьшими отклонениями (до 5%) от аттестованных значений для 17 элементов во всех изученных стандартных геологических образцах (рис.).

Таблица. Состав образцов сравнения для градуировок.

Примечание: CMS-1 – многоэлементный раствор фирмы “Inorganic Ventures”; BHVO-1 – стандартный образец базальта (USGS)

Установлено, что применение в качестве образца сравнения раствора BHVO-1 c матричным составом, аналогичным составу анализируемых образцов, обеспечивает получение МС-ИСП результатов с наименьшими отклонениями от аттестованных значений для всех 17 элементов во всех изученных стандартных геологических образцах.

Рисунок. Отклонение МС-ИСП результатов (Cатт/С_МС-ИСП), полученных по градуировкам № 1-3, от аттестованных значений для стандартных образцов базальта BHVO-2 (А) и гранита G-2

2023 год

Термохронология Ангаро-Витимского гранитоидного батолита

С целью выявления влияния мезозойских событий, связанных с закрытием Монголо-Охотского океанического бассейна и формированием одноименного орогенного пояса на термическую историю пород Ангаро-Витимского гранитоидного батолита (АВБ), а также – реконструкции истории их вывода к поверхности рассмотрены результаты комплексного U/Pb, ⁴⁰Ar/³⁹Ar и трекового датирования образцов баргузинского и чивыркуйского комплексов батолита на трех ключевых участках батолита [Травин и др., 2023, ДАН, Т. 508, № 2; Травин и др., Геология и геофизика, 2023, Т. 64, № 9]: а) в юго- западной части, б) на полуострове Святой нос, восточном берегу оз. Байкал, в) в северо-западной части (рис.).

При рассмотрении гранитоидов АВБ авторы исходили из следующих представлений: гранитоидный магматизм начался на завершающей стадии «герцинской орогении», т.е. в условиях относительно пластичной прогретой коры, на глубинах 20-13 км; выплавление основного объема гранитоидных магм (баргузинские граниты) происходило на уровне средней-верхней коры. Мафические магмы, судя по всему, практически не достигали поверхности. Отсутствуют вулканические комагматы не только гранитоидов но и базитов (возможно это связано с глубокой эродированностью региона, что могло быть при общем воздымании, однако в случае Сибирских траппов этого не наблюдается). Мафическая мантийная компонента (габбро-монцонитовые плутоны, синплутонические интрузии, комбинированные дайки, мафические включения, смешанные изотопные характеристики) появляется только в постбаргузинских гранитоидах.

Сводка опубликованных [Травин и др., 2023, ДАН, Т. 508, № 2; Травин и др., Геология и геофизика, 2023, Т. 64, № 9] и новых данных изотопного и трекового датирования приведена на термохронологической диаграмме (рис.). Характерно, что для пород юго-западного, восточного и северо-восточного изученных участков реконструируется в целом одинаковая термическая история.

 
Рисунок. – Термохронологическая диаграмма эволюции гранитоидов Ангаро-Витимского батолита. Цветом выделены образцы юго-западной части батолита (зеленый), полуострова Святой нос и восточного берега озера Байкал (синий), северо-восточной части батолита (красный). Голубые линии соответствуют возрасту этапов формирования покровно-сдвиговых структур Восточного Саяна: I – покровный, II – покровно-складчатый, III – складчато-сдвиговый. Белым цветом выделены новые данные трекового возраста апатита. На врезке показаны результаты обратного моделирование длин треков деления апатита с использованием программного обеспечения AFTSolve1. APAZ - зона частичного отжига апатита.

На основе комплексной реконструкции термической истории гранитов Ангаро-Витимского батолита установлено, как минимум, три этапа денудации возникшего в результате герцинской коллизии орогена:

1) Этап с возрастом 320-250 млн лет характеризуется амплитудой 3-5 км, по времени совпадает или следует за внедрением гранитоидов чивыркуйского комплекса;

2) Следующий этап согласуется по возрасту с позднемезозойским крупномасштабным расширением земной коры, происходившим на северо-востоке континентальной Азии и характеризуется амплитудой денудации порядка 3 км;

3) Заключительная стадия на основании данных трекового датирования по апатиту началась около 60 млн лет назад и соответствует этапу активного разрушения Монголо-Охотского орогена и вывода пород АВБ к поверхности с глубин 5-6 км. 

2024 год

Изотопный состав H, O, и возраст подземных вод Новосибирской области

Для выявления степени влияния изменения климата на состав стабильных изотопов кислорода и водорода в древних осадках и полученных из них подземных водах, необходим параметр времени пребывания грунтовых вод (возраст воды). Это позволяет оценить, сколько лет назад вода попала в водоносные горизонты, которые в настоящее время сбрасываются. Имея данные о содержании ¹⁴С в воде, проблема становится решаемой. Известно, что климат на планете претерпел значительные изменения, в том числе за последние 70 000 лет. Также известно, что климатические условия оказывают непосредственное влияние на изотопный состав кислорода и водорода в атмосферных осадках каждого конкретного региона. Нами проведено исследование подземных вод, отобранных на территории Новосибирской области (рис. 1), с целью выявления зависимости стабильного изотопного состава кислорода и водорода от климатических условий во время подпитки водоносных горизонтов [Pyryaev et al., 2024, Groundwater for Sustainable Development, V. 27]. Для этого в дополнение к определению H, O изотопного состава было проведено определение содержания радиоуглерода (РНУ-возраст). Радиоуглеродный анализ проводился методом ускорительной масс-спектрометрии на установке MICADAS #28 AMS, работающей в лаборатории AMS "Золотая долина" Новосибирского государственного университета [Petrozhitskiy et al., 2024, Radiocarbon, V 66, Iss. 5].

Рис. 1. Схематическая карта места отбора проб подземных вод в Обь-Зайсанской складчатой области (а); гидрогеологический разрез по линии A – B (b). Обозначения на рисунке: розовые кружки (1) – точки отбора проб с указанием возраста воды в годах (с использованием размера кружков); штриховка - тип отложений/горных пород, доминирующих в данном районе: 2 - четвертичный; 3 – неоген-палеогеновый; 4 – юрский; 5 – каменноугольный; 6 – карбон-девон; 7 – девон; 8 – ордовик; 9 – кембрий; 10 – гранитоиды разного возраста; 11 – среднедевонские габбро; 12 – среднедевонские долериты; географические ориентиры: 13 – границы ОЗФО; 14 – населенные пункты; 15 – граница города Новосибирска; 16 – дорожная сеть; 17 – речная сеть.

Главная проблема в датировании вод с привлечением радиоуглеродного метода заключается в том, что непосредственный расчет возраста вод (времен удержания вод в водоносных горизонтах) из радиоуглеродных данных – не корректен, поскольку не учитывает эффекты преобразования изотопного состава углерода в водах за счет взаимодействия растворенного в водах углерода с породами коллекторов подземных вод. Учесть эти эффекты становится возможным только с привлечением изотопно-концентрационной характеристики (то есть, данных по количественному и изотопному составу) растворенных форм углерода в водах. Оценка времен удержания подземных вод в водоносных горизонтах была произведена с помощью расчетного метода, с введением коэффициента, учитывающего эффект резервуара, а также с помощью графических подходов Пирсона-Шварценки (использующего линии одновозрастных вод) и Хана (отражающего взаимодействие вод с окружением – газами, ОВ, породами).

Использованный подход позволил разделить воды на условные группы по возрастам: от современных до вод с возрастом более 14 000 лет. Разделение вод на возрастные группы показало, что с увеличением возраста вод наблюдается характерное обеднение значений δD и δ¹⁸O (рис. 2), что указывает на постепенное изменение климатических условий в Новосибирской области: от наиболее холодного (более 14 тыс лет назад) к современному наиболее теплому в указанных временных рамках. Сделанные выводы хорошо согласуются с данными метеорологических наблюдений климата в Новосибирской области за последние 100 лет.

Рис. 2. Вариации значений δD (a) и δ¹⁸O (b) в исследованных подземных водах в сравнении с содержанием ¹⁴C в DIC.

H-, O-, C-, S- изотопные характеристики серы карбонатитовых комплексов Кольской щелочной провинции

Проведено исследование изотопного состава серы (δ³⁴S) серосодержащих минералов из карбонатита Контозеро и Салланлатвы [Kozlov et al., 2024, Geochem. International, V. 62, No. 6, P. 561-573]. Сульфид/сульфатную пробу (от 1,5 до 3 мг) смешивали с пятиокисью ванадия (V) и измельченным кварцем в пропорции 1:10:10 и помещали в пробирку из реакционного кварцевого стекла. Последний откачивали до давления 10^-4 Па и дегазировали образец при температуре 450°С в течение 30 минут. Затем образец откачивали и нагревали в течение 30 минут при температуре 850°С. Это привело к полному окислению серы до SO₂. Стабильные соотношения изотопов серы определяли на газовом изотопном масс-спектрометре Delta V Advantage (Thermo Finnigan, Германия) в режиме двойного ввода. Процедура пробоподготовки и масс-спектрометрических измерений контролировалась путем измерения образцов стандартного изотопного состава: IAEA-S-1 (сульфид серебра, δ³⁴S = -0.3‰), IAEA-S-2 (сульфид серебра, δ³⁴S = +22.7‰), IAEA-S-3 (сульфид серебра, δ³⁴S = -32.3‰) и NBS-127 (барит, δ³⁴S = +20.3‰), а также лабораторные стандарты. Воспроизводимость значений δ³⁴S составила не более 0.2‰ (2σ). Значения δ³⁴S (рис.) приведены в сравнении со стандартом VCDT.

 
Рис. 2.1. Диаграмма δ³⁴S сульфидов из карбонатитов Кольской щелочной провинции: KHI – Хибины; KNT – Контозеро; SOK – Сокли; OZV – Озёрная Варака; SGR – Салмагора; SBL – Себльявр; KVD – Ковдор; VUO – Вуориярви; SAL – Салланлатва.

Установлено закономерное изменение изотопных характеристик серы сульфидов: обеднение сульфидов тяжёлым изотопом серы сопряжено с увеличением редкоземельной минерализации карбонатитов. Такая динамика составов соответствует эволюции окислительно-восстановительного состояния флюида в процессе становления карбонатитовых систем.

Свернуть  

Имеющееся в распоряжении лаборатории аналитическое оборудование:

• 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.

Свернуть  

Двое сотрудников лаборатории являются преподавателями:

Палесский Станислав Владиславович читает курс «Концепции современного естествознания» студентам 2-3 курсов Гуманитарного Института Новосибирского государственного университета.

Травин Алексей Валентинович 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).

Свернуть  

Виктор Антонович Пономарчук – эксперт РНФ;

Реутский Вадим Николаевич – эксперт РАН, РНФ;

Травин Алексей Валентинович – эксперт РАН, РНФ.

Травин Алексей Валентинович является членом редакционных коллегий журналов Геология и геофизика, Minerals.

Свернуть  

2020 год

Пономарчук В.А., Жмодик С.М., Лазарева Е.В., Пыряев А.Н. Изотопы углерода и кислорода в карбонатах карбонатитов  Томторского REE – Nb месторождения (Арктическая Сибирь)  XVII Всероссийская Ферсмановская научная сессия, посвященная 90-летию Кольского научного центра РАН и 100-летию первой экспедиции А.Е. Ферсмана в Хибины, 5-8 апреля, 2020, г. Апатиты.

Юдин Д.С., Мурзинцев Н.Г., Лебедева Н.М. ОЦЕНКА СКОРОСТИ ПОДЪЕМА КИМБЕРЛИТОВОГО РАСПЛАВА  НА ОСНОВЕ  40Ar/39Ar ИССЛЕДОВАНИЯ КСЕНОЛИТОВ Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы совещания. Вып. 18. – г. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2020. 

2021 год

Zhmodik S.,  Ivanov P.,  Travin A.,  Vishnevskiy S.,  Yudin D., Lazareva E. ⁴⁰Ar/³⁹Ar-age of the Talakhtakh diatreme rocks (Arctic Siberia) EGU General Assembly 2021, 19-30 April, 2021, Göttingen Germany.

Владимиров А.Г., Травин А.В., Дьячков Б.А., Мурзинцев Н.Г., Анникова И.Ю., Зимановская Н.А., Кузьмина О.Н., Михеев Е.И. ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ ПЕРМСКИХ ПОСТКОЛЛИЗИОННЫХ ГРАНИТОВ И РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАЛБА-НАРЫМСКОГО ПОЯСА (ВОСТОЧНЫЙ КАЗАХСТАН) Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы совещания. Вып. 19. – г. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2021. 

2022 год

Травин А.В., Буслов М.М., Бишаев Ю.А., Цыганков  А.А. МУЛЬТИТЕРМОХРОНОЛОГИЯ АНГАРО-ВИТИМСКОГО ГРАНИТОИДНОГО БАТОЛИТА КАК ЛЕТОПИСЬ ЭВОЛЮЦИИ МОНГОЛО-ОХОТСКОГО ОРОГЕНА  Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы совещания. Вып. 20. – г. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2022.

2023 год

Травин А.В., Мурзинцев Н.Н. ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ ГНЕЙСОГРАНИТНОГО МАССИВА ШОНГЧАЙ, СЕВЕРНЫЙ ВЬЕТНАМ Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту): Материалы совещания. Вып. 21. – г. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2023. 

2024 год

Травин А.В., Мурзинцев Н.Г., Буслов М.М. Термохронология гранитоидных батолитов Всероссийская конференция с международным участием  ГЕОТЕРМОХРОНОЛОГИЯ: методы, фундаментальные и прикладные исследования», 15-18 мая 2024, г. Казань. 

Свернуть  

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0032; Номер Гос. учета: 122041400171-5. «Термо-, петрохронологические индикаторы геодинамических режимов и рудообразования: развитие методик и интерпретации», руководитель Травин Алексей Валентинович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0018. «Петрохронологический подход реконструкции этапов формирования метаморфических, магматических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых, основанный на развитии методик элементного, изотопно-геохимического и геохронологического анализов», руководитель Травин Алексей Валентинович

Гранты Российского научного фонда

Свернуть  

2023 год

1. Airiyants E.V., Nharara B.T., Kiseleva O.N., Belyanin D.K., Roschektaev P.A., Travin A.V., Zhmodik S.M., 2023. Vladimirskoe Deposit (Eastern Sayan): Age of Dyke Complexes and Localization Features of Gold Mineralization. Geodynamics & Tectonophysics 14 (4), 0710. DOI: 10.5800/GT-2023-14-4-0710
2. Ashchepkov I.V., Babushkina S.A., Oleinikov O.B., Medvedev N.S., Yudin D.S. and Karmanov N.S. Unique Amphibole-Bearing Mantle Column Beneath the Leningrad Kimberlite Pipe, West Ukukit Field, NE Yakutia // Petroleum & Petrochemical Engineering Journal -Volume 7 – Issue 2. DOI: 10.23880/ppej-16000345
3. Buslov M.M., Travin A.V., Bishaev Yu.A., Sklyarov E.V. TECTONOTHERMAL EVOLUTION OF THE ZAGAN METAMORPHIC CORE COMPLEX IN TRANSBAIKALIA AS A RESULT OF THE CRETACEOUS – PALEOCENE MONGOL-OKHOTSK POST-COLLISIONAL OROGEN DESTRUCTION // Geodynamics & Tectonophysics – 2023 – 14 (4) – 0708. DOI: 10.5800/GT-2023-14-4-0708
4. Deev E., Dublyansky Y., Kokh S., Scholz D., Rusanov G., Sokol E., Khvorov P., Reutsky V., Panin A. Large Holocene paleoseismic events and synchronized travertine formation: a case study of the Kurai fault zone (Gorny Altai, Russia) // International Geology Review Volume 65, 2023 - Issue 15. DOI: 10.1080/00206814.2022.2145510
5. Deev E.V., Kokh S.N., Dublyansky Y., Sokol E.V., Denis S., Rusanov G.G., Reutsky V.N. Travertines of the South-Eastern Gorny Altai (Russia): Implications for Paleoseismology and Paleoenvironmental Conditions // Minerals – 2023 – 13(2) – 259. DOI: 10.3390/min13020259
6. Gaskov I.V., Borisenko A.S., Borisenko I.D., Izokh A.E., Ponomarchuk A.V. Chronology of Alkaline Magmatism and Gold Mineralization in the Central Aldan Ore District (Southern Yakutia) // Russian Geology and Geophysics – 2023 – 64 (2) – 175–191. DOI: 10.2113/RGG20214427
7. Korsakov A.V., Yudin D.S., Musiyachenko K.A., Demin S.P. 40Ar/39Ar DATING OF MARUYAMAITE (K-DOMINANT TOURMALINE) FROM DIAMOND-BEARING METAMORPHIC ROCKS OF THE KOKCHETAV MASSIF // Geodynamics & Tectonophysics – 2023 – VOLUME 14 – ISSUE 3 – ARTICLE 0699. DOI: 10.5800/GT-2023-14-3-0699
8. Kruk N.N., Gavryushkina O.A., Smirnov S.Z., Kruk E.A., Rudnev S.N., Semenova D.V. Formation of High-Silica Leucocratic Granitoids on the Late Devonian Peraluminous Series of the Russian Altai: Mineralogical, Geochemical, and Isotope Reconstructions // Minerals 2023, 13, 496. DOI: 10.3390/min13040496
9. Malikov D.G., Svyatko S.V., Pyryaev A.N. Paleoecology of the mammoth fauna of Southern Siberia during the last glacial period based on stable isotope data // Quaternary International – 2023 . DOI: 10.1016/j.quaint.2023.08.004
10. Novikov D.A., Pyryaev A.N. STABLE ISOTOPES OF O, H AND C IN GROUND WATERS OF PETROLEUM DEPOSITS, NORTHERN REGIONS OF THE WEST SIBERIAN SEDIMENTARY BASIN // Geology and mineral resources of Siberia – 2023 . DOI: 10.20403/2078-0575-2023-2-23-32
11. Palesskiy S.V., Nikolaeva I.V., Kozmenko O.A. Microwave Preparation of Geological Samples in UltraWAVE System for the Determination of Platinum Group Elements and Rhenium by Mass-Spectrometric Isotope Dilution // Geochemistry International, 2023, Vol. 61, No. 7, pp. 744–749.DOI: 10.1134/S0016702923070042
12. Popov A.Yu., Shevko A.Ya., Sobolev E.S., Yadrenkin A.V., Nikitenko B.L., Travin A.V. Triassic Volcaniclastic and Igneous Rocks of the Pronchishchev Ridge (East Siberia, Arctic): Composition, Structure, Genesis, and Age // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–14. DOI: 10.2113/RGG20224501
13. Reutsky V.N., Borzdov Y.M. Effect of growth rate on diamond composition // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 135 – 109865. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.109865
14. Reutsky V.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N. Carbon Isotope Fractionation during Metal–Carbonate Interaction at the Mantle Pressures and Temperatures // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–9. DOI: 10.2113/RGG20234561
15. Rudnev S.N., Karmysheva I.V., Semenova D.V., Yakovlev V.A., Sugorakova A.M. Magmatic and Xenogenic Zircons from Granitoids of the Kaa-Khem Batholith as Age Markers of the Crust in the Junction Zone of the Tannu-Ola Island Arc and the Tuva–Mongolian Microcontinent (Eastern Tuva) // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–14. DOI: 10.2113/RGG20234527
16. Sklyarov E.V., Kargopolov S.A., Lavrenchuk A.V., Pushkarev E.V., Semenova D.V. Geology, Petrology, and Mineralogy of Hornfels-like Rocks (Beerbachite) in the Early Paleozoic Olkhon Collisional Orogen (West Baikal Area, Russia) // Minerals – 2023 – 13 – 1370. DOI: 10.3390/min13111370
17. Sobolev I.D., Novikova A.S., Vikentyev I.V., Sheshukov V.S., Dubensky A.S., Travin A.V., Varlamov D.A., Bortnikov N.S. Two Stages of Assembly of the Pangea Supercontinent in the Polar Urals: The First U/Pb (LA-ICP-MS) and 40Ar/39Ar Dating of the Yarkeu Complex // Doklady Rossiiskoi Akademii Nauk. Nauki o Zemle – 2023 - Vol. 508 – No. 2 - pp. 164–172. DOI: 10.1134/S1028334X22601663
18. Sokol A.G., Koz’menko O.A., Kruk A.N., Nechepurenko S.F. Composition of the Fluid in Carbonate- and Chlorine-Bearing Pelite near the Second Critical Point: Results of Diamond Trap Experiments // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–13, 2023. DOI: 10.2113/RGG20234555
19. Sorokin A.A., Zaika V.A., Kadashnikova A.Yu, Ponomarchuk A.V., Travin A.V., Ponomarchuk V.A., Buchko I.V. Mesozoic thermal events and related gold mineralization in the еastern Mongol-Okhotsk Orogenic Belt: constraints from regional geology and 40Ar/39Ar dating // International Geology Review – 2023 – 65:9 – 1476-1499. DOI: 10.1080/00206814.2022.2092781
20. Zhmodik S M., Ponomarchuk V.A. Geochemical View on “Harmless” Depleted Uranium // Doklady Earth Sciences – 2023. DOI: 10.1134/S1028334X23601670
21. Zhmodik S. M., Travin A. V., Lazareva E. A., Yudin D. S., Belyanin D. K., Tolstov A. V., Dobretsov N. N. The Paleozoic Stage of Formation of Alkaline Rocks of the Bogdo Massif, Arctic Siberia: Data of 40Ar/39Ar Dating // Doklady Earth Sciences – 2023. DOI: 10.1134/S1028334X23602705
22. Zhmodik S.M., Airiyants E.V., Belyanin D.K., Damdinov B.B., Karmanov N.S., Kiseleva O.N., Kozlov A.V., Mironov A.A., Moroz T.N., Ponomarchuk V.A. Native Gold and Unique Gold–Brannerite Nuggets from the Placer of the Kamenny Stream, Ozerninsky Ore Cluster (Western Transbakalia, Russia) and Possible Sources // Minerals 2023, 13, 1149. DOI: 10.3390/min13091149
23. Будяк А.Е., Чугаев А.В., Тарасова Ю.И., Горячев Н.А., Блинов А.В., Абрамова В.Д., Рассохина И.В., Реутский В.Н., Игнатьев А.В., Веливецкая Т.А., Ванин В.А. ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГАХАН «СУХОЛОЖСКОГО» ТИПА (БАЙКАЛО-ПАТОМСКОЕ НАГОРЬЕ) // Геология и геофизика – 2023. DOI: 10.15372/GiG2023132
24. Бурлаков Е.В., Иванов К.С., Берзин С.В., Травин А.В., Ханин Д.А. (2023) Возраст и условия формирования хрусталеносных месторождений Приполярного Урала. Литосфера, 23(6), 982-1005. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-6-982-1005
25. Гаврюшкина О. А., Соколова Е. Н., Смирнов С. З., Крук Н. Н., Пономарчук А. В., Томас В. Г. ЭВОЛЮЦИЯ РЕДКОМЕТАЛЛЬНЫХ Li–F ГРАНИТНЫХ МАГМ В ОЧАГАХ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ОЛОВО-ВОЛЬФРАМОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ТИГРИНОГО И ЗАБЫТОГО (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ СИХОТЭ-АЛИНЬ, ПРИМОРЬЕ) // ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2023, том 65, № 6, с. 509–527. DOI: 10.31857/S0016777023060047
26. Дзюба О.С., Шурыгин Б.Н., Изох О.П., Кузнецов А.Б., Косенко И.Н. ИЗОТОПЫ C, O и Sr В РОСТРАХ БЕЛЕМНИТОВ ИЗ БАЙОСА–БАТА АРКТИЧЕСКОЙ СИБИРИ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ГЛОБАЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИИ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕКОНСТРУКЦИЙ // Геология и геофизика – 2023. DOI: 10.15372/GIG2023138
27. Кардашевская В.Н., Анисимова Г.С., Баданина Е.В., Саватенков В.М., Травин А.В. АЛГОМИНСКИЙ ЗОЛОТОРУДНЫЙ УЗЕЛ (Алдано-Становой щит): МИНЕРАЛОГИЯ, УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ, ИСТОЧНИКИ РУДНОГО ВЕЩЕСТВА И ВОЗРАСТ ОРУДЕНЕНИЯ // Геология и геофизика, 2023. DOI: 10.15372/GiG2023175
28. Карпов А.В., Гаськова О.Л., Владимиров А.Г., Анникова И.Ю., Мороз Е.Н. Геохимическая модель накопления урана в русле реки Семизбай (Северо-Казахстанская урановорудная провинция) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 1. – С.165-176. DOI: 10.18799/24131830/2023/1/3779
29. Маликовa Д.Г., Святко С.В., Пыряев А.Н., Колобова К.А., Овчинников И.Ю., Маликова Е.Л. НОВЫЕ ДАННЫЕ ПО РАСПРОСТРАНЕНИЮ И ИЗОТОПНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТАТКОВ МАМОНТА MAMMUTHUS PRIMIGENIUS (PROBOSCIDEA, ELEPHANTIDAE) В ПОЗДНЕМ ПЛЕЙСТОЦЕНЕ МИНУСИНСКОЙ КОТЛОВИНЫ (ЮЖНАЯ CИБИРЬ) // ЗООЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ – 2023 – том 102 - № 8 - с. 924–938. DOI: 10.31857/S004451342308007X
30. Николаева И.В., Палесский С.В. Применение микроволновых систем MARS-5 и UltraWAVE для разложения силикатных пород с последующим МС-ИСП анализом. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023;89(4):5-15. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-4-5-15
31. Орехов А.А., Крук Н.Н., Гаврюшкина О.А., Крук Е.А., Федосеев Д.Г., Пономарчук А.В. ГАББРОИДЫ И МОНЦОНИТОИДЫ ТИГРИНОГО РУДНОГО УЗЛА (СИХОТЭ-АЛИНЬ): СОСТАВ, ВОЗРАСТ, ОБСТАНОВКИ ФОРМИРОВАНИЯ И СВЯЗЬ С ОРУДЕНЕНИЕМ // ТИХООКЕАНСКАЯ ГЕОЛОГИЯ – 2023 - том 42 - № 5 - с. 43–56. DOI: 10.30911/0207-4028-2023-42-5-43-56
32. Перетяжко И.С., Савина Е.А., Пуляева И.А., Юдин Д.С. Внутриплитный вулканизм гайота Альба: геодинамические модели формирования Магеллановых гор в Тихом океане на протяжении 100 млн лет // Геология и геофизика – 2023 – т. 64 –  № 1 –  с. 3—33. DOI: 10.15372/GiG2021179
33. Руднев С.Н., Туркина О.М., Семенова Д.В., Серов П.А. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ИСТОЧНИКИ РАСПЛАВОВ РАННЕНЕОПРОТЕРОЗОЙСКИХ ГРАНИТОВ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ // Геология и геофизика – 2023 –т. 64 –№ 2 – с. 163–179. DOI: 10.15372/GiG2021109
34. Рябов В.В., Пономарчук В.А. ОСОБЕННОСТИ ПЕТРОЛОГИИ КУРЕЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГРАФИТА В КРОВЛЕ ТРАППОВОЙ ИНТРУЗИИ ПЕРВОГО ПОРОГА (Сибирская платформа) // Геология и геофизика, 2023, т. 64, № 7, с. 955–971. DOI: 10.15372/GiG2022155
35. Смирнов В.Н., Иванов К.С., Травин А.В., Захаров А.В., Ерохин Ю.В. (2022) 40Ar-39Ar датирование пегматитов Мурзинско-Адуйского района (Средний Урал): результаты и их геологическая интерпретация. Литосфера, 22(5), 612-623. DOI: 10.24930/1681-9004-2022-22-5-612-623
36. Сокол Э.В., Девятиярова А.С., Пыряев А.Н., Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Сереткин Ю.В., Пеков И.В., Некипелова А.В., Хворов П.В. СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В ПРОЦЕССАХ ИЗОХИМИЧЕСКОГО КОНТАКТОВОГО МЕТАМОРФИЗМА (НА ПРИМЕРЕ КОЧУМДЕКСКОГО ОРЕОЛА, ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ) // Геология и геофизика, DOI: 10.15372/GIG2023167. DOI: 10.15372/GIG2023167
37. Соловьев С. Г., Кряжев С. Г., Семенова Д. В., Калинин Ю. А., Бортников Н. С. ДЛИТЕЛЬНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ МАГМАТОГЕННО-РУДНОЙ СИСТЕМЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА МУРУНТАУ (ЗАПАДНЫЙ УЗБЕКИСТАН, ТЯНЬ-ШАНЬ): СВИДЕТЕЛЬСТВО ИЗОТОПНОГО U–Pb-ВОЗРАСТА ЦИРКОНА (МЕТОД LA-ICP-MS) ИЗ ГРАНИТОИДОВ САРДАРИНСКОГО (САРЫКТИНСКОГО) ПЛУТОНА // ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, 2023, том 512, № 1, с. 29–38. DOI: 10.31857/S2686739723600972
38. Соловьев С.Г., Кряжев С.Г., Семенова Д.В., Калинин Ю.А., Бортников Н.С. ДВА ЭТАПА РУДООБРАЗОВАНИЯ В W-Au МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКОМ ПОЯСЕ ЮЖНОГО ТЯНЬ-ШАНЯ: ДАННЫЕ ИЗОТОПНОГО U–Pb-ДАТИРОВАНИЯ ЦИРКОНА (МЕТОД LA-ICP-MS) ИЗ ИНТРУЗИВНЫХ ПОРОД W-Au МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЖИЛАУ (ТАДЖИКИСТАН) // ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ – 2023 – том 512 -№ 2 – с. 190–198. DOI: 10.31857/S2686739723600984
39. Травин А. В., Буслов М. М., Бишаев Ю. А., Цыганков А. А. ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ АНГАРО-ВИТИМСКОГО ГРАНИТОИДНОГО БАТОЛИТА КАК ЛЕТОПИСЬ ЭВОЛЮЦИИ МОНГОЛО-ОХОТСКОГО ОРОГЕНА // ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, 2023, том 508, № 2, с. 211–215. DOI: 10.31857/S2686739722602447
40. Травин А.В., Буслов М.М., Бишаев Ю.А., Цыганков А.А., Михеев Е.И. ТЕКТОНО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ ЗАБАЙКАЛЬЯ В ПОЗДНЕМ ПАЛЕОЗОЕ – КАЙНОЗОЕ: ТЕРМОХРОНОЛОГИЯ АНГАРО-ВИТИМСКОГО ГРАНИТОИДНОГО БАТОЛИТА // Геология и геофизика – 2023 . DOI: 10.2113/RGG20234577
41. Яковлев В.А., Кармышева И.В., Владимиров В.Г., Семенова Д.В. Геологическое положение, источники и возраст Комбинированных даек СЗ окраины Тувино-монгольского массива (Западный Сангилен, ЮВ Тува) // Геология и геофизика – 2023. DOI: 10.15372/GiG2023158

2024 год

1. Ashchepkov I.V., Ntaflos T., Medvedev, N.S., Vladykin, N.V., Logvinova A.M., Yudin D.S., Downes H., Makovchuk I.V., Salikhov R.F. Mantle Xenoliths from Komsomolskaya Kimberlite Pipe, Yakutia: Multistage Metasomatism // Geosystems and Geoenvironment 2024, 3 (3), 100272, DOI: 10.1016/j.geogeo.2024.100272
2. Budyak A.E., Chugaev A.V., Tarasova Yu.I., Goryachev N.A., Blinov A.V., Abramova V.D., Rassokhina I.V., Reutskiy V.N., Ignatiev A.V., Velivetskaya T.A., Vanin V.A.; Geological, Mineralogical, and Geochemical Features of the Ugakhan Gold Ore Deposit of the Sukhoi Log Type (Baikal–Patom Belt) // Russ. Geol. Geophys. 2024; 65 (3): 404–424. DOI: 10.2113/RGG20234606
3. Buslov M.M., Kulikova A.V., Sklyarov E.V., Travin A.V. Mеsozoic Tectonothermal Evolution of the Zagan Metamorphic Core Complex in Western Transbaikalia: 40Ar/39Ar and FTA Dating // Lithosphere (2023) 2023 (Special 14): lithosphere_2023_306. DOI: 10.2113/2023/lithosphere_2023_306
4. Chugaev A.V., Anikina E.Yu., Bortnikov N.S., Aristov V.V., Travin A.V., Bondar D.B., Rassokhin I.V., Oleynikova T.I. A Mantle–Plume Model for the Formation of the Zun-Kholba Orogenic Gold Deposit (Eastern Sayan, Russia): Mineralogical Results, Rb–Sr and 40Ar–39Ar Geochronological and Pb–Pb Isotope Studies // Geology of Ore Deposits, Volume 66, pages 276–303, (2024)
5. Damdinova L.B. , Damdinov B.B., Vikentyev I.V., Reutsky V.N. Conditions of Recrystallization of Ores of the Ozernoe Polymetallic Deposit (Western Transbaikalia, Russia)// Geology of Ore Deposits, Volume 66, pages 178–190, (2024), DOI: 10.1134/S107570152306003X
6. Izbrodin I.A., Doroshkevich A.G., Malyutina A.V., Semenova D.V, Radomskaya T.A., Kruk M.N., Prokopyev I.R., Starikova A.E., Rampilov M.O., 2024. Geochronology of Alkaline Rocks from the Burpala Massif (Northern Pribaikalye): New U-Pb Data // Geodynamics & Tectonophysics 15 (1), 0741. DOI: 10.5800/GT-2024-15-1-0741
7. Kardashevskaia V.N., Anisimova G.S., Badanina E.V., Savatenkov V.M., Travin A.V. Algama Gold Ore Cluster (Aldan–Stanovoi Shield): Mineralogy, Formation Conditions, Sources of Ore Matter, and Age of Mineralization // Russ. Geol. Geophys. 2024;; 65 (3): 425–444
8. Kotler P.D., Khromykh S.V., Zakharova A.V., Semenova D.V., Kulikova A.V., Badretdinov A.G., Mikheev E.I., Volosov A.S. Model of the Formation of Monzogabbrodiorite–Syenite–Granitoid Intrusions by the Example of the Akzhailau Massif (Eastern Kazakhstan) // Petrology, 2024, Vol. 32, No. 2, pp. 179–200. DOI: 10.1134/S086959112402005X
9. Kozlov E.N., Fomina E.N., Reutsky V.N., Sidorov M.Yu. Sulfur Isotopic Composition of Sulfides and Sulfates from Rocks of Carbonatite Complexes of the Devonian Kola Alkaline Province//Geochemistry International, Volume 62, pages 561–573, (2024), DOI: 10.1134/S0016702924700253
10. Kruk N.N., Shokalsky S.P., Kruk E.A., Gavryushkina O.A., Sokolova E.N., Rudnev S.N., Naryzhnova A.V., Smirnov S.Z., Semenova D.V., Karpov A.V. Petrology of Granitoids of the Mayorka Massif (Gorny Altay): Contribution to the Problem of High-Silica Magma Formation//Russian Geology and Geophysics 65(2). DOI:10.2113/RGG20244713
11. Kuibida M.L., Kruk N.N., Vikentiev I.V., Murzin O.V., Murzina N.M., Yakovlev V.A., Shelepov Ya Yu, Chugaev A.V., Mizernaya M.A., Shelepaev R.A., Kotler P.D., Mikheev E.I., Nikolaeva I.V., Palesskiy S.V., Semenova D.V., Soloshenko N.G., Pyatkova A.P., Karmanov G.F. Givetian-Frasnian rift-related volcanism of the Shipunikha Depression, NW Rudny Altai, Central Asia: Tectono-magmatic significance and new constraints on whole-rock geochemistry, Nd-isotopic data and Usingle bondPb ages//Lithos, Volumes 490–491, 15 December 2024, 107849. DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107849
12. Ledneva G.V., Travin A.V., Sychev S.N., Bazylev B.A., Rogov A.V., S.D. Sokolova, 40Ar/39Ar Age of Phengite from Sandstone of the Ophiolite-Derived Clastic Sequence of the Basin of the Rassokha River, Collision Belt of the Chersky Range // Doklady Earth Sciences, 2024, Vol. 515, Part 1, pp. 441–448
13. Malikov D.G., Svyatko S.V., Pyrayev A.N., Kolobova K.A., Ovchinnikov I.Yu., Malikova E.L. New Data on the Distribution and Isotopic Characteristics of Mammoth Mammuthus primigenius (Proboscidea, Elephantidae) Remains in the Late Pleistocene in the Minusinsk Depression (South Siberia) // Biology Bulletin, 2024, Vol. 51, No. 7, pp. 2256–2269. DOI: 10.1134/S1062359024700717
14. Nikolaeva I. V., Palesskiy S. V., Shaibalova A.S. Application of ICP-MS for Clarification of the Elemental Composition of Geological Reference Materials and Certification of Candidate Reference Materials // Geochemistry International, 2024, Vol. 62, No. 11, pp. 1219–1226. DOI: 10.1134/S0016702924700691
15. Nikolaeva I.V., Palesskiy S.V. Application of MARS-5 and UltraWAVE Microwave Systems to the Digestion of Silicate Rocks Followed by ICP-MS Analysis // Inorganic Materials, 2024. DOI: 10.1134/S0020168524700031
16. Novikov D.A., Pyryaev A.N., Sukhorukov V.P., Maksimova A.A., Derkachev A.S., Sukhorukova A.F., Dultsev F.F., Chernykh A.V., Khvashchevskaya A.A., Medeshova N.A. Role of the Water–Rock System in the Formation of the Composition of Radon Water of the Tulinskoe Field (Novosibirsk)//Russian Geology and Geophysics, Vol. 65, No. 12, pp. 1503–1518, 2024. DOI:10.2113/RGG20244716
17. Ponomarchuk V.A., Lazareva E.V., Zhmodik S.M., Travin A.V.,Tolstov A.V. RELATION BETWEEN δ13С, δ18О AND REE CONTENT IN CARBONATITES OF THE TOMTOR COMPLEX, SAKHA REPUBLIC (YAKUTIA) // Geodynamics & Tectonophysics 15(5):0785, 2024. DOI: 10.5800/GT-2024-15-5-0785
18. Prokopyev I.R., Doroshkevich A.G., Varchenko M.D., Semenova D.V., Izbrodin I.A., Kruk M.N. MINERALOGY AND ZIRCON AGE OF CARBONATITES OF THE SREDNYAYA ZIMA COMPLEX (EASTERN SAYAN) // Geodynamics & Tectonophysics, Vol 15, No 2 (2024), 0749. DOI: 10.5800/GT-2024-15-2-0749
19. Pyryaev A.N., Novikov D.A., Petrozhitskiy A.V., Kuleshov D.V. Radiocarbon dating of the natural groundwater in the Ob-Zaisan folded region (Russia) // Groundwater for Sustainable Development, Volume 27, 101335, 2024. DOI: 10.1016/j.gsd.2024.101335
20. Rudnev S.N., Babin G.A., Semenova D.V., Travin A.V. Evolution of Intrusive Magmatism in West Sayan // Russian Geology and Geophysics. – 2024. DOI 10.2113/rgg20244704.
21. Ryazantsev A.V., Levkova B.D., Travin A.V., Ectasian 40Ar/39Ar Age of Phlogopite from Apopicritic Metasomatites in the Structure of the Bashkirian Meganticlinorium, South Urals // Doklady Earth Sciences, 2024.
22. Semenova D.V., Vladimirov V.G., Karmysheva I.V., Yakovlev V.A., 2024. The Age of Early Collisional Granitoids of Western Sangilen (SE Tuva): Implications for Estimating the Duration of Orogeny at the Margin of the Tuva-Mongolian Massif // Geodynamics & Tectonophysics 15 (4), 0767. DOI: 10.5800/GT-2024-15-4-0767
23. Sergey V.K., Olga A.K., Nickolay N.K., Ekaterina N.S., Pavel D.K., Sergey Z.S., Tatiana A.O., Dina V.S., Anna V.N., Alexey S.V., Oxana N.K., Olga V.A., Marina A.M., Xeniya Y.L., Saltanat S.A., Ainel Y.B., Zhanar Z.К., Arseniy D.S. Petrogenesis of A-type leucocratic granite magmas: An example from Delbegetei massif, Eastern Kazakhstan // Lithos, Volumes 482–483, 2024, 107696. DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107696
24. Skoblenko A.V., Degtyarev K.E., Travin A.V., Batanova V.G., Skuzovatov S.Yu., Kanygina N.A., Tretyakov A.A., Larionov A.N., Ryazantsev K.M., Two episodes of Early Palaeozoic high-pressure metamorphism in North Balkhash ophiolite zone (Central Kazakhstan, western Central Asian Orogenic Belt): Evidence for tectonic evolution of Junggar – Balkhash Ocean // Lithos,Volumes 482–483, 2024, 107672. DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107672
25. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Y.A., Bortnikov N.S. Late Paleozoic Potassic Intrusions of the Eastern Part of the Nikolaev Line and Associated W–Mo–Cu–Au Mineralization: First Isotopic U–Pb Zircon Data (LA-ICP-MS Method) for Rocks from the Adyrtor Intrusions (Middle Tien Shan, Eastern Kyrgyzstan) // Doklady Earth Sciences Volume 517, pages 1288–1296, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24602013
26. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Y.A., Bortnikov N.S. Late Paleozoic Potassic Intrusions of the Eastern Part of the Nikolaev Line and Associated W–Mo–Cu–Au Mineralization: First Isotopic U–Pb Zircon Data (LA-ICP-MS Method) for Rocks from the Adyrtor Intrusions (Middle Tien Shan, Eastern Kyrgyzstan) // Doklady Earth Sciences Volume 517, pages 1288–1296, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24602311
27. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Y.A., Bortnikov N.S. Post-collisional W‒Mo‒Cu‒Au Mineralization in the Middle Tien Shan: First Data on U–Pb Isotope Dating (LA-ICP-MS) of Zircon from Intrusive Rocks of the Kensu Pluton (Eastern Kyrgyzstan) // Doklady Earth Sciences, Volume 518, pages 1647–1658, (2024)
28. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Y.A., Bortnikov N.S., Late Paleozoic potassic igneous rocks of the Kensu and Dzholkolot plutons in the eastern Kyrgyz Tien Shan: Petrology, geochemistry, U-Pb zircon geochronology, and related skarn-porphyry W-Mo-Cu-Au mineralization // Gondwana Research, Volume 133, 2024, Pages 239-266. DOI: 10.1016/j.gr.2024.06.003. DOI: 10.1016/j.gr.2024.06.003
29. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Yu.A., Bortnikov N.S. Isotopic U–Pb Age of Zircon (LA-ICP-MS Method) from Igneous Rocks of the Chorukh-Dairon W–Mo(–Cu–Au) Deposit (Tajikistan): First Evidences for Post-Collisional Ore Formation in the Kurama Segment of the Middle Tien Shan // Doklady Earth Sciences, Volume 516, pages 857–865, (2024)
30. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Yu.A., Bortnikov N.S. Late Paleozoic Stages of Ore Formation in the Middle Tian Shan: Isotopic U–Pb Zircon Dating (LA-ICP-MS Method) of Intrusive Rocks from the Sonkul and Kokturpak Plutons (Eastern Kyrgyzstan) // Doklady Earth Sciences, Volume 517, Issue 1, p.1126-1138. DOI: 10.1134/S1028334X24601597
31. Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Semenova D.V., Kalinin Yu.A., Bortnikov N.S. New Data on the U–Pb (LA-ICP-MS) Isotopic Age of Zircon from Intrusive Rocks of the Kuru-Tegerek Skarn Au–Cu–Mo Deposit, Middle Tien Shan, Kyrgyzstan // Doklady Earth Sciences Volume 516, pages 939–948, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24601172
32. Starikova A.E., Doroshkevich A.G., Sklyarov E.V., Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Shaparenko E.O., Zhukova I.A., Semenova D.V., Yakovenko E.S., Ragozin A.L. Magmatism and metasomatism in the formation of the Katugin Nb-Ta-REE-Zr-cryolite deposit, eastern Siberia, Russia: Evidence from zircon data // Lithos, 2024, Volumes 472–473, 107557. DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107557
33. Starikova A.E., Malyutina A.V., Izbrodin I.A., Doroshkevich A.G., Radomskaya T.A., Isakova A.T., Semenova D.V., Korsakov A.V., Mineralogical, Petrographic and Geochemical Evidence for Zircon Formation Conditions within the Burpala Massif, Northern Baikal Region// Geodynamics & Tectonophysics 15 (5), 0787. 2024. doi:10.5800/GT-2024-15-5-0787
34. Travin A., Murzintsev N., Kruk N., Thermochronology of the Laojunshan–Song Chai Granite Gneiss Massif (North Vietnam, South China) // Minerals 2024, 14, 251. DOI: 10.3390/min14030251
35. Veselovskiy R.V., Samsonov A.V., Stepanova A.V., Larionova Yu.O., Arzamastsev A.A., Travin A.V., Egorova S.V., Erofeeva K.G., Kosterov A.A., Shcherbakova V.V., Shcherbakov V.P., Zhidkov G.V., Zakharov V.S., Paleomagnetism and Geochronology of 2.68 Ga Dyke from Murmansk Craton, NE Fennoscandia: New Data for Earth’s Magnetic Field Regime in the Neoarchean // Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 2024, Vol. 60, No. 4, pp. 772–794
36. Vorontsov A.A., Federyagina E.N., Dril S.I., Sasim S.A., Travin A.V., Budyak A.E., The Jurassic–Cretaceous K-rich Volcanism of the Nercha Depression in Eastern Transbaikalia and Its Geodynamic Nature // Doklady Earth Sciences, Volume 516, pages 1015–1022, (2024)
37. Yakovlev V.A., Karmysheva I.V., Rudnev S.N., Semenova D.V., Yudin D.S. Dike Complexes in the Eastern Part of the Kaakhem Magmatic Area (Eastern Tuva): Composition, Age, Geological Position // Geodynamics & Tectonophysics 2024. 15 (3), 0760. DOI: 10.5800/GT-2024-15-3-0760
38. Yakovlev V.A., Karmysheva I.V., Vladimirov V.G., Semenova D.V. Geological Position, Sources, and Age of Mingling Dikes of the Northwestern Margin of the Tuva-Mongolian Massif in Western Sangilen, Southeastern Tuva // Russian Geology and Geophysics, 65(2):214-232. DOI: 10.2113/RGG20234589
39. Zhimulev F.I., Kotlyarov A., Travin A., Fidler M., Khuurak A. The Shalap Mélange of the Salairian Alambay Ophiolite Zone (Northwestern Central Asian Orogenic Belt), Geological Structure and Compositional Features of Amphibolites and Greenstone Basalts // Geodynamics & Tectonophysics. 15. 0757. DOI:10.5800/GT-2024-15-3-0757
40. Zhmodik S.M., Rozanov A.Yu., Lazareva E.V., Ivanov P.O., Belyanin D.K., Karmanov N.S., Ponomarchuk V.A., Saryg-ool B.Yu., Zhegallo E.A., Samylina O.S., Moroz T.N. Signatures of the Involvement of Microorganisms in the Formation of Nodular Monazite (Kularite), Republic of Sakha (Yakutia), Russia//Doklady Earth Sciences, 2024, Vol. 516, Part 2, pp. 995–1003. DOI: 10.1134/S1028334X24601494
41. Абрамов Б.Н., Калинин Ю.А., Боровиков А.А., Посохов В.Ф., Реутский В.Н. Амазарканское золоторудное месторождение: условия формирования, источники рудного вещества (Восточное Забайкалье) // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Аssets Engineering. 2024. Vol. 335. No. 10. P. 56–70. DOI: 10.18799/24131830/2024/10/4452
42. Ефременко В.Д., Дзюба О.С., Шурыгин Б.Н., Кузнецов А.Б., Пыряев А.Н. БОРЕАЛЬНО-ТЕТИЧЕСКАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ВЕРХНЕГО БЕРРИАСА–ВАЛАНЖИНА: ВКЛАД НОВЫХ Оґ 13C И 87Sr/86Sr ХЕМОСТРАТИГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ ИЗ АРКТИЧЕСКОЙ СИБИРИ // Геология и геофизика, 2024. DOI: 10.15372/GIG2024157
43. Лепокурова О.Е., Иванова И.С., Пыряев А.Н., Исмагулов О.А. Распределение стабильных изотопов Н, О и С в природных водах района Тазовского нефтегазокондексатного месторождения (Ямало-Ненецкий автономный округ) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335. – № 2. – С. 157–169. DOI: 10.18799/24131830/2024/2/4466
44. Нугуманова Я.Н., Дорошкевич А.Г., Старикова А.Е., Пономарчук А.В. СОСТАВ ФЛОГОПИТА ИЗ УЛЬТРАОСНОВНЫХ ЛАМПРОФИРОВ КАК ИНДИКАТОР УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ (ЗИМИНСКИЙ ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАОСНОВНОЙ КАРБОНАТИТОВЫЙ КОМПЛЕКС, ЮГ СИБИРСКОГО КРАТОНА) // Геология и геофизика, 2024. DOI: 10.15372/GiG2024131
45. Сычев С. Н., Куликова К. В., Шуйский А. С., Веселовский Р. В., Травин А. В. Последовательность деформаций в обрамлении гипербазитового массива Сыум-Кеу (Полярный Урал) // Литосфера. 2024;24(4):629-641

Свернуть  

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 MIRA 3LMU, 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.

Свернуть  

Усовершенствование методов получения и обработки аналитического сигнала в рентгеноспектральном анализе с волновой и энергетической дисперсией с целью повышения точности и чувствительности анализа для целей решения задач минералогии, геохимии, геологии.

Свернуть  

Оригинальная методика моделирования тормозного и характеристического излучения от образцов сложного состава с учётом артефактов регистрации детекторами рентгеновского излучения.

Методики исследования электронно-зондовым методом состава оливинов, ильменитов, гранатов и др. 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.

Свернуть  

2020 год

Разработан поинтервальный метод расчёта коэффициентов поглощения переходных элементов для увеличения точности электронно-зондового микроанализа породообразующих минералов. На ряде тестовых образцов, в которых аналитическая линия определяемого элемента лежала в K–L₁ интервале длин волн основного элемента матрицы, погрешность анализа снижена до 1 % отн. и менее.

Разработан программный интерфейс для получения первичных данных с прибора в режиме on-line при обработке программным комплексом MARSHELL рентгеноспектральной информации, получаемой на электронно-зондовом микроанализаторе JXA-8230. 

2021 год

Выполнена оценка погрешности метода электронно-зондового микроанализа с энерго-дисперсионными спектрометрами при использовании в качестве внутреннего стандарта интегральной энергии тормозного излучения. Показано, что она не превышает 3 % отн., что существенно ниже погрешности метода отношения пика к интегральной интенсивности фона (9 % отн.), предлагаемого Данкамбом с соавторами (Duncumb et al, 2001). 

2022 год

Выполнено сравнение результатов качества моделирования спектров тормозного излучения при использовании разных методов расчёта массовых коэффициентов поглощения. Установлено, что применение методов расчёта PAP и Heinrich (1987) позволяют получать «плавные» зависимости интегральной энергии тормозного излучения от эффективного атомного номера мишени с небольшим преимуществом PAP. Применение других методов расчёта массовых коэффициентов поглощения приводит к существенно худшим результатам.

Разработана методика обработки энерго-дисперсионных спектров спектрометра микроанализатора JXA-8230, включающая импорт спектров и данных из проекта ЭДС-анализа микроанализатора JXA-8230, учёт артефактов регистрации рентгеновского излучения (пики потерь, суммарные пики, асимметрия пиков) и эффективности регистрации детектора. 

2023 год

Разработан алгоритм коррекции значений массовых коэффициентов поглощения (МКП) в интервалах длин волн K-L₁ переходных и L₃-M5 «тяжёлых» элементов на основе моделирования тормозной составляющей спектров. Установлено, что для достижения приемлемой точности коррекции МКП необходимо повысить точность (правильность) восстановления энергодисперсионных спектров при учёте пиков суммирования. 

2024 год

Усовершенствован метода учёта пиков суммирования, при этом достигнуто полноценное восстановление энергодисперсионных спектров при скорости счёта, в 20 раз превышающей пороговое значение, при котором начинает проявляться эффект пиков суммирования. Применение предложенного метода восстановления спектров позволяет получать спектры при высоких скоростях счёта и использовать их как в количественном анализе, что существенно повышает производительность анализа, так и при моделировании рентгеновских спектров.

Разработанная методика электронно-зондового микроанализа цирконов (ZrO₂, HfO₂, SiO₂, P₂O₅, CaO, Y₂O₃, Ce₂O₃, Yb₂O₃, FeO, PbO, ThO₂ и UO2) позволяет выявить геохимическую информативность элементов-примесей с содержанием выше 20-30 г/т. 

Свернуть  

1. Электронно-зондовый микроанализатор JXA-8100 (Jeol Ltd), 5 волновых спектрометров.
2. Электронно-зондовый микроанализатор JXA-8230 (Jeol Ltd), 5 волновых спектрометров и 1 энерго-дисперсионный.
3. Электронный сканирующий микроскоп LEO 1430VP (Zeiss Ltd) с сиcтемой микроанализа INCA Energy 350 (Oxford Instruments Nanoanalysis) и детекторами SE, BSE, CL.
4. Электронный сканирующий микроскоп JSM-6510LV (Jeol Ltd) с сиcтемой микроанализа AZTEC Energy XMax-80 (Oxford Instruments Nanoanalysis) и системой регистрации катодолюминесценции Chroma CL2UV (Gatan Ltd) и детекторами SE, BSE.
5. Электронный сканирующий микроскоп MIRA 3 LMU (TESCAN ORSAY Holding) с сиcтемами микроанализа INCA Energy 450+/Aztec Energy XMax 50+ и INCA Wave 500 (Oxford Instruments Nanoanalysis) и детекторами SE, BSE, Inbeam SE, LVSE.
6. Рентгенофлуоресцентный спектрометр ARL 9900XP (Termo Fisher Scientific) с оборудованием для пробоподготовки: электротермическая трёхпозиционная печь KATANAX X-300 и пресс HERZOG HTP-40.
7. 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.
8. Система высококачественной пробоподготовки для сканирующей микроскопии и электронно-зондового анализа: ионная полировка, нанесение токопроводящего покрытия (C, Ag, Pt-Pd).

Свернуть  

Ракшун Яков Валерьевич – старший преподаватель НГУ, "Проектирование экспериментальных станций СИ" (лекции, практические занятия) ФЕН НГУ

Ракшун Яков Валерьевич – доцент СибГУТИ, «Физика» - лекции, практические и лабораторные занятия. Институт телекоммуникаций СибГУТИ.

Скляров Артем Николаевич – старший преподаватель СибГУТИ, «Информатика» -  практические и лабораторные занятия. Институт телекоммуникаций СибГУТИ.

Свернуть  

Ракшун Яков Валерьевич – эксперт Фонда стратегических инициатив

Свернуть  

2020 год

2021 год

2022 год

2023 год

2024 год 

• Скляров А.Н., Ракшун Я.В. -  Международной конференции “Синхротронное излучение и лазеры на свободных электронах», Новосибирск 24-28 июня 2024 г.

Свернуть  

Лаборатория имеет возможность выполнить исследование состава горных пород и минералов рентгеноспектральными методами анализа и сканирующей электронной микроскопией:

1. 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 %.
2. Исследование состава породообразующих и рудных минералов электронно-зондовым методом с волновой дисперсией в диапазоне содержаний 0.0n – 100 % с погрешностью для основных компонентов не превышающей 1 отн. %.
3. Исследование электронно-зондовым методом с волновой дисперсией состава оливинов, ильменитов, гранатов, шпинелей и др. по специальным методикам с нижними пределами определяемых содержаний до 0.000n %.
4. 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.
5. 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.
6. Исследование зональности минералов (алмаз, циркон, кварц, кианит и др.) методом сканирующей электронной микроскопии с получением цветных и панхроматических изображений катодолюминесценции.

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0032; Номер Гос. учета: 122041400171-5. «Термо-, петрохронологические индикаторы геодинамических режимов и рудообразования: развитие методик и интерпретации», руководитель Травин Алексей Валентинович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0018. «Петрохронологический подход реконструкции этапов формирования метаморфических, магматических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых, основанный на развитии методик элементного, изотопно-геохимического и геохронологического анализов», руководитель Травин Алексей Валентинович

Гранты Российского научного фонда

Свернуть  

2023 год

1. Ashchepkov I.V., Babushkina S.A., Oleinikov O.B., Medvedev N.S., Yudin D.S. and Karmanov N.S. Unique Amphibole-Bearing Mantle Column Beneath the Leningrad Kimberlite Pipe, West Ukukit Field, NE Yakutia // Petroleum & Petrochemical Engineering Journal -Volume 7 – Issue 2. DOI: 10.23880/ppej-16000345
2. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F., Korolyuk V.N. Corona‐Type Textures in Ultrabasic Complexes of the Serpentinite Belt, Kola Peninsula, Russia // Minerals 2023, 13, 115.DOI: 10.3390/min13010115
3. Bergal-Kuvikas O.V., Smirnov S.Z., Agatova A.R., Degterev A.V., Razjigaeva N.G., Pinegina T.K., Portnyagin M.V., Karmanov N.S., Timina T.Yu. The Holocene Explosive Eruption on Vetrovoi Isthmus (Iturup Island) as a Source of the Marker Tephra Layer of 2000 cal. yr BP in the Central Kuril Island Arc // Doklady Earth Sciences – 2023. DOI: 10.1134/S1028334X23600597
4. Gornova M.A., Belyaev V.A., Karimov A.A., Skuzovatov S.Y., Karmanov N.S., Medvedev A.Y., Bryanskiy N.V. Supra-subduction melt modification of the fossil subcontinental lithospheric mantle: insights from ultra-depleted Khara-Nur ophiolitic peridotites (Eastern Sayan, central Asian orogenic belt) //Front. Earth Sci. 11:1270053, 2023. DOI: 10.3389/feart.2023.1270053
5. Rezvukhin D.I., Rashchenko S.V., Sharygin I.S., Malkovets V.G., Alifirova T.A., Pautov L.A., Nigmatulina E.N. and Seryotkin Y.V. (2023) Botuobinskite and mirnyite, two new minerals of the crichtonite group included in Cr-pyrope xenocrysts from the Internatsionalnaya kimberlite. Mineralogical Magazine 1–10. DOI: 10.1180/mgm.2023.10
6. Sinyakova E.F., Goryachev N.A., Kokh K.A., Karmanov N.S., Gusev V.A. The Role of Te, As, Bi, and Sb in the Noble Metals (Pt, Pd, Au, Ag) and Microphases during Crystallization of a Cu-Fe-S Melt // Minerals 2023, 13, 1150. DOI: 10.3390/min13091150
7. Tolstykh N., Kasatkin A., Nestola F., Vymazalová A., Agakhanov A., Palyanova G., Korolyuk V. Auroselenide, AuSe, a new mineral from Maletoyvayam deposit, Kamchatka peninsula, Russia // Mineralogical Magazine – 2023 – 1–8. DOI: 10.1180/mgm.2022.137
8. Zhmodik S.M., Airiyants E.V., Belyanin D.K., Damdinov B.B., Karmanov N.S., Kiseleva O.N., Kozlov A.V., Mironov A.A., Moroz T.N., Ponomarchuk V.A. Native Gold and Unique Gold–Brannerite Nuggets from the Placer of the Kamenny Stream, Ozerninsky Ore Cluster (Western Transbakalia, Russia) and Possible Sources // Minerals 2023, 13, 1149. DOI: 10.3390/min13091149
9. Zhmodik S.M., Belyanin D.K., Airiyants E.V., Karmanov N.S., Mironov A. A., Damdinov B.B. Fe–Ti–Au–U Mineralization of the Ozerninskii Ore Cluster (West Trans-Baikal Region, Russia) // Doklady Earth Sciences – 2022 – V.507, p.1050–1056 (2022). DOI: 10.1134/S1028334X22601006
10. Zhukova I.A., Stepanov A.S., Malyutina A., Doroshkevich A.G., Korsakov A.V., Jiang Sh.-Y., Bakovets V.V., Pomelova T.A., Nigmatulina E.N. Raman spectroscopic study of non-stoichiometry in cerianite from critical zone // J Raman Spectrosc – 2023 – 1–10. DOI: 10.1002/jrs.6557
11. Барков А.Ю., Никифоров А.А., Королюк В.Н., Мартин Р.Ф. Минералого-геохимические и геотектонические особенности ультрабазитового силла Лотмвара-II, Серпентинитовый пояс (Кольский полуостров) // Геология и геофизика, т. 64, № 10, с. 1392–1412. DOI: 10.15372/GiG2023122
12. Дмитриева Н.В., Сафонова И.Ю., Симонов В.А., Котляров А.В., Карманов Н.С., Низаметдинов И.Р. (2023) Условия формирования андезитов острова Сулавеси (Индонезия). Литосфера, 23(3), 386-409. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-3-386-409
13. Дмитриева Н.В., Симонов В.А., Сафонова И.Ю., Котляров А.В., Карманов Н.С. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ БАЗАЛЬТОВ ВУЛКАНА ЛОКОН, ОСТРОВ СУЛАВЕСИ (ТИХИЙ ОКЕАН): ДАННЫЕ ПО РАСПЛАВНЫМ ВКЛЮЧЕНИЯМ // ТИХООКЕАНСКАЯ ГЕОЛОГИЯ – 2023 – том 42 – № 3 –  с. 83–100. DOI: 10.30911/0207-4028-2023-42-3-83-100
14. Котляров А.В., Дмитриева Н.В., Симонов В.А., Сафонова И.Ю., Карманов Н.С., Низаметдинов И.Р. Условия кристаллизации плагиоклазов в эффузивных комплексах острова Cулавеси, Тихий океан. Минералогия, 9(1), 60–78. DOI: 10.35597/2313-545X-2023-9-1-4
15. Симонов В.А., Полянский О.П., Котляров А.В., Карманов Н. С., Королева О. В., Прокопьев А. В. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕВОНСКИХ БАЗИТОВ ВИЛЮЙСКО-МАРХИНСКОГО ДАЙКОВОГО ПОЯСА ВИЛЮЙСКОГО ПАЛЕОРИФТА (СИБИРСКАЯ ПЛАТФОРМА) // ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, 2023, том 511, № 1, с. 38–45. DOI: 10.31857/S2686739723600509
16. Хлестов В.В., Леснов Ф.П. Геохронологические этапы деформаций ультрамафитов Шаманского массива (Восточное Забайкалье) // Геосферные исследования. 2023. № 2. С. 25–32. DOI: 10.17223/25421379/27/3

2024 год

1. Ashchepkov I.V., Zhmodik S.M., Belyanin D.M., Kiseleva O.N., Karmanov N.S., Medvedev N.S. Comparative mineralogy, geochemistry and petrology of the Beloziminsky Massif and its aillikite intrusions// Geosystems and Geoenvironment, Volume 3, Issue 4, November 2024, 100309, DOI: 10.1016/j.geogeo.2024.100309
2. Ashchepkov I.V., Tsygankov A.A., Burmakina G.N., Karmanov N.S., Rasskazov S.V., Chuvashova I.S., Ailow Y. Thermal state and nature of the lower crust in the Baikal Rift Zone: Insight from xenoliths of Cenozoic and Paleozoic magmatic rocks // Geosystems and Geoenvironment, 2024, 100305, DOI: 10.1016/j.geogeo.2024.100305
3. Barkov A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F., Korolyuk V., Silyanov S.A. The Significance of Hypermagnesian Clinopyroxene in the Yanisvaara Ultrabasic Complex, Kola Peninsula, Russia // The Canadian Journal of Mineralogy and Petrology 62(5):765-780. DOI: 10.3749/2300071
4. Barkova A.Y., Nikiforov A.A., Martin R.F., Korolyuk V.N., Silyanov S.A., Lobastov B.M. Associations and Formation Conditions of a Body of Melilite Leucite Clinopyroxenite (Purtovino, Vologda Oblast, Russia): an Alkaline–Ultrabasic Paralava // Petrology, 2024. Vol. 32, No 3, pp. 404-421. DOI: 10.1134/S0869591124700073
5. Nikiforov Y. A., Danilovsky V.A., Lozanov V.V., Baklanova N. I. High-temperature solid-state reaction between zirconium carbide and iridium: New insights into the phase formation // J Am Ceram Soc. 2024. 1–13. DOI: 10.1111/jace.19675
6. Pokhilenko L.N., Korolyuk V.N., Pokhilenko N.P., 2024. Thermobarometry of Depleted Peridotites // Geodynamics & Tectonophysics 15 (5), 0780. doi:10.5800/GT-2024-15-5-0780
7. Zhmodik S.M., Rozanov A.Yu., Lazareva E.V., Ivanov P.O., Belyanin D.K., Karmanov N.S., Ponomarchuk V.A., Saryg-ool B.Yu., Zhegallo E.A., Samylina O.S., Moroz T.N. Signatures of the Involvement of Microorganisms in the Formation of Nodular Monazite (Kularite), Republic of Sakha (Yakutia), Russia//Doklady Earth Sciences, 2024, Vol. 516, Part 2, pp. 995–1003. DOI: 10.1134/S1028334X24601494
8. Симонов В.А., Котляров А.В., Котов А.А., Перепелов А.Б., Карманов Н.С., Боровиков А.А. Условия образования игнимбритов вулкана Хангар (Камчатка) // Геология и геофизика. 2024. Т. 65 (7). С. 965–984. DOI: 10.15372/GIG2023197

Свернуть  

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.

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).

Свернуть  

• 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 

Свернуть  

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 водородно-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.

Свернуть  

2020 год

1. Впервые изучено влияние примеси кислорода на кристаллизацию алмаза в Fe,Ni-металлическом расплаве. Установлено, что с увеличением содержания кислорода в системе от 0 до 15 мас. % кристаллизация алмаза проходит через следующие стадии: монокристаллы → блочные кристаллы→ спонтанные кристаллы→ агрегаты блочных и сдвойникованных кристаллов. Установлено, что повышение содержания кислорода в системе сопровождается увеличением максимальных концентраций азота в алмазе от 200 до 1275 ppm. Установлен совместный рост алмаза и вюстита, обьясняющий возможные условия образования включений FeO или Fe+FeO в природных алмазах (Palyanov et al., ASC Omega, 2020).
2. При экспериментальном исследовании кристаллизации алмаза в металл-углеродной системе с различными концентрациями серы (X_S = 0-20 мас.%, 1400 °С, 20 ч.) установлено, что с увеличением содержания серы в системе на основе Fe₉₀Ni₁₀-C происходит уменьшение степени трансформации графита в алмаз от 100 % до нуля. С увеличением концентрации S в расплаве от 0 до 22 мас.% растворимость углерода уменьшается от 6.6 до 0.8 мас.%. C увеличением содержания серы в данной системе, концентрация азотных центров в алмазах уменьшается от 50-100 ppm (при X_S=0) до 10-20 ppm (при X_S = 15 мас.%) (Palyanov et al., 2020, CrystEngComm).
3. В экспериментах при давлении 6.3-7.8 ГПа и температуре 1000-1200 °C в модельных мусковитсодержащих системах в присутствии NH₃-N₂-H₂O флюида получены кристаллы уникального азотсодержащего калиевого кимрита (K,(NH⁴⁺))[AlSi₃O₈]•(N₂,NH₃,H₂O). Установлено, что за счёт клатратного механизма K-кимрит в окислительных условиях растворяет азот в основном в виде N₂, а в восстановительных условиях преимущественно в виде NH₃ молекул. Показано, что клатратный механизм растворения азота в K-кимрите гораздо более эффективен, чем растворение азота через замещение K⁺ на (NH⁴⁺) в мусковите. Обосновано, что K-кимрит может быть редокс независимым транспортером азота на мантийные глубины более 250 км (Sokol et al., 2020, Gondwana Research).
4. Впервые установлено присутствие включений карбидов железа в алмазах из россыпей северо-востока Сибирского кратона. Включения карбидов идентифицированы в алмазах эклогитового и перидотитового парагенезисов. Металлические включения встречаются, главным образом, во внешних частях кристаллов и могут классифицироваться как псевдовторичные включения. Присутствие фрагментов алмазов во включениях свидетельствует о том, что расплав был насыщен углеродом. Алмазы с металлическими включениями показывают большие вариации в содержании N и относительно низкие степени его агрегации. Значения d¹³C варьируют от -21,7 до -1,4. С учетом всех установленных фактов, разработана модель образования алмаза при взаимодействии астеносферной мантии с субдуцирующим слэбом. Наиболее вероятно, что взаимодействие астеносферной мантии с субдуцирующим слэбом, содержащим алмазы, приводит к увеличению температуры и восстановлению оксидов железа (Shatsky et al., 2020, Lithos).

За 2020 год опубликовано 18 статей в рецензируемых журналах (18 входят в базы данных Web of Science и Scopus). 

2021 год

1. Впервые предложена и экспериментально обоснована модель образования алмаза в условиях мантии Земли при воздействии электрического поля на карбонатные и карбонатно-силикатные расплавы, соответствующие по составу природным алмазообразующим средам. Установлено, что за счет разности потенциалов (0,4-1 вольт) происходит экстракция углерода из карбонатов и кристаллизация алмаза на катоде в ассоциации с мантийными минералами. В изученном процессе карбонаты являются главными компонентами среды кристаллизации алмаза и единственным источником углерода. Полученные результаты ясно демонстрируют, что электрические поля могут значимо влиять на мантийные минералообразующие процессы, изотопное фракционирование углерода и глобальный углеродный цикл. (Palyanov et al., 2021, Science Advances; Патент на изобретение № 2766962).
2. Экспериментально исследованы механизмы образования алмаза в процессах сульфидизации металл-углеродного расплава в сэндвич-экспериментах сульфид-[металл+C]-сульфид, сульфид-оливин-[металл+C]-оливин-сульфид и сера-оливин-[металл+C]-оливин-сера. Установлено, что в процессе сульфидизации углерод-содержащего металлического расплава его состав постепенно обогащается серой, что приводит к снижению растворимости углерода и возникновению пересыщения, и, как итог, происходит образование алмаза, графита или их совместная кристаллизация. Таким образом, экспериментально обосновано, что один из возможных механизмов кристаллизации алмаза в восстановленной мантии может быть связан с сульфидизацией металл-углеродных расплавов, реализующийся по двум сценариям: 1) смешение металл-углеродных и сульфидных расплавов, и 2) миграция серного флюида/расплава через силикатную матрицу к металл-углеродному расплаву за счет перекристаллизации силикатов, по межзерновому пространству и по микротрещинам. Механизм сульфидизации может объяснить генезис алмазов с центральными включениями (Bulanova, 1995) и процессы роста крупных безазотных алмазов типа Куллинан (Smith et al., 2016). (Palyanov et al., 2021, Diamond and Related Materials)
3. Впервые экспериментально установлена способность расплавов 15 редкоземельных металлов (La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, Y) к трансформации графита в алмаз и определены оптимальные параметры синтеза монокристаллического алмаза. Установлено, что степень превращения графита в алмаз, плотность центров зародышеобразования алмаза на границе графит – катализатор и скорость роста алмаза зависят от РЗМ растворителя – катализатора и увеличиваются с температурой. Морфология синтезированных алмазов контролируется составом катализатора и не зависит от температуры. Алмазы, синтезированные в системах РЗM-C, соответствуют типу IIа. Это позволяет квалифицировать РЗМ как катализаторы синтеза алмаза и как геттеры азота. Фотолюминесцентные характеристики алмазов определяются азот- и кремний-вакансионными центрами, а также рядом новых не идентифицированных в настоящее время оптических центров. РЗМ обеспечивают условия роста, благоприятные для встраивания элементов IV группы (Si, Ge, Sn) в решетку алмаза с образованием центров окраски SiV^-, GeV^- и SnV^-. Разработанный в данном исследовании метод синтеза алмаза, легированного элементами IV группы, представляет интерес для дальнейших исследований свойств соответствующих центров окраски и их возможных применений в квантовых технологиях (Palyanov et al., 2021, Scientific Reports; Патент на изобретение № 2766902).
4. Проведены экспериментальные исследования по синтезу алмаза в системах на основе Mg с добавками европия в различном зарядовом состоянии, включая Eu⁰, Eu²⁺ и Eu³⁺. Эксперименты проведены при давлении 7.8 ГПа и температуре 1800 °С. В качестве добавок использовали металлический европий, Eu-оксалат, Eu-карбонат, Eu₂O₃, EuCl₃, EuF₃ и EuF₂. Содержания добавок варьировали в диапазоне от 5 до 80 мас.%. В результате определено влияние содержания Eu-содержащих соединений на процессы кристаллизации алмаза при HPHT условиях и особенности их дефектно-примесного состава в зависимости от состава среды кристаллизации. Спектроскопическое изучение синтезированных алмазов позволило выявить новый дефектно-примесный центр, проявляющийся в спектрах фотолюминесценции оптической системой 502 нм. Установленный новый оптический центр предположительно отнесен к дефектам с участием европия. Определены основные факторы, контролирующие образование алмазов с центром 502 нм (Palyanov et al., 2021, Carbon).
5. Проведенные изотопно-геохимические исследования алмазоносных пород, наряду с имевшимися ранее данными, свидетельствуют о том, что в качестве протолитов алмазоносных метаморфических пород сверхвысоких давлений Кокчетавской субдукционно-коллизионной зоны потенциально могли выступать породы фундамента Кокчетавского микроконтинента и осадочные породы, имеющие палеопротерозойский Nd модельный возраст (Шацкий и др., 2021, Геология и геофизика).

За 2021 год опубликована 21 статья в рецензируемых журналах (17 входят в базы данных Web of Science и Scopus). 

2022 год

1. Проведено исследование алмазов из россыпей северо-востока Сибирской платформы с целью определения особенностей процессов минералообразования при взаимодействии субдуцирующей плиты с литосферной мантией. Полученные результаты по составу включений в алмазах позволяют сделать вывод, что при взаимодействии субдуцированной плиты с мантийным плюмом, на глубинах, отвечающих переходной зоне, появляется карбонатитовый расплав. В результате взаимодействия карбонатитового расплава с металлическим железом окружающей мантии образуется окисленный расплав железа и алмазы. Замещение хромита магнетитом, фиксируемое во включениях, также подтверждает взаимодействие окисленного расплава железа с ультраосновным субстратом. Полученные данные по составу включений свидетельствуют о присутствии в россыпях северо-востока Сибирской платформы сверхглубинных алмазов, образующихся в переходной зоне мантии при взаимодействии субдуцированной коры и мантийного плюма (Shatsky et al., 2022, Precambrian Research).
2. Экспериментально доказано, что за счет реакционного взаимодействия протолита с перидотитом при 5.5-7.8 ГПа богатые CO₂ и H₂O карбонатиты могут быстро обогащаться SiO₂ и другими характерными для кимберлитовых магм компонентами (Крук, Сокол, 2022). С увеличением давления в продуктах взаимодействия растет стабильность оливина, граната и клинопироксена, а также увеличивается диапазон температур и концентраций летучих, при которых реализуется мультифазное насыщение расплава относительно перидотитовой ассоциаций фаз. Причем, расширение областей мультифазного насыщения расплавов с ростом давления с 5.5 до 7.8 ГПа увеличивает диапазон температур и состава летучих, в пределах которого возможна генерация равновесных с перидотитом кимберлитоподобных расплавов (Sokol et al., 2021; Крук, Сокол, 2022). После отделения от источника и начала подъема к поверхности реакционное взаимодействие ксенолитов перидотита с обогащенными CO₂ и H₂O, существенно карбонатными расплавами может обеспечивать трансформацию последних в первичные кимберлитовые расплавы.
3. Экспериментально установлено, что в качестве ключевой индикаторной характеристики взаимодействия Fe,Ni-содержащего оливина с микроколичествами серосодержащего метасоматического агента можно рассматривать ассоциацию высоконикелевых сульфидов (хизлевудит Ni₃S₂ или Ni-пирротин) с оливином и ортопироксеном, весьма близкими по составу к неизмененным силикатам мантийных перидотитов. Продемонстрировано, что основными признаками наиболее интенсивных процессов сульфидизации, происходящих при повышенных температурах и высоких концентрациях серосодержащих агентов, является формирование однородных по составу кристаллов низкожелезистого, низконикелевого оливина с включениями Fe,Ni-сульфидов, в ассоциации с ортопироксеном. Полученные данные свидетельствуют о том, что восстановительные серосодержащие агенты метасоматоза даже в минимальных концентрациях способны растворять и транспортировать компоненты мантийных силикатных фаз, а также играть значимую роль в сульфидном рудообразовании с участием мантийных флюидов, обогащенных серой (Баталева и др., 2022, 2023).

За 2022 год опубликовано 12 статей в рецензируемых журналах (12 входят в базы данных Web of Science и Scopus) и 2 патента РФ.

2023 год

1. Экспериментально воспроизведены сценарии поведения серосодержащих метасоматических агентов в мантии Земли. Проведена комплексная реконструкция сульфидизации силикатов, карбонатов и карбидов, представляющая интерес в рамках изучения глобальных циклов серы и углерода. Впервые реализован рост кристаллов алмаза из углерода карбонатов и/или карбида в процессах метасоматоза с участием серосодержащих агентов. Впервые экспериментально доказано, что расплавы щелочноземельных карбонатов способны растворять до 6.5 мас.% S, и в условиях литосферной мантии являются вероятными концентраторами серы, а также потенциальными средами кристаллизации алмаза и графита (Баталева и др., 2023, 2024).
2. Впервые выполнено систематическое экспериментальное моделирование реакций декарбонатизации, сопряженных с образованием Mg,Fe,Ca,Mn-гранатов и СО₂ флюида при Р,Т-параметрах верхней мантии, в буферированных условиях. Выполнена реконструкция положения линий декарбонатизации в P,T-поле с образованием CO₂-флюида и пиропа, пиропа-альмандина, пироп-альмандин-гроссуляра, спессартина, а также гранатов, по составу соответствующих гранатам из модельных карбонатизированных эклогитов. Определены ключевые закономерности применительно к устойчивости природных карбонатов (магнезит, магнезиосидерит, доломит, анкерит и родохрозит) в ассоциации с оксидами (Bataleva et al., 2020a-в, 2023, Геология и геофизика, Minerals).
3. Проведены экспериментальные исследования процессов взаимодействия гранатов эклогитового и лерцолитового парагенезисов с CO₂-флюидом (6.3 ГПа, 950-1550 °С, 5-100 ч.), в буферируемых условиях. Реконструированы основные процессы взаимодействия гранатов с CO₂-флюидом, определены параметры роста алмаза и кристаллизации метастабильного графита (T ≥ 1250 °C), установлены температуры карбонатизации гранатов эклогитового парагенезиса. Выявлены индикаторные характеристики новообразованных гранатов, включающие зональность по содержанию CaO и MgO, а также включения карбонатов, кианита, коэсита и CO₂ (Новоселов и др., 2023, Геология и геофизика; Novoselov et al., 2023, Lithos).
4. Впервые определена растворимость арагонита в водном (±NaCl) флюиде при давлении 3.0-5.5 ГПа и температуре, соответствующей промежуточной субдукционной геотерме. Установлено, что растворимость арагонита в водном флюиде составляет: при 3.0 ГПа и 750 °С – 2.3-2.9 мас.%; при 5.5 ГПа и 850 °С – 13.0-14.5 мас.%. Содержание NaCl в водном флюиде в диапазоне от 3 до 9 мас.% не влияет на растворимость арагонита. Сделан вывод, что если пик дегидратации минералов-концентраторов находится на глубинах более 150 км, то карбонат может быть полностью растворен в водном флюиде и далее не транспортироваться в мантию (Сокол и др., 2023, Доклады РАН; Крук и др., 2024, Доклады РАН).
5. Детальные исследования внутреннего строения, редкоэлементного состава и включений в цирконе из алмазоносной гранат-пироксеновой породы месторождения метаморфогенных алмазов Кумды-Коль (Кокчетавский массив) позволили уточнить природу протолита, Р-Т тренд метаморфизма и их абсолютный возраст. Составы включений в природном сверхглубинном алмазе из россыпей северо-востока Сибирской платформы были проинтерпретированы как результат взаимодействия водных флюидов, образованных при дегидратации серпентинитов субдуцированной плиты, с металлсодержащей мантией (Шацкий и др., 2023, Геология и геофизика).
6. В результате проведения исследований по оптимизации эффективности квантовых эмиттеров на основе GeV центров в алмазе, установлено, что высокобарический отжиг (7.0 ГПа, 2000 °С) имплантированных CVD алмазов обеспечивает сохранность приповерхностных слоёв и приводит к почти восьмикратному увеличению эмиссионной эффективности GeV центров в алмазах в сравнении с обычно используемым отжигом в условиях высокого вакуума. Полученные данные могут быть использованы для синтеза алмазов, перспективных в качестве элементов квантовой электроники (Hernández et al., 2023, Adv. Quantum. Technol.).
7. Дегидратация слюдистого сланца (кварц-мусковит-хлоритового сланца (Северный Урал)) при 3.0-7.8 ГПа приводит к образованию в образцах преимущественно водноуглекислого флюида с примесью N₂, NH₃, и кислородсодержащей органики. В частично дефлюидизированном метапелите при T-fO₂ параметрах, характерных для горячих и окисленных слэбов, азот ведет себя как несовместимый элемент (Kupriyanov et al., 2023). Это должно приводить к его эффективному выносу из субдуцируемых метаосадков. Очевидно, основной вклад в снижение DMs-Fluid с ростом P-T параметров вносит изменение кристаллохимии азотсодержащих слюд, а также специфика состава сверхкритического флюида (Kupriyanov et al., 2023, Chemical Geology).
8. Экспериментально установлено, что с ростом Р,Т-параметров вдоль «средней» и «горячей» субдукционных геотерм, состав флюида, образующегося при дегидратации и декарбонатизации богатого летучими пелита (глубоководный морской осадок Майкопской свиты (Таманский полуостров)), меняется от высококонцентрированного (вблизи второй критической точки) к сверхкритическому флюиду-расплаву. Такой флюид-расплав обогащен H₂O, CO₂, SiO₂, Al₂O₃ и K₂O (Сокол и др., 2023; Sokol et al., 2023). В нем с ростом Р-Т параметров снижается содержание Al₂O₃ и K₂O, но растет концентрация практически всех микроэлементов (Sokol et al., 2023). Фракционирование микроэлементов контролируется присутствием фаз-концентраторов и долей флюида/расплава в образце.
9. Проведено экспериментальное моделирование редокс взаимодействия восстановленных пород мантии и окисленных пород слэба в условиях «холодной» и «горячей» субдукции, в системе (Fe,Ni) – (Mg,Ca)CO₃ (6.3 ГПа, 800-1550 °С). Определены скорости продвижения редокс-фронта (1.3-118 мкм/час, в зависимости от температуры) и параметры кристаллизации алмаза за счет углерода карбоната из металлического (≥ 1400 °С) и карбонатного (≥ 1470 °С) расплавов. Установлены закономерности распределения изотопов углерода между фазами, и выявлено влияние кристаллизации алмаза на δ¹³С расплавов. Алмазы, синтезированные в едином процессе, имеют существенные отличия по свойствам, составу включений и морфологии (Пальянов и др., 2023, Геология и геофизика; Реутский и др., 2023, Геология и геофизика).

За 2023 год опубликовано 26 статей в рецензируемых журналах (24 входят в базы данных Web of Science и Scopus). 

2024 год

1. Выполнена экспериментальная оценка влияния метаново-водородного флюида на специфику кристаллизации и индикаторные характеристики алмаза. В качестве флюидгенерирующего вещества использовали антрацен С₁₄Н₁₀. Установлено, что увеличение содержания С₁₄Н₁₀ от 0 до 2.06 мас.% в системе Ni₇Fe₃-C при 5.5 ГПа и 1400 °С приводит к уменьшению степени трансформации графита в алмаз с 100% до 0. С увеличением содержания С₁₄Н₁₀ рост монокристаллов алмаза сменяется спонтанной кристаллизацией, а затем совместной кристаллизацией алмаза с элементами антискелетного роста и метастабильного графита. В интервале содержаний С₁₄Н₁₀ от 2.0 до 2.69 кристаллизуется только метастабильный графит. С увеличением содержания антрацена в системе количество примеси азота в алмазе уменьшается от 190-225 ppm до ≤ 20 ppm. Увеличение давления до 7.5 ГПа и температуры в интервале 1400-1700 °С при С₁₄Н₁₀ – 2 мас.% повышает степень трансформации графита в алмаз от 0-5 до 100 %.
2. Проведены экспериментальные исследования по высокобарическому отжигу алмаза в твёрдофазной матрице из оксида магния при фугитивности кислорода, соответствующей области стабильности карбонатов (буфер магнетит/вюстит) при Р = 6.3 ГПа, Т = 1100-1400 °С. Установлено, что при данных параметрах реакция карбонатизации периклаза реализуется при Т > 1200 °С в присутствии межзернового С-О-Н флюида. Морфология кристаллов алмаза, частично растворённых межзерновым С-О-Н флюидом является типоморфной для растворения/резорбции алмаза во всех водосодержащих системах. Показано, что в открытой системе при содержании Н₂О в диапазоне 0.5-0.8 мас.% алмаз подвергается значительной и продолжительной резорбции, что связано с поступлением новых порций воды, образующейся при восстановлении материала буферной капсулы. Таким образом, отсутствие алмаза или убогая алмазоносность потенциально алмазоносных кимберлитовых трубок может быть обусловлена окислительным метасоматозом в мантийных областях заложения трубок.
3. В поликристаллических включениях в алмазах россыпей северо-востока Сибирского кратона впервые установлено совместное нахождение соединений углерода в окисленной (CaCO₃) и восстановленной (SiC) формах. Совместное нахождение кальцита и муассанита предполагает экстремальную гетерогенность величин фугитивности кислорода, обусловленную попаданием в мантию окисленного материала субдуцированной плиты. Включения образовались после того как алмазы были подвержены хрупким деформациям, которые определяются высокими скоростями деформации в гипоцентрах глубокофокусных землетрясений, обусловленных процессами высвобождения водных и карбонатитовых флюидов/расплавов из пород субдуцированных литосферных плит.
4. Экспериментально реконструированы ключевые особенности взаимодействия перидотитов континентальной литосферной мантии с восстановленными флюидами, обогащенными углеводородами, при давлении 5.5 ГПа, температуре 1200 °C и фугитивности кислорода от буфера железо-вюстит (IW) до буфера энстатит-магнезит-оливин-графит/алмаз (EMOG/D). Установлено, что при данном взаимодействии исходный гарцбургит претерпевает перекристаллизацию, а состав флюида изменяется от CH₄-H₂O до преимущественно водного с небольшим количеством CO₂. Окислительно-восстановительный метасоматоз, включающий окисление углеводородов флюида при взаимодействии с магнезитсодержащим перидотитом, приводит к появлению дополнительных полос поглощения ОН в инфракрасных спектрах оливинов, содержание воды в оливине при этом увеличивается примерно в два раза, достигая 160–180 ppm. При окислении углеводородов (при взаимодействии с гематитсодержащим перидотитом) оливин захватывает Ca-Mg-Fe карбонаты – продукты закалки карбонатного расплава. Этот окислительный метасоматоз характеризуется появлением специфических полос поглощения ОН и значительным увеличением общего содержания воды в оливине до 500–600 ppm. Полученные данные способствуют разработке критериев реконструкции метасоматических преобразований в мантийных породах на основе инфракрасных спектров и содержания воды в оливинах (Kupriyanov et al., 2024, Minerals).

За 2024 год опубликовано 14 статей в рецензируемых журналах (13 входят в базы данных Web of Science и Scopus). 

Свернуть  

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)

Свернуть  

Шацкий В.С. – зав. кафедрой минералогии и геохимии ГГФ НГУ, чтение курса «Химическая геодинамика»

Пальянов Ю.Н. – доцент, чтение базового курса лекций «Кристаллография» (с 2012 г. по н. вр)., лекции по курсам "Рост и морфология кристаллов" (с 2023г.), "Теория кристаллизации" (с 2023г.). 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

Новоселов И.Д. – старший преподаватель, Практические занятия по минералогии, проведение учебной полевой минерало-петрографической практики, ГГФ НГУ

Ситникова Е.С. - старший преподаватель, чтение курсов «Диагностика и оценка цветных драгоценных камней», «Экспертная оценка бриллиантов», ГГФ НГУ

Фурман О.В. – ассистент кафедры, Практические занятия по кристаллографии, ГГФ НГУ

Свернуть  

Пальянов Юрий Николаевич – эксперт РНФ, эксперт РАН

Сокол Александр Григорьевич – член Экспертного совета по конкурсам проектов молодых ученых РНФ, эксперт РНФ

Шацкий Владислав Станиславович - эксперт РАН

Свернуть  

2021 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии ВЕСЭМПГ-2021, г. Москва, 25-26 мая 2021г.
• International Workshop on Development of multi-anvil technology, and its applications to lower-mantel research and material sciences. 22nd-24th September 2020. Virtual venue by Zoom Bayerisches Geoinstitut, University of Bayreuth, Germany
• Петрология и геодинамика геологических процессов XIII Всероссийское петрографическое совещание (с участием зарубежных ученых), г. Иркутск, 06–13 сентября 2021г.
• Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса от океана к континенту г. Иркутск, 19–22 октября 2021г.

2022 год

• Всероссийская научная конференция «Современные проблемы наук о Земле», г. Москва, 11–15 апреля 2022 г.
• XVIII Российское совещание по экспериментальной минералогии, г. Иркутск, 5-10 сентября 2022г.
• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии, г. Москва, 19-20 апреля 2022г.
• Добрецовские чтения: Наука из первых рук. Первая Всероссийская научная конференция, посвященная памяти выдающего ученого и организатора науки академика РАН Николая Леонтьевича Добрецова. г. Новосибирск, 01–05 августа 2022г.

2023 год

• Годичное собрание РМО "Минералого-геохимические исследования для решения проблем петро- и рудогенеза, выявления новых видов минерального сырья и их рационального использования». Санкт-Петербург. 10-12 октября 2023г.
• VII International Conference on Ultrafast Optical Science, Москва, 2-6 октября 2023г.
• Геология и минерально-сырьевые ресурсы северо-востока России.Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием, посвященная 30-летию Академии наук Республики Саха (Якутия) и 40-летию геологоразведочного факультета СВФУ им. М.К. Аммосова. г. Якутск, 21-24 марта 2023 г.

2024 год

• XX Международное совещание по кристаллохимии, рентгенографии и спектроскопии минералов и VI Международное совещание по органической минералогии, Санкт-Петербург, 17-21 июня 2024г.
• XIX Российское Совещание по экспериментальной минералогии, Черноголовка, Россия, 23-27 сентября 2024г.
• Ежегодный Семинар по Экспериментальной Минералогии, Петрологии и Геохимии (Хитариада - 2024), Москва, 16-17 апреля 2024г.
• Общее собрание Отделения наук о Земле РАН «Науки о Земле в решении проблем научно-технологического развития Российской Федерации». Москва, 9 декабря 2024 г.
• Годичное собрание Российского минералогического общества «Минералогические исследования в интересах развития минерально-сырьевого комплекса России и создания современных технологий». г. Апатиты, 16–21 сентября 2024г.
• Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту). XXII Всероссийская научная конференция. Г.Иркутск, 15–19 октября 2024г.

2025 год

• Конференция «Процессы минералообразования при высоких давлениях, происхождение алмаза и мантийных магм», посвященная 90-летию со дня рождения Н.В. Соболева, Новосибирск 17–19 июня 2025г.

Свернуть  

Лаборатория имеет возможность выполнить исследования в области высоких давлений по следующим направлениям:

• Получение новых функциональных материалов при высоких Р-Т параметрах на станции БАРС;
• Диапазон давлений 3-10 ГПа;
• Диапазон температур 0-2500°С;
• Объём вещества от 0,1 до 1,5 см³ (в зависимости от Р,Т);
• Реализация НРНТ процессов на станции БАРС;
• Синтез функциональных материалов;
• Спекание материалов (керамика);
• Выращивание кристаллов высокобарических фаз;
• Модифицирование свойств кристаллов при высокобарическом отжиге.

Свернуть  

2020 год

2021 год

2022 год

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0031; Номер Гос. учета: 122041400159-3. «Высокобарические минералообразующие процессы с участием летучих системы C-O-H-N-S и генезис алмаза. », руководитель Пальянов Юрий Николаевич 
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0013. «Процессы фазообразования (минералы, флюиды, расплавы) при физико-химических параметрах зон субдукции и литосферной мантии, генезис и синтез алмаза», руководитель Пальянов Юрий Николаевич

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 24-77-10006; Номер Гос. учета – 124082000020-1. «Метасоматоз литосферной мантии: источники флюидов, минералообразующие процессы и геохимические маркеры (по экспериментальным данным)», руководитель Крук Алексей Николаевич
• РНФ№ 24-17-00032; Номер Гос. учета – 124111200004-6. «Генетическая информативность морфологии, реальной структуры и свойств алмаза (экспериментальные исследования)», руководитель Пальянов Юрий Николаевич
• РНФ№ 19-17-00075; Номер Гос. учета – 122112300002-0. «Экспериментальное моделирование механизмов образования алмаза», руководитель Пальянов Юрий Николаевич
• РНФ№ 22-17-00005; Номер Гос. учета – 122080300103-6. «Закритические флюиды в зонах субдукции: условия генерации, состав и роль в эволюции мантии», руководитель Сокол Александр Григорьевич
• РНФ№ 22-27-00195; Номер Гос. учета – 122080200005-4. «Влияние коллизионных зон на процессы модификации нижней коры Анабарской тектонической провинции Сибирского кратона», руководитель Шацкий Владислав Станиславович

Свернуть  

2023 год

1. Bataleva Y.V., Novoselov I.D., Kruk A.N., Furman O.V., Palyanov Y.N. Experimental Modeling of Decarbonation Reactions, Resulting in the Formation of CO2 Fluid and Garnets of Model Carbonated Eclogites under Lithospheric Mantle P,T-Parameters. // Minerals – 2023 – 13 – 859. DOI: 10.3390/min13070859
2. Bataleva Y.V., Palyanov Y.N. Diamond Formation via Carbonate or CO2 Reduction under Pressures and Temperatures of the Lithospheric Mantle: Review of Experimental Data // Minerals 2023, 13, 940. DOI: 10.3390/min13070940
3. Bataleva Yu.V., Furman O.V., Borzdov Yu.M., Palyanov Yu.N. Experimental Study of Sulfur Solubility in Ca–Mg Carbonate Melt under P–T Parameters of Lithospheric Mantle // Russian Geology and Geophysics – 2022 – 63 – 1–13. DOI: 10.2113/RGG20224516
4. Hernández E., Redolfi E., Stella C., Andrini G., Corte E., Sachero S., Tchernij S., Picariello F., Herzig T., Borzdov Y.M., Kupriyanov I.N., Kubanek A., Olivero P., Meijer J., Traina P., Palyanov Y. N., Forneris J. Efficiency Optimization of Ge-V Quantum Emitters in Single-Crystal Diamond upon Ion Implantation and HPHT Annealing // Adv. Quantum Technol – 2023 – 2300010. DOI: 10.1002/qute.202300010
5. Korsakov A.V., Romanenko A.V., Sokol A.G., Musiyachenko K.A. Raman spectroscopic study of the transformation of nitrogen-bearing K-cymrite during heating experiments: Origin of kokchetavite in high-pressure metamorphic rocks // J Raman Spectrosc – 2023 – 1–8. DOI: 10.1002/jrs.6541
6. Kupriyanov I.N., Sokol A.G., Seryotkin Y.V., Kruk A.N., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A. Nitrogen fractionation in mica metapelite under hot subduction conditions: Implications for nitrogen ingassing to the mantle // Chemical Geology – Volume 628 – 121476. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2023.121476
7. Nadolinny V.A., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Rakhmanova M.I., Komarovskikh A.Yu., Yelisseev A.P. Effect of HPHT annealing in a medium with high hydrogen fugacity on the properties of plastically deformed brown IaAB diamond // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 138 – 110231. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.110231
8. Nikolenko E.I., Agashev A.M., Tychkov N.S., Nikolenko A.M., Zhelonkin R.Yu., Ragozin A. L., Afanasiev V.P., Pokhilenko N.P. In search for primary sources of placer diamonds of northeast Siberian craton: Evidence from the U–Pb ages and geochemistry of alluvial zircons // Resource Geology – 2023– Volume73 – Issue1. DOI: 10.1111/rge.12317
9. Novoselov I.D., Palyanov Y.N., Bataleva Y.V. Experimental study of the interaction between garnets of eclogitic and lherzolitic parageneses and H2O-CO2 fluid under the P-T parameters of the lithospheric mantle // Lithos – 2023 –Volumes 462–463, 107408. DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107408
10. Novoselov I.D., Palyanov Yu.N., Bataleva Yu.V. Experimental Modeling of the Interaction between Garnets of Mantle Parageneses and CO2 Fluid at 6.3 GPa and 950–1550 °C // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–15. DOI: 10.2113/RGG20224511
11. Okotrub A.V., Gorodetskiy D.V., Palyanov Y.N., Smirnov D.A., Bulusheva L.G. Iron-Catalyzed Growth of Vertical Graphitic Layers on the (100) Face of Single-Crystal Diamond // The Journal of Physical Chemistry C – 2023 – 127 (7) – 3563-3569. DOI: 10.1021/acs.jpcc.2c08080
12. Okotrub A.V., Sedelnikova O.V., Gorodetskiy D.V., Fedorenko A.D., Asanov I.P., Palyanov Y.N., Lapega A.V., Gurova O.A., Bulusheva L.G. Effect of Titanium and Molybdenum Cover on the Surface Restructuration of Diamond Single Crystal during Annealing // Materials – 2023 – 16(4) – 1650. DOI: 10.3390/ma16041650
13. Palyanov Yu.N., Bataleva Yu.V., Borzdov Yu.M., Kupriyanov I.N., Nechaev D.V. Experimental Modeling of the Mantle–Slab Interaction in the Metal–Carbonate System, Conditions of Crystallization and Indicator Characteristics of Diamond // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–18. DOI: 10.2113/RGG20234559
14. Palyanov Yu.N., Nepomnyashchikh A.I. Modern Problems of Experimental Mineralogy, Petrology, and Geochemistry // Russian Geology and Geophysics – 2023 – Vol. 64 – No. 8 – pp. 889–891. DOI: 10.2113/RGG20234631
15. Rashchenko S., Kolesnichenko M., Mikhno A., Shatskiy A. High pressure Raman study of Na4Ca(CO3)3 from the ambient pressure to 11 GPa // High Pressure Research – 2023 – Volume 43 – Issue 3 – Pages 205-214 . DOI: 10.1080/08957959.2023.2218535
16. Reutsky V.N., Borzdov Y.M. Effect of growth rate on diamond composition // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 135 – 109865. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.109865
17. Reutsky V.N., Borzdov Yu.M., Bataleva Yu.V., Palyanov Yu.N. Carbon Isotope Fractionation during Metal–Carbonate Interaction at the Mantle Pressures and Temperatures // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–9. DOI: 10.2113/RGG20234561
18. Seryotkin Y.V., Kupriyanov I.N., Ignatov M.A. Single-crystal X-ray diffraction and IR-spectroscopy studies of potassium-deficient fluorapophyllite-(K) // Physics and Chemistry of Minerals – 2023 – V. 50 – 6 . DOI: 10.1007/s00269-022-01229-y
19. Sokol A.G., Koz’menko O.A., Kruk A.N., Nechepurenko S.F. Composition of the Fluid in Carbonate- and Chlorine-Bearing Pelite near the Second Critical Point: Results of Diamond Trap Experiments // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–13, 2023. DOI: 10.2113/RGG20234555
20. Sokol A.G., Kozmenko O.A., Kruk A.N. Composition of supercritical fuid in carbonate‑ andchlorine‑bearing pelite at conditions of subduction zones // Contributions to Mineralogy and Petrology – 2023 – 178:90. DOI: 10.1007/S00410-023-02074-0
21. Sokol A.G., Kupriyanov I.N., Kotsuba D.A., Korsakov A.V., Sokol E.V., Kruk A.N. Nitrogen storage capacity of phengitic muscovite and K-cymrite under the conditions of hot subduction and ultra high pressure metamorphism // Geochimica et Cosmochimica Acta – V. 355 - 15 August – P. 89-109. DOI: 10.1016/j.gca.2023.06.026
22. Сокол А.Г., Крук А.Н., Козьменко О.А., Пальянов Ю.Н. Стабильность карбонатов при субдукции: влияние режима дефлюидизации хлорсодержащего пелита // Доклады Российской Академии наук. науки о Земле – 2023 – том 509 – № 1 – с. 50–55. DOI: 10.31857/S2686739722602381
23. Шацкий В.С., Рагозин А.Л., Ванг Ч. ЭВОЛЮЦИЯ КОРЫ ЯКУТСКОЙ АЛМАЗОНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ —ОТ ЭОАРХЕЯ ДО ПАЛЕОПРОТЕРОЗОЯ: РЕЗУЛЬТАТЫ U-TH-PB (ЛА-ИСП-МС) ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКИХ И LU-HF ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЦИРКОНА ИЗ КСЕНОЛИТОВ КОРОВЫХ ПОРОД В КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБКАХ // Геология и геофизика – 2023 – т. 64  - № 12 –  с. 1659–1673. DOI: 10.15372/GiG2023154

2024 год

1. Agasheva E., Gudimova A., Malygina E., Agashev A., Ragozin A., Murav’eva E., Dymshits A. Thermal State and Thickness of the Lithospheric Mantle Beneath the Northern East-European Platform: Evidence from Clinopyroxene Xenocrysts in Kimberlite Pipes from the Arkhangelsk Region (NW Russia) and Its Applications in Diamond Exploration // Geosciences 2024, 14(9), 229. DOI: 10.3390/geosciences14090229
2. Ilyin A.A., Shatsky V.S., Ragozin A.L. U–Pb Age and Mineral Inclusions in Zircon from Diamondiferous Garnet–Pyroxene Rocks of the Kumdy-Kol Microdiamond Deposit in Northern Kazakhstan // Russian Geology and Geophysics - 2024 - pp. 1–15. DOI: 10.2113/RGG20234661
3. Kartashov I.A., Podlesnyi S.N., Antonov V.A., Popov V.P., Pal’yanov Yu.N. Raman and ODMR Spectroscopy of NV Centers in Nanolayers and Nanopillars of 111 Diamond after Etching with a Focused Beam of Ga Ions // Optical-Physical Methods of Research and Measurement, Volume 59, pages 677–685, (2023). DOI: 10.3103/S8756699023060067
4. Khisina, N.R., Badyukov, D.D., Lorenz, K.A. et al. Deformation Microstructure, Metallic Iron, and Inclusions of Hollow Negative Crystals in Olivine from the Seymchan Pallasite: Evidence of Fe2+ Solid-State Reduction. Geochem. Int. 62, 344–355 (2024). DOI: 10.1134/S0016702923700118
5. Kruk A.N., Sokol A.G., Khokhryakov A.F., Palyanov Yu.N. Stability of Carbonates during Subduction: The Role of Dissolution in Dehydration Fluids // Doklady Earth Sciences, 2024. DOI: 10.1134/S1028334X24603742
6. Kupriyanov I.N., Sokol A.G., Kruk A.N. Water Speciation and Storage Capacity of Olivine under the Reduced Fluid—Peridotite Interaction // Minerals 2024, 14, 119. DOI: 10.3390/min14020119
7. Nadolinny V.A., Palyanov Yu N., Borzdov Yu M., Rakhmanova M.I., Komarovskikh A. Yu, Yurjeva O.P. HTHP treatment of diamonds containing N1 centers. Neutral state of the N1 center as a limiting step in the aggregation of substitutional nitrogen into A form // Diamond and Related Materials Volume 141, January 2024, 110632. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.110632
8. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G. High pressure behavior of K-cymrite (KAlSi3O8·H2O) crystal structure // Physics and Chemistry of Minerals, Volume 51, article number 36, (2024). DOI: 10.1007/s00269-024-01296-3
9. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G., Kokh K.A. Compressibility and pressure-induced structural evolution of kokchetavite, hexagonal polymorph of KAlSi3O8, by single-crystal X-ray diffractio//American Mineralogist (2024) 109 (7): 1284–1291, DOI: 10.2138/am-2023-9120
10. Shatsky V.S., Wang Q., Ragozin A.L., Su W., Ilyin A.A. Connection between tectonothermal events of the Yakutian kimberlite province and assembly of the Siberian craton // Precambrian Research, Volume 405, 1 June 2024, 107379/ DOI: 10.1016/j.precamres.2024.107379
11. Sokol A.G., Korsakov A.V., Kruk A.N. The Formation of K-Cymrite in Subduction Zones and Its Potential for Transport of Potassium, Water, and Nitrogen into the Mantle// Geochemistry International, 2024, Vol. 62, No. 12, pp. 1322–1331. DOI: 10.1134/S0016702924700745
12. Sokol A.G., Kozmenko O.A., Kruk A.N., Skuzovatov S.Y., Kiseleva D.V. Trace-element mobility in pelite-derived supercritical fluid-melt at subduction-zone conditions // Contributions to Mineralogy and Petrology – 2024 – 179:50. DOI: 10.1007/s00410-024-02131-2
13. Starikova A.E., Doroshkevich A.G., Sklyarov E.V., Donskaya T.V., Gladkochub D.P., Shaparenko E.O., Zhukova I.A., Semenova D.V., Yakovenko E.S., Ragozin A.L. Magmatism and metasomatism in the formation of the Katugin Nb-Ta-REE-Zr-cryolite deposit, eastern Siberia, Russia: Evidence from zircon data // Lithos, 2024, Volumes 472–473, 107557. DOI: 10.1016/j.lithos.2024.107557
14. Буга С.Г., Куприянов И.Н., Борздов Ю.М., Кузнецов М.С., Лупарев Н.В., Носухин С.А., Кульницкий Б.А., Приходько Д.Д., Пальянов Ю.Н. Электрические свойства сильно легированных азотом синтетических монокристаллов алмаза, выращенных при высоком давлении и температуре // Физика и техника полупроводников, 2024, том 58, вып. 8, 424 - 433. DOI: 10.61011/FTP.2024.08.59201.7054

Свернуть  

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.

Основные объекты исследования лаборатории располагаются в пределах Северного Казахстана (Кокчетавский массив), Южного (Максютовский комплекс) и Полярного (Марун-Кеу) Урала, Республики Саха (Якутия) и Архангельская область.

За последние 5 лет сотрудники лаборатории принимали участие в качестве руководителей и исполнителей более чем в 7 грантах РНФ, 5 грантах РФФИ, а также участвовали в работе и организации международных конференций и полевых экскурсий.

Свернуть  

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), комплекс Марун-Кеу (Полярный 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 минералогии литосферной мантии древних кратонов, в особенности редких метасоматических минералов и включений в породообразующих минералах перидотитов, пироксенитов и эклогитов. Особое внимание уделяется вопросу взаимодействия глубинных протолитов с реакционно-активными метасоматическими агентами на различных уровнях глубинности.

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.

Свернуть  

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.

В лаборатории активно развиваются методики КР-картирования различных геологических образцов, а также технических кристаллов и полупроводников, изоляторов и т.д.

Свернуть  

2020 год

• Реконструирована эволюция углеродсодержащего вещества (карбонатов и органического материала) и определена последовательность образования полиморфных модификаций углерода при метаморфизме сверхвысоких давлений.
• Исследованы продукты метасоматических процессов, модифицировавших пироксениты литосферной мантии Сибирского кратона, и выявлены реакции растворения ортопироксена по данным изучения природных образцов.
• Оценен вклад материала субдуцируемой коры в генерацию глубинных флюидов/расплавов, установлены тренды их эволюции. Выявлены основные закономерности метасоматического преобразования глубоко субдуцированных пород при воздействии глубинных флюидов/ расплавов.

2021 год

• Изучены природные образцы алмазоносных метапелитов Барчинского участка (Кокчетавский массив) и установлено, что в данных породах совместно с графитом и алмазом присутствуют карбонаты, все эти фазы играют важную роль в рециклировании углерода.

Фотографии алмазоносных кианитовых гнейсов (проходящий свет), демонстрирующие их минералого-петрографические особенности

Фотографии акцессорных минералов алмазоносных кианитовых гнейсов (проходящий свет, кроме (е) – отраженный свет, (л) – BSE изображение): (а) циркон, (б) рутил, (в) графит, (г) апатит, (д-е) монацит, (ж) турмалин, (з) пирротин, (и) алланит, (к) дюмортьерит, (л) ставролит, (м,н) коэсит, (о,п) алмаз.

• Определены основные минералого-геохимические особенности карбонатитового метасоматоза на примере ксенолитов эклогитов из кимберлитовой трубки "Удачная" и установлен возраст протолита этих эклогитов, являющихся одними из наиболее глубоко субдуцированных пород.
• Исследованы ксенокристаллы граната с включениями различных минералов (оксиды, водосодержащие силикаты, сульфиды, карбонаты, графит, апатит) из лампрофиров Чомполинского поля (Алданский щит, юго-восточная окраина Сибирского кратона). Полученные результаты позволяют предполагать, что во время лампроитового и лампрофирового магматизма Алданская литосферная мантия была сильно метасоматизированной областью Сибирского кратона и могла являться основным источником несовместимых элементов для генерации мантийных расплавов. Существование древних субдукционных систем в этом регионе могло вызвать интенсивные метасоматические воздействия на более древние ассоциации литосферной мантии под Алданским щитом со стороны флюидов или расплавов. Все эти данные должны учитываться при моделировании геодинамических процессов, а также моделировании процессов контролирующих рециклирование углерода в мантию Земли.

2022 год

• Проведены детальные минералогические исследования ксенолитов эклогитов из кимберлитов с целью выявления минералов-концентраторов редкоземельных и крупно-ионных литофильных элементов. Впервые в ксенолитах эклогитов выносимых кимберлитовыми расплавами в пределах Сибирского кратона были диагностированы алланит и титанит, являющиеся основными минералами-концентраторами редкоземельных элементов. Реконструированный на основе породообразующих минералов состав мантийных эклогитов часто деплетирован легкими редкоземельными элементами (ЛРЗЭ), в то время как фактически измеренный валовый состав не демонстрирует обедненности в ЛРЗЭ. Подобное существенное различие может указывать на ключевую роль акцессорных фаз (алланита и титанита) в этих расчетах.

Микрофотографии в режиме обратно-рассеянных электронов алланита (А) и титанита (Б) в межзерновом пространстве.

• Изучены ксенолиты эклогитов из кимберлитовой трубки Обнаженная, в которых были диагностированы водосодержащие фазы цоизит и амфибол, слагающие структуры распада в клинопироксене. Реконструированы условия образования (850° – 1090 °C и ~ 3–4 ГПа) ксенолитов с помощью геотермометра (Krogh-Ravna, 2000) в сочетании с геотермой мощностью 45 мВт/м2. Содержание воды в исходных кристаллах омфацита оценивается примерно в 870–1415 ppm в виде ОН (данные ИК-спектроскопии) и 4850 ppm в виде водорода (данные SIMS). Ряд главных и часть микроэлементов вместе с водородом, преимущественно концентрируются в выпадающих ламелях, что отражается в минерале-хозяине - омфаците. Соответствующие диффузионные профили были «заморожены», что указывает на то, что распад произошел незадолго (<25 млн лет назад) до извержения кимберлитового расплава. Основываясь на этих наблюдениях, можно предположить, что образование цоизита, скорее всего, сопровождалось выделением граната из исходно богатого алюминием и водой омфацита при РТ-параметрах (850° – 1090 °C и ~ 3–4 ГПа), отвечающих верхней мантии. Наши данные демонстрируют, что эклогиты могут транспортировать значительное количество воды обратно в мантию Земли, и оставаться одним из главных хранилищ воды в литосферной мантии.

Ламели безводных (гранат = grt и омфацит = omp) и водосодержащих фаз (амфибол = am и цоизит = zo), диагностированных в продуктах распада кристаллов клинопироксена обогащенного водой и другими компонентами. (а) Крупный кристалл омфацита с топотаксическими иглами амфибола и более массивными выделениями гранат, ламели гранат и включение корунда (b) и граната и цоизита (c–d). В некоторых образцах цоизит представлен идиоморфными кристаллами и имеют резкие границы зерен с зернами граната и вмещающего омфацита (e-f).

2023 год 

• Диагностированы сростки кристаллов кианита и кальцита в виде включений в порфиробласте граната из ксенолита гроспидита (кимберлит трубки «Удачная-Восточная»). Кристаллизация породообразующих минералов (гранат + омфацит + кианит + титанит) и акцессорного рутила на пике метаморфизма происходила совместно при 3.5 ± 0.32 ГПа и 920 ± 65°С. Титанит и кальцит в изученном образце, вероятнее всего, формировались в процессе метасоматического воздействия флюида/расплава при кристаллизации первичных породообразующих минералов.
• Оценены методом ИК спектроскопии высокие содержания воды в клинопироксене и гранате для 15 ксенолитов эклогитов протолитами, которых выступали богатые плагиоклазом породы. Высокие содержания воды в исследованных образцах могут указывать на взаимодействие этих пород с флюидами, выделившимися в результате дегидратации серпентинитов. Содержание H₂O и электропроводность в эклогитах увеличиваются с повышением температуры, а коэффициенты распределения H₂O клинопироксен-гранат уменьшаются с повышением температуры и ростом гроссулярового компонента в гранате. Эти данные должны учитываться при интерпретации и построении геофизических моделей строения глубинных оболочек Земли.

Оценки соотношения давления и температуры для ксенолитов эклогитов и пироксенитов из Сибирского кратона и кратона Слэйв. a. Оценки, основанные на итеративном решении температуры в соответствии с геотермометром обмена Fe-Mg Krog (1988; TKR88) с давлениями в соответствии с геобарометром (Beyer et al., 2015) (PB15). Эта комбинация геотермобарометров используется для визуальной идентификации образцов, которые не соответствовали региональной стационарной проводящей геотерме. b. Некоторые оценки, полученные на основе перидотитов (Сибирский кратон: перидотиты (Liu et al., 2022); Slave craton: Pearson et al., 1999), иллюстрирующий, что литосферная мантийная колонна не уравновешивалась единой, четко определенной геотермой. c. Итеративно рассчитанные давления и температуры для эклогитовых ксенолитов, предположительно, уравновешивались либо геотермой 35, либо 38 МВт/м2, в зависимости от того, появляются они или нет чтобы уравновеситься с холодным геотермальным градиентом в a. Предполагаемая геотерма архейской субдукции (Aulbach and Smart, 2023), океаническая кора, границы дегидратации антигорита (atg), талька и хлорита (chl), solidi для водосодержащего MORB и базальта+0,5 мас.% H₂O (Laurie et al., 2013; Schmidt and Poli, 2014; Spandler and Pirard, 2013; Ziaja et al., 2014).

2024 год

• Определено влияние щелочей и лиганд на кристаллизацию аксессорных минералов в щелочных породах на примере кристаллизации турмалина. Турмалин является одним из наиболее широко распространенных акцессорных минералов, встречающихся в породах различного генезиса. Обширные исследования их структуры и химического состава выявили их способность "приспосабливаться" к различным элементам, что способствует их стабильности в широком диапазоне давлений и температур.
• Анализ рентгеновской дифракции монокристаллов природного калйисодержащего турмалина позволил установить изменение в структуре этого минерала обусловленное вхождением калия в позицию натрия. Установлены схемы замещения элементов в структуре турмалина, которые приводят к переходу от маруямаита к оксидравиту, а затем к дравиту, представляют собой (1) XK + AlTOT + O1O ↔ XNa + MgTOT + O1O и (2) XNa + MgTOT + O1O ↔ XNa + MgTOT + O1OH, соответственно.

График, отображающий изученные составы турмалина на основе заселения позиции X. Данные [Lussier et al., 2016, Likhacheva et al., 2019] представлены для сравнения как “Ls” и “Lk” соответственно

Структурные и композиционные параметры для исследованных образцов турмалина. (а) Зависимость средней длины связи < Y–O > от содержания Al в позиции Y. Данные [Lussiet et al., 2016], [Berryman et al., 2016, Likhacheva et al., 2019] представлены для сравнения как “Ls”, “Ber” и “Lk” соответственно. (b) Зависимость средней длины связи < X–O> от содержания K в позиции X. (c) Зависимость параметра ячейки c от содержания K в позиции X. (d) Зависимость объема ячейки V от содержания K в позиции X

• Проведены серии экспериментов, направленных на получение кристаллов калийсодержащего турмалина в SiO2+Al2O3+H3BO3+NaCl/F+H2O-MgO-FeO, SiO₂+Al₂O₃+H₃BO₃+Na/KCl/F+H₂O-MgO-FeO, SiO₂+Al₂O₃+H₃BO₃+KCl/F+H₂O-MgO-FeO. В чисто натровых системах происходит как спонтанная кристаллизация турмалина, так и рост на затравку. В системах, содержащих натрий и калий также происходит кристаллизация преимущественно натровых разновидностей турмалина, а концентрация К2О в полученных кристаллах не превосходит 0,2 мас.%. Для образования калийсодержащих кристаллов турмалина (> 0,7 мас.% К2О) наряду с высокой активностью калия в среде кристаллизации, необходимо присутствие фтора.
• Реконструированы процессы экстракции – переноса – кристаллизации при PT параметрах (500-700°С и 1-2 кбар) в области существования как гидротермального флюида, так и так называемых водно-силикатных жидкостей, обогащенных щелочами, бором, фтором и обладающих способностью к экстремальному концентрированию рудных и редких литофильных элементов Sb, W, Mo Ta и т.д. В экспериментах направленных на получение кристаллов Cu-содержащего турмалина (параиба) в системе SiO₂+Al₂O₃+H₃BO₃+NaCl/F+H₂O-CuO наблюдается экстракция Au из стенок ампул с переносом и образованием идиоморфных кристаллов и дендритов.

Новообразованный турмалин (сине-зеленый) с переотложенным Au в виде кристаллов и дендритов, в том числе по исходным трещинам в затравке из природного эльбаита. Ширина кадра 10 мм

Свернуть  

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Свернуть  

Агашева Елена Владимировна – руководитель бакалаврских и магистерских работ ГГФ НГУ

Демин Сергей Павлович - руководитель магистерских работ ФЕН НГУ

Корсаков Андрей Викторович - руководитель бакалавров, магистрантов и аспирантов ГГФ НГУ и ИГМ СО РАН

Михайленко Денис Сергеевич – руководитель бакалаврских работ ГГФ НГУ

Свернуть  

Агашева Елена Владимировна – эксперт РНФ

Корсаков Андрей Викторович - эксперт РАН, РНФ, РФФИ и грантов Президента РФ

Михайленко Денис Сергеевич – эксперт РНФ

Свернуть  

2020 год 

• Международная конференция GeoRaman 2020, Бильбао
• Международная конференция WiTec summit 2020, г. Ульм

2021 год

• Международная конференция Tour2021, 9-11 сентября, Ельба
• International Symposium on Deep Earth Exploration and Practices (DEEP 2021) (он-лайн конференциz)
• X Международная научно-практическая конференция (13–16 апреля 2021 г., Москва, ФГБУ «ЦНИГРИ») 

2022 год

• ХI Международная научно-практическая конференция (12–15 апреля 2022 г., Москва, ФГБУ «ЦНИГРИ»)
• Международная конференция GeoRaman 2022, 29 августа - 1 сентября г. Прага
• Международная эклогитовая конференция, 10-13 июля г. Лион
• X International Siberian Early Career GeoScientists Conference: Proceedings of the Conference (13-17 июня г. Новосибирск
• XII Международная школа по наукам о Земле имени профессора Л.Л. Перчука 7-19 сентября г. Петропавловск-Камчатский
• Материалы Первой Всероссийской научной конференции, посвященной памяти выдающего ученого и организатора науки академика РАН Николая Леонтьевича Добрецова, Изд-во Сибирское отделение РАН, Новосибирск 

2023 год

• Комбинационное рассеяние - 95 лет исследований». Новосибирск ,5-9 июня 2023 г
• ХII Международная научно-практическая конференция «НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГНОЗА, ПОИСКОВ, ОЦЕНКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ, БЛАГОРОДНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ». 11-14 апреля Москва
• XX Всероссийская Ферсмановская научная сессия посвящена 140 лет со дня рождения великого российского ученого – минералога и кристаллографа, профессора, академика и вице-президента АН СССР Александра Евгеньевича Ферсмана. 3-4 апреля г. Апатиты
• EGU General Assembly 2023, Vienna, Austria, 24–28 Apr 2023
• Международная научная конференция "Щелочной и кимберлитовый магматизм Земли и связанные с ним месторождения стратегических металлов и алмазов". 11-15 сентября 2023, г. Апатиты 

2024 год

• Международная конференция GeoRaman 2024, 24 - 27 сентября г. Родос
• Международная кимберлитовая конференция 2024, 8-12 июля, г. Yellowknife

Свернуть  

2022 год

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0024; Номер Гос. учета: 122041400241-5. «Щелочной магматизм Сибири: источники, условия генерации расплавов, их эволюция и рудообразование », руководитель Дорошкевич Анна Геннадьевна
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0002. «Рудный потенциал метасоматических процессов, связанных с щелочными и карбонатитовыми комплексами», руководитель Дорошкевич Анна Геннадьевна 

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 24-17-00164; Номер Гос. учета – 124112900052-7. «Высокобарическое (~3ГПа) плавление корового материала и генерация различных типов расплавов в орогенных комплексах», руководитель Корсаков Андрей Викторович
• РНФ№ A-8230-2014; Номер Гос. учета – 124051600023-2. «Реконструкция этапов образования и эволюции литосферной мантии и нижней коры Aрктических территорий Восточно-Европейской платформы: выявление связи с алмазоносностью региона», руководитель Агашева Елена Владимировна
• РНФ№ 21-77-10006; Номер Гос. учета – 122041800099-8. «Реконструкция эволюции формирования коэситсодержащих эклогитов в мантии Земли», руководитель Михайленко Денис Сергеевич
• РНФ№ 20-77-10018; Номер Гос. учета – 121120600257-7. «Реконструкция этапов образования и эволюции литосферной мантии и нижней коры Aрктических территорий Восточно-Европейской платформы: выявление связи с алмазоносностью региона.», руководитель Агашева Елена Владимировна

Свернуть  

2023 год

1. Alves J.F., Edwards H.G.M., Korsakov A., de Oliveira L.F.C. Revisiting the Raman Spectra of Carbonate Minerals. Minerals 2023, 13, 1358. DOI: 10.3390/min13111358
2. Aulbach S., Stalder R., Massuyeau M., Stern R.A., Ionov D.A., Korsakov, A.V. Water in omphacite and garnet from pristine xenolithic eclogite: T-X-fO2 controls, retentivity, and implications for electrical conductivity and deep H2O recycling // Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2023, 24, e2023GC011170. DOI: 10.1029/2023GC011170
3. Korsakov A.V., Mikhailenko D.S., Zhang Le, Xu Yi-G. Inclusions of diamond crystals in the tourmaline of the schorl-uvite series: problems of genesis // Journal of Mining Institute – 2023 – Pp.1-9. DOI: 10.31897/PMI.2023.18
4. Korsakov A.V., Romanenko A.V., Sokol A.G., Musiyachenko K.A. Raman spectroscopic study of the transformation of nitrogen-bearing K-cymrite during heating experiments: Origin of kokchetavite in high-pressure metamorphic rocks // J Raman Spectrosc – 2023 – 1–8. DOI: 10.1002/jrs.6541
5. Korsakov A.V., Yudin D.S., Musiyachenko K.A., Demin S.P. 40Ar/39Ar DATING OF MARUYAMAITE (K-DOMINANT TOURMALINE) FROM DIAMOND-BEARING METAMORPHIC ROCKS OF THE KOKCHETAV MASSIF // Geodynamics & Tectonophysics – 2023 – VOLUME 14 – ISSUE 3 – ARTICLE 0699. DOI: 10.5800/GT-2023-14-3-0699
6. Mikhno A.O., Shatskiy A.F., Korsakov A.V., Vinogradova Y.G., Berndt J., Klemme S., Rashchenko S.V. Theorigin of calcite in calc-silicate rocks from the Kokchetav ultrahigh-pressure metamorphic complex // Journal of Metamorphic Geology, 2023, 1–28. DOI: 10.1111/jmg.12749
7. Mikhno A.O., Vinogradova Yu.G., Rashchenko S.V., Korsakov A.V. Methane in Carbonate Melt Inclusions in the Rock-Forming Minerals of Calc-Silicate Rocks of the Kokchetav Massif // Doklady Earth Sciences – 2023 - 2volume – 508 – pages 6–11. DOI: 10.1134/S1028334X22601882
8. Sharygin I.S., Solovev K. A., Golovin A. V. Kelyphite around garnet in unaltered lherzolite xenolith from the Udachnaya pipe (Siberian Craton): Formation exclusively via interaction with kimberlite melt // Journal of Asian Earth Sciences – 2023 – Volume 256 – 15 October– 105821. DOI: 10.1016/j.jseaes.2023.105821
9. Sokol A.G., Kupriyanov I.N., Kotsuba D.A., Korsakov A.V., Sokol E.V., Kruk A.N. Nitrogen storage capacity of phengitic muscovite and K-cymrite under the conditions of hot subduction and ultra high pressure metamorphism // Geochimica et Cosmochimica Acta – V. 355 - 15 August – P. 89-109. DOI: 10.1016/j.gca.2023.06.026
10. Zhukova I.A., Stepanov A.S., Malyutina A., Doroshkevich A.G., Korsakov A.V., Jiang Sh.-Y., Bakovets V.V., Pomelova T.A., Nigmatulina E.N. Raman spectroscopic study of non-stoichiometry in cerianite from critical zone // J Raman Spectrosc – 2023 – 1–10. DOI: 10.1002/jrs.6557
11. Калугина А.Д., Зедгенизов Д.А., Логвинова А.М. (2023) Использование рамановской спектроскопии для характеристики состава минеральных включений перидотитового парагенезиса в алмазах. Литосфера, 23(4), 531-548. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-531-548
12. Нугуманова Я.Н., Калугина А.Д., Старикова А.Е., Дорошкевич А.Г., Прокопьев И.Р. Минералы группы апатита из ультраосновных лампрофиров зиминского щелочно-ультраосновного карбонатитового комплекса (Урикско-Ийский грабен, Восточное Присаянье).Литосфера. 2023;23(4):589-602. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-589-602

2024 год

1. Agasheva E.V., Mikhailenko D.S., Korsakov A.V. Association of quartz, Cr-pyrope and Cr-diopside in mantle xenolith in V.Grib kimberlite pipe (northern East European Platform): genetic models // Journal of Mining Institute. 2023, p. 1-17. DOI: EDN HLLHDR
2. Celata B., Bosi F., Musiyachenko K.A., Korsakov A.V., Andreozzi G.B. Crystal chemistry of K-tourmalines from the Kumdy-Kol microdiamond deposit, Kokchetav Massif, Kazakhstan // European Journal of Mineralogy, Volume 36, issue 5, EJM, 36, 797–811, 2024. DOI: 10.5194/ejm-36-797-2024
3. Gavryushkin P.N., Rečnik A., Donskikh K.G., Banaev M.V., Sagatov N.E., Rashchenko S., Volkov S., Aksenov S., Mikhailenko D., Korsakov A., Daneu N., Litasov K.D. The intrinsic twinning and enigmatic twisting of aragonite crystals // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (6) e2311738121. DOI: 10.1073/pnas.2311738121
4. Korsakov A.V., Mikhailenko D.S., Serebryannikov A.O., Logvinova A.M., Gladkochub D.P. Inclusion of Kokchetavite in a Diamond Crystal from Venezuela: Evidence of Subduction of the Continental Crust. // Doklady Earth Sciences, Volume 517, Issue 1, p.1206-1212. DOI: 10.1134/S1028334X24601317
5. Kumar N., Ishchenko D.V., Milekhin I.A., Yunin P.A., Kyrova E.D., Korsakov A.V., Tereshchenko O.E. Polarization-resolved resonant Raman excitation of surface and bulk electronic bands and phonons in MBE-grown topological insulator thin films//Physical Chemistry Chemical Physics, Issue 46, 2024. DOI: 10.1039/d4cp02994a
6. Mikhailenko D.S., Aulbach S., Stepanov A.S., Korsakov A.V., Le Zhang, Yi-Gang Xu, Allanite in Mantle Eclogite Xenoliths // Journal of Petrology, Volume 65, Issue 5, May 2024, egae041. DOI: 10.1093/petrology/egae041
7. Nugumanova Y., Doroshkevich A., Kalugina A., Chebotarev D., Izbrodin I., Hou T., Age and composition of perovskite in ultramafic lamprophyres from the Zima alkaline-ultramafic carbonatite complex, the southern margin of the Siberian craton: Petrogenetic implications // Geochemistry, 2024, 126159. DOI: 10.1016/j.chemer.2024.126159
8. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G. High pressure behavior of K-cymrite (KAlSi3O8·H2O) crystal structure // Physics and Chemistry of Minerals, Volume 51, article number 36, (2024). DOI: 10.1007/s00269-024-01296-3
9. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G., Kokh K.A. Compressibility and pressure-induced structural evolution of kokchetavite, hexagonal polymorph of KAlSi3O8, by single-crystal X-ray diffractio//American Mineralogist (2024) 109 (7): 1284–1291, DOI: 10.2138/am-2023-9120
10. Sokol A.G., Korsakov A.V., Kruk A.N. The Formation of K-Cymrite in Subduction Zones and Its Potential for Transport of Potassium, Water, and Nitrogen into the Mantle// Geochemistry International, 2024, Vol. 62, No. 12, pp. 1322–1331. DOI: 10.1134/S0016702924700745
11. Starikova A.E., Malyutina A.V., Izbrodin I.A., Doroshkevich A.G., Radomskaya T.A., Isakova A.T., Semenova D.V., Korsakov A.V., Mineralogical, Petrographic and Geochemical Evidence for Zircon Formation Conditions within the Burpala Massif, Northern Baikal Region// Geodynamics & Tectonophysics 15 (5), 0787. 2024. doi:10.5800/GT-2024-15-5-0787
12. Zhitova E. S., Mikhailenko D. S., Pekov I. V., Korsakov A. V., Zolotarev A. A. Iowaite from the Udachnaya Kimberlite Pipe, Yakutia: Crystal Chemistry and Postcrystallization Transformations // Doklady Earth Sciences, Volume 517, pages 1190–1198, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24601858

Свернуть  

Фундамент для будущей лаборатории был заложен в конце 1950-х годов, когда в Новосибирск по приглашению академика А.А. Трофимука переехал выдающийся учёный, академик В.С. Соболев. К этому времени он уже возглавлял комплексное изучение кимберлитов Якутии, собрав вокруг себя выдающуюся школу выпускников Львовского университета. Их усилиями в 1959 году были опубликованы первые монографии по геологии алмазоносных кимберлитов, что положило начало активному развитию отечественной минералогии и петрологии верхней мантии.

С приходом в Институт геологии и геофизики СО АН СССР В.С. Соболев начал разрабатывать принципы прогноза и поисков алмазоносных кимберлитов, публикуя теоретические обобщения и экспериментальные обоснования алмазообразования.

Качественно новый этап в истории лаборатории начался в середине 1960-х годов с приходом в институт его сына и ученика — Н.В. Соболева, выпускника Львовского университета. Уже в 1963 году он организовал полевые работы на кимберлитовых трубках Удачная, Загаючная и Обнажённая, собрав уникальные коллекции мантийных ксенолитов. В сотрудничестве с Н.И. Зюзиным (рентгеноструктурные исследования) и И.К. Кузнецовой (химический анализ) была развёрнута широкая программа минералогических исследований, опиравшаяся на новейшие аналитические методы — в том числе электронно-зондовый микроанализ, развиваемый в институте при участии Н.Л. Добрецова и Ю.Г. Лаврентьева.

К середине 1960-х годов в институте были разработаны первые модели состава верхней мантии Сибирской платформы, а также заложены основы для прогноза алмазоносности кимберлитов на основе состава индикаторных минералов. В эти годы значительный вклад внесли также Г.М. Музыка, А.Д. Харькив, Г.И. Смирнов, В.А. Побережский, О.Н. Тарасюк и В.Ф. Кривонос.

В 1969–1973 годах под руководством Н.В. Соболева и при участии Н.П. Похиленко были разработаны минералогические критерии прогноза алмазоносности кимберлитов. Особое значение имело открытие высокохромистых беднокальциевых пиропов (гарцбургитового парагенезиса) — сначала в алмазах, затем в ксенолитах перидотитов. Это позволило выделять перспективные тела ещё до бурения и получения керна.

Уже в 1972 году коллективом ИГиГ (Н.В. Соболев, Ю.Г. Лаврентьев, Н.П. Похиленко, Л.В. Усова) были получены количественные подтверждения этих критериев. Результаты были опубликованы в журнале Contributions to Mineralogy and Petrology (1973) и стали международно признанными.

Позднее к развитию термобарометрических методов и интерпретации состава мантийных ксенолитов активно подключились Н.Г. Боровкова, Т.П. Боковая, А.В. Похиленко и С.М. Зинченко. В эти же годы началось тесное сотрудничество с коллегами из Якутии — Ю.Г. Шутовым, В.А. Романовым, В.П. Афанасьевым, которые передавали образцы из новых кимберлитов и участвовали в совместных экспедициях.

С 1970-х годов лаборатория проводила масштабные полевые исследования в Якутии. Н.П. Похиленко прошёл путь от студента-геолога до одного из ключевых организаторов экспедиций, проведя 26 полевых сезонов в северных районах. Среди его наставников были Ю.Л. Белик, Ф.Ф. Брахфогель, М.А. Новиков, К.П. Никишов. В составе отрядов лаборатории активно работали И.В. Пругова, А.С. Родионов, Ю.И. Овчинников, А.Н. Амшинский, Н.М. Подгорных, Е.И. Черепов, Б.Д. Миков, В.С. Шацкий и другие.

Экспедиции охватывали труднодоступные районы — бассейны рек Анабара, Оленёк, Хастах. Использовались вертолёты, катамараны, аэролодки, создавались временные базы и геохимические полигоны. Полевые отряды проводили отбор керна, россыпных проб, ксенолитов, алмазов, а также занимались картированием кимберлитов и мантийных ксенолитов в коренных телах.

В 1970-х и 1980-х годах лаборатория принимала участие в программе «Алмазы Сибири», проводила минералогическое районирование северной части ЯАП, участвовала в открытии трубки Юбилейная и других тел. В этот период был также собран уникальный банк данных по химическому составу пиропов, хромдиопсидов, ильменитов и других индикаторных минералов, который до сих пор используется в практике прогнозной оценки.

В 1976–1986 гг. сотрудники лаборатории (Н.В. Соболев, Н.П. Похиленко, совместно с В.П. Грибом, В.А. Скрипниченко, В.К. Соболевым, Н.Н. Головиным и др.) сыграли ключевую роль в открытии алмазоносной провинции на Беломорско-Кулойском плато. Здесь труды лаборатории позволили перевести трубку Ломоносовская в ранг промышленного месторождения. Для обеспечения разведки были привлечены специалисты из Якутии — В.В. Вержак и А.Ф. Махрачёв. Работы были высоко оценены, и в 1989 году Н.В. Соболев и Н.П. Похиленко были награждены государственными наградами.

Позднее к исследованиям Архангельской провинции подключились А.В. Костровицкий, Е.А. Подкопаев, Е.В. Пругова, С.С. Кулигин, И.А. Сафонов. Были разработаны новые методы минералогической диагностики, уточнены региональные особенности состава мантийных ксенолитов, составлен прогноз алмазоносности для малоперспективных районов, который подтвердился последующими открытиями.

В 1985 году в ИГиГ была официально создана Лаборатория минералогических методов поисков. Руководителем стал Н.П. Похиленко. В состав лаборатории вошли И.В. Пругова, А.С. Родионов, А.Н. Амшинский, С.С. Кулигин, Е.В. Пругова, А.И. Дак, Д.А. Мертвецов, Л.Ф. Реймерс, И.А. Сафонов, В.Н. Соболев, а также В.П. Афанасьев — опытный специалист с многолетним стажем работы в Якутии.

При поддержке Мингео СССР и ГКНТ лаборатория участвовала в координации работ по государственной программе «Сибирь» и внедряла свои методы в регионах России и за её пределами. В конце 1980-х — начале 1990-х годов лаборатория активно взаимодействовала с институтами АН СССР, ВИМС, ЯГРИ, геологоразведочными предприятиями Якутии и Архангельской области.

В 1994 году сотрудники лаборатории по приглашению канадской компании Winspear Resources Ltd. приступили к консультациям и полевым работам на севере Канады. Работами руководил Н.П. Похиленко. Применяя методы минералогического прогноза, разработанные в ИГиГ, он сумел открыть новое кимберлитовое поле в пределах ранее "неперспективной" южной части кратона Слейв. Открытие было сделано в течение трёх дней, и привело к бурному развитию региона. Этот успех стал ярким примером международного признания школы лаборатории.

Позже специалисты лаборатории, включая А.В. Похиленко, А.И. Дак и Е.В. Пругову, участвовали в проектах в Южной Африке, Ботсване, Индии, Бразилии. Благодаря их работе методы, разработанные в ИГиГ, легли в основу оценки перспектив многих кимберлитовых районов за рубежом. Эти исследования сопровождались публикациями, совместными проектами с зарубежными университетами, в том числе в сотрудничестве с Тюбингенским университетом (Германия) и Университетом Альберты (Канада).

В настоящее время Лаборатория литосферной мантии и алмазных месторождений (№ 451) продолжает активно развиваться и сохраняет позиции одного из ведущих научных подразделений в области геологии алмазных месторождений. Состав лаборатории насчитывает 25 сотрудников, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 1 академик РАН, 4 доктора геолого-минералогических наук, 8 кандидатов наук, а также 11 квалифицированных инженеров и лаборантов. Ведётся активная научная деятельность: публикуются статьи в ведущих отечественных и зарубежных журналах, готовятся доклады для участия в международных и всероссийских конференциях, выполняются фундаментальные и прикладные проекты.

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.

Свернуть  

В настоящее время в лаборатории литосферной мантии и алмазных месторождений работа ведётся по 4 основным научным направлениям

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, к.г.-м.н. Л.Н. Похиленко, к.г.-м.н. А.М. Агашев, к.г.-м.н. Н.С. Тычков, Е. А. Муравьева, И. С. Карпутин

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.

к.г.-м.н. А.М. Логвинова, Т.М. Блинчик, А.О. Серебрянников.

3. Минералогия кимберлитов, поисковая минералогия, типоморфизм алмазов, импактогенез и импактные алмазы

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.

д.г.-м.н. В.П. Афанасьев, д.г.-м.н., академик Н.П. Похиленко, д.г.-м.н. Елисеев А.П., к.г.-м.н. Малыгина Е.В., к.г.-м.н. Е.О. Барабаш.

4. Петрогенезис кимберлитов

Кимберлиты представляют собой породы, с которыми связано более 90 % коренных месторождений алмазов. Несмотря на многочисленные исследования, всеобъемлющая модель формирования (петрогенезиса) кимберлитов до сих пор не разработана.

Согласно существующим данным, первичные кимберлитовые расплавы зарождаются в мантии Земли на глубинах от 150 до 650 км. После генерации они быстро поднимаются к поверхности Земли, захватывая мантийные ксенолиты, ассимилируя и реагируя с мантийными породами. При достижении поверхности Земли и формировании кимберлитовых тел происходит выделение летучих из кимберлитовых магм (дегазация). В процессе или после формирования кимберлитовых тел они взаимодействуют с внешними водами (грунтовыми, атмосферными), что приводит к интенсивной серпентинизации пород и значительным изменениям их химического и минерального состава. Таким образом, состав кимберлитов, доступных для изучения, существенно отличается от исходного состава первичных расплавов, формирующихся в мантии. Однако информация о составе кимберлитовых расплавов крайне важна для понимания процессов образования первичных расплавов в мантии, а также для моделирования подъёма кимберлитовых магм и формирования кимберлитовых тел.

Исследования в рамках данного направления сосредоточены на реконструкции процессов петрогенезиса кимберлитов (происхождения) начиная от генерации первичных кимберлитовых расплавов в мантии, заканчивая формированием кимберлитовых тел. Основные направления исследований включают: (1) реконструкцию состава примитивных кимберлитовых расплавов на основе изучения расплавных включений в минералах мантийных ксенолитов из кимберлитов различных архейских кратонов (Сибирский, Восточно-Европейский, Каапвальский); (2) исследование процессов эволюции кимберлитовых магм на примере уникальных, абсолютно неизменённых кимберлитов из трубки Удачная-Восточная.

к.г.-м.н. А. В. Головин, А. А. Тарасов.

Свернуть  

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.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:

• Уникальные минералогические методики прогнозирования и поиска алмазных месторождений, разработанные и усовершенствованные непосредственно в лаборатории (1969-1973 гг)
• Метод парагенетического анализа минералов из кимберлитов
• Метод типоморфического анализа индикаторных минералов кимберлитов
• Методы проведения полевых работ, имеющие большое значение для сбора научного материала.

Используемые аналитические методы:

• Метод рентгеноспектрального анализа (EMPA) применяется для определения химического состава минералов исследуемых пород.
• Растровая электронная сканирующая микроскопия (SEM) совместно с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) используется для решения широкого спектра задач: от минералого-петрографических исследований горных пород и идентификации породообразующих и акцессорных минералов до изучения морфологии индивидуальных зёрен.
• Метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) используется для получения данных по редким элементам минералов исследуемых пород.
• Метод изотопного разбавления с масс-спектрометрическим окончанием применяется для определения наноколичеств элементов группы платины в породах и минералах (в мг/т).
• Методы оптической микроскопии применяются для минералого-петрографических исследований горных пород.
• Метод КР-спектроскопии используется для идентификации различных минералов.
• Метод инфракрасной спектрометрии с преобразованием Фурье

Свернуть  

2020-2024 годы

Технологические свойства импактных алмазов 

Изучены технологические свойства импактных алмазов, что необходимо для введения в эксплуатацию их месторождения в пределах Попигайского метеоритного кратера. Показано их значительное преимущество перед синтетическими алмазами, являющимися на сегодняшний день основным абразивным материалом.

Витязь П.А., Сенють В.Т., Жорник В.И., Валькович И.В., Ковалева С.А., Мосунов Е.И., Афанасьев В.П.  Синтез нанокомпозита на основе импактных алмазов и карбида кремния в условиях высоких давлений  и температур // Механика машин, механизмов и материалов. 2020. № 4 (53). С. 43-51.

Сенють В.Т., Витязь П.А., Жорник В.И., Валькович И.В., Афанасьев В.П. Изучение влияния состава  композитов на основе спеченного импактного алмаза на их износостойкость при обработке карбида  кремния // Механика машин, механизмов и материалов. 2021. № 4 (57). С. 63-70.  

Сенють В.Т., Витязь П.А., Жорник В.И., Валькович И.В., Пинчук Т.И., Афанасьев В.П.  Исследование вл ияния состава спеченных композитов "твердый сплав ВК-8 - импактный алмаз" на их износостойкость  // Актуальные вопросы машиноведения. 2022. Т. 11. с. 339-345.  

Сенють В.Т., Витязь П.А., Жорник В.И., Валькович И.В., Афанасьев В.П., Григорьев И.Е. Исследование  влияния состава композитов, содержащих импактные алмазы, на их эксплуатационные  характеристики при лезвийной обработке цветных металлов // Механика машин, механизмов и  материалов. 2024. № 2 (67).с. 69-78.  

Сенють В.Т., Жорник В.И., Валькович И.В., Афанасьев В.П., Чекулаев А.В., Воробьев В.В., Хомич Н.С.  Металломатричный композит "железо-тагамит" для магнитно-абразивной обработки циркониевого  сплава // Актуальные вопросы машиноведения. 2024. Т. 13. С. 262-266. 

 2020 год

Обоснованы перспективы алмазоносности южного фланга Вилюйской синеклизы

Афанасьев В.П., Похиленко Н.П., Кулигин С.С., Самданов Д.А. О перспективах алмазоносности южного борта Вилюйской синеклизы // Геология рудных месторождений. 2020. т. 62. № 6. c. 561-567.

Афанасьев В.П., Похиленко Н.П., Гриненко В.С., Костин А.В., Мальковец В.Г., Олейников О.Б. О кимберлитовом магматизме юго-восточного фланга Вилюйской синеклизы // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 490. № 2. С. 5-9.

Минеральные включения в алмазах из кимберлитов: кристаллографическая ориентировка и геохимические особенности

Ориентация 76 минеральных включений, представленных оливином (25 включений), пиропом (13 включений) и магнезиохромитом (38 включений) измерена в 16 образцах алмазов из главных коренных месторождений алмазов Якутии, кимберлитовых трубок Мир, Удачная, Интернациональная, Айхал и Юбилейная. Новизна проведенных исследований заключается в специальном целенаправленном подходе к выбору образцов, содержащих не только включения оливина, в большом количестве изученных в самые последние годы после публикации книги «Углерод Земли» в 2013 г. Настоящая коллекция составляет более 25 % всех исследованных в мире образцов и содержит наиболее типичные минеральные включения преобладающего перидотитового парагенезиса почти во всех известных кимберлитах. Как в настоящем эксперименте, так и в подобных исследованиях, проведенных зарубежными коллегами в 2014-2019 гг., не обнаружено ни одного включения, ориентировка которого отвечала бы эпитаксиальному критерию. Только отдельные включения магнезиохромита в трех алмазах демонстрируют ориентировку, близкую к закономерной. Значимая корреляция величин изотопного состава углерода и состава минеральных включений алмазов перидотитового и эклогитового парагенезисов при полном отсутствии корреляции с другими свойствами может рассматриваться в качестве одной из геохимических особенностей. В то же время, учитывая многочисленные опубликованные и собственные данные, демонстрирующие сложную ростовую историю алмазов и в ряде случаев широкие колебания состава минеральных включений в разных зонах наряду с различием их морфологии, авторы статьи придерживаются мнения о возможности сосуществования сингенетических и протогенетических включений в одном и том же алмазе. Это также подтверждается находками ксенолитов алмазоносных перидотитов и эклогитов в кимберлитах, в которых выявлены алмазы, полностью включенные в гранат либо в оливин. Отмечается постоянное наличие тяжелых углеводородов (отн. %) от пентана (С5Н12) до гексадекана (С16Н34), доминирующих во флюидных включениях в алмазах кимберлитов и россыпей, а также в пиропе и оливине ксенолитов алмазоносных перидотитов.

Рис. 1 Соотношение магнезиальности (Mg#) и хромистости (Cr#) магнезиохромитов, включенных в алмазы Якутии из центральной зоны алмазов (с), промежуточной (i) и периферической (р). Индивидуальные составы из зон алмазов (1); составы из алмазоносных перидотитов (2); из алмаза UD-34 (3); из алмаза Mr-761 (4). Mg# = [100Mg/(Mg + Fe²⁺)]; Cr# = [100Cr/(Cr + Al)]. Красными и синими символами показаны составы шпинелидов из двух алмазов, полученные при полном сжигании образцов. Температурный интервал роста алмаза (символ 4) превышает 400^оС.

Соболев Н.В., Сереткин Ю.В., Логвинова А.М., Павлушин А.Д., Угапьева С.С. Кристаллографическая ориентировка и геохимические особенности минеральных включений в алмазах // Геология и геофизика. - 2020. – 61. – 5-6. – Р. 774—793. 

2021 год

Классификация келифитовых кайм вокруг мантийных гранатов

На гранатах из ксенолитов перидотитовых и эклогитовых парагенезисов мантийного разреза кимберлитовой трубки Удачная-Восточная (Якутия) выделяется пять типов кайм. Каймы 1, 2 и 3 характерны для гранатов всех изученных парагенезисов. 4 и 5 - развиваются на высокохромистых субкальциевых гранатах наиболее истощенных перидотитов. Каждый тип келифита демонстрирует явное обогащение определенным компонентом: rim1 - MgO и щелочами; rim2 - TiO2; rim3 - FeO и TiO2; rim4 - Cr2O3; rim5 - СаО, что свидетельствует о многоступенчатом воздействии различных компонентов мантийного флюида.

Рис.2. Схема типов, расположения и состава келифитовых кайм: а - каймы 1, 2 и 3, окружающие гранаты перидотитов или эклогитов групп A, B; (b) каймы 1, 2, 4 и 5 на гранатах истощенных мегакристаллических перидотитов.

Pokhilenko, L., 2021. Kelyphite rims on garnets of contrast parageneses in mantle xenoliths from the Udachnaya-East kimberlite pipe (Yakutia). Minerals 11, 615.

Эффекты роста и консолидации детонационных наноалмазов при термобарическом спекании

 Изучено поведение детонационных алмазов, полученных при взрыве в закрытой камере углеродсодержащего взрывчатого вещества. Полученные алмазы очень малого размера, что снижает их технологические свойства и ограничивает применение. Поэтому предпринимаются попытки компактировать взрывные алмазы для получения крупных образцов, пригодных в инструментальной промышленности.

Рис. 3. Схема превращений в детонационном наноалмазе при HPHT отжиге. Слева - исходный наноалмаз. В процессе отжига он теряет значительную часть своей оболочки (зерно в центре). Затем размер ядра наноалмаза увеличивается как за счет роста алмазной грани, так и в результате упорядочения графита (серый справа).

Bogdanov D., Bogdanov A., Plotnikov V., Makarova S., Yelisseyev A., Chepurov A. Core growth of detonation nanodiamonds under high-pressure annealing. RSC advances, 11 (2021) 12961. 

Изучены типоморфные особенности импактных алмазов, что необходимо для их оценки как полезного ископаемого

Показано, что благодаря их нанополикристаллическому строению импактные алмазы имеют высшую в природе абразивную способность, в среднем вдвое более высокую, чем у обычных монокристальных алмазов. 

 Yelisseyev A., Afanasiev V., Gromilov S., Sildos I., Kiisk V. Effect of lonsdaleite on the optical properties of impact diamonds // Diamond and Related Materials. 2020. v. 101. pp. 107640. 3

 Afanas’ev V.P., Goryainov S.V., Litasov K.D., Kovalevskii V.V. Raman spectroscopy of nanopolycrystalline diamond produced from shungite at 15 GPa and 1600°C // JETP Letters. 2020. Т. 111. № 4. С. 218-224. 5

 Чепуров А.И., Жимулев Е.И., Сонин В.М., Чепуров А.А., Карпович З.А., Горяйнов С.В., Афанасьев В.П., Похиленко Н.П. Морфология кристаллов, нарастающих на импактные алмазы Попигайской астроблемы (экспериментальные данные) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 500. № 1. с. 33-37.

 Угапьева С.С., Молотков А.Е., Громилов С.А., Афанасьев В.П., Павлушин А.Д., Елисеев А.П., Попов В.И. Особенности текстуры и структуры якутитов из россыпей Анабарского алмазоносного района // Записки Российского минералогического общества. 2022. Т. 151. № 1. с. 15-28. 0

 Чепуров А.И., Горяйнов С.В., Жимулев Е.И., Сонин В.М., Чепуров А.А., Карпович З.А., Афанасьев В.П., Похиленко Н.П. КП-спектроскопия импактных алмазов Попигайской астроблемы, термообработанных при 5.5 Гпа // Инженерно-физический журнал. 2022. Т. 95. № 7. с. 1736-1744.

 Афанасьев В.П., Прууэл Э.Р., Курепин А.Е., Громилов С.А., Витязь П.А. Сравнительная характеристика импактных алмазов Попигайской астроблемы и синтетических алмазов, полученных взрывом // Инженерно-физический журнал. 2022. Т. 95. № 7. с. 1745-1750.

2022 год 

Новая парадигма алмазоносности Сибирской платформы

Сформулирована новая парадигма алмазоносности Сибирской платформы, предусматривающая существование докембрийской эпохи алмазоносности, множественность типов коренных источников и их разный возраст.

V.P. Afanasiev, N.P. Pokhilenko. Approaches to the Diamond Potential of the Siberian Craton: A New Paradigm // https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2022.104980

Причины обратной связи между интенсивностью и алмазоносностью проявлений кимберлитового магматизма

Эти причины связаны с вариациями интенсивности вторичного обогащения деплетированных перидотитов литосферной мантии карбонатитовыми и силикатными метасоматическими агентами. Блоки литосферы с незначительным масштабом вторичного обогащения силикатного типа дают небольшое количество высокосортных кимберлитовых тел (Мирнинское и Накынское поля), а на блоках с интенсивным силикатным обогащением образовалось много кимберлитовых тел с незначительным количеством высокопродуктивных (Алакит-Мархинское и Далдынское кимберлитовые поля). Масштабы и характер вторичного обогащения исходных деплетированных перидотитов относительно легко можно оценить по особенностям состава кимберлитовых пироповых гранатов.

Похиленко Н.П., Афанасьев В.П., Агашев А.М., Похиленко Л.Н., Тычков Н.С. Вариации состава и строения литосферной мантии под разновозрастными кимберлитовыми полями Сибирской платформы // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 4.

Методика определения возраста коренных источников алмазов по индикаторным минералам кимберлитов

Впервые показана возможность и методика определения возраста коренных источников алмазов по индикаторным минералам кимберлитов из ореолов и россыпей, что позволяет целенаправленно искать наиболее перспективные кимберлитовые тела среднепалеозойского возраста.

Барабаш Е.О., Афанасьев В.П., Похиленко Н.П., Малыгина Е.В., Иванова О.А. Оценка возраста и потенциальной алмазоносности коренных источников по их глубинным минералам из ореолов рассеяния // Отечественная геология. 2022. № 6. с. 3-16.

2023 год

Самое раннее поколение алмаза: первая находка алмазного включения в кимберлитовом оливине

До сих пор алмаз ни разу не был обнаружен в составе других кимберлитовых или ксенолитовых минералов как сингенетическое включение. Мы обнаружили включение алмаза внутри зерна кимберлитового оливина, что является первой находкой такого рода. Кристалл алмаза должен был быть захвачен растущим оливином при довольно высоких температурах (более 1400°С) в начале истории формирования кратонной литосферной мантии (~3.6 млрд лет), т.е., задолго до того, как истощенный перидотит остыл до температуры среднеархейской кратонной геотермы, соответствующей полю стабильности алмаза на глубинах, где расплавы карбонатита могут вступать в реакцию с истощенным перидотитом, превращая его в алмазоносную породу. С одной стороны, эта находка свидетельствует о том, что алмазы могут кристаллизоваться из высокотемпературного силикатного расплава с некоторой карбонатной составляющей. С другой стороны, в том же оливине алмаз обнаружен сосуществующим с сульфидным включением, т.е., кристаллизация из сульфидного расплава может быть другим путем образования алмаза.

Рис. 4. Фотография включения алмаза.

Pokhilenko L, Pokhilenko N., Malkovets V., Alifirova T. The Earliest Generation of Diamond: The First Find of a Diamond Inclusion in Kimberlitic Olivine // Minerals – 2023 – 13(1) – 36

Первая находка включения хансвилькеита (KFeS₂) в природном алмазе

Впервые в качестве включения в природном алмазе методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения был идентифицирован калиевый сульфид KFeS₂ (hanswilkeite). Это является первой находкой среди мантийных образцов. В природе сульфид KFeS₂  был обнаружен в тиллеит-кальцитовом мраморе и внесен в реестр новых минералов в 2022 г. Сульфид KFeS₂ относится  к моноклинной сингонии (C 2/c).

Сульфид KFeS₂ в алмазе обнаружен в виде дискретной фазы в составе полиминеральных включений, состоящих из апатита, ильменита, хондродита, флогопита, доломита и флюидной фазы. Данные, полученные по составу включения хансвилькеита (KFeS₂) и других ассоциирующих с ним редких минералов (хондродит, Mg-апатит, Cr-ильменит) в первичных включениях в алмазе, свидетельствуют о важной роли метасоматических процессов в алмазообразовании.

Рис. 5. TEM-изображение нановключения в алмазе Ud-45 (А); (B) изображение решетки сульфида KFeS₂ с высоким разрешением (HREM), (C) Дифракционная картина из области в рамке в KFeS₂.(D) — увеличенный фрагмент изображения KFeS₂ (E) — энергодисперсионные рентгеновские спектры (EDX) сульфида KFeS₂.

Logvinova A.M., Sharygin I.S. Second Natural Occurrence of KFeS₂ (Hanswilkeite): An Inclusion in Diamond from the Udachnaya Kimberlite Pipe (Siberian Craton, Yakutia). Minerals, 2023, 13, 874.

Показана высокая термическая устойчивость импактных алмазов к графитизации, что особенно важно в технологическом плане при изготовлении инструментов с использованием НР-НТ технологий

Chepurov A., Goryainov S., Gromilov S., Zhimulev E., Sonin V., Chepurov A., Karpovich Z., Afanasiev V.,  Pokhilenko N. HPHT-treated impact diamonds from the Popigai crater (Siberian craton): XRD and Raman spectroscopy evidence // Minerals. 2023. v. 13. N 2. pp. 154. 

2024 год  

Состав, строение и эволюция разновозрастной лм различных частей сибирской платформы в сравнении характеристиками лм других древних кратонов

На основе изучения ксеногенного материала из кимберлитов Сибирского кратона различной степени алмазоносности показан различный тип вторичного обогащения изначально деплетированных пород литосферной мантии, приводящий к различной потенциальной ее алмазоносности.

На первом этапе (средний архей) сформированы истощенные гарцбургиты-дуниты. На втором этапе, фундамент ЛМ подвергся метасоматическому обогащению расплавом/флюидом (близок по составу к карбонатитам) с высоким содержанием несовместимых элементов. Образование многих литосферных алмазов U-типа связано с этим этапом. Заключительный этап эволюции характеризовался повторными многомасштабными циклами силикатного метасоматоза, что привело к заметной переработке нижних уровней ЛМ.

Рис. 6. Схематическая модель, иллюстрирующая различные типы вторичного обогащения в литосфере Сибирского кратона.

Tychkov, N.S., Dymshits A.M., Muraveva E.A., Logvinova A.M., Pokhilenko N.P. // Mantle Xenocrysts from the Mir, Komsomolskaya-Magnitnaya and Dianga Kimberlites (Siberian Craton): Thermal Thickness and Evolution of the Lithosphere. LITHOS. (in press.) DOI:10.2139/ssrn.5046931.

Tychkov, N.S., Dymshits A.M., Muraveva E.A., Logvinova A.M., Pokhilenko N.P. // Mantle Xenocrysts from the Mir, Komsomolskaya-Magnitnaya and Dianga Kimberlites (Siberian Craton): Thermal Thickness and Evolution of the Lithosphere. LITHOS. (in press.) DOI:10.2139/ssrn.5046931.

Milaushkin, M. V., Malkovets, V. G., Gibsher, A. A., Dymshits, A. M., Yakovlev, I. V., & Pokhilenko, N. P. (2024, October). The Thickness and Thermal State of the Lithospheric Mantle beneath the Yubileinaya Pipe (Alakit–Markha Kimberlite Field, Siberian Craton). In Doklady Earth Sciences (pp. 1-7). DOI:10.1134/S1028334X24603067.

Гудимова, А. И., Агашева, Е. В., Дымшиц, А. М. (2024). Реконструкция состава и строения литосферной мантии на основании концентраций главных элементов в ксенокристах гранатов и хромдиопсидов из пород кратерной части кимберлитовой трубки (трубка им. В. Гриба, Архангельская алмазоносная провинция). Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 69 (3), 580–604. https://doi.org/10.21638/spbu07.2024.310

Роль карбонатных расплавов с калиевой спецификацией в петрогенезисе кимберлитов группы II

Впервые проведены исследования расплавных включений в минералах оливиновых лампроитов (кимберлитов группы II, оранжеитов).  Изучены расплавные включения в оливине лампроита Сильвери Хоум (обрамление кратона Каапвааль, Южная Африка).Показано, что на протяжении эволюции магматической системы Сильвери Хоум, магматический расплав  представлял собой щелочную карбонатную жидкость с преобладанием калия над натрием.

Калиевая спецификация изученных карбонатных расплавов являются необычной и уникальной. Архитипические кимберлиты эволюционируют в рамках карбонатитовых систем с преобладанием натрия над калием.

Abersteiner, A., Tarasov, A., Golovin, A., Howarth, G.H., Kamenetsky, V.S., 2024. Kaapvaal lamproite melts (aka orangeites): A new type of alkali-carbonate liquid? insights from olivine-hosted multiphase inclusions (Silvery Home, South Africa). Geoscience Frontiers 15, 101864. 

Расшифрован генезис загадочной разновидности алмазов – карбонадо

Afanasiev V., Kovalevsky V., Yelisseyev A., Mashkovtsev R., Gromilov S., Ugapeva S., Barabash E., Ivanova O., Pavlushin A. About the origin of carbonado // Minerals. 2024. v. 14. N 9. c. 927.

Свернуть  

Комплекс различной техники для оптической микроскопии, в том числе поляризационные микроскопы высокого увеличения.

Оборудование для подготовки образцов и препаратов (отрезное, шлифовальное, обогатительное оборудование).

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.

Свернуть  

Похиленко Николай Петрович – профессор кафедры петрографии и геологии рудных месторождений" Условия образования и закономерности размещения алмазных месторождений" ГГФ НГУ

Иванова Оксана Александровна – старший преподаватель кафедры минералогии и геохимии, " Геммология " (семинары) ГГФ НГУ

Свернуть  

Похиленко Николай Петрович – эксперт РАН

Афанасьев Валентин Петрович – эксперт РАН

Свернуть  

2020 год

• X Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России, 8–10 апреля 2020 года, г. Якутск.

2021 год

• X Международная научно-практическая конференция «Научно-методические основы прогноза, поисков, оценки месторождений алмазов, благородных и цветных металлов» 13 по 16 апреля 2021 года, г. Москва.
• the EGU general assembly, 19–30 апреля 2021, онлайн.
• XI Всероссийская научно-практическая конференция «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России», 5 - 7  апреля 2021 года, г. Якутск.
• Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика», 11-17 мая 2021 года, г. Иркутск.
• XXVII Всероссийская научная конференция «Уральская минералогическая школа-2021», Екатеринбург, 17-25 сентября 2021 года, г. Екатеринбург.
• XIII съезд РМО «Минералогия во всем пространстве сего слова: Проблемы развития минерально- сырьевой базы и рационального использования минерального сырья», 5–7 октября 2021 года, г. Санкт-Петербург.

2022 год

• III Молодежная конференция: «Минерально-сырьевая база алмазов, благородных и цветных металлов- от прогноза к добыче», 11-12 апреля 2022 года, г. Москва
• the EGU general assembly, 23–27 мая 2022, онлайн
• X международная сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле, 13 – 17 июня 2022 года, г. Новосибирск
• XIX всероссийская конференция по термобарогеохимии, 10 – 13 Октября 2022 года, г. Новосибирск

2023 год 

• the EGU general assembly, 23–28 апреля 2023, онлайн
• Всероссийская конференция «Щелочной и кимберлитовый магматизм Земли и связанные с ним месторождения стратегических металлов и алмазов», 11 – 12 сентября 2023 года, г. Апатиты

2024 год

• Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России, 26 - 29 марта 2024, г. Якутск.
• XVII Всероссийская конференция Глубинный магматизм, его источники и плюмы 20-22 мая 2024 года, пос. Листвянка.
• Годичное собрание Российского минералогического общества «Минералогические исследования в интересах развития минерально-сырьевого комплекса России и создания современных технологий», 16 - 21 сентября 2024 года, г. Апатиты
• XIII Международная научно-практическая конференция «Актуальные аспекты научных исследований» 19 - 31 Марта 2024 года, г. Москва
• XI Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле, 23-29 сентября 2024 года, г. Новосибирск

Свернуть  

Лаборатория предпринимает большие усилия по вводу в эксплуатацию Попигайского месторождения импактных алмазов – выдающегося абразивного сырья, которое должно стать основой инструментальной промышленности Российской Федерации, а также Томторского редкометального месторождения, которое может обеспечить все потребности Российской федерации в этом сырье.

Усилия лаборатории нашли отражение в Указе Президента Российской Федерации «О Стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечении национальной безопасности на период до 2035 года» от 26 октября 2020 года, в котором необходимость разработки этих месторождений выделена особой строкой.

Свернуть  

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0030; Номер Гос. учета: 122041400157-9. «Типы алмазоносных пород Сибирской платформы в геологическом времени и пространстве: причины вариаций интенсивности их проявлений и алмазоносности », руководитель Похиленко Николай Петрович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0014. «Концепция формирования месторождений алмазов Сибирской Арктики: связь характера эволюции литосферной мантии с процессами образования алмазов и алмазоносных кимберлитов; формирование и свойства импактных алмазов и новых функциональных материалов», руководитель Похиленко Николай Петрович

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 25-77-10092; Номер Гос. учета – не присвоен. «Этапы эволюции литосферы центральной части Якутской кимберлитовой провинции по данным изучения глубинного ксеногенного вещества в кимберлитах Накынского и Верхнемунского полей», руководитель Яковлев Игорь Викторович
• РНФ№ 24-27-00287; Номер Гос. учета – 124022500287-9. «Оливин в кимберлитах Сибирского кратона: типы, вариации состава, происхождение», руководитель Головин Александр Викторович
• РНФ№ 22-27-00724; Номер Гос. учета – 122080400009-0. «Генезис мегакристаллов циркона из кимберлитов: исследование изотопно-геохимических характеристик и минеральных включений», руководитель Мальковец Владимир Григорьевич совместитель
• РНФ№ 21-17-00082; Номер Гос. учета – 121120700196-8. «Эволюция состава летучих компонентов при субдукции океанических пород», руководитель Похиленко Николай Петрович
• РНФ№ 18-77-10062; Номер Гос. учета – 122012100023-0. «Проявления метасоматоза в литосферной мантии Сибирского кратона», руководитель Шарыгин Игорь Сергеевич

Свернуть  

2023 год

1. Ashchepkov I., Logvinova A., Spetsius Z., Downes H. Thermobarometry of diamond inclusions: Mantle structure and evolution beneath Archean cratons and mobile belts worldwide // Geosystems and Geoenvironment – 2023 – Volume 2 – Issue 2. DOI: 10.1016/j.geogeo.2022.100156
2. Babunts R.A., Gurin A.S., Uspenskaya Y.A., Likhachev K.V., Yakovleva V.V., Batueva A.V., Skomorokhov A.M., Veyshtort I.P., Uchaev M.V., Eseev M.K., Vins V.G., Yelisseyev A.P., Urmantseva Z.F., Baranov P.G. Magnetic Resonance Express Analysis and Control of NV−Diamond Wafers for Quantum Technologies // Applied Magnetic Resonance – 2023 . DOI: 10.1007/s00723-023-01632-w
3. Baranov V.V., Grinenko V.S., Afanasiev V.P., Ugapieva S.S., Pokhilenko N.P., Popov N.V., Zayakina N.V., Vasilieva T.I., 2023. Possible Evidence for the Existence of Volcanogenic Magmatism in the Sinyaya River Basin at the Southern Flank of the Vilyui Syneclise. Geodynamics & Tectonophysics 14 (5), 0719. DOI: 10.5800/GT-2023-14-5-0719
4. Chepurov A., Goryainov S., Gromilov S., Zhimulev E., Sonin V., Chepurov A., Karpovich Z., Afanasiev V., Pokhilenko N. HPHT-Treated Impact Diamonds from the Popigai Crater (Siberian Craton): XRD and Raman Spectroscopy Evidence // Minerals – 2023 – 13(2) – 154. DOI: 10.3390/min13020154
5. Curtolo A., Novella D., Logvinova A., Sobolev N.V., Davies R.M., Day M.C., Pamato M.G., Nestola F. Petrology and geochemistry of Canadian diamonds: An up-to-date review // Earth-Science Reviews, Volume 246, November 2023, 104588. DOI: 10.1016/j.earscirev.2023.104588
6. Golovin A.V., Kamenetsky V.S. Compositions of Kimberlite Melts: A Review of Melt Inclusions in Kimberlite Minerals // Petrology – 2023 – Vol. 31 – No. 2 – pp. 143–178. DOI: 10.1134/S0869591123020030
7. Golovin A.V., Tarasov A.A., Agasheva E.V. Mineral Assemblage of Olivine-Hosted Melt Inclusions in a Mantle Xenolith from the V. Grib Kimberlite Pipe: Direct Evidence for the Presence of an Alkali-Rich Carbonate Melt in the Mantle Beneath the Baltic Super-Craton // Minerals – 2023 – 13 – 645. DOI: 10.3390/min13050645
8. Gurbatov S.O., Borodaenko Yu.M., Mitsai E.V., Modin E., Zhizhchenko A.Yu., Cherepakhin A.B., Shevlyagin A.V., Syubaev S.A., Porfirev A.P., Khonina S.N., Yelisseyev A.P., Lobanov S.I., Isaenko L.I., Gurevich E.L., Kuchmizhak A.A. Laser-Induced Periodic Surface Structures on Layered GaSe Crystals: Structural Coloring and Infrared Antireflection // The Journal of Physical Chemistry Letters 2023 14 (41), 9357-9364. DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02547
9. Inyushkin A.V., Taldenkov A.N., Yelisseyev A.P., Vins V.G. Thermal conductivity of type-Ib HPHT synthetic diamond irradiated with electrons // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 139 – 110302. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.110302
10. Isaenko L., Dong L., Korzhneva K., Yelisseyev A., Lobanov S., Gromilov S., Molokeev M. S., Kurus A., Lin Z. Evolution of Structures and Optical Properties in a Series of Infrared Nonlinear Optical Crystals LixAg1–xInSe2 (0 ≤ x ≤ 1) // Inorg. Chem. – 2023 – 15936–15942. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c01993
11. Isaenko L., Dong L., Yelisseyev A., Lobanov S., Korzhneva K., Gromilov S., Sukhih A., Pugachev A., Vedenyapin V., Kurus A., Khamoyan A., Lin Z. A new nonlinear optical crystal Li0.81Ag0.19InSe2 with balanced properties for efficient nonlinear conversion in the mid-IR region // Journal of Alloys and Compounds – 2023 – Volume 969 – 172382. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.172382
12. Israel C., Boyet M., Doucelance R., Bonnand P., Dhuime B., Ionov D., Moreira H., Jackson M.G., Golovin A.V. First Ce-Nd isotope measurements of middle and lower continental crust samples support massive lower crust recycling over Earth's history // Lithos – 2023 – Volumes – 460–461 – 107369. DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107369
13. Ivanova O.A., Pokhilenko N.P., Afanasiev V.P., Zedgenizov D.A., Barabash E.O. Comparison of the I and IV Diamond Types (According to Orlov’s Classification) from the Snap Lake Deposit (Slave Craton, Canada) // Doklady Earth Sciences – volume 511 – pages537–542. DOI: 10.1134/S1028334X23600640
14. Lobanov S.I., Korzhneva K.E., Yelisseyev A.P., Gromilov S.A., Sukhikh A.S., Vedenyapin V.N., Khamoyan A.G., Isaenko L.I. Temperature dependence of the properties of the Li0.81Ag0.19InSe2 nonlinear crystal // Journal of Solid State Chemistry – 2023 – Volume 328 – 124372. DOI: 10.1016/j.jssc.2023.124372
15. Logvinova A.M., Sharygin I.S. Second Natural Occurrence of KFeS2 (Hanswilkeite): An Inclusion in Diamond from the Udachnaya Kimberlite Pipe (Siberian Craton, Yakutia) // Minerals 2023, 13, 874. DOI: 10.3390/min13070874
16. Mironov V.P., Telminov E.N., Genin D.E., Lipatov E.I., Shulepov M.A., Dormidonov A.E., Savvin A.D., Yelisseyev A.P., Vins V.G. Peculiarities of nitrogen - vacancy centers superluminescence in diamond under the optical pumping at 532 nm // APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS – 2023 – Т.129 – №1. DOI: 10.1007/s00340-022-07957-x
17. Nadolinny V.A., Palyanov Yu.N., Borzdov Yu.M., Rakhmanova M.I., Komarovskikh A.Yu., Yelisseev A.P. Effect of HPHT annealing in a medium with high hydrogen fugacity on the properties of plastically deformed brown IaAB diamond // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 138 – 110231. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.110231
18. Nadolinnya V.A., Guskova M.I., Rakhmanova M.I., Yelisseev A.P., Komarovskikh A.Yu. Temperature effects in EPR spectra and optical features of plastically deformed natural IaAB, IaB, and low-nitrogen diamonds // Diamond and Related Materials – 2023 – Volume 136 – 110073. DOI: 10.1016/j.diamond.2023.110073
19. Nikolenko E.I., Agashev A.M., Tychkov N.S., Nikolenko A.M., Zhelonkin R.Yu., Ragozin A. L., Afanasiev V.P., Pokhilenko N.P. In search for primary sources of placer diamonds of northeast Siberian craton: Evidence from the U–Pb ages and geochemistry of alluvial zircons // Resource Geology – 2023– Volume73 – Issue1. DOI: 10.1111/rge.12317
20. Palesskiy S.V., Nikolaeva I.V., Kozmenko O.A. Microwave Preparation of Geological Samples in UltraWAVE System for the Determination of Platinum Group Elements and Rhenium by Mass-Spectrometric Isotope Dilution // Geochemistry International, 2023, Vol. 61, No. 7, pp. 744–749. DOI: 10.1134/S0016702923070042
21. Plotnikov V.A., Bogdanov D.G., Bogdanov A. S., Chepurov A.A., Makarov S.V., Yelisseyev A.P., Zhimulev E.I., Vins V.G. Heat-conducting properties of thermobarically-sintered detonation nanodiamond // Letters on Materials 12 (4), 2022 pp. 350-353. DOI: 10/22226/2410-3535-2022-4-350-353
22. Pokhilenko L, Pokhilenko N., Malkovets V., Alifirova T. The Earliest Generation of Diamond: The First Find of a Diamond Inclusion in Kimberlitic Olivine // Minerals – 2023 – 13(1) – 36. DOI: 10.3390/min13010036
23. Rezvukhin D.I., Rashchenko S.V., Sharygin I.S., Malkovets V.G., Alifirova T.A., Pautov L.A., Nigmatulina E.N. and Seryotkin Y.V. (2023) Botuobinskite and mirnyite, two new minerals of the crichtonite group included in Cr-pyrope xenocrysts from the Internatsionalnaya kimberlite. Mineralogical Magazine 1–10. DOI: 10.1180/mgm.2023.10
24. Sharygin I.S., Solovev K. A., Golovin A. V. Kelyphite around garnet in unaltered lherzolite xenolith from the Udachnaya pipe (Siberian Craton): Formation exclusively via interaction with kimberlite melt // Journal of Asian Earth Sciences – 2023 – Volume 256 – 15 October– 105821. DOI: 10.1016/j.jseaes.2023.105821
25. Sokol A.G., Koz’menko O.A., Kruk A.N., Nechepurenko S.F. Composition of the Fluid in Carbonate- and Chlorine-Bearing Pelite near the Second Critical Point: Results of Diamond Trap Experiments // Russian Geology and Geophysics – 2023 – pp. 1–13, 2023. DOI: 10.2113/RGG20234555
26. Sokol A.G., Kozmenko O.A., Kruk A.N. Composition of supercritical fuid in carbonate‑ andchlorine‑bearing pelite at conditions of subduction zones // Contributions to Mineralogy and Petrology – 2023 – 178:90. DOI: 10.1007/S00410-023-02074-0
27. Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Pokhilenko N.P. Experimental Justification of the Influence of S and Ni on Crystallization of Low-Nitrogen Diamonds in a Melt of Fe at High Pressure // DOKLADY EARTH SCIENCES – 2023 - Vol. 509. DOI: 10.1134/S1028334X22601948
28. Syubaev S., Modin E., Gurbatov S., Cherepakhin A., Dostovalov A., Tarasova A., Krinitsin P., Yelisseyev A., Isaenko L., Kuchmizhak A. SWIR anti-reflective nanostructures on nonlinear crystals by direct UV femtosecond laser printing // Appl. Phys. Lett. – 2023 – 123 – 061108. DOI: 10.1063/5.0159719
29. Ugap’eva S. S., Molotkov A. E., Gromilov S. A., Afanas’ev V. P., Pavlushin A. D., Eliseev A. P., Popov V. I. Texture and Structure Features of Yakutites from Placers of the Anabar Diamondiferous Region // Geology of Ore Deposits – 2023 – Vol. 65 – No. 7 – pp. 1–11. DOI: 10.1134/S1075701523070127
30. Zhmodik S. M., Travin A. V., Lazareva E. A., Yudin D. S., Belyanin D. K., Tolstov A. V., Dobretsov N. N. The Paleozoic Stage of Formation of Alkaline Rocks of the Bogdo Massif, Arctic Siberia: Data of 40Ar/39Ar Dating // Doklady Earth Sciences – 2023. DOI: 10.1134/S1028334X23602705
31. Агашева Е.В. U-Pb (LA-ICP-MS) возраст детритовых цирконов из песчаников кратерной части кимберлитовой трубки им. В. Гриба и магматического объекта KL-01, Архангельская алмазоносная провинция (север ВосточноЕвропейской платформы). Литосфера, 23(4), 603-621. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-603-621
32. Агашева Е.В., Гудимова А.И., Червяковский В.С., Агашев А.М. КОНТРАСТНАЯ АЛМАЗОНОСНОСТЬ КИМБЕРЛИТОВ ТРУБОК ИМ. В. ГРИБА И ЦНИГРИ-АРХАНГЕЛЬСКАЯ (АРХАНГЕЛЬСКАЯ АЛМАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ) КАК СЛЕДСТВИЕ РАЗЛИЧИЙ В СОСТАВЕ И ЭВОЛЮЦИИ ЛИТОСФЕРНОЙ МАНТИИ: ДАННЫЕ ПО КОНЦЕНТРАЦИЯМ ГЛАВНЫХ И РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В КСЕНОКРИСТАХ ГРАНАТА // Геология и геофизика, doi: 10.15372/GiG2023155. DOI: 10.15372/GiG2023155
33. Афанасьев В. П., Похиленко Н. П. КОНТАМИНАЦИЯ В МИНЕРАЛОГИИ: ПУТИ И РОЛЬ // ЗАПИСКИ РОССИЙСКОГО МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА 2023, Ч. CLII, № 5, с. 139–146. DOI: 10.31857/S0869605523050027
34. Барабаш Е.О., Агашева Е.В. Типоморфные особенности гранатов из кратерной и диатремовой фаций кимберлитовой трубки им. В. Гриба (Архангельская алмазоносная провинция): применение при прогнозно-поисковых работах на алмазы на севере Восточно-Европейской платформы. Литосфера, 23(4), 622-636. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-622-636
35. Громилов С.А., Елисеев А.П. НОВЫЕ ДАННЫЕ О СТРОЕНИИ МОНОКРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ АЗОТНЫХ ЦЕНТРОВ // Журнал структурной химии – 2023 – том 64 - №11. DOI: 10.26902/JSC_id118595
36. Дымшиц А.М., Муравьева Е.А., Тычков Н.С., Костровицкий С.И., Шарыгин И.С., Головин А.В., Олейников О.Б. (2023) Термальное состояние краевой части Сибирского кратона в мезозойскую эру кимберлитового магматизма Куойкского поля (Якутская алмазоносная провинция). Литосфера, 23(4), 515-530. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-515-530
37. Калугина А.Д., Зедгенизов Д.А., Логвинова А.М. (2023) Использование рамановской спектроскопии для характеристики состава минеральных включений перидотитового парагенезиса в алмазах. Литосфера, 23(4), 531-548. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-531-548
38. Похиленко Н. П., Афанасьев В. П., Толстов А. В., Крук Н. Н., Похиленко Л. Н., Иванова О. А. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ ДЕФИЦИТНЫХ СТРАТЕГИЧЕСКИХ ВИДОВ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ СИБИРИ // ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2023, том 65, № 5, с. 476-492. DOI: 10.31857/S0016777023050088
39. Сокол А.Г., Крук А.Н., Козьменко О.А., Пальянов Ю.Н. Стабильность карбонатов при субдукции: влияние режима дефлюидизации хлорсодержащего пелита // Доклады Российской Академии наук. науки о Земле – 2023 – том 509 – № 1 – с. 50–55. DOI: 10.31857/S2686739722602381
40. Сонин В.М., Томиленко А.А., Жимулев Е.И., Бульбак Т.А., Чепуров А.А., Тиминa Т.Ю., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Кристаллизация алмаза и фазовый состав в системе FeNi–графит–СаСО3 при 5.5 ГПа: о роли субдукции в их образовании // Геология рудных месторождений – 2023 - том 65 - № 3 - с. 270–286. DOI: 10.1134/S1075701523030042

2024 год

1. Abersteiner A., Tarasov A., Golovin A., Howarth G. H., Kamenetsky V. S. Kaapvaal lamproite melts (aka orangeites): A new type of alkali-carbonate liquid? insights from olivine-hosted multiphase inclusions (Silvery Home, South Africa) // Geoscience Frontiers – 2024 – Volume 15, Issue 5. DOI: 10.1016/j.gsf.2024.101864
2. Afanasiev V., Kovalevsky V., Yelisseyev A., Mashkovtsev R., Gromilov S., Ugapeva S., Barabash E., Ivanova O., Pavlushin A. About the Origin of Carbonado // Minerals 2024, 14(9), 927. DOI: 10.3390/min14090927
3. Afanasiev V., Ugapeva S., Logvinova A. Shape Change of Mineral Inclusions in Diamond—The Result of Diffusion Processes // Minerals 2024, 14(6), 594. DOI: 10.3390/min14060594
4. Agasheva E. V., Zyryanova L. V., Agasheva A. M., Soloshenko N. G., Pokhilenko N. P. Recent Data on the Isotope–Geochemical Composition of Kimberlites in the TSNIGRI-Arkhangelskaya Pipe, Arkhangelsk Diamondiferous Province (Northern East European Platform) // Doklady Earth Sciences, 2024. DOI: 10.1134/S1028334X24601408
5. Agasheva E., Gudimova A., Malygina E., Agashev A., Ragozin A., Murav’eva E., Dymshits A. Thermal State and Thickness of the Lithospheric Mantle Beneath the Northern East-European Platform: Evidence from Clinopyroxene Xenocrysts in Kimberlite Pipes from the Arkhangelsk Region (NW Russia) and Its Applications in Diamond Exploration // Geosciences 2024, 14(9), 229. DOI: 10.3390/geosciences14090229
6. Agasheva E.V., Mikhailenko D.S., Korsakov A.V. Association of quartz, Cr-pyrope and Cr-diopside in mantle xenolith in V.Grib kimberlite pipe (northern East European Platform): genetic models // Journal of Mining Institute. 2023, p. 1-17. DOI: EDN HLLHDR
7. Ashchepkov I.V., Ntaflos T., Medvedev, N.S., Vladykin, N.V., Logvinova A.M., Yudin D.S., Downes H., Makovchuk I.V., Salikhov R.F. Mantle Xenoliths from Komsomolskaya Kimberlite Pipe, Yakutia: Multistage Metasomatism // Geosystems and Geoenvironment 2024, 3 (3), 100272, DOI: 10.1016/j.geogeo.2024.100272
8. Bekker T.B., Davydov A.V., Ryadun A.A., Yelisseyev A.P., Solntsev V.P., Fedorenko A.D. Examining the contribution of Cu and Sr codoping on luminescence properties of borate crystals//Optical Materials, Volume 158, 2025, 116465. DOI: 10.1016/j.optmat.2024.116465
9. Bekker T.B., Khamoyan A.G., Davydov, A.V., Vedenyapin, V.N., Yelisseyev, A.P., Vishnevskiy A.V. NaBa12(BO3)7F4 (NBBF) dichroic crystals: optical properties and dielectric permittivity // Dalton Trans.,2024,volume 53, 12215-12222. DOI: 10.1039/D4DT01380H
10. Chepurov A.A., Turkin A.I., Lin V.V., Zhimulev E.I., Sonin V.M., Chepurov A.I., Pokhilenko N.P. The maximal chromium content in harzburgitic garnet: an experimental study at P-T conditions of the Earth's upper mantle// Mineralogical Magazine. Published online 2024:1-27. DOI: 10.1180/mgm.2024.84
11. Kharitonova P., Isaenko L., Doroshenko M., Smetanin S., Kochukov Y., Lobanov S., Yelisseyev A., Goloshumova A., Bushunov A., Teslenko A., Lazarev V., Tarabrin M. Laser induced damage threshold of GaSe with antireflection microstructures at a wavelength of 5 µm // Optics Express 2024Vol. 32, Issue 5, pp. 7710-7719. DOI: 10.1364/OE.507440
12. Korsakov A.V., Mikhailenko D.S., Serebryannikov A.O., Logvinova A.M., Gladkochub D.P. Inclusion of Kokchetavite in a Diamond Crystal from Venezuela: Evidence of Subduction of the Continental Crust. // Doklady Earth Sciences, Volume 517, Issue 1, p.1206-1212. DOI: 10.1134/S1028334X24601317
13. Marras G., Mikhailenko D., McCammon C.A, Agasheva E., Stagno V. Ferric Iron in Eclogitic Garnet and Clinopyroxene from the V. Grib Kimberlite Pipe (NW Russia): Evidence of a Highly Oxidized Subducted Slab // Journal of Petrology, Volume 65, Issue 6, egae054. DOI: 10.1093/petrology/egae054
14. Mashkovtsev R.I., Zhaboedov A.P., Nepomnyashchikh A.I. Paramagnetic Defects in High-Purity Quartz and Cristobalite Grits after Various Stages of Purification // Silicon 16, 2183–2192 (2024). DOI: 10.1007/s12633-023-02829-1
15. Milaushkin M.V., Malkovets V.G., Gibsher A.A., Dymshits A.M., Yakovlev I.V., Pokhilenko N.P. The Thickness and Thermal State of the Lithospheric Mantle beneath the Yubileinaya Pipe (Alakit–Markha Kimberlite Field, Siberian Craton) // Doklady Earth Sciences, 2024
16. Pokhilenko L.N., Korolyuk V.N., Pokhilenko N.P., 2024. Thermobarometry of Depleted Peridotites // Geodynamics & Tectonophysics 15 (5), 0780. doi:10.5800/GT-2024-15-5-0780
17. Sokol A.G., Kozmenko O.A., Kruk A.N., Skuzovatov S.Y., Kiseleva D.V. Trace-element mobility in pelite-derived supercritical fluid-melt at subduction-zone conditions // Contributions to Mineralogy and Petrology – 2024 – 179:50. DOI: 10.1007/s00410-024-02131-2
18. Tarasov A.A., Golovin A.V. Genesis of Extremely Magnesian Daughter Olivine of Secondary Melt Inclusions from Olivine Macrocrysts in Kimberlite from the Udachnaya-Vostochnaya Pipe (Siberian Craton) // Geodynamics & Tectonophysics, 2024, 15 (5), 0781. DOI: 10.5800/GT-2024-15-5-0781
19. Tarasov A.A., Golovin A.V., Agasheva E.V., Pokhilenko N.P. Composition of Secondary Melt Inclusions in Magnesiochromite of a Mantle Lherzolite Xenolith from the V. Grib Kimberlite Pipe (East European Craton) as an Indicator of Low H2O Content of the Kimberlite Melt // Doklady Earth Sciences, Volume 518, pages 1472–1478, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24602505
20. Tomshin M.D., Pokhilenko N.P., Gogoleva S.S., Zemnukhov A.L. Localization of High-Titanium Dolerites in Kimberlite Fields: Possible Causes and a New Criterion for Kimberlite Search. Russ. Geol. Geophys. 2024;; 65 (9): 1052–1061. DOI: 10.2113/RGG20244680
21. Trukhin A., Gabrusenoks J., Sarakovskis A., Mashkovtsev R.I. Luminescence, XPS and Raman of crystalline quartz affected to high pressure by detonation // Journal of Physics: Condensed Matter, 2024, Volume 36. DOI: 10.1088/1361-648X/ad581c
22. Агашев А.М., Червяковская М.В., Вотяков С.Л., Желонкин Р.Ю., Червяковский В.С., Панкрушина Е.А., Земнухов А.Л., Похиленко Н.П. Оптико-спектроскопические и изотопно-геохимические характеристики цирконов алмазоносных россыпей Якутии как индикаторов коренных источников алмазов // Литосфера, 2024, том 24, № 2, с. 284–299. DOI: 10.24930/1681-9004-2024-24-2-284-299
23. Гудимова А.И., Агашева Е.В., Дымшиц А.М. Реконструкция состава и строения литосферной мантии на основании концентраций главных элементов в ксенокристах гранатов и хромдиопсидов из пород кратерной части кимберлитовой трубки (на примере трубки им. В. Гриба, Архангельская алмазоносная провинция) // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле, 69 (3), 2024. DOI: 10.21638/spbu07.2024.310
24. Милаушкин М.В., Мальковец В.Г., Гибшер А.А., Яковлев И.В., Тычков Н.С. Минералогия гранатов из кимберлитовой трубки Юбилейная и тела Отторженец // Руды и металлы. 2024. № 2. С. 46–54. DOI: 10.47765/0869-5997-2024-10008

Свернуть  

Основные направления работы лаборатории были заложены в Новосибирском Институте геологии и геофизики СО АН СССР в научном коллективе, руководимым И.Ю. Малиновским, в котором работали такие известные специалисты, как А.М. Дорошев, Э.Н. Ран, И.И. Федоров. Тематика лаборатории была направлена на экспериментальное моделирование процессов в верхней мантии Земли и разработку аппаратуры высокого давления. Созданные беспрессовые аппараты высокого давления (БАРС) в настоящее время широко растиражированы в мире. Структурное подразделение – лаборатория "Экспериментальной минералогии алмаза" была организована в ИГМ СО РАН в 1986 году с целью изучения процессов кристаллизации алмаза, безабразивной термохимической обработки и изготовления алмазного инструмента в соответствии со специальным Распоряжением Президиума СО АН СССР.

Научные результаты по выращиванию алмазов и моделированию их генезиса были обобщены в 1997 году в монографии А.И. Чепурова, И.И. Федорова, В.М. Сонина “Экспериментальное моделирование процессов алмазообразования”. Одновременно с изучением природных процессов сотрудники лаборатории занимались и прикладными аспектами: разработкой и изготовлением алмазного инструмента широкого профиля. Было получено 14 Авторских свидетельств СССР и патентов РФ. Из выращенных алмазов в разные годы изготавливались абразивный инструмент (алмазные карандаши, алмазы в оправе, алмазные иглы), волоки, токарные радиусные резцы, алмазные скальпели для микрохирургии и офтальмологии, которыми проведены тысячи операций в ведущих медицинских учреждениях страны различного профиля. Например, разработанная технология изготовления алмазных скальпелей была передана на Барнаульский ювелирный завод и применяется до сих пор.

Позднее к лаборатории были присоединены другие подразделения и затем вновь она была выделена в самостоятельную лабораторию № 449 "Экспериментальной петрологии и геодинамики", какой остается и настоящее время. Но тематика исследований в области экспериментальной петрологии верхней мантии Земли и минералогии алмаза сохраняется.

Свернуть  

Коллектив лаборатории осуществляющих исследования по следующим направлениям:

• экспериментальная петрология ультраосновных алмазоносных пород и моделирование образования минералов высокого давления, в частности, субкальциевых высокохромистых пиропов – спутников алмаза в целях совершенствования минералогических критериев поиска алмазов;
• экспериментальное изучение процессов постростовых изменений алмазов в условиях восстановленной мантии; экспериментальное изучение процессов эволюции состава пород в вертикальном разрезе литосферной мантии различных районов Сибирской платформы и ее обрамления;
• экспериментальное моделирование процессов алмазообразования в металл-углеродных и металл-углерод-сульфидных системах при высоких РТ параметрах в приложении к мантийным условиям Земли;
• экспериментальное исследование влияния высоких температур и давлений на лонсдейлит-содержащие импактные алмазы Попигайской астроблемы; экспериментальное изучение сохранности импактных алмазов в условиях графитизации и растворения; изучение взаимоотношения кубической фазы и лонсдейлита и природы лонсдейлита;
• совершенствование термохимической обработки алмазов (научно-поисковые прикладные разработки).

Свернуть  

В лаборатории разработаны экспериментальные методы изучения происхождения и последующей эволюции мантийных высокобарических и импактных минералов на специализированном оборудовании в условиях высоких давлений и температур.

Сотрудники лаборатории в процессе работы используют широкий спектр современных методов исследования, в первую очередь оборудование ЦКП Аналитического центра ИГМ СО РАН, а также оборудование, разработанное в других лабораториях и организациях.

Исследование состава минералов проводится с использованием современных методов, таких как:

• оптическая микроскопия (бинокулярные микроскопы серии МБС и Zoom постоянно используются для изучения и фотографирования образцов после экспериментов, а также поляризационный микроскоп "Nikon EclipseLV100N");
• КР- и ИК-спектроскопия; рентгеноспектральный анализ (EMPA);
• растровая электронная сканирующая микроскопия (SEM) совместно с энергодисперсионной спектроскопией (EDS) для визуализации внешней морфологии и тонких деталей строения участков кристаллов и определения химического состава экспериментальных образцов минералов и исходных веществ;
• масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) для получения данных по содержанию микроэлементов в гранатах, полученных в экспериментах; газовая хромато-масс-спектрометрия, рентгенофазовый анализ (РФА).  

Свернуть  

2020 год

Экспериментально установлено, что морфология алмазов, формирующаяся в процессе растворения в Fe-S расплаве при высоком давлении, соответствует части природных алмазов из кимберлитов, а именно: группам II/1 и II/2 по классификации (Бартошинский, Квасница, 1991). Отсюда следует очень важный вывод, что алмазы данных групп не испытывали естественное растворение в кимберлитовой магме, а подобно плоскогранным октаэдрам (Орлов, 1984), вероятно, были изолированы от нее в ксенолитах. Поэтому, чем более высокое содержание алмазов вышеуказанных групп в месторождении, тем меньше степень непосредственного влияния агрессивной кимберлитовой магмы на алмазоносность.

В системе Fe-C-S выращены малоазотные кристаллы алмаза при 6 ГПа и 1450℃ (содержание серы 1 мас.% по отношению к Fe. Этот результат объясняет генезис природных алмазов типа II (CLIPPIR).

Алмазы типа CLIPPIR, несмотря на то, что они сильно резорбированы, сохранились. В результате проведенных экспериментальных исследований при высоком давлении в системе серосодержащий металлический расплав – силикатные фазы установлено: вследствие большой разницы в плотностях алмаза и оливина (основного минерала в мантии), с одной стороны, и расплава железа, с другой, алмазы и оливины «всплывают» в расплаве Fe-Ni-S. Зерна оливина образуют каркас внутри, которого находятся алмазы без свободного доступа металлического расплава. Алмазы сохранились благодаря нахождению в силикатных доменах в мантии Земли.

При P=5 ГПа и Т=1300℃ проведена перекристаллизация природного материала на основе серпентина с добавками хромита, корунда и карбонатита как источников хрома, алюминия и кальция, соответственно. Получены типичные минеральные ассоциации гранатовых перидотитов. Сделан вывод, что соотношение содержаний именно этой триады элементов является ключевым фактором при кристаллизации специфических по составу гранатов для той или иной разновидности перидотитов.

В результате термохимической обработки поверхности кристалла алмаза ультрадисперсными частицами Fe в атмосфере водорода получена высокопористая поверхность на алмазах. Было обнаружено, что травление алмаза происходит только “нормально” к поверхности алмаза. При этом образуются многочисленные каналы травления, проникающие на достаточно большую глубину, достигающую 40 мкм. Поверхность отдельных каверн образована более мелкими элементами травления. В результате формируется высокопористая поверхность алмаза, что позволяет широкое использование данного метода.

Термохимическое травление поверхности кристалла алмаза – “пористый алмаз”.

Изображение, полученное методом лазерной конфокальной микроскопии: профиль участка травления поверхности кристалла алмаза (а) и отдельной каверны (б).

2021 год

Рассмотрена модель роста и растворения алмазов в природных условиях. С помощью экспериментов при высоком давлении изучено взаимодействие минералов ультраосновных пород при их совместной кристаллизации c алмазом в системе Fe(Ni)-S-C. Установлено, что в металлических расплавах, в которых присутствуют различные силикатные компоненты или силикатный расплав, морфологически могут образовываться типичные для алмаза кристаллы октаэдрического габитуса. В проведенных экспериментах новообразованные силикатные фазы были обнаружены в реакционном объеме, на поверхности кристаллов алмаза, а также в виде включений в самом алмазе.

Проводились экспериментальные исследования флюидной фазы при взаимодействии Fe-Ni расплава с антраценом в присутствии оливина при 3 ГПа (совместно с лабораторией № 436 ИГМ СО РАН). Установлено, что преобладающими компонентами флюида были углеводороды и в данных условиях кристаллизуется высокомагнезиальный оливин с магнезиальностью 97-98 мол.%. Экспериментально подтверждается стабильность существенно углеводородного флюида при высоком давлении. Анализ полученных данных свидетельствует о сходстве окислительно-восстановительных условиях и компонентного состава флюидной фазы искусственных и части природных алмазов.

Обнаружено, что в силикатной матрице, состоящей из природных зерен оливина с интерстициями, заполненными антраценом, который при высоких Р-Т разлагается на аморфизованный углерод и флюид происходит просачивание расплава Fe-Ni (64/36 мас. %) через поры. Процесс миграции металлической через поры, заполненные твердым углеродом происходил с относительно высокой скоростью. Данная модель миграции Fe подразумевает просачивание жидкого расплава через взаимосвязанные промежутки между силикатными минералами и полезна для объяснения формирования глубинных оболочек на ранней стадии эволюции Земли.

Скорость просачивания FeNi расплава через оливин - антраценовую матрицу
в зависимости от содержания антрацена.

В результате исследования впервые выполнено экспериментальное моделирование особенностей кристаллизации субкальциевых хромсодержащих гранатов ультраосновного алмазного парагенезиса в присутствии флюида и редкоземельных элементов (РЗЭ) при высоком давлении. Синтезированные кристаллы гранаты демонстрируют сложную зональность внутреннего строения, обусловленную присутствием редкоземельных элементов. Наибольшие концентрации отмечены для Yb и Lu. Это в первом приближении соответствует существующим моделям распределения РЗЭ в гранатах разных типов и позволяет осуществить оценки коэффициентов распределения в системе гранат-флюид для конкретных элементов.

2022 год

Одной из фундаментальных задач мантийной геохимии является реконструкция условий формирования гранатов перидотитового парагенезиса, минералов-спутников алмаза, с различными спектрами распределения редкоземельных элементов (РЗЭ). В природных гранатах часто наблюдается повышенное содержание отдельных РЗЭ, в частности Sm. Были проведены эксперименты по синтезу Cr-пиропов в системе, обогащенной Sm при Р-Т параметрах верхней мантии Земли: давлении 5 ГПа и температуре 1300 ºС. Основная масса образцов представлена минералами, по составу близкими минералам природных перидотитов: высокомагнезиальный оливин, ортопироксен и Cr-шпинель. Гранат характеризуются переменным содержанием Sm, достигающим высоких значений превышающих 2 мас.% Sm2O3, при этом в кристаллах часто наблюдается ярко выраженная ростовая зональность. Таким образом, при участии флюида осуществлен синтез граната, по химическому составу близкого к хромистым пиропам, ассоциирующим с природным алмазом. Высокое содержание Sm в кристаллах граната согласуется с высоким содержанием Sm в ростовой среде. Это подтверждает представления о влиянии состава среды кристаллизации и высокой способности флюида служить транспортом при кристаллизации хромистого пиропа. Полученные данные позволяют моделировать особенности среды кристаллизации природных хромистых гранатов, ассоциирующих с алмазом.

Кристаллы граната с низким содержанием Sm достаточно однородны, выделяются мозаичные участки (показано стрелкой).
(Gar-гранат, Ol-оливин, Sp-шпинель)

Сложная зональность, обусловленная высоким содержанием Sm
(1 – высокое содержание, 2 - низкое)

Изучены особенности взаимоотношений лонсдейлитсодержащих импактных алмазов Попигайской астроблемы с кубическим алмазом на основе экспериментального моделирования нарастания кристаллов искусственного алмаза на импактные алмазы при высоком давлении и температуре в Fe,Ni растворителе/катализаторе. Влияние нанокристаллической подложки импактного алмаза на нарастающий кубический алмаз заключается в появлении структур регенерации, ориентации отдельных индивидов, интенсивном двойниковании нарастающих кристаллов и зависит от содержания лонсдейлита. Среди образцов Попигайского месторождения описаны находки [Kvasnytsya, et.al., 2016] наростов микроалмазов на импактных алмазах с малым содержанием лонсдейлита. Это многочисленные мелкие индивиды алмаза на поверхности основного кристалла формировались исключительно в субпараллельной ориентировке. Подобные природные образования аналогичны полученным в экспериментах, что позволяет оценить особенности их возникновения в постимпактном событии. Получены экспериментальные данные по графитизации импактных алмазов, термообработанных при 5.5 ГПа и 2000-2200 ℃. Установлено, что светлые (без включений графита и малым содержанием лонсдейлита) импактные алмазы 1 типа более устойчивы к термобарическому воздействию, чем темноокрашенные алмазы 2 типа с большим содержанием лонсдейлита и графита. Отжиг импактных алмазов сопровождается изменением исходного соотношения лонсдейлит/алмаз; при этом значительно увеличивается доля кубической фазы и уменьшается доля лонсдейлита. Это свидетельствует о том, что лонсдейлит, более вероятно, является дефектом кубической решетки алмаза, а не самостоятельной фазой.

 
Кристаллы искусственного алмаза на импактном алмазе

Данные XRD импактных алмазов: a – исходный 1 типа; b - исходный 2-го типа; с - 1 типа и d - 2-го типа после HPHT обработки. Рефлексы алмаза (D) и графита (G).

Изучен состав флюидной фазы, законсервированной в расплавных включениях в синтетических алмазах, выращенных на затравку в системах Fe-Ni-C и Fe-Ni-C-Ti. Показано, что азот в алмазе, выращенном в системе Fe-Ni-C, концентрируется в основном в виде примесных центров и алмаз приобретает желтый цвет. Вместе с тем, в системе Fe-Ni-C с добавлением металлического Ti азот главным образом входит в состав азотсодержащих углеводородных соединений на позиции атомов водорода, замещая их. При этом алмаз растет малоазотным и бесцветным. Известно, что алмазы с пониженным содержанием азота растут также при добавлении Al, Mg к переходным металлам группы железа, хотя и с менее выраженным эффектом. Al и Mg (как и Ti, Zr, Hf) являются также карбидо-, нитридо- и гидридообразующими элементами, но главная особенность указанных элементов заключается в том, что они – сильные восстановители. Поэтому причина, обуславливающая рост малоазотных алмазов при добавлении в ростовую систему Al, Mg, вероятно, та же, что и в случае добавления Ti.

Желтый кристалл алмаза, выращенный в системе Fe-Ni-C (а); бесцветный малоазотный кристалл алмаза, выращенный в системе Fe-Ni-C-Ti (b).

2023 год

На основе анализа результатов по синтезу и росту алмазов в металл-сульфидных расплавах при высоком давлении обоснована причина кристаллизации малоазотных кристаллов алмаза. Введение серы в расплав железа приводит к уменьшению растворимости азота, что приводит, в свою очередь, к уменьшению содержания атомов азота в расплаве и вероятности их захвата растущими кристаллами алмаза в виде структурной примеси. Добавление никеля снижает температуру плавления ростовой системы, увеличивает количество расплава и, соответственно, способствует диссоциации молекулярного азота на отдельные атомы, которые захватываются алмазами при росте в виде структурной примеси.

В результате растворения кристаллов алмаза в расплаве состава Fe-Ni-S установлено, что из плоскогранных октаэдров формируется октаэдроиды (октаэдры с тригональными слоями – тригон-триоктаэдроиды), то есть эволюция морфологии происходит аналогично процессу растворения в расплаве Fe-S. Подтверждено, что природные алмазы из кимберлитов данного типа могли сформироваться в результате растворения в восстановленных доменах мантии Земли.

Схема октаэдрического кристалла алмаза с тригональными слоями на гранях (а); природный октаэдрический алмаз с тригональными слоями из кимберлита (б); алмазы с тригональными слоями, полученные в результате растворения плоскогранных октаэдров в расплаве Fe-Ni-S при 4 ГПа (в, г).

2024 год

Синтезированы алмазы при использовании антрацена (C14H10) в качестве источника углерода. Процесс происходит в две стадии: 1 стадия – графитация антрацена, удаление флюидной фазы; 2 стадия – синтез алмаза из полученного графита при 5.5 ГПа, 1450℃ в присутствии Fe,Ni расплава. Вывод: полициклические ароматические углеводороды, возможно, участвовали в кристаллизации природных алмазов в восстановленных доменах мантии Земли.

Кристаллы алмаза, синтезированные из графита, полученного при разложении антрацена: (a) – агрегат кристаллов алмаза; (b) – отдельный кристалл алмаза.

Субкальциевый хромистый пироп – типичный спутник алмаза в природных ультраосновных мантийных породах; он часто обнаруживается в виде включений в алмазах и является главным индикаторным минералом. Эксперименты по кристаллизации пиропа были осуществлены в флюидонасыщенной системе, используя Н₂О- и СО₂-содержащие фазы в качестве исходных навесок. По результатам экспериментального исследования при высоких давлении и температуре установлено, что субкальциевый Cr-пироп может кристаллизоваться в виде метакристаллов в процессе метасоматоза в результате инфильтрации флюидной фазы. В присутствии графита флюидная фаза имеет сложный компонентный состав с преобладанием углеводородов и кислород-, азот-, серосодержащих органических соединений с подчиненным количеством неорганических газов, включая СО2 и Н₂О. Была получена серия хромистых гранатов, составы которых хорошо дублируют основные природные разновидности, в том числе наиболее хромистые пиропы с содержанием Cr₂O₃-компонента до 16.23 мас. %. Эксперименты подтвердили ранние предположения Н.В. Соболева насчет границы 16 мас.% Cr₂O₃ для субкальциевого богатого хромом пиропа, ассоциирующего с природным алмазом.

Образцы синтезированных высокохромистых пиропов в ассоциации с другими минералами в основной массе (оливином, ортопироксеном, шпинелью): a,b – оптические снимки, c,d – SEM изображение.

Составы природных гранатов из включений в алмазах (1,2) по литературным данным и суммарные результаты по синтезу гранатов (3), в том числе (4) – субкальциевые пиропы с максимальным содержанием хрома до 16 мас.% Cr₂O₃ в ассоциации с типичными минералами перидотитов (оливин, ортопироксен, хромшпинелид).

Свернуть  

При выполнении работ используется уникальные экспериментальные установки исследования вещества в условиях высоких давлений (многопуансонные аппараты высокого давления "разрезная сфера", позволяющие создавать давление до 7 ГПа и температуру до 2000 °С и выше). С помощью этого аппарата проведена значительная часть исследований.

Современная компьютерная техника используется для обработки информации и проведения экспериментов. Имеется дополнительное оборудование и технологическая оснастка для изготовления ячеек высокого давления, в том числе различные весы для навески смесей, установка для герметизации металлических капсул с образцами дуговой сваркой, шахтная и трубчатая печи, сушильные шкафы, прессовое оборудование, пресс-формы и другая оснастка для подготовки экспериментов при высоком давлении. Имеется оборудование для термохимической обработки. В работе также используются плоскошлифовальный станок, токарный станок для работы с графитом и металлообработки, фрезерный станок и сверлильный станок.

Свернуть  

В лаборатории ведется работа по подготовке научных кадров. На базе лаборатории в отчетный период обучались 2 аспиранта (Карпович З.А., Грязнов И.А.). За отчетный период деятельности лаборатории 1 сотрудник лаборатории защитил докторскую диссертацию (Чепуров А.А.), 2 сотрудника защитили кандидатские диссертации (Карпович З.А., Банушкина С.), подготовлена к защите 1 кандидатская диссертация (пройдена предзащита – Лин В.В.), а также в стадии подготовки 1 кандидатская диссертация (Грязнов И.А.). Также защищены 3 магистерских диплома (НГУ - Грязнов И.А., НГТУ - Карпович З.А., Ишутин И.А.). Чепуров А.А. читал лекции по алмазной тематике в Алтайском государственном университете и участвовал в качестве лектора Школы молодых ученых "Актуальные проблемы полупроводниковых наносистем".

Свернуть  

Сонин Валерий Михайлович – эксперт РАН

Чепуров Алексей Анатольевич – рецензент в научных журналах, в том числе уровня Q1, таких как Diamond and Related Materials, CrystEngComm, Lithos

Сонин Валерий Михайлович, Чепуров Анатолий Ильич – рецензенты магистерских дипломов студентов НГУ

Сонин Валерий Михайлович, Чепуров Анатолий Ильич – члены Ученого совета по защитам ИГМ СО РАН

Свернуть  

2020 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2020). г.Москва

2021 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2021). г.Москва

2022 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2022). г.Москва

2023 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2023). г.Москва

2024 год

• Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2024). г.Москва

Свернуть  

Лаборатория имеет возможность выполнить исследования:

• Экспериментальное изучение устойчивости в процессах спекания импактных лонсдейлитсодержащих алмазов Попигайской астроблемы с металлами, в том числе твердыми сплавами при высоких температурах и давлениях как перспективного материала для использования в машиностроения и инструментальной промышленности.
• Экспериментальное изучение форм растворения природных алмазов для совершенствования критерия их поиска. (на примере хоз. договоров лаборатории с АК Алроса в 2018 и 2019 гг.).

Предоставляемые услуги:

• Подготовлен макет установки на базе аппарата высокого давления для второй очереди Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ);
• Разработаны и изготовлены комплекты опытного оборудования для переработки сапропелевых илов озер Новосибирской области в полезные продукты (разработки защищены 5 патентами РФ); для сортировки, сушки, дробления, просеивания, гранулирования, термохимической обработки и др.;

Свернуть  

2022 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0030; Номер Гос. учета: 122041400157-9. «Типы алмазоносных пород Сибирской платформы в геологическом времени и пространстве: причины вариаций интенсивности их проявлений и алмазоносности », руководитель Похиленко Николай Петрович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0014. «Концепция формирования месторождений алмазов Сибирской Арктики: связь характера эволюции литосферной мантии с процессами образования алмазов и алмазоносных кимберлитов; формирование и свойства импактных алмазов и новых функциональных материалов», руководитель Похиленко Николай Петрович 

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 25-23-00045; Номер Гос. учета – 125020501397-9. «Получение при высоких Р-Т параметрах и исследование композиционного материала на основе лонсдейлитсодержащих алмазов», руководитель Чепуров Алексей Анатольевич
• РНФ№ 23-27-00129; Номер Гос. учета – 123012000142-8. «Просачивание Fe,Ni расплава через твердую силикатную (оливин) матрицу в приложении к модели дифференциации внутренних оболочек и образования ядра Земли», руководитель Чепуров Анатолий Ильич

Свернуть  

2023 год

1. Chepurov A., Goryainov S., Gromilov S., Zhimulev E., Sonin V., Chepurov A., Karpovich Z., Afanasiev V., Pokhilenko N. HPHT-Treated Impact Diamonds from the Popigai Crater (Siberian Craton): XRD and Raman Spectroscopy Evidence // Minerals – 2023 – 13(2) – 154. DOI: 10.3390/min13020154
2. Filatov E., Chepurov A., Sonin V., Zadesenets A., Gromilov S., Zhimulev, E. Porous Natural Diamond with Embedded Metal (Pt0.50–Co0.50). Chemistry 2023, 5, 1804–1814. DOI: 10.3390/chemistry5030123
3. Gromilov S.A., Chepurov A.I., Volodin A.M., Vedyagin A.A. Solid-State Transformations of Mayenite and Core-Shell Structures of C12A7@C Type at High Pressure, High Temperature Conditions // Materials – 2023 – 16 – 2083. DOI: 10.3390/ma16052083
4. Plotnikov V.A., Bogdanov D.G., Bogdanov A. S., Chepurov A.A., Makarov S.V., Yelisseyev A.P., Zhimulev E.I., Vins V.G. Heat-conducting properties of thermobarically-sintered detonation nanodiamond // Letters on Materials 12 (4), 2022 pp. 350-353. DOI: 10/22226/2410-3535-2022-4-350-353
5. Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Pokhilenko N.P. Experimental Justification of the Influence of S and Ni on Crystallization of Low-Nitrogen Diamonds in a Melt of Fe at High Pressure // DOKLADY EARTH SCIENCES – 2023 - Vol. 509. DOI: 10.1134/S1028334X22601948
6. Tomilenko A., Sonin V., Bul’bak T., Zhimulev E., Timina T., Chepurov A., Shaparenko E., Chepurov A. Impact of Solid Hydrocarbon on the Composition of Fluid Phase at the Subduction (Experimental Simulation) // Minerals - 2023 - 13 - 618. DOI: 10.3390/min13050618
7. Zhimulev E.I., Gryaznov I.A., Chepurov A.A., Sonin V.M., Chepurov A.I. Dissolution of synthetic diamonds to produce morphologies similar to natural diamonds: an experimental study // SOUTH AFRICAN JOURNAL OF GEOLOGY – 2023 – V.126. DOI: 10.25131/sajg.126.0025
8. Zhimulev E.I., Gryaznov I.A., Chepurov A.A., Sonin V.M., Chepurov A.I. Dissolution of synthetic diamonds to produce morphologies similar to natural diamonds: an experimental study // SOUTH AFRICAN JOURNAL OF GEOLOGY – 2023 – V.126. DOI: 10.25131/sajg.126.0025
9. Лин В.В., Чепуров А.А., Жимулев Е.И., Туркин А.И. Синтез пиропового граната с высоким содержанием самария. при давлении 5 ГПа и температуре 1300 ºС // Известия АлтГУ. Физика – 2023 - № 1 (129). DOI: 10.14258/izvasu(2023)1-06
10. Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Туркин А.И., Чепуров А.И. (2023) Особенности проникновения Fe в матрицу из СаСО3 ± оливин ± серпентин при давлении 4 ГПа и температуре 1400–1500°C (экспериментальные данные). Литосфера, 23(4), 491-499. DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-4-491-499
11. Сонин В.М., Томиленко А.А., Жимулев Е.И., Бульбак Т.А., Чепуров А.А., Тиминa Т.Ю., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Кристаллизация алмаза и фазовый состав в системе FeNi–графит–СаСО3 при 5.5 ГПа: о роли субдукции в их образовании // Геология рудных месторождений – 2023 - том 65 - № 3 - с. 270–286. DOI: 10.1134/S1075701523030042

2024 год

1. Chepurov A.A., Turkin A.I., Lin V.V., Zhimulev E.I., Sonin V.M., Chepurov A.I., Pokhilenko N.P. The maximal chromium content in harzburgitic garnet: an experimental study at P-T conditions of the Earth's upper mantle// Mineralogical Magazine. Published online 2024:1-27. DOI: 10.1180/mgm.2024.84
2. Sonin V. M., Zhimulev E. I., Chepurov A. I., Goryainov S. V., Gromilov S. A., Gryaznov I. A., Chepurov A. A., Tomilenko A. A. Synthesis of diamond from polycyclic aromatic hydrocarbons (anthracene) in the presence of an Fe,Ni-melt at 5.5 GPa and 1450 °C // CrystEngComm, 2024, 26, 1583. DOI: 10.1039/d3ce01220d
3. КУРЯЕВА Р.Г., СОНИН В.М. СТЕПЕНЬ ДЕПОЛИМЕРИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ПРИРОДНОГО АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СТЕКЛА СОСТАВА ЩЕЛОЧНОГО БАЗАЛЬТА // ВЕСТНИК БАШКИРСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Том: 28Номер: 2 Год: 2023 Страницы: 192-197. DOI: 10.33184/bulletin-bsu-2023.2.9
4. Сонин В.М., Грязнов И.А., Жимулев Е.И., Чепуров А.И. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ ГРАФИТА Б ЭКСПЕРИМЕНТАХ ПРИ ПОВЕРХНОСТНОЙ ГРАФИТИЗАЦИИ СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири – 2024, № 4а (60), 56-62. DOI: 10.20403/2078-0575-2024-4а-56-62

Свернуть  

Лаборатория продолжает и развивает тематику СКТБ «Монокристалл», который был создан в 1978 году по инициативе Александра Александровича Годовикова – известного минералога, доктора геолого-минералогических наук.

Свернуть  

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.

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.

Свернуть  

Кристаллы выращиваются модифицированными методами Чохральского, Киропулоса, Бриджмена-Стокбаргера. Для повышения оптического качества выращенных кристаллов применяется постростовой температурный отжиг.

Основа научных исследований – модифицированный метод визуально-политермического анализа, диффузионные отжиги, синтез твердофазным способом, а также методом горения раствора.

Свернуть  

2020 год

• Разработана методика выращивания монодоменных кристаллов КTiOAsO₄, реализована периодически поляризованная структура, получена параметрическая генерация около 4 мкм.
• Установлена эффективность использования кристаллов LiGaS₂ в фемтосекундных лазерных системах. Изучена зависимость двулучепреломления от температуры и длины волны, обнаружены две изотропные точки. Показано, что LiGaS₂ в сочетании с двумя поляризаторами может использоваться в качестве узкополосного оптического фильтра, плавно перестраиваемого путем изменения температуры кристалла. Яркая фотолюминесценция при комнатной температуре в видимой области дает возможность применения в оптике в качестве активных сред для лазеров, источников света.

Выращенный кристалл КТА. Оптический элемент из кристалла LiGaS₂

В сотрудничестве с сотрудниками японских научных учреждений, методом фотоэмиссии с разрешением по спину, времени и углу в сочетании с расчетом из первых принципов, мы сообщаем экспериментальные результаты, согласно которым кристаллическая фаза GeSb₂Te₄ является топологически нетривиальной в области полуметаллической фазы Дирака, и что эти свойства не зависят от степени упорядочивания в подрешетке Ge/Sb. Получающиеся в результате линейно-дисперсионные объемные дираковские зоны пересекают уровень Ферми и, таким образом, отвечают за проводимость в стабильной кристаллической фазе GeSb₂Te₄, что можно рассматривать как трехмерный аналог графена. Полученные результаты демонстрируют возможность реализовать безынерционные токи Дирака в материалах с фазовыми переходами. Эти свойства потенциально могут быть применены в вычислительных устройствах, вплоть до частот, которые современным уровнем развития техники еще не достигнуты.

 
СЭМ фотография поверхности скола кристалла GeSb₂Te₄.

2021 год

• Разработана методика постростового отжига кристаллов BaGa₄Se₇, что позволило сократить число дефектов V_Ba, Ga_Ba и добиться высокой оптической стойкости.
• Изучена природа точечных дефектов в кристаллах LiInSe₂ различной окраски. Установлено, что желтый цвет обусловлен присутствием V_Se, V_Li, красный - In_Li²⁺+2V_Li, Se_i. Желтые кристаллы LiInSe₂ имеют лучшие амплитудные спектры при облучении источниками нейтронов благодаря более высокой степени совершенства кристалла.

2022 год

• Комплексом методов ДТА, РФА и РЭМ изучены образцы с разрезов Sm(Eu)BO₃-ScBO₃, полученных методами твердофазного синтеза, диффузионных пар и раствор-расплавной кристаллизации. В результате открыты новые фазы EuSc(BO₃)₂  и SmSc(BO₃)₂, уточнены фазовые диаграммы разрезов, изучены люминесцентные и нелинейно-оптические свойства хантитоподобных фаз. 

Интенсивность ГВГ от мощности накачки (а) и фракции кристаллов (б) SmSc₃(BO₃)₄ с моноклинной (кр) и тригональной (син) структурой; (в) раствор-расплавные кристаллы SmSc₃(BO₃)₄ различной стехиометрии; (г) фазовая диаграмма разреза EuBO₃-ScBO₃

• Впервые получены объемные нелинейные монокристаллы халькогенидов ряда Li_xAg_1-xGaSe₂ (0≤х≤1). Установлено, что для кристалла состава Li_0.5Ag_0.5GaSe₂ оптическая стойкость в 5 раз превышает значение для AgGaSe₂, нелинейный коэффициент d₃₆ = 26 пм/В, ширина запрещенной зоны составляет 2.1 эВ. Оптимальное сочетание нелинейных параметров (26-30 пм/В) и двулучепреломления (0.03-0.025) достигается при x=0.4-0.5.

Характеристики нового нелинейного кристалла Li_0.5Ag_0.5GaSe₂

2023 год

• Впервые выращены и исследованы объемные нелинейные монокристаллы в рядах Li_xAg_1–xGaSe_2, Li_xAg_1-xInSe_2, LiGa_xIn_1-хTe₂ (0≤х≤1). Получены кристаллы с оптимальным сочетанием функциональных характеристик (нелинейные коэффициенты, оптическая стойкость, двулучепреломление). Показано, что частичное замещение катионов значительно улучшает баланс между нелинейными свойствами и оптической стойкостью.
• Впервые построена фазовая диаграмм системы Na₂Mo₂O₇-Na₂W₂O_7. Крайние члены данной системы представляют прикладной интерес для поиска нейтрино или темной материи, а также являются люминофорами в видимом диапазоне.

 2024 год

• Методами твердофазного синтеза и спонтанной кристаллизации была получена серия новых соединений KSrY_1–xEr_x(BO₃)₂ (x = 0 - 1), которые были охарактеризованы с помощью различных теоретических и экспериментальных подходов. Обнаруженный полиморфный переход из пространственной группы P21/m в R3m в интервале температур от 550 до 600°C подтвердил созданную нами концепцию структурных изменений в ряду соединений MNR(BO₃)₂  (M=K,Na, N=Ca,Sr,Ba, R=РЗЭ). Зарегистрирована интенсивная эмиссия электронного перехода Er³⁺ в диапазоне 1529–1549 нм для состава KSrY_0.4Er_0.6(BO₃)₂, что открывает новые возможности для использования этого материала в качестве основы оптических усилителей для интеграции в современные технологии передачи данных.

Схема полиморфных переходов для соединений MNR(BO₃)₂ и спектры люминесценции составов KSrY_1-xEr_x(BO₃)₂ (электронный переход ⁴I_13/2-⁴I_15/2) при накачке 980 нм,  Т= 27^oC.

• Выращены монокристаллы КTiOAsO₄:Zr⁴⁺ (2.5, 5, 7.5, 10 мол.%) с низким  поглощением вблизи 4.2 мкм. Установлено, что кристаллы c высоким содержанием циркония могут быть использованы в качестве криогенных сцинтилляторов.
• Впервые обнаружена новая фаза в кристалле BaGa₄Se₇. Показано, что он претерпевает обратимый сегнетоэластический фазовый переход Pc↔Pmn2₁ при Т=528 К, сопровождающийся аномалиями теплоёмкости и двулучепреломления. Ниже 528 K возникают двойниковые границы в плоскости (010), которые устраняются одноосным сжатием вдоль [101], и такое состояние достаточно стабильно. Для новой фазы Pmn2₁ нелинейный коэффициент d₃₃=23.8 превышает d₁₃=-16.7 пм/В для низкотемпературной фазы Pc. Таким образом, структурная модификация путем фазового перехода позволяет изменять нелинейные параметры кристалла, что открывает новые возможности управления излучением в широкоперестраиваемых лазерных системах среднего ИК-диапазона.

Фазовый переход в кристалле BaGa₄Se₇

Свернуть  

Инструментальные методы исследования в лаборатории:

• Рентгенофазовый анализ порошков с использованием дифрактометраTongda TD-3500, который оснащен сцинтилляционным точечным детектором и имеет приставку для проведения высокотемпературной рентгенографии от комнатной температуры до 1600 ℃, а также криостаст до температуры жидкого азота
• Спектры люминесценции на спектрофлуориметре СМ 2203, с возможностью нагрева и охлаждения образца (77К-700К)
• Дифференциальный термический и термогравиметрический анализы на приборе синхронного термического анализа STA 449 F5 Jupiter
• Анализатор размера и молекулярной массы наночастиц, работающий в диапазоне температуры (от -10 °С до 110 °С) – Benano 90.

Свернуть  

Сотрудники лаборатории регулярно участвуют в чтении научно-популярных лекций для школьников и студентов. Проводят тематические лекции на геолого-геофизическом и физическом факультете Новосибирского государственного университета.

Свернуть  

Исаенко Людмила Ивановна – входит в федеральный реестр экспертов научно-технической сферы.

Эксперты РАН:

• Кох Александр Егорович,
• Исаенко Людмила Ивановна,
• Кох Константин Александрович.

Свернуть  

2020 год

• The 2nd International Online Conference on Crystals, MDPI

2021 год

• Девятая международная конференция «Кристаллофизика и деформационное поведение перспективных материалов» НИТУ «МИСиС», г. Москва, 22-26 ноября
• XV International Conference on pulsed lasers and laser applications,Ю September 12-17, 2021, Tomsk

2022 год

• VI Международная школа молодых ученых «Нелинейная фотоника», Новосибирск, 15–19 августа 2022 г.

2023 год

• VII Международная школа молодых ученых «Нелинейная фотоника», 21-25 августа 2023 г., Новосибирск, Россия.
• Intl Conf on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-20), Naples, Italy, 30 July - 4 August 2023

2024 год

• Материалы и технологии фотоники, электроники и нелинейной оптики, 10-13 сентября 2024 г., Томск, Россия.
• 21st INTERNATIONAL CONFERENCE LASER OPTICS ICLO 2024, 1-5 июля 2024 · Санкт-Петербург

Свернуть  

Лаборатория обладает компетенциями для проведения научно-исследовательских работ, включая:

• разработку методик выращивания объемных монокристаллов,
• исследования по поиску оптимальных составов для раствор-расплавных систем,
• создание технологий синтеза неорганических материалов.

Свернуть  

2022 год

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0029; Номер Гос. учета: 122041400031-2. «Физико-химические основы поиска функциональных кристаллов и разработка методик их получения », руководитель Кох Александр Егорович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0005. «Физико-химические основы поиска функциональных материалов и разработка методик их получения», руководитель Кох Александр Егорович 

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 25-49-01030. «Дихалькогениды переходных металлов с контролируемым составом для создания планарной памяти в системах искусственного интеллекта», руководитель Кох Константин Александрович
• РНФ№ 25-23-20004; Номер Гос. учета – 125070407930-8. «Кристаллические материалы для устройств фотоники: поиск, разработка и оптимизация методик получения функциональных соединений с перспективными свойствами», руководитель Симонова Екатерина Александровна
• РНФ№ 25-23-00155; Номер Гос. учета – 125041705267-4. «Научно-методические основы получения сульфидных стандартов для ЛА-ИСП-МС анализа», руководитель Кох Константин Александрович
• РНФ№ 24-13-00140; Номер Гос. учета – 124112900045-9. «Механохимический синтез и механохимическая перекристаллизация в жидких средах: фундаментальные проблемы и практические приложения», руководитель Уракаев Фарит Хисамутдинович
• РНФ№ 23-19-00617; Номер Гос. учета – 123062900018-2. «Кристаллохимия и оптические свойства функциональных ортоборатов с тербием», руководитель Кох Александр Егорович
• РНФ№ 23-22-10031; Номер Гос. учета – 123062900009-0. «Перспективные материалы для фотоники: получение многофункциональных кристаллов на основе боратных соединений, разработка методик выращивания известных и новых синтетических кристаллов», руководитель Симонова Екатерина Александровна
• РНФ№ 22-73-00007; Номер Гос. учета – 122110700018-3. «Синтез и оптические свойства новых редкоземельных ортоборатов», руководитель Кузнецов Артем Борисович

Свернуть  

2023 год

1. Bekker T.B., Ryadun A.A., Davydov A.V., Rashchenko S.V. LiBa12(BO3)7F4 (LBBF) crystals doped with Eu3+,Tb3+, Ce3+: structure and luminescence properties // Dalton Trans., 2023, 52, 8402. DOI: 10.1039/d3dt01279d
2. Bekker T.B., Ryadun A.A., Rashchenko S.V., Davydov A.V., Baykalova E.B., Solntsev V.P. A Photoluminescence Study of Eu3+ , Tb3+, Ce3+ Emission in Doped Crystals of Strontium-Barium Fluoride Borate Solid Solution Ba4−xSr3+x(BO3)4−yF2+3y (BSBF)// Materials 2023, 16, 5344. DOI: 10.3390/ma16155344
3. Davydov A.V., Vinogradova Yu.G., Sagatov N., Bekker T.B. Ba4B11O20F: GROWTH OF CRYSTALS AND THEIR STABILITY UNDER HIGH PRESSURES // Journal of Structural Chemistry, 2023, Vol. 64, No. 5, pp. 932-941. DOI: 10.1134/S0022476623050116
4. Estyunin D.A., Rybkina A.A., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Likholetova M.V., Klimovskikh I.I., Shikin A.M. Comparative Study of Magnetic Properties of (Mn1−xAIV x )Bi2Te4 AIV = Ge, Pb, Sn // Magnetochemistry 2023, 9, 210. DOI: 10.3390/magnetochemistry9090210
5. Estyunina T.P., Shikin A.M., Estyunin D.A., Eryzhenkov A.V., Klimovskikh I.I., Bokai K.A., Golyashov V.A., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Kumar S., Shimada K., Tarasov A.V. Evolution of Mn1−xGexBi2Te4 Electronic Structure under Variation of Ge Content // Nanomaterials 2023, 13, 2151. DOI: 10.3390/nano13142151
6. Golyashov V.A., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Transport properties of (Bi,Sb)2Te3 topological insulator crystals with lateral p-n junction // Phys. Rev. Materials 7, 2023, 124204. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.00.004200
7. Gurbatov S.O., Borodaenko Yu.M., Mitsai E.V., Modin E., Zhizhchenko A.Yu., Cherepakhin A.B., Shevlyagin A.V., Syubaev S.A., Porfirev A.P., Khonina S.N., Yelisseyev A.P., Lobanov S.I., Isaenko L.I., Gurevich E.L., Kuchmizhak A.A. Laser-Induced Periodic Surface Structures on Layered GaSe Crystals: Structural Coloring and Infrared Antireflection // The Journal of Physical Chemistry Letters 2023 14 (41), 9357-9364. DOI: 10.1021/acs.jpclett.3c02547
8. Isaenko L., Dong L., Korzhneva K., Yelisseyev A., Lobanov S., Gromilov S., Molokeev M. S., Kurus A., Lin Z. Evolution of Structures and Optical Properties in a Series of Infrared Nonlinear Optical Crystals LixAg1–xInSe2 (0 ≤ x ≤ 1) // Inorg. Chem. – 2023 – 15936–15942. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.3c01993
9. Isaenko L., Dong L., Yelisseyev A., Lobanov S., Korzhneva K., Gromilov S., Sukhih A., Pugachev A., Vedenyapin V., Kurus A., Khamoyan A., Lin Z. A new nonlinear optical crystal Li0.81Ag0.19InSe2 with balanced properties for efficient nonlinear conversion in the mid-IR region // Journal of Alloys and Compounds – 2023 – Volume 969 – 172382. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.172382
10. Ito S., Schüler M., Meierhofer M., Schlauderer S., Freudenstein J., Reimann J., Afanasiev D., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Güdde J., Sentef M.A., Höfer U., Huber R. Build-up and dephasing of Floquet–Bloch bands on subcycle timescales // Nature – 2023 – 34. DOI: 10.1038/s41586-023-05850-x
11. Jamous A.Y., Svetlichnyi V.A., Kuznetsov A.B., Kokh K.A., Kononova N.G., Lapin I.N., Bolatov A., Zholdas Y.A., Kokh A.E. Linear and nonlinear optical properties of trigonal borate crystals K7MIn2−xYbx(B5O10)3 (M = Ca, Sr, Ba; x = 0…2) with isolated B5O10 units // Journal of Alloys and Compounds – 2023 – V.935 – 167912. DOI: 10.1016/j.jallcom.2022.167912
12. Kuznetsov A.B., Jamous A.Y., Svetlichny V.A., Volkov S.N., Korolkov I.V., Kokh K.A., Gorelova L.A., Krzhizhanovskaya M.G., Aksenov S.M., Kokh A.E. Growth and characterization of Na3R(BO3)2 (R =La–Gd) borates: crystal structure, hightemperature behavior, and optical properties // : CrystEngComm – 2023 –25 –2914. DOI: 10.1039/d3ce00248a
13. Lobanov S.I., Korzhneva K.E., Gromilov S.A., Sukhikh A.S., Isaenko L.I. Structural features of Li0.55Ag0.45InSe2 and Li0.37Ag0.63InSe2 crystals // Journal of Crystal Growth – 2023 – V604 – 127057. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2022.127057
14. Lobanov S.I., Korzhneva K.E., Yelisseyev A.P., Gromilov S.A., Sukhikh A.S., Vedenyapin V.N., Khamoyan A.G., Isaenko L.I. Temperature dependence of the properties of the Li0.81Ag0.19InSe2 nonlinear crystal // Journal of Solid State Chemistry – 2023 – Volume 328 – 124372. DOI: 10.1016/j.jssc.2023.124372
15. Rashchenko S.V., Davydov A., Sagatov N.E., Podborodnikov I.V., Arkhipov S.G., Romanenko A.V., Bekker T.B. Symmetry control of cation substitution in ‘antizeolite’ borates // Materials Research Bulletin Volume 167, November 2023, 112398. DOI: 10.1016/j.materresbull.2023.112398
16. Reimann J., Sumida K., Kakoki M., Kokh K.A., Tereshchenko O. E., Kimura A., Güdde J., Höfer U. Ultrafast electron dynamics in a topological surface state observed in two‑dimensional momentum space // Scientifc Reports – 2023 – 13:5796. DOI: 10.1038/s41598-023-32811-1
17. Sagatov N.E., Bekker T.B., Vinogradova Y.G., Davydov A.V., Podborodnikov I.V., Litasov K.D. Experimental and ab initio study of Ba2Na3(B3O6)2F stability in the pressure range of 0–10 GPa // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials Volume 30, Number 9, September 2023, Page 1846. DOI: 10.1007/s12613-023-2647-0
18. Shevchenko O.N., Mikerin S.L., Kokh K/A. and Nikolaev N.A. Detection of Terahertz Frequencies in S-Doped GaSe Crystals Using Laser Pulses at Telecom Wavelengths // Appl. Sci. – 2023 – 13 – 2045. DOI: 10.3390/app13042045
19. Simonova E. A., Khan E., Kuznetsov A. B., Kononova N. G., Kokh A. E., Shevchenko V. S., Goreyavcheva A. A., Kokh K. A. STUDY OF PHASE EQUILIBRIA IN THE BaB2O4–BaMoO4–BaF2 SYSTEM // Journal of Structural Chemistry, 2023, Vol. 64, No. 9, pp. 1751-1760. DOI: 10.1134/S0022476623090184
20. Sinyakova E.F., Goryachev N.A., Kokh K.A., Karmanov N.S., Gusev V.A. The Role of Te, As, Bi, and Sb in the Noble Metals (Pt, Pd, Au, Ag) and Microphases during Crystallization of a Cu-Fe-S Melt // Minerals 2023, 13, 1150. DOI: 10.3390/min13091150
21. Syubaev S., Modin E., Gurbatov S., Cherepakhin A., Dostovalov A., Tarasova A., Krinitsin P., Yelisseyev A., Isaenko L., Kuchmizhak A. SWIR anti-reflective nanostructures on nonlinear crystals by direct UV femtosecond laser printing // Appl. Phys. Lett. – 2023 – 123 – 061108. DOI: 10.1063/5.0159719
22. Talochkin A.B., Kokh K.A., Tereshchenko O.E. Optical phonons of GeSbTe alloys: Influence of structural disorder // Journal of Alloys and Compounds – 2023 – V.942 – 169122. DOI: 10.1016/j.jallcom.2023.16912
23. Tarasov A.V., Makarova T.P., Estyunin D.A., Eryzhenkov A.V., Klimovskikh I.I., Golyashov V.A., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Shikin A.M. Topological Phase Transitions Driven by Sn Doping in (Mn1−xSnx)Bi2Te4 // Symmetry – 2023 – Volume 15 - Issue 2. DOI: 10.3390/sym15020469
24. Teslenko A.A., Bushunov A.A., Isaenko L.I., Shklyaev A., Goloshumova A., Lobanov S.I., Lazarev V.A., Tarabrin M.K. Antireflection microstructures fabricated on the surface of a LiGaSe2 nonlinear crystal // OPTICS LETTERS – 2023 – Vol. 48 – Issue 5 – pp. 1196-1199. DOI: 10.1364/OL.480758
25. Urakaev F.Kh., Burkitbayev M.M. Mechanosynthesis of Sulfur-Containing Silver Halide Nanocomposites in a Dimethyl Sulfoxide Medium // Russian Journal of Physical Chemistry A – 2023 – Vol. 97 – No. 10 – pp. 2231–2240. DOI: 10.1134/S0036024423100254
26. Urakaev F.Kh., Khan N.V., Niyazbayeva A.I., Zharlykasimova D.N., Burkitbayev M.M. Mechanochemical recrystallization: forgotten basics and new possibilities // Chimica Techno Acta – 2023 – vol. 10(2) – No. 202310213. DOI: 10.15826/chimtech.2023.10.2.13
27. Urakaev, F.Kh., M.M. Burkitbayev, and N.V. Khan. 2022. “Biological Activity of Sulfur Nanoparticles in the Sulfur-Dimethyl Sulfoxide-Water System”. International Journal of Biology and Chemistry 15 (2):54-75. DOI: 10.26577/ijbch.2022.v15.i2.09
28. Vu T.V., Khyzhun O.Y., Lavrentyev A.A., Gabrelian B.V., Kalmykova K.F., Isaenko L.I., Goloshumova A.A., Krinitsyn P.G., Myronchuk G.L., Piasecki M. Electronic band structure and optical properties of Li2In2GeSe6 crystal // Materials Today Communications – 2023 – Volume 35 – 105798. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.105798

2024 год

1. Kirdyashkin A. A. Theoretical and Experimental Modeling of Geodynamiс Processes in the Slopes of Uplifts // Geotectonics, 2024, Vol. 58, No. 2, pp. 177–195. DOI: 10.1134/S0016852124700110
2. Кирдяшкин А.А., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Банушкина С.В., Голицына З.Ф. ВЛИЯНИЕ СИЛЫ КОРИОЛИСА НА СТРУКТУРУ СВОБОДНОКОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ У ПОДОШВ МАНТИЙНЫХ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ПЛЮМОВ И ОБРАЗОВАНИЕ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ // Мониторинг. Наука и Технологии, 2024, № 4, с. 30-38. DOI: 10.25714/MNT.2024.62.003
3. Кирдяшкин А.А., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Банушкина С.В., Голицына З.Ф. ОБРАЗОВАНИЕ ПОДНЯТИЙ ПЛЮМАМИ МАЛОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ // Мониторинг. Наука и Технологии, 2024, № 4, с. 39-47. DOI: 10.25714/MNT.2024.62.004Bekker T.B., Davydov A.V., Ryadun A.A., Yelisseyev A.P., Solntsev V.P., Fedorenko A.D. Examining the contribution of Cu and Sr codoping on luminescence properties of borate crystals//Optical Materials, Volume 158, 2025, 116465. DOI: 10.1016/j.optmat.2024.116465
4. Bekker T.B., Khamoyan A.G., Davydov, A.V., Vedenyapin, V.N., Yelisseyev, A.P., Vishnevskiy A.V. NaBa12(BO3)7F4 (NBBF) dichroic crystals: optical properties and dielectric permittivity // Dalton Trans.,2024,volume 53, 12215-12222. DOI: 10.1039/D4DT01380H
5. Bondareva A. F., Artemyeva M. A., Kuznetsov A. B., Ryadun A. A., Grigorieva V. D., Fedorenko A. D., Shlegel V. N., Musikhin A. E. FORMATION OF NA2MO2XW2(1 − X)O7 SOLID SOLUTIONS AND DERIVED PHASE DIAGRAM // Journal of Structural Chemistry, 2024, Vol. 65, No. 4, pp. 1115-1115. DOI: 10.1134/S002247662404005X
6. Glazkova D. A., Estyunin D. A., Tarasov A. S., Kosyrev N. N., Komarov V. A., Patrin G. S., Golyashov V. A., Tereshchenko O. E., Kokh K. A., Koroleva A. V., Shikina A. M. Investigation of Surface Magnetism in Systems Based on MnBi2Te4 Using the Magneto-Optical Kerr Effect // Crystallography Reports, 2024, Vol. 69, No. 1, pp. 79–84. DOI: 10.1134/S1063774523601296
7. Grigorieva V.D., Kuznetsov A.B., Ryadun A.A., Kremlev A.D., Yudin V.N., Shlegel V.N. Li4Mo5O17 crystal as possible scintillating material: Growth and luminescence properties // Journal of Crystal Growth Volume 627, 1 February 2024, 127520. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2023.127520
8. Isaenko L., Dong L., Melnikova S.V., Molokeev M.S., Korzhneva K.E., Krinitsin P.G., Kurus A.F., Samoshkin D.A., Belousov R.A., Lin Z. Phase Transitions and Nonlinear Optical Property Modifications in BaGa4Se7. // Inorg. Chem. 2024, 63 (21), 10042–10049. DOI: 10.1021/acs.inorgchem.4c01341
9. Iwasawa H., Ueno T., Iwata T., Kuroda K., Kokh K.A., Tereshchenko O.E., Miyamoto K., Kimura A., Okuda T. Efficiency improvement of spin-resolved ARPES experiments using Gaussian process regression // Scientific Reports volume 14, Article number: 20970 (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-66704-8
10. Kharitonova P., Isaenko L., Doroshenko M., Smetanin S., Kochukov Y., Lobanov S., Yelisseyev A., Goloshumova A., Bushunov A., Teslenko A., Lazarev V., Tarabrin M. Laser induced damage threshold of GaSe with antireflection microstructures at a wavelength of 5 µm // Optics Express 2024Vol. 32, Issue 5, pp. 7710-7719. DOI: 10.1364/OE.507440
11. Khorkin V.S., Milkov M.G., Mantsevich S.N., Kupreychik M.I., Lobanov S.I., Vedenyapin V.N. Acoustic and acousto-optic properties of lithium based biaxial crystals: LiGaSe2, LiInSe2 and LiInS2// Optical Materials, Volume 157, Part 2, November 2024, 116202. DOI: 10.1016/j.optmat.2024.116202
12. Khramtsova D.M., Kuznetsov A.B., Grigorieva V.D., Ryadun A.A., Musikhin A.E., Kokh K.A. Ca(Mo,W)O4 Solid Solutions Formation in CaMoO4-CaWO4 System // Cryst. Res. Technol. 2024, 2400127. DOI: 10.1002/crat.202400127
13. Klimovskikh I.I., Eremeev S.V., Estyunin D.A., Filnov S.O., Shimada K., Golyashov V.A., Solovova N.Yu., Tereshchenko O.E., Kokh K.A., Frolov A.S., Sergeev A.I., Stolyarov V.S., Mikšić Trontl V., Petaccia L., Santo G. Di, Tallarida M., Dai J., Blanco-Canosa S., Valla T., Shikin A.M., Chulkov E.V., Interfacing two-dimensional and magnetic topological insulators: Bi bilayer on MnBi2Te4-family materials // Materials Today Advances, Volume 23, 2024. DOI: 10.1016/j.mtadv.2024.100511
14. Kokh A., Kuznetsov A., Khan E., Simonova E., Ryadun A., Lapin I., Svetlichnyi V., Kokh K. Solid solutions in EuSc3(BO3)4-GdSc3(BO3)4 system: Phase diagram, synthesis, crystal growth, structure and luminescence // Journal of Crystal Growth, Volume 645, 2024, 127842. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2024.127842
15. Kokh A.E., Kuznetsov A.B., Svetlichnyi V.A., Rakhmanova M.I., Klimov A.O., Kokh K.A. Green photoluminescence in TbxSc1-xBO3 solid solution // Journal of Luminescence, Volume 275, 2024. DOI: 10.1016/j.jlumin.2024.120768
16. Kokh K. A., Kuznetsov A. B., Rakhmanova M. I., Kokh A. E. UP-CONVERSION LUMINESCENCE IN TbAl3(BO3)4: Yb3+ SYNTESIZED BY SOLUTION COMBUSTION METHOD // Journal of Structural Chemistry, 2024, Vol. 65, No. 4, pp. 1115-1115. DOI: 10.1134/S0022476624040073
17. Kostyukova N., Trunov V., Frolov S., Kolker D., Boyko A., Isaenko L. Cascade picosecond optical parametric amplification for generating radiation in the 2.1 m // Infrared Physics & Technology Volume 136, January 2024, 105103. DOI: 10.1016/j.infrared.2023.105103
18. Kuznetsov A.B., Jamous A.Y., Rakhmanova M.I., Simonova E.A., Svetlichnyi V.A., Kokh A.E., Yudin V.N., Solodovnikov S.F., Shevchenko V.S., Kokh K.A. Nonstoichiometry as a hidden aspect of TbAl3(BO3)4 optical properties // Dalton Transactions, 2024, 1477-9226. DOI: 10.1039/d4dt02695k
19. Kuznetsov A.B., Jamous A.Y., Svetlichnyi V.A., K.A. Kokh Phase Relations Between Na3Nd(BO3)2, Na3Nd2(BO3)3, NdBO3 and Their Luminescence Properties // Journal of Structural Chemistry, Volume 65, pages 1736–1747, (2024). DOI: 10.1134/S0022476624090051
20. Kuznetsov A.B., Jamous A.Y., Svetlichnyi V.A., Shevchenko V.S., Kokh A E., Andreev Yu.M., Kokh K.A. Luminescence Properties of Solid-Solutions in Sr3B2O6–YbBO3 System // Journal of Structural Chemistry, 2024, Vol. 65, No. 8, pp. 1502-1512. DOI: 10.1134/S0022476624080031
21. Kuznetsov A.B., Jamous A.Y., Svetlichnyi V.A., Shevchenko V.S., Kokh A.E., Kokh K.A. Impact of the Sr2+-Nd3+ heterovalent isomorphism on the luminescence of orthoborates in Sr3B2O6-NdBO3 system // Journal of Alloys and Compounds, Volume 1008, 2024, 176560. DOI: 10.1016/j.jallcom.2024.176560
22. Kuznetsov A.B., Kokh K.A., Gorelova L.A., Sofich D.O., Sagatov N., Gavryushkin P.N., Vereshchagin O.S., Bocharov V.N., Shevchenko V.S., Kokh A.E. Growth, crystal structure and IR luminescence of KSrY1–xErx(BO3)2 // Acta Cryst. 2024 – B80. DOI: 10.1107/S205252062400177X
23. Kuznetsov A.B., Kokh K.A., Kaneva E.V., Jamous A.Y., Svetlichnyi V. A., Kononova N.G., Shevchenko V.S., Goreiavcheva A.A., Kokh A. E. Systematic rare Earth doping to adopt an R32 type huntite structure in NdSc3(BO3)4 crystals // Dalton Trans., 2024, 53, 3818. DOI: 10.1039/D3DT03942K
24. Kuznetsov A.B., Zholdas Y.A., Gorelova L.A., Fedorenko A.D., Ryadun A.A., Seryotkin Y.V., Shevchenko V.S., Kokh A.E., Klimov A.O., Kokh K.A. Synthesis, Growth, and Luminescence Properties of Rare Earth Borates KSrY(BO3)2: Tb3+ and Tb4+ // Cryst. Growth Des. 2024, 24, 5478−5485. DOI: 10.1021/acs.cgd.4c00140
25. Massalimov I. A., Massalimov B. I., Shayakhmetov A. U., Samsonov M. R., Urakaev F. Kh. Absorption of Impact and Shear Energy by Crystal Lattices of Mechanically Activated Inorganic Substances: A Review Massalimov // Physical Mesomechanics, 2024, Vol. 27, No. 5, pp. 592–617.
26. Massalimov I.A., Akhmetshin B.S., Massalimov B.I., Urakaev F. Kh. Kinetics of the Growth of Sulfur Nanoparticles during Their Precipitation from Aqueous Solutions of Calcium Polysulfide // Russian Journal of Physical Chemistry A, 2024. 98(1). DOI: 10.1134/S003602442401014X
27. Ponomarev S.A., Rogilo D.I., Nasimov D.A., Kokh K.A., Sheglov D.V., Latyshev A.V. High-temperature indium adsorption on Bi2Se3(0001) surface studied by in situ reflection electron microscopy // Journal of Crystal Growth, Volume 628, 15 February 2024, 127545. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2023.127545
28. Ponomarev S.A., Zakhozhev K.E., Rogilo D.I., Gutakovsky A.K., Kurus N.N., Kokh K.A., Sheglov D.V., Milekhin A.G., Latyshev A.V. Low-defect-density SnSe2 films nucleated via thin layer crystallization // Journal of Crystal Growth, Volume 631, 1 April 2024, 127615. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2024.127615
29. Rakhmanova M. I., Kokh K. A., Kononova N. G., Kuznetsov A. B. CRYSTAL GROWTH AND LUMINESCENCE PROPERTIES OF TbGa3(BO3)4 CRYSTALS // Journal of Structural Chemistry, 2024, Vol. 65, No. 4, pp. 1115-1115. DOI: 10.1134/S0022476624040061
30. Rashchenko S.V., Bekker T.B., Davydov A.V., Goldenberg B.G. Ba-Sr fluoride borates as inorganic radiochromic materials // Radiation Measurements, 2025, Volume 181, 107352. DOI: 10.1016/j.radmeas.2024.107352
31. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G., Kokh K.A. Compressibility and pressure-induced structural evolution of kokchetavite, hexagonal polymorph of KAlSi3O8, by single-crystal X-ray diffractio//American Mineralogist (2024) 109 (7): 1284–1291, DOI: 10.2138/am-2023-9120
32. Serebrennikova P.S., Lobanov S.I., Sukhikh A.S., Isaenko L.I., Gromilov S.A. The development of an approach for the precision determination of thermal strain tensor elements for single crystals using the example of t-Ag0.8Li0.2InSe2 // CrystEngComm, 2024, 26, 2207. DOI: 10.1039/d3ce01186k
33. Tarasov A.S., Kumar N., Golyashov V.A., Akhundov I.O., Ishchenko D.V., Kokh K.A., Bazhenov A.O., Stepina N.P., Tereshchenko O.E. Formation of well-ordered surfaces of Bi2-xSbxTe3-ySey topological insulators using wet chemical treatment // Applied Surface Science Volume 649, 15 March 2024, 159122. DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.159122
34. Urakaev F.Kh. Mechanochemical Synthesis of Nanocomposites with Specified Composition in the Presence of a Solvent for Precursors // Colloid Journal, 2024, Vol. 86, No. 2, pp. 278–286. DOI: 10.1134/S1061933X23601245
35. Беккер Т.Б., Давыдов A.В., Сагатов Н.Е. Функциональные бораты и их высокобарические полиморфные модификации. Обзор // Конденсированные среды и межфазные границы. 2024; 26(4): 620–632. DOI: 10.17308/kcmf.2024.26/12384
36. Коваленко Ю.Е., Якушев М.В., Гребенников В.И., Орлита M., Титова С.Г., Кох К.А., Терещенко О.Е., Кузнецова Т.В. Электронные свойства топологического изолятора Sb2Te2Se // Физика и техника полупроводников, 2024, том 58, вып. 4. DOI: 10.61011/FTP.2024.04.58543.6332H
37. Небогатикова Н.А., Антонова И.В., Соотс Р.А., Кох К.А., Климова Е.С., Володин В.А. Изменение сопротивления тонких пленок Bi2Se3 и гетероструктур Bi2Se3 на графене при растягивающих деформациях // Журнал технической физики, 2024, том 94, вып. 2. DOI: 10.61011/JTF.2024.02.57081.281-23
38. Синякова Е.Ф., Кох К.А. Поведение основных элементов и примесей при направленной кристаллизации расплава Fe-Ni-Cu-S-(Rh, Ru, Ir, Pt, Pd, Ag, Au) // Конденсированные среды и межфазные границы. 2024; 26(4), 755-771. DOI: 10.17308/kcmf.2024.26/12449

Свернуть  

Геодинамическое моделирование геологических процессов в мантии Земли зародилось в Институте геологии и геофизики СО АН СССР (г. Новосибирск) в 1984 г. Научным руководителем этого направления с 1988 г. являлся 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 в 2013 г. была создана Лаборатория физического и химического моделирования геологических процессов с включением в нее группы петрологического моделирования.

В настоящее время основными направлениями исследований являются: изучение источников энергии, порождающих силы, действующие в тектонически активных областях и ответственные за процессы в них, количественное определение величины этих сил и структуры конвективных движений, вызванных ими; исследование процессов тепло- и массопереноса мантийных термохимических плюмов, определение их структуры и основных параметров; исследование геологических проявлений мантийных термохимических плюмов на поверхности Земли.

Свернуть  

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МАНТИИ ЗЕМЛИ: ФИЗИЧЕСКОЕ (ЛАБОРАТОРНОЕ) И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАНТИЙНЫХ СВОБОДНО-КОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ

Геодинамические процессы обусловлены гравитационными силами, создающимися 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 (свободной или естественной) конвекции в верхней мантии (астеносферном слое, переходной зоне мантии - слое С), нижней мантии, в зоне субдукции (в сопряженных с ней астеносфере и слое С) Моделью для задач, связанных с нижнемантийной конвекцией является горизонтальный слой вязкой жидкости, подогреваемый снизу и охлаждаемый сверху, для астеносферного слоя и слоя "С" – горизонтальный слой вязкой жидкости, находящийся в условиях горизонтального градиента температуры (рис. 1 - 3).

Рис. 1. Фотография и схемы течения в слое жидкости, когда размер нагревателя xн = 2,2l (l – толщина слоя). 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. 2. 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.

Рис. 3. Свободно-конвективные течения в астеносфере и трансформные разломы, образующиеся под влиянием астеносферных течений. Показаны: схема астеносферных свободно-конвективных потоков, построенная на основе лабораторного моделирования, и воздействие астеносферных свободно-конвективных валиковых течений на формирование трансформных разломов. Косой штриховкой обозначены фрагменты океанической литосферы. Оси астеносферных конвективных валиковых течений направлены вдоль крупномасштабного ячеистого течения. T_в – профиль температуры в астеносферных конвективных валиках; u – горизонтальная скорость течения в астеносферной конвективной ячейке (компонента скорости течения по оси x); w – горизонтальная компонента скорости течения в астеносферных конвективных валиках (компонента скорости течения по оси z);  d_T – толщина теплового пограничного слоя на подошве литосферы; Y_тр - глубина желоба трансформного разлома.

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 зоне нисходящего субдукционного потока горизонтальный градиент плотности равен "0" (рис. 4). В условиях свободной конвекции в астеносфере и слое С слева и справа от субдуцирующей плиты возникают горизонтально направленные силы, обусловленные горизонтальными градиентами температуры. Угол наклона субдуцирующей плиты определяется векторной суммой горизонтально направленных сил и гравитационной силы.

Рис. 4. 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 и 2, находящимися 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.

Совместно с Лабораторией геодинамики и магматизма (№ 212) развиваются исследования глубинных геодинамических систем в океанических областях, их связи с морфоструктурами океанического дна, исследования особенностей магматических систем на основе петролого-геохимических данных, определение особенностей строения мантии в океанических областях. Так, на основе данных лабораторного моделирования представлены тепловая и гидродинамическая структура мантийного плюма Буве и возможная эволюция плюма Буве на основе рассмотрения его геодинамического режима. На основе данных лабораторного и теоретического моделирования показано влияние геодинамической системы астеносферных конвективных течений на строение океанического дна в районе тройного сочленения Буве, а также показано влияние плюма Буве на астеносферное валиковое течение в этом районе (рис. 5).

Рис. 5. Связь морфоструктур океанического дна с глубинными геодинамическими системами в районе тройного сочленения Буве. а – схема, показывающая связь морфоструктур океанического дна с системой астеносферных свободно-конвективных течений в районе тройного сочленения Буве; б – схема астеносферного свободно-конвективного валикового течения и канала плюма о. Буве в разрезе по I-I. 1 – срединно-океанические хребты (СОХ); 2 – хребет Шписс; 3 – трансформные разломы; 4 – направления свободно-конвективных ячеистых течений в астеносфере, обусловливающих раздвижение плит от зон СОХ, 5 – подъемные потоки свободно-конвективных валиковых течений у кровли астеносферы, 6 – опускные потоки валиковых течений, 7 – станции драгирования. l_л - толщина океанической литосферы, l_в - высота астеносферных валиков.

Геохимические и термобарогеохимические исследования свидетельствуют об определяющей роли флюидных компонентов в магматических системах горячей точки Буве. С учетом результатов сейсмотомографии выделены особенности строения мантии в районе тройного сочленения. Эти особенности подтверждают связь трансформных разломов Атлантики с нисходящими течениями астеносферных валиков («холодными» аномалиями в верхней мантии), показанную в геодинамическом моделировании (рис. 6).

Рис. 6. Результаты инверсии реальных данных для южного сегмента Срединно-Атлантического хребта между 50° и 70° ю.ш (Kirdyashkin et al., 2025). а – распределение аномалий Р-волн на глубинах 100, 200, 300 и 400 км; б – аномалии скоростей Р-волн на вертикальном сечении через область тройного сочленения СОХ и горячую точку о. Буве. На рис. 6, а на горизонтальном сечении на глубине 100 км пунктирной рамкой выделен район тройного сочленения Буве. Линия разреза указана на рис. 6, а красным цветом. Черные точки – эпицентры землетрясений; звезда – местоположение о. Буве; Б – трансформный разлом Буве; K – трансформный разлом Конрада; ЮЗИХ – окончание Юго-Западного Индийского хребта. Оси основных морфоструктур тройного сочленения Буве показаны линиями зеленого цвета.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МАНТИИ ЗЕМЛИ: ФИЗИЧЕСКОЕ (ЛАБОРАТОРНОЕ) И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ МАНТИЙНЫХ ПЛЮМОВ

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 локальные перепады температуры, необходимые для формирования плюмов в виде 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 плавления вещества нижней мантии на 10-15 ^оС, чтобы возникли такие мантийные плюмы, как Гавайский и Исландский. Мантийный термохимический плюм представляет собой канал расплава, поднимающийся от границы ядро-мантия к поверхности. Термохимические плюмы являются регуляторами теплового режима Земли: при повышении температуры ядра активизируется плюмовый теплообмен, вследствие чего понижается температура ядра, при её понижении до определенного уровня плюмовый теплообмен затухает, что фиксируется на дневной поверхности понижением интенсивности плюмового магматизма.

В зависимости от тепловой мощности, плюмы, зарождающиеся на ядро-мантийной границе, под континентом проявляются следующим образом (рис. 7) : 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, прорвавшиеся на поверхность (плюмы промежуточной мощности) – алмазоносные, так как при прорыве на поверхность выносят магматический расплав с глубины большей, чем 150 км, на которой устойчив алмаз. Плюмы ещё большей тепловой мощности образуют грибообразную голову расплава и могут быть ответственными за образование крупных интрузивных тел в земной коре, в том числе, батолитов. Плюмы большой мощности ответственны за образование крупных магматических провинций.

Рис. 7. Диаграмма геодинамических режимов плюмов. Ka = N/N₁ – относительная тепловая мощность плюма, N – тепловая мощность, передающаяся от подошвы плюма в его канал; N₁ = 1.4 · 10¹⁰ Вт – тепловая мощность, передающаяся от канала плюма во вмещающую мантию в условиях стационарной теплопроводности.

Выполнено лабораторное моделирование тепловой и гидродинамической структуры плюмов (рис. 8), оценены их параметры и произведено их сопоставление с геологическими проявлениями их на поверхности.

Рис. 8. Фотография канала плюма, полученного при плавлении в массиве эйкозана над локальным источником тепла. Параметры нагревателя: N = 20 Вт, d_s = 20 мм, высота H_s = 30 мм, температура T_s = 54.4 °C, температура стенки Т_w = 30 °С. Стрелками отмечены области сужения канала плюма.

В лаборатории методом моделирования проводятся исследования влияния сил, возникающих в зоне субдукции, на геодинамическую структуру в субдукционной зоне 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. В лабораторном моделировании плюмов, выплавляющихся в наклонном слое над локальным источником тепла, для различных тепловых мощностей на подошве плюма и различных углов наклона слоя относительно вектора силы тяжести представляется эволюция структуры канала плюма и исследуются режимы выхода плюма на поверхность (рис. 9).

Рис. 9. Структура канала плюма, создающегося при плавлении в плоском слое над локальным источником тепла при различных тепловых мощностях источника N и углах наклона слоя относительно вертикали a. (а) - фотография канала плюма над локальным источником тепла в плоском слое парафина (N = 5.5 Вт, a = 2°, длина канала плюма Н = 255 мм), плюм не вышел на поверхность массива, границы ячеек канала плюма 1 - 3 отмечены на фотографии и обозначают места сужения канала; (б) - фотография канала плюма длиной Н = 305 мм (относительной длиной 26.5) при N = 8.9 Вт, a = 23° и относительной тепловой мощности Ка = 1.53, плюм вышел на поверхность и первая (верхняя) ячейка канала плюма представляет собой грибообразную голову плюма.

На основе экспериментального моделирования и теоретического анализа, а также геологических и геофизических данных представлена предварительная модель термохимического плюма в зоне субдукции (рис. 10). Канал плавления (термохимический плюм) зарождается на границе верхней и нижней мантии при наличии в коровом слое субдуцирующей океанической литосферной плиты химической добавки, понижающей температуру плавления вещества корового слоя. В области субдуцирующей плиты термохимический плюм представляет собой наклонный канал расплава, формирующийся в ее наклонном коровом слое. В области, где встречно направленные скорости плавления и субдукции равны по величине, образуется первичный магматический очаг, от которого зарождается вертикальный канал термохимического плюма высотой x_верт.

Рис. 10. Схема свободно-конвективных течений в зоне субдукции и образования термохимического плюма у границы 670 км. Схема построена с использованием данных лабораторного и теоретического моделирования свободно-конвективных течений в субдукционной зоне (Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G., 2013; Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A.G., 2014). Показаны свободно-конвективные течения в астеносфере и слое С в океаническом и континентальном крыльях субдукционной зоны. Лабораторное моделирование показывает, что на границе 670 км происходит растекание нисходящего свободно-конвективного субдукционного потока от области минимального значения температуры c координатой y_min, и в континентальное крыло зоны субдукции движется поток толщиной y_min. Вблизи подошвы слоя C в условиях неустойчивой стратификации образуются валиковые течения, оси которых совпадают с направлением крупномасштабных свободно-конвективных течений в слое C. Термохимические плюмы формируются на границе 670 км вследствие плавления корового слоя толщиной d_к в области восходящих потоков конвективных валиков (вид по стрелке Е). Плавление начинается на расстоянии X от места, где слой толщиной y_min начинает контактировать с границей 670 км. Плюм, образующийся вследствие плавления горизонтально расположенного корового слоя, представляет собой горизонтальный канал расплава, а в области субдуцирующей плиты – наклонный канал расплава, формирующийся в ее наклонном коровом слое. В области, где встречно направленные скорости плавления и субдукции равны по величине, образуется первичный магматический очаг, от которого зарождается вертикальный канал термохимического плюма. Величина d_с = y_min - d_к, x_верт – высота вертикального канала термохимического плюма, выплавляющегося в континенте от первичного магматического очага, l_в – ширина конвективного валика.

На основе экспериментального моделирования (см. рис. 9) проводится исследование структуры свободно-конвективных течений в канале плюма, выплавляемого в наклонном коровом слое субдуцирующей плиты. Проводятся исследования, состоящие в определении глубины расположения первичного магматического очага, от которого вертикальный термохимический плюм зарождается и поднимается к поверхности континента, где образуется вулкан. Первичный магматический очаг образуется в области, где скорости субдукции и плавления корового слоя равны по величине и противоположно направлены (рис. 10). На основе теоретического моделирования, геологических и геофизических данных о глубине зарождения первичного очага устанавливаются тепловые и гидродинамические условия существования термохимического плюма, зарождающегося от первичного очага и ответственного за образование вулкана на поверхности.

В лаборатории построена модель тепловой и гидродинамической структуры канала плюма малой тепловой мощности, не вышедшего на поверхность и предложена модель образования поднятия поверхности под воздействием плюма малой мощности. Течение в высоковязком массиве над кровлей плюма рассматривается в модели вязкой ньютоновской жидкости. Полученные соотношения дают возможность нахождения зависимости высоты поднятия поверхности от горизонтальной координаты для различных моментов времени. Для групп плюмов для различных расстояний между осями каналов плюмов могут быть получены профили поднятия в вертикальной плоскости, проходящей через главный хребет и в вертикальной плоскости, нормальной к главному хребту. Профили поднятия в вертикальной плоскости, нормальной к главному хребту, указывают на существование хребтов, оси которых нормальны к главному хребту. Такие хребты образуются в процессе формирования поднятия, их число равно числу термохимических плюмов, ответственных за образование поднятия. Расчеты показали, что параметры поднятия, образованного группой плюмов с кровлями, расположенными на глубине 30 км, близки к параметрам поднятия Кавказа.

В лаборатории проводятся исследования природы сил, вызывающих движение, и условий изменения структуры склона поднятия, созданного в результате воздействия плюма малой тепловой мощности. Проводится теоретическое и экспериментальное моделирование движений на склонах поднятия, вызывающих образование хребтов, оси которых параллельны оси главного хребта. Содержание исследований заключается в определении: поля скорости движения высоковязкого склона поднятия в условиях горизонтального градиента давления; закономерностей распределения вязкости на подошве склона поднятия при удалении от главного хребта поднятия, при котором наблюдается растяжение и сжатие в склоне поднятия; условий образования блоковой системы в склоне поднятия; процессов заполнения свободного объема между блоками (рис. 11); изменения свободной поверхности поднятия во времени, приводящего к образованию структур по типу хребтов и депрессий на склоне поднятия.

Рис. 11. Истечение вязкой жидкости из прямоугольной ячейки. Фотографии течения представлены для различных моментов времени t. В момент времени t = 0 свободная поверхность жидкости была приведена в вертикальное положение. (a) – t = 26 c; (б) – t = 94 c; (в) – t = 111 c. Вязкая жидкость – мёд, декристаллизованный при 100 °C, с вязкостью h = 4.58 ´ 10³ (Н · с)/м². Высота ячейки H_c = 70 мм, длина ячейки x_c = 80 мм.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕТРОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

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 (CMAS) (рис. 12), 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.

Анализ известных экспериментальных данных показывает, что 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. 12. 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 (рис. 12, 13), 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. 13. 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. Предложена система полиномов, которая может служить основой для геотермобарометра для ассоциации Cpx+Opx+Gr±Ol на основе процентного соотношения миналов в минерале клинопироксене в диапазоне давлений 1.4–3 ГПа и температур 1100–1600 °C. Графически построена зависимость состава клинопироксена от температуры и давления по миналам – Mg₂Si₂O₆ и CaAl₂SiO₆.

Эксперименты в ограниченных областях фазовых диаграмм позволяют выявить поля новых фаз, ограничения смесимости твердых растворов и компонентов, и, учитывая полученные результаты строить диаграммы с выверенной топологией. Например, недавние эксперименты показали, что валовый химический состав в случае рассмотрения сечения Di-CaEs «сухой» системы CMAS при давлениях от 1 атм до 3.0 ГПа и в интервале температур 960–1550±10 °C является наиболее важной переменной, в то время как температура и давление мало влияют на содержание CaEs в Cpx. Также было показано присутствие двух независимых устойчивых пироксеновых фаз, вопреки предполагаемой смесимости крайних членов рассматриваемого сечения. 

Свернуть  

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.

Экспериментальное моделирование мантийных свободно-конвективных течений осуществляется с использованием разработанных в лаборатории оригинальных экспериментальных установок, в конструкции которых реализуется горизонтальный слой вязкой жидкости, или равномерно нагреваемый снизу и охлаждаемый сверху (моделирование нижнемантийных конвективных течений), или слой, в котором условиями нагрева создается горизонтальный градиент температуры (моделирование конвективных течений в астеносфере в областях срединно-океанических хребтов и зон субдукции). Лабораторное моделирование мантийных плюмов осуществляется с использованием оригинальных экспериментальных установок, в которых реализуется выплавление канала плюма в твердом массиве над локальным источником тепла. Эксперименты проводятся на различных типах таких установок: установке с передней прозрачной стенкой, с осесимметричными граничными условиями, в наклонном плоском слое при различных углах его наклона относительно вектора силы тяжести. Лабораторное моделирование вихревых течений на границе ядро-мантия, определяющих процесс образования очагов плавления мантийного вещества, представляющих собой области формирования каналов термохимических плюмов, проводится с использованием вращающейся цилиндрической емкости при наличии плоского локального нагревателя на её подошве. Теоретическое моделирование основывается на законах свободно-конвективного тепло- и массопереноса. В основу лабораторного и теоретического моделирования положены геолого-геофизические данные о о структуре и свойствах мантии, строении и динамике зон спрединга и субдукции, проявлениях мантийных плюмов на поверхности.

Исследование петрологических задач проводится на основе изучения фазовых диаграмм системы CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂, где наблюдаются все фазы, соответствующие минералам глубинных пород верхней мантии. Благодаря петрологическому эксперименту, можно моделировать геологические процессы, происходящие в земной коре и верхней мантии, и интерпретировать генезис горных пород с физико-химической точки зрения. Эксперименты при высоком давлении проводятся на аппарате высокого давления типа "поршень-цилиндр". Устройство уникально своей простой конструкцией, высокой скоростью закалки, низкими затратами на обслуживание, понятным алгоритмом работы и возможностью контролировать изменения условий в ходе эксперимента. При определении состава фаз используется рентгеновский метод по параметрам элементарной ячейки. По мере проведения экспериментов в лаборатории было показано, что использование карбидной ступки для механического измельчения образцов силиката предпочтительнее агата, поскольку позволяет избежать повышения содержания кремния в получаемых продуктах. А использование хлорида натрия в качестве материала, передающего давление, исключает проникновение летучих компонентов (H₂O и H₂) в рабочую ячейку, что может снизить температуру плавления системы. Указанные особенности методики крайне важны для получения надежных и воспроизводимых результатов экспериментов.

Свернуть  

2020 год

1. На основе лабораторного и теоретического моделирования представлена структура свободно-конвективных течений в астеносферном слое и слое С. Распределение температуры по толщине континента определено для условий теплопроводности. Профили температуры по толщине астеносферного слоя и слоя С построены на основе экспериментальных закономерностей свободно-конвективного теплообмена в горизонтальном слое. Лабораторное моделирование показало, что в наклонном твердом слое над локальным источником тепла, моделирующем наклонный коровый слой субдуцирующей плиты, образуется канал плюма с ячеистой структурой. После выхода модельного плюма на поверхность образуется верхняя (первая) ячейка, структура которой указывает на начало образования грибообразной головы плюма. При наличии газовой подушки вблизи кровли плюма образуется узкий канал прорыва. Модель прорыва плюма при этих условиях позволяет объяснить периодичность вулканизма в зоне субдукции.
2. Экспериментальные исследования в сечении Di-En-Pyr-CaTs (диопсид-энстатит-пироп-кальциевая молекула Чермака) выявили существенное изменение содержания En и СаTs от температуры T и давления P. Получен полином, аппроксимирующий эту зависимость от T и P. Для сечения Di-CaEs (CaEs - кальциевая молекула Эскола) содержание CaTs и CaEs положительно коррелирует с количеством алюминия.

2021 год

1. В результате решения задачи о теплообмене в субдукционной зоне получены профили температуры в субдуцирующей плите и континентальном крыле зоны субдукции. Показано, что тепловой поток вследствие трения на границе плиты и континентального крыла значительно влияет на теплообмен и формирование температурного поля в зоне субдукции. Распределение температуры в нижней мантии найдено на основе экспериментальных и теоретических закономерностей теплообмена в горизонтальном слое, подогреваемом снизу и охлаждаемом сверху, при числах Рэлея Ra= 10⁶ - 10⁷, характерных для турбулентной свободной конвекции. Температура на кровле нижней мантии составляет 1940 – 2100 °C.
2. Проанализированы гидродинамика и теплообмен в субдуцирующей плите с коровым слоем, движущейся под континент. Оценен тепловой поток на контакте субдуцирующей плиты с окружающей мантией на континентальном крыле зоны субдукции, показана возможность зарождения термохимического плюма на границе верхней и нижней мантии (границе 670 км). Представлена модель такого плюма, согласно которой каналы плавления (термохимические плюмы) формируются в коровом слое субдуцирующей плиты в областях подъемных потоков конвективных валиков, существующих в слое С вблизи границы 670 км. Выплавление в коровом слое плиты происходит до уровня, на котором формируется первичный магматический очаг. Вертикальный канал плюма, ответственного за вулканизм в субдукционной зоне, зарождается от первичного магматического очага.
3. Экспериментальное моделирование плюма в плоском слое над локальным источником тепла при малом наклоне от вектора силы тяжести показало, что структура канала плюма ячеистая. Ячейки ограничены местами сужения канала, где происходит переход подъемного потока на противоположную сторону и передача тепла встречному опускному потоку. Режим выхода плюма на поверхность зависит от относительной тепловой мощности Ka, и при Ка > 1.14 плюм выходит на поверхность с образованием грибообразной головы.
4. Первичный магматический очаг образуется в области, где скорость субдукции и скорость плавления корового слоя субдуцирующей плиты равны. Доля тепловой мощности, затрачиваемой на плавление корового слоя при образовании первичного очага, составляет 9% – 12% от тепловой мощности на подошве плюма. Глубина расположения первичного очага H_оч  уменьшается с увеличением толщины корового слоя и с увеличением угла наклона плиты и слабо зависит от скорости субдукции. Согласно геологическим и геофизическим данным вулканизм в зоне субдукции проявляется при H_оч< 100 – 120 км. Как показали наши вычисления, этим значениям H_оч отвечает толщина корового слоя > 4.44 – 5 км.

2022 год

1. Теоретически определен тепловой поток на цилиндрической поверхности мантийного плюма в зависимости от времени. Для диаметров плюма d = 10–90 км время выхода на стационарный режим теплообмена t_с = 5–290 млн лет, время выхода плюма на поверхность t_в = 1.4–2.5 млн лет.
2. Определено нестационарное поле температуры в субдуцирующей плите. Коэффициент трения и тепловой поток на контакте корового слоя и мантии определены на основе баланса сил, действующих в зоне субдукции. На границе 670 км в коровом слое субдуцирующей плиты образуются каналы плавления (термохимические плюмы), тепловая мощность которых возрастает с увеличением его толщины. От первичного очага, расположенного на глубине 100–130 км, происходит выплавление вертикального канала термохимического плюма, ответственного за образование вулкана.
3. Представлена тепловая и гидродинамическая структура канала мантийного плюма, не вышедшего на поверхность и остановившегося в литосфере. Под действием сверхлитостатического давления у кровли плюма в высоковязком массиве над ней создается течение, под влиянием которого образуется поднятие поверхности. Вычислены высоты поднятия для различных моментов времени. Получены профили поднятий над группами линейно расположенных плюмов, не достигших поверхности. Параметры поднятия, образованного группой плюмов с кровлями на глубине 30 км, близки к параметрам поднятия Кавказа.

2023 год

1. Поднятие поверхности формируется под действием вертикальных сил, обусловленных сверхлитостатическим давлением в расплаве у кровли плюма, не вышедшего на поверхность. Время образования поднятия увеличивается с ростом вязкости массива над кровлей плюма. Горизонтальный размер основной части поднятия y₁ растет с увеличением глубины залегания кровли X. При расстоянии между плюмами ∆y< 100 км высота поднятия не превышает наибольшую высоту поднятия h_max, образованного каждым отдельным плюмом. Профили поднятия в вертикальной плоскости, нормальной к главному хребту, указывают на существование хребтов, оси которых нормальны к главному хребту, образовавшихся при формировании поднятия. Для группы ~8 – 10 плюмов, при ∆y = 100 км и X = 30 км, общая протяженность поднятия 1000 – 1200 км, h_max = 4700 м, y₁ ~ 65 км, средняя скорость подъема поверхности u_п ~ 0.3 мм/год. Параметры такого поднятия близки к параметрам поднятия Кавказа.
2. Движущая сила в склоне поднятия – гравитационная сила, вызванная горизонтальным градиентом давления. Разрыв между блоками склона образуется, когда величина силы упругой деформации равна разности величин движущей силы и силы трения на подошве склона. При разрыве между блоками возникают свободные вертикальные границы блоков. Движение в высоковязкой среде при образовании свободной вертикальной границы блока исследовано экспериментально при истечении жидкости из прямоугольной ячейки, выявлены режимы истечения. На основе экспериментального моделирования оценено время первого периода после образования разрыва поднятия и свободного объема между блоками, когда высота слоя (склона) практически постоянная и возрастает горизонтальный размер слоя. Средняя скорость заполнения свободного объема между блоками много больше средней скорости расхождения блоков. Обнаружено качественное соответствие структуры модельного склона поднятия профилю склона поднятия для северо-западной части Кавказа.
3. Получение надежных и своевременных результатов напрямую зависит от качества эксперимента, используемых методов и оборудования. Проведено описание методики проведения высокобарического эксперимента. Эксперименты при высоком давлении проводятся на аппарате высокого давления типа "поршень-цилиндр". Устройство уникально своей простой конструкцией, высокой скоростью закалки, низкими затратами на обслуживание, понятным алгоритмом работы и возможностью контролировать изменения условий в ходе эксперимента. За время проведения многочисленных опытов на установке были выявлены важные особенности, которые полезны для петрологов, изучающих вещества под высоким давлением и глубинные породы и минералы.

2024 год

1. Поднятие поверхности формируется в результате геодинамического воздействия плюма малой тепловой мощности, не вышедшего на поверхность, на массив над кровлей плюма. Число хребтов с осями, расположенными нормально к поднятию главного хребта, отвечает числу термохимических плюмов, над которыми формируется поднятие. Для группы из 10 плюмов при расстоянии между ними Δy = 100 км и глубине расположения кровли плюма X = 35 км полученные параметры модельного поднятия близки к параметрам поднятия Верхоянского хребта, современное поднятие которого сформировалось на этапе новейшей тектонической активизации. Изменения структуры и рельефа склона поднятия, образовавшегося под воздействием плюма малой мощности, есть следствие образования разломов в склонах поднятия и блоковой системы склона, а также следствие увеличения областей опускания свободной поверхности между расходящимися блоками и их смещения от главного хребта поднятия к его подножию по мере увеличения времени существования склона поднятия.
2. На основе массового расхода расплава определена тепловая мощность мантийного термохимического плюма Буве N_Б = (1.7–2.0) · 10¹⁰ Вт. Плюм Буве является плюмом промежуточной тепловой мощности, способным прорываться на поверхность. Диаметр канала плюма Буве равен 9–16 км. Трансформные разломы в районе Буве образовались под влиянием нисходящих течений астеносферных конвективных валиков. Ширина желоба и глубина впадины трансформного разлома Буве определены на основе анализа структуры течения и теплообмена в астеносфере в районе Буве и с учетом интенсифицирующего влияния плюма Буве на восходящий поток астеносферного валикового течения. Полученные значения ширины желоба разлома Буве (d_тр = 12–15 км) и относительной глубины впадины разлома (Y_тр = 1.8–3.3 км) согласуются с параметрами разломной зоны Буве, полученными по морфобатиметрическим и сейсмическим данным. Вдоль осевой зоны трансформного разлома Буве с помощью сейсмотомографии выделяется высокоскоростная аномалия, корни этой аномалии в верхней мантии прослеживаются до глубины 250 км. Под островом Буве выявлена низкоскоростная аномалия, прослеживающаяся до глубин около 500 км.
3. Вихревые течения во внешнем ядре вблизи границы ядро-мантия определяют процесс образования очагов плавления мантийного вещества, представляющих собой области формирования каналов термохимических плюмов на ядро-мантийной границе. Лабораторное моделирование с применением вращающейся локально нагреваемой снизу цилиндрической емкости показало, что под влиянием силы Кориолиса во вращающемся цилиндрическом объеме жидкости, локально подогреваемом снизу, образуются вихревые течения (вихри-столбы) сложной конфигурации. Системы вихрей, состоящих из заряженных частиц, могут создаваться во внешнем ядре под воздействием силы Кориолиса в обоих полушариях Земли и генерировать магнитное поле. С увеличением диаметра подошвы плюма увеличивается скорость вихревого течения и уменьшается плотность электрического заряда в вихре.
4. Предложена система полиномов, которая может служить основой для геотермобарометра для ассоциации Cpx+Opx+Gr±Ol на основе процентного соотношения миналов в минерале клинопироксене в диапазоне давлений 1.4–3 ГПа и температур 1100–1600 °C. Графически построена зависимость состава клинопироксена от температуры и давления по миналам – Mg₂Si₂O₆ и CaAl₂SiO₆. Представлены данные по анализу составов Cpx и структурно-текстурных особенностей фазовой ассоциации, полученные в результате экспериментального исследования поперечного сечения диоксида кремния в "сухой" системе CMAS. Отмечено, что в исследованном сечении образуются две независимые стабильные пироксеновые фазы: алюминийсодержащий Cpx и высокомагнезиальный диопсид (Di), не содержащий алюминия. Состав твердого раствора клинопироксена Cpx(ss) представлен четырьмя ккомпонентами: диопсид (Di), энстатит (En), кальций-чермакит (CaTs), кальций- эсколаит (CaEs). Рассмотрено влияние P-T параметров и валового химического состава на содержание CaEs в Cpx. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для построения физико-химической модели эволюции кварц-нормативных пород.

Свернуть  

Имеются разработанные и созданные в лаборатории оригинальные 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 в горизонтальных слоях конвектирующей вязкой жидкости при различных тепловых граничных условиях и в расплаве в каналах модельных плюмов и последующей обработки массивов данных, а также комплексом компьютерной обработки видеоинформации по гидродинамике и теплообмену в вышеуказанных слоях жидкости и в каналах модельных плюмов. 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.

Свернуть  

Кирдяшкин Алексей Анатольевич – доцент, “Геодинамика”, “Глобальная геодинамика” (лекции) ГГФ НГУ (2018 – 2021).

Свернуть  

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Свернуть  

2020 год

• V международная конференция “Корреляция алтаид и уралид: глубинное строение литосферы, стратиграфия, магматизм, метаморфизм, геодинамика и металлогения”, 30 марта – 2 апреля 2020 года, г. Новосибирск

2021 год

• Всероссийская конференция «XXXVII Сибирский теплофизический семинар», 14 – 16 сентября 2021 года, г. Новосибирск

2022 год

• Первая Всероссийская научная конференция, посвященная памяти академика РАН Н.Л. Добрецова “Добрецовские чтения: Наука из первых рук”, 1–5 августа 2022 года, г. Новосибирск
• Всероссийская конференция «XXXVIII Сибирский теплофизический семинар», 29 – 31 августа 2022 года, г. Новосибирск

Свернуть  

2022 год

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0037; Номер Гос. учета: 122041400057-2. «Геодинамическая и структурно-вещественная эволюция литосферы Азиатского континента: взаимосвязи и закономерности проявления тектонических процессов и магматизма, моделирование тепловой и гидродинамической структуры плюмов», руководитель Буслов Михаил Михайлович 

Гранты Российского научного фонда

Свернуть  

2023 год

1. Kirdyashkin A.A., Kirdyashkin A. G. Conditions for the Formation of Uplift by a Plume that Has Not Reached the Surface // Geotectonics - 2022 - Vol. 56 - №6 - pp. 781–790. DOI: 10.1134/S0016852122060048
2. Kirdyashkin A.G., Kirdyashkin A.A. Experimental Study and Analysis of Turbulent Natural Convection at Isothermal Vertical Plate // Journal of Engineering Thermophysics, 2023, Vol. 32, No. 4, pp. 1–22. DOI: 10.1134/S1810232823040082
3. Kirdyashkin A.G., Kirdyashkin A.A., and Banushkina S.V. Temperature Distribution in the Mantle under the Continental Limb of the Subduction Zone and in the Subducting Plate // Journal of Engineering Thermophysics – 2023 – Vol. 32 – No. 1 – pp. 15–35. DOI: 10.1134/S1810232823010022
4. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Распределение температуры в субдуцирующей плите и в верхней мантии на континентальном крыле зоны субдукции // Геосферные исследования – 2023 - № 1. – С. 6–19. DOI: 10.17223/25421379/26/1
5. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Склоны поднятий земной поверхности: структурное воздействие мантийных плюмов малой тепловой мощности // Вестник ЗабГУ – 2023. – Т. 29 – № 4. DOI: 10.2109/2227-9245-2023-29-4-8-18
6. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Симонов В.А., Буслов М.М., Котляров А.В. ПАРАМЕТРЫ, ЭВОЛЮЦИЯ ПЛЮМА БУВЕ И ЕГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ТРОЙНЫМ СОЧЛЕНЕНИЕМ СРЕДИННО-ОКЕАНИЧЕСКИХ ХРЕБТОВ В ЮЖНОЙ АТЛАНТИКЕ // Геология и геофизика, т. 64, № 10, с. 1497–1509. DOI: 10.15372/GiG2023129

2024 год

1. Kirdyashkin A. A. Theoretical and Experimental Modeling of Geodynamiс Processes in the Slopes of Uplifts // Geotectonics, 2024, Vol. 58, No. 2, pp. 177–195. DOI: 10.1134/S0016852124700110
2. Кирдяшкин А.А., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Банушкина С.В., Голицына З.Ф. ВЛИЯНИЕ СИЛЫ КОРИОЛИСА НА СТРУКТУРУ СВОБОДНОКОНВЕКТИВНЫХ ТЕЧЕНИЙ У ПОДОШВ МАНТИЙНЫХ ТЕРМОХИМИЧЕСКИХ ПЛЮМОВ И ОБРАЗОВАНИЕ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ // Мониторинг. Наука и Технологии, 2024, № 4, с. 30-38. DOI: 10.25714/MNT.2024.62.003
3. Кирдяшкин А.А., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Банушкина С.В., Голицына З.Ф. ОБРАЗОВАНИЕ ПОДНЯТИЙ ПЛЮМАМИ МАЛОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ // Мониторинг. Наука и Технологии, 2024, № 4, с. 39-47. DOI: 10.25714/MNT.2024.62.004 

Свернуть  

Лаборатория метаморфизма и метасоматоза была создана академиком Владимиром Степановичем Соболевым в первый год организации Института геологии и геофизики СО АН СССР. В ней начинали свою научную деятельность академики Николай Леонтьевич Добрецов и Владимир Викторович Ревердатто, к.г.м.н. Елена Николаевна Ушакова, Евгения Александровна Костюк и Владимир Васильевич Хлестов. Основными направлениями исследований лаборатории на тот момент были региональный и контактовый метаморфизм, определение термодинамических условий метаморфизма и изучение фаций метаморфизма. Главными итогами этого периода стали первая в мире "Карта метаморфических фаций СССР" (1966 г.) и четырехтомная монография "Фации метаморфизма"(Ревердатто 1970, Добрецов и др., 1970; 1972; 1974), авторы которой (В.С. Соболев, Н.Л. Добрецов, В.В. Ревердатто, Н.В. Соболев, В.В. Хлестов) были удостоены в 1976 г. Ленинской премии.

Лауреаты Ленинской премии СССР. Слева направо: академик В.В. Ревердатто, академик Н.В.Соболев, к.г.м.н. В.В.Хлестов, академик В.С.Соболев, академик Н.Л.Добрецов. (фото 1976 г.)

Эти достижения заложили базис дальнейшей работы по выяснению причин приуроченности метаморфических фаций к определенным тектоническим структурам, геодинамической обусловленности метаморфизма, анализу кинетики фазовых превращений и оценке масштабов массопереноса в ходе метаморфических реакций.

В последующие годы произошло укрупнение научных тематик института и объединение нескольких лабораторий, занимающихся проблемами метаморфизма и метасоматоза. С начала 2000-х годов три лаборатории – метаморфизма и метасоматоза под руководством д.г.м.н. Г.Ю. Шведенкова, метаморфогенного минерало- и рудообразования под руководством д.г.м.н. Г.Г. Лепезина и твердофазных превращений в минералах под руководством д.х.н. Ю.В.Сереткина – стали работать в рамках единой Лаборатории метаморфизма и метасоматоза.

Бессменным научным руководителем направления является академик РАН Владимир Викторович Ревердатто. Под его руководством в 2003-2008 гг. начали выполняться исследования в рамках научной школы “Сибирская метаморфическая школа”. Основные направления научных работ коллектива «метаморфической» школы включают: анализ геодинамической обусловленности процессов метаморфизма, реконструкция P-T-t трендов метаморфизма, изучение фазовых равновесий и кинетики метаморфических реакций, реконструкция протолитов, моделирование деформаций и тепломассопереноса.

Академик В.В.Ревердатто

  
Г.Ю.Шведенков, В.С. Шеплев, Г.Г. Лепезин

Одним из приоритетов современной метаморфической петрологии является анализ кинетики преобразования минерального вещества в процессах метаморфизма. Инициативу в этом направлении проявили В.В.Хлестов, В.В. Ревердатто, Г.Г.Лепезин, позже – В.С. Шеплев. В.С.Шеплевым с коллегами (Шеплев и др. 1991, 1992, 1998; Ashworth, Sheplev, 1997, 1998) развивал теорию Коржинского-Фишера-Джостена, в рамках которой найдено математическое решение задачи диффузионного метасоматоза, выполнен анализ возможных минералогических типов метасоматической зональности, получены оценки относительной диффузионной подвижности петрогенных элементов.

На базе оригинальной методики и аппаратуры, разработанной Г.Ю.Шведенковым, были разработаны новые экспериментальные подходы к получению количественных параметров массопереноса в породах при повышенных температуре и давлении. Эксперименты дали возможность исследовать метаморфические реакции и массоперенос в условиях реальной (низкой) проницаемости, что в перспективе открывает путь к определению длительности процессов метаморфизма. В экспериментах, выполненных в системах карбонатно-силикатных пород, были получены оценки реальной скорости роста минеральных агрегатов и развития минеральной зональности (Шведенков и др., 2006).

В лаборатории уже более 25 лет группой сотрудников под руководством д.г.-м.н. Э.В.Сокол ведутся исследования продуктов ультравысокотемпературного (T до ≥ 2000 °C) и низкобарического (P от 1 до 300 бар) метаморфизма. Разрабатывается теория пирогенного метаморфизма, тепловым источником которого является энергия горения ископаемого органического вещества. За это время были выявлены главные геологические и ландшафтно-климатическое факторы, контролирующие развитие природных пожаров углей, горючих сланцев и природного газа. Реконструированы условия образования широкого спектра пирогенных пород (Пирогенный метаморфизм, 2005…; Сокол и др., 2007; 2008; Sokol, Volkova, 2007; Sokol et al., 2010; 2014; 2015; 2019; Seryotkin et al., 2012; Grapes et al., 2013; Kokh et al., 2016, 2017; Kokh, Sokol, 2023). Пирогенные породы рассмотрены как природные аналоги цементных клинкеров и стекловатых керамик, в которых в настоящее время происходит захоронение особо токсичных и радиоактивных отходов (Sokol et al., 2014; 2016; 2019; Khoury et al., 2015; 2016). Рассмотрены экологические последствия длительных природных и техногенных пожаров каустобиолитов. В настоящее время коллектив входит в число мировых лидеров в области изучения минералогии, петрологии и геохимии пирогенных систем.

Книги Coal and Peat Fires: A Global Perspective, G.B.Stracher, A.Prakash. E.V.Sokol (Eds.). Elsevier. Vol. 1, 2, 3. 2010-2015.

Хотя процессы метаморфизма проявляются в масштабах Земной коры, начинаются они в масштабах кристаллических решёток, деформация которых под воздействием температуры и давления приводит к стабилизации одних минералов и дестабилизации других. Направление экспериментального исследования минералов in situ при высоком давлении развивалось с 1970-х годов д.г.-м.н. Б.А. Фурсенко, под руководством которого совместно с Ю.А. Литвиным (ИЭМ РАН) были созданы первые отечественные ячейки с алмазными наковальнями, позволяющие методами КР-спектроскопии и рентгеновской дифракции исследовать состояние минералов при давлении недр Земли (Рис. 7). Пионерские эксперименты на базе ускорителя ВЭПП-3 (ИЯФ СО РАН) в 1980-х годов позволили дополнить перечисленные методы дифракцией синхротронного излучения, до сих пор остающейся самым мощным инструментом исследования кристаллической структуры при высоких давлениях и температурах. Среди наиболее интересных результатов, полученных с использованием алмазных наковален, можно упомянуть открытие отрицательной сжимаемости в пористых алюмосиликатах, связанной со «сверхгидратацией» - внедрением молекул воды в каналы структуры под воздействием давления. В составе лаборатории работает одна из ведущих отечественных групп в области кристаллохимии высоких давлений, развивающая технику алмазных наковален для исследования минералов in situ при высоких давлениях и температурах методами КР-спектроскопии и рентгеновской дифракции.

Ячейки с алмазными наковальнями (слева) и наковальни, изготовленные из природных алмазов (справа). 1980-е годы.

Выполнено крупное научное обобщение современных достижений в области метаморфической петрологии и результатов собственных 45-летних исследований группы сотрудников Лаборатории метаморфизма в составе В.В. Ревердатто, И.И. Лиханов, О.П. Полянский, В.С. Шеплев и В.Ю. Колобов (Ревердатто и др., 2017; Reverdatto et al., 2019). В монографиях анализируются генетические связи метаморфизма с геодинамикой, его тектонические и магматические причины и определяющие факторы; геологические типы метаморфизма увязываются с особенностями Р-Т параметров и Р-Т-t трендов эволюции породных комплексов. В зависимости от величины теплового потока выделены три категории метаморфизма, реализующиеся: при среднеземном («нормальном») термическом градиенте, при повышенном градиенте в результате участия дополнительного тепла магматических интрузий и диапиров, при пониженном градиенте в зонах субдукции, в областях растяжения и погружения при рифтогенезе. Представлены современные подходы, широко использующие количественные методы описания метаморфизма. Выполнено математическое моделирование процессов метаморфизма вблизи магматических интрузий, а также в связи с рифтогенезом и диапиризмом; охарактеризованы минеральные преобразования в горных породах, контролируемые вариациями Р-Т параметров, массопереносом и химическими реакциями. Проведено исследование квазистационарной модели диффузионного метасоматоза в применении к образованию зональных структур минералов, разработан метод геотермобарометрии в условиях неустановившегося равновесия, выполнен количественный анализ переноса вещества в матриксе при метаморфических реакциях и дана оценка миграционной подвижности петрогенных элементов при метаморфизме.

Книга Reverdatto, V.V., Likhanov, I.I., Polyansky, O.P., Sheplev, V.S., Kolobov, V.Yu. (Eds.) 2019, The Nature and Models of Metamorphism. Springer Geology, Switzerland, Cham. 330 p. doi.org/10.1007/978-3-030-03029-2.

Основные объекты исследования, экспедиции, эксперименты, разработки

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.

Экспедиционные работы на Енисейском кряже

Экспедиционные работы в Монгольском Алтае

Экспедиционный "Урал". Вброд через разлившуюся после дождя таёжную реку

Метаморфизованные подушечные базальты (пиллоу-лавы) Чарской зоны, В. Казахстан

Экспедиционные работы в респ. Тыва (нагорье Сангилен)

Панорама горельника, вскрытого карьером (Калзыгайская площадь, Кузнецкий угольный бассейн), 2009 г. Видимая мощность горельника составляет ~80 м. (Сокол и др., 2014)
1 – пирогенная брекчия; 2 – остеклованные клинкеры; 3 – умеренно преобразованные пирогенные породы; 4 – четвертичные отложения (суглинки, лессовидные суглинки, современная почва); красная линия – взброс.

Свернуть  

Петрология, геохимия, геохронология и деформационные особенности метаморфизма разных типов

Тема: Метаморфические индикаторы геодинамических обстановок коллизии, растяжения и сдвиговых зон земной коры: регионального метаморфизма низких давлений/высоких температур, ультравысокотемпературного/гранулитового метаморфизма коллизионного метаморфизма умеренных давлений/высоких температур и высоких давлений/низких температур, связанных с надвигами и субдукцией, стресс-метаморфизма при деформациях пород, а также тепловые источники метаморфизма в режиме внутриплитного рифтогенеза.

Объекты: Метаморфические комплексы Енисейского кряжа и сопряженных геологических структур юго-западной окраины Сибирского кратона, рифтовые структуры Сибирской платформы и ее обрамления.

Задачи:

1. 1. Анализ связи метаморфизма с тектоникой, его причины и определяющие факторы.
2. 2. Математическое численное моделирование деформаций при метаморфизме, механизмов движения магмы, контактового метаморфизма вблизи даек и силлов в рифтовых структурах.

Минералогия и геохимия метаморфических процессов

Тема: Спуррит-мервинитовый метаморфизм высоких температур и низких давлений: геологический, минералогический и геохимический аспекты

Объекты:

– Высокотемпературные ореолы, возникшие в зонах контактов осадков с базитовыми интрузивами Сибирской трапповой провинции.

– Ксенолиты осадочных пород в магматических и вулканических породах.

– Комплексы пирогенных пород, связанные с пожарами каустобиолитов.

Задачи:

1. 1. Минералогическая и изотопно-петро-геохимическая характеристика пород, слагающих комплексы спуррит-мервинитового метаморфизма различной природы.
2. 2. Реконструкция режимов контактового метаморфизма; характеристика процессов взаимодействия магматических расплавов с материалом осадков.
3. 3. Реконструкция условий пирогенного метаморфизма, вызванного горением углей, битуминозных сланцев и природного газа; расшифровка минералообразующих процессов.

Кристаллохимия минеральных превращений

Тема: Для полноценной реконструкции процессов образования и последующего преобразования метаморфических пород комплексное исследование природных объектов предполагает моделирование, включающее как экспериментальную, так и теоретическую составляющие. При этом, поскольку процессы преобразования «сухих» минералов HT/LP пород при взаимодействии с флюидами характеризуются высокой степенью неравновесности, наиболее информативным экспериментальным подходом являются эксперименты in situ, позволяющие при актуальных PT-параметрах диагностировать состояние взаимодействующих фаз, кинетику этих процессов и наличие промежуточных продуктов таких взаимодействий. 

Задачи:

Разработать комплексную методику моделирования преобразований минерального вещества в широком диапазоне температур и давлений (в том числе в присутствии флюидной фазы) на базе экспериментов в режиме in situ в сочетании с термодинамическим моделированием. На базе этой методики:

- определить устойчивость и кинетику преобразования индекс-минералов HT/LP метаморфизма (в том числе являющихся природными аналогами «клинкерных фаз») при их взаимодействии с флюидами на регрессивных этапах метаморфизма (T < 300 °C, P < 2 кбар);

- установить механизмы адаптации кристаллических структур HT/LP фаз к воздействию давления и температуры; уточнить их термодинамические параметры, необходимые для достоверного моделирования минеральных равновесий в соответствующих многокомпонентных системах. 

Свернуть  

1. Комплексная интерпретация структурно-геологических, петролого-геохимических и изотопно-геохронологических данных, включая авторские оригинальные подходы. Анализ специфики тектоно-термальных процессов формирования комплексов с полициклической историей, где разные типы метаморфизма сочетаются между собой в контрастных геодинамических обстановках, осуществляется с применением реконструкции P-T-t трендов эволюции пород. Для этого используются современные прецизионные методы исследования вещества – in situ локального микроанализа и датирования зональных метаморфических минералов, и вычислительного аппарата геотермобарометрических процедур на основе теории мультиминеральных равновесий.
2. Математическое моделирование проводится с использованием пакета MSC.Marc2010, позволяющего учитывать контрастные теплофизические и реологические свойства при взаимодействии флюид/порода. Для моделирования механизмов транспорта магмы используется пакет ANSYS-FLUENT со встроенными модулями, описывающими механизмы течения флюида/расплава, учитывающие нестационарный тепломассоперенос в геологическом масштабе времени.
3. Комплекс методов петрографического и микрозондового анализов, сканирующей электронной микроскопии и КР-спектроскопии. Геохимическая аттестация породы дана с использованием метода МС-ИСП, а индивидуальных минералов из метаморфических пород – с использованием метода лазерной абляции (ЛА-МС-ИСП).
4. Определение структурных характеристик минералов выполняется методами рентгеноструктурного монокристального и порошкового (метод Ритвельда) анализов. Особое внимание уделяется возможностям, связанным и использованием синхротронного излучения.

Свернуть  

2020 год

На примере геологических комплексов различной геодинамической природы, являющихся типичными для разных типов метаморфизма, выявлены диагностические тренды эволюции метаморфических пород, образованных в зонах активного тектогенеза:  при растяжении, сжатии и в сдвиговых зонах земной коры. Составлена обобщенная P-T диаграмма эволюции метаморфических комплексов различной геодинамической природы, являющихся типичными для разных типов метаморфизма. Приведено критическое обсуждение характера таких трендов – «по» или «против часовой стрелки», и показано, что этот аппарат не всегда однозначно предсказывает специфику геодинамического режима в комплексах со сложным развитием, что требует дальнейших исследований. Проведена совместная интерпретация результатов реконструкции Р-Т-t эволюции пород с результатами термомеханического численного моделирования взаимодействия литосферных блоков, выполненным с учетом варьирующих скоростей и механизмов погружения и эксгумации пород (Лиханов, 2020).

Рис. 1. Диаграмма эволюции геологических комплексов мира, демонстрирующая разнообразие Р-Т-t трендов для разных типов метаморфизма, где породы низкотемпературного метаморфизма (фиолетовый цвет петли), глаукофановые сланцы (синий цвет), эклогиты (зеленый цвет), высокобарические гранулиты эклогит-гранулитового типа (голубой цвет), гранулиты, в том числе ультравысокотемпературные (желтый цвет), амфиболиты областей с надвиговой тектоникой, включая мигматиты, гнейсы и кристаллические сланцы (красный цвет)  (Лиханов, 2020).

Лиханов И.И. Метаморфические индикаторы геодинамических обстановок коллизии, растяжения и сдвиговых зон земной коры // Петрология, 2020, т. 28, № 1, с. 4-22. DOI: 10.1134/S086959112001004X

Систематизирована кристаллохимия высокобарических двойных карбонатов системы Na₂CO3-CaCO₃ и проанализирована их возможная роль в глобальном цикле углерода (Рис. 2).

Рис. 2

Rashchenko, Sergey, Anton Shatskiy, and Konstantin Litasov. 2020. “High‐Pressure Na‐Ca Carbonates in the Deep Carbon Cycle.” In Geophysical Monograph Series, edited by Craig E. Manning, Jung‐Fu Lin, and Wendy L. Mao, 1st ed., 127–36. Wiley. https://doi.org/10.1002/9781119508229.ch13

2021 год

Охарактеризован термальный метаморфизм вблизи Баянкольского габбро-монцодиоритового массива на Западном Сангилене, представляющий собой редкий случай глубинного контактового метаморфизма, проявленного в нижней коре. Результаты показывают, что раннепалеозойский высокоградиентный метаморфизм в регионе был проявлен на разных уровнях континентальной коры: в верхней коре на глубине 7-15 км (2-4 кбар), в нижней коре на глубине 26-30 км (7-8 кбар). Геологические наблюдения и результаты моделирования подтверждают генетическую связь высокоградиентного метаморфизма с интрузивами габбро-монцодиоритового формационного типа, а также их двухэтапное проявление в Сангиленском блоке и объясняют «пятнистый» характер распространения зон гранулитового метаморфизма – единый, протяженный по латерали глубинный магматический очаг в основании коры может произвести несколько отдельных массивов на разных глубинных уровнях.

Рис. 3. Термомеханическая модель (а) и тектоническая реконструкция (б), отражающая стадии базитового магматизма и сопряженного с ним гранулитового метаморфизма Сангиленского блока на окраине Тувино-Монгольского континента на стадии 525‒490 млн лет.

Селятицкий А.Ю., Полянский О.П., Шелепаев Р.А. Глубинный метаморфический ореол Баянкольского габбро-монцодиоритового массива – индикатор нижнекоровых базитовых камер (Западный Саенгилен, Юго-Восточная Тува) // Геология и геофизика, 2021, т. 62, № 9, с. 1204-1226.

Полянский О.П., Изох А.Э., Семенов А.Н., Селятицкий А.Ю., Шелепаев Р.А., Егорова В.В. Термомеханическое моделирование формирования многокамерных интрузий для выявления связи плутонометаморфизма с габбро-диоритовыми массивами Западного Сангилена, Тува, Россия // Геотектоника,2021, №1, с.3-22.

Впервые в эксперименте in-situ наблюдалась динамическая несмесимость водного карбонатного флюида, с появлением подвижных микропузырьков при 4.8 ГПа и 300-350 °С. Эти микропузырьки возникают в результате расслоения по крайней мере двух несмешивающихся флюидов: докритической жидкости и газа (или сверхкритического флюида). Предлагаются три механизма возникновения несмесимости флюида. Обнаружены кристаллы карбонатов (арагонита) и простых органических молекулярных соединений.

Рис. 4. Микрофотография образца и среды в ходе экспериментов шортит – вода при 4.8 ГПа и 350 °С.

S.V. Goryainov, S.N. Krylova, U.O. Borodina, A.S. Krylov. Dynamical immiscibility of aqueous carbonate fluid in the shortite–water system at high-pressure–temperature conditions.// J. Phys. Chem. C, 2021, 125 (33), 18501–18509.

Расчеты уравнений реакций, анализ баланса вещества и особенности изменения минерального состава при коллизионном метаморфизме высокоглиноземистых метапелитов Заангарья Енисейского кряжа (Тейский и Гаревский метаморфические комплексы) выявили изохимический характер процесса в отношении большинства компонентов системы. Минимальный объем, в котором происходил взаимный обмен всеми химическими элементами и достигался полный баланс главных и редких элементов между реагирующими фазами, не превышал ~ 1 мм³. Наибольшей миграционной подвижностью в процессах метаморфизма обладают HREE, требующие больший объем для сохранения материального баланса (до 8 мм³). Особенности распределения и большие масштабы массопереноса HREE контролирует их изоморфное вхождение в позиции Ca²⁺ граната (Лиханов, Ревердатто, 2021).

Лиханов И.И., Ревердатто В.В. Свидетельства полиметаморфической эволюции докембрийских геологических комплексов Заангарья Енисейского кряжа // Геосферные исследования, 2021, № 3, с. 19-41. https://doi.org/10.17223/25421379/20/2

2022 год

Выявлена вызванная давлением сверхгидратация в цеолите стеллерите.

Рис. 5.

Seryotkin, Y.V. 2022. “High-Pressure Behaviour of Stellerite: Single-Crystal X-Ray Diffraction Study.” Physics and Chemistry of Minerals 49 (7). https://doi.org/10.1007/s00269-022-01205-6.

Уточнено положение линии реакции ”антигорит (Atg) → форстерит (Fo) + тальк (Tlc)” в присутствии насыщенного NaCl-H₂O флюида  и в бессолевой системе.Максимальный сдвиг реакции дегидратации антигорита в область низких температур, обусловленный снижением активности Н₂О (аН₂О) до минимального значения (аН₂О »0.4) в присутствии насыщенного по NaCl надкритического водного флюида, составляет >>150^оС при 10-30 кбар. В отношении антигорита данный эффект имеет важные петрологические следствия, так как этот минерал считается основным участником метаморфических реакций в зоне субдукции. Полученный результат поддерживает выдвинутую ранее модель расширения Р-Т области дегидратации серпентинитов в субдуцирующей литосферной плите, помогающую интерпретировать широкую сейсмоактивную зону промежуточной глубины.

Рис. 6. Положение линии реакции ”антигорит (Atg) ® форстерит (Fo) + тальк (Tlc)” в присутствии насыщенного NaCl-H₂O флюида  и в бессолевой системе.

A.Yu. Likhacheva, S.V. Rashchenko, A.I. Semerikova, A.V. Romanenko, K. Glazyrin, O.G. Safonov (2022) The low-temperature shift of antigorite dehydration in the presence of sodium chloride: in situ diffraction study up to 3 GPa and 700 oC // American Mineralogist 107(6) 1074-1090. 

Обоснованы геолого–структурные, минералого–петрологические и изотопно–геохронологические свидетельства полиметаморфической истории высокоглиноземистых метапелитов Заангарья Енисейского кряжа. В Тейском комплексе установлены площади развития метапелитов регионального метаморфизма низких давлений, в пределах которых сосредоточены перспективные Панимбинское андалузитовое и Тейское силлиманитовое месторождения. Продукты наложенного кианит–силлиманитового типа метаморфизма образуют ряд биминеральных (Маяконское, Чиримбинское и др.) и полиминеральных (Вороговское, Ведугинское и др.) рудопроявлений. Анализ ресурсной базы полезных ископаемых региона показывает, что здесь открыт ряд перспективных объектов высокоглиноземистого сырья (ВГС), образование которых генетически связано с тектоно–метаморфическими процессами гренвильской и байкальской орогении. Слагающие их минералы группы силлиманита (МГС), а также другие источники ВГС, содержащие ставролит и хлоритоид, обладают достаточными ресурсами для использования в промышленности совместно с разведанными месторождениями бокситов, глинозёмистых железных руд и нефелиновых сиенитов (Козлов и др., 2022).

Рис. 7. Схема размещения площадей метаморфических пород Енисейского кряжа с перспективами на высокоглинозёмистое сырье для производства алюминиевых сплавов

Козлов П.С., Лиханов И.И., Ревердатто В.В., Сухоруков В.П. Особенности петрогенезиса, георесурсы и перспективы практического использования высокоглиноземистых пород Северо-Енисейского кряжа (Восточная Сибирь) // Геосферные исследования, 2022, № 4, c. 6-35. https://doi.org/ 10.17223/25421379/25/1

2023 год

На примере извержения грязевого вулкана Карабетова Гора (06.05.2000 г., Тамань), которое сопровождало появление гигантского короткоживущего газового факела, был изучен процесс обжига пелитовых осадков в режиме термического шока. Факел не оставил термического ореола на поверхности земли, однако внутри самого факела в режиме термоудара были оплавлены и обожжены отдельные глыбы пелитовых осадков. Математическое моделирование показало, что область высоких температур факела (~1400-1540°C) располагалась на высоте 75-250 м. За время существования факела сгорело 225 тонн холодного метана. Обжиг пелитовых осадков в зоне ультравысоких температур длился не более десятков секунд. Валовое плавление пелитов происходило непосредственно на поверхности глыб и распространялось на глубину не более 1.5 см. Отличительные особенности этих пирогенных пород – обилие стекла и выраженная фазовая и текстурная неоднородность. а также низкая минералогическая продуктивность. Эти особенности обусловлены краткостью термического воздействия, чрезвычайно высокими термическими градиентами и высокой вязкостью сухих силикатных выплавок. Пирогенные породы, обладающие такими характеристиками, могут служить индикаторами мест прорыва на поверхность земли метановых струй значительного дебита.

Kokh S., Sokol E. Combustion metamorphism in mud volcanic events: a case study of the 6 May 2000 fire eruption of Karabetova Gora mud volcano // Minerals, 2023. №13. 355.

Рис. 8. Огненное извержение 6 мая 2000 года грязевого вулкана Карабетова Гора (Таманский п-ов).
А – Схема расположения, конфигурация и размеры горящего газового факела и пирогенных продуктов, образовавшихся во время его существования.
Б – Математическая модель прямолинейного вертикального гигантского (300-400 м) метанового факела. Поле температур в центральном вертикальном сечении факела (°C).

Экспериментально показано отсутствие алмаза среди продуктов высокотемпературного преобразования метана в диапазоне 20-100 ГПа.

Рис. 9.

Semerikova, Anna, Artem D. Chanyshev, Konstantin Glazyrin, Anna Pakhomova, Alexander Kurnosov, Konstantin Litasov, Leonid Dubrovinsky, Timofey Fedotenko, Egor Koemets, and Sergey Rashchenko. 2023. “Does It ‘Rain’ Diamonds on Neptune and Uranus?” ACS Earth and Space Chemistry 7 (3): 582–88. https://doi.org/10.1021/acsearthspacechem.2c00343.

2024 год

Для пород Кочумдекского и Анакитского зональных ореолов контактового метаморфизма впервые была дана систематическая характеристика изотопного состава C и O карбонатного материала из валовых проб известняков, мраморов и метасоматитов, а также отдельных карбонатсодержащих минералов из них; определен изотопный состав углерода в графите из мраморов. Для всего комплекса пород контактовых ореолов (магматических, осадочных, метаморфических и метасоматических) впервые напрямую методом газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) были определены соотношения главных компонентов флюида (H₂O и CO₂), законсервированного в виде включений в минералах, а также идентифицированы соединения, присутствующие в подчиненных и следовых количествах.

Изотопные исследования независимо подтвердили результаты ГХ-МС. В координатах δ¹³C – δ¹⁸O короткий тренд опережающего снижения величины δ¹³C при переходе от известняков к мраморам указывает на то, что доли H₂O и CO₂ в составе флюида были, как минимум, сопоставимы (X_CO2 > 0.5). Такой тренд в природе установлен впервые и подтверждает, что воздействие метасоматических процессов на изученные мраморы по существу отсутствовало.

Сокол Э.В., Козьменко О.А., Девятиярова А.С., Кох С.Н., Полянский О.П., Филиппова К.А. (2022). Изохимический метаморфизм в Кочумдекском контактовом ореоле (В. Сибирь): геохимические свидетельства и геологическая обусловленность. Геология и геофизика, 63(6), 801-829, doi: 10.15372/GiG2021153.

Сокол Э.В., Девятиярова А.С., Пыряев А.Н., Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Сереткин Ю.В., Пеков И.В., Некипелова А.В., Хворов П.В. (2024). Стабильные изотопы углерода и кислорода в процессах изохимического контактового метаморфизма (на примере Кочумдекского ореола, Восточная Сибирь). Геология и геофизика, 65(5), 675-693, doi: 10.15372/GiG2023167.

Рис. 10 Тренд сопряженного изменения изотопного состава O и C в породах Кочумдекского контактового ореола в сравнении с трендом для скарнированных мраморов ореола Марулан (Австралия) (Buick, Cartwright, 2000).

На основании разработанной численной модели напряженно-деформированного состояния полиминерального вещества, описывающей формирование бластомилонитов в Енисейской сдвиговой зоне, обоснованы термобарометрические оценки сверхлитостатического давления, в породах, попавших в условия сдвиговых деформаций. Для тектонитов южного (Ангаро-Канский блок) и северного (Исаковский террейн и гаревский комплекс) сегментов получены оценки максимального избыточного давления от 2–3 кбар до 4–5 кбар, что составляет от 25 до 50% от литостатического. Показано, что избыточное давление может сохраняться в локальном объеме породы в геологическом масштабе времени, достаточном для его фиксации в метаморфических минералах. Модельные значения сверхлитостатического давления представляют новые свидетельства неоднородности давления в природных минеральных ассоциациях. Результаты моделирования эволюции апометабазитовых бластомилонитов показывают, что избыточное давление в сдвиговой зоне возможно при температуре не более 600–650°С. Наличие флюида или частичного расплава препятствуют возникновению сверхдавления. Величина избыточного давления под действием напряжений сдвига зависит от минерального состава и структуры породы (Полянский и др., 2024).

Рис. 10. Зависимость динамического давления от температуры в бластомилонитах Северо-Енисейского кряжа при сдвиговых деформациях.

Полянский О.П., Лиханов И.И., Бабичев А.В., Козлов П.С., Зиновьев С.В., Свердлова В.Г. Тектониты Приенисейской сдвиговой зоны (Енисейский кряж): свидетельства и термомеханическая численная модель генерации сверхлитостатического давления// Петрология, 2024, том 32, № 1, с. 19–45. DOI: 10.31857/S0869590324010036. 

Экспериментально показана возможность абиогенного образования формиатов при взаимодействии карбонатных минералов с водным флюидом.

Рис. 11.

Goryainov, Sergey, Alexander Krylov, Ulyana Borodina, Anna Likhacheva, Svetlana Krylova, Yurii Seryotkin, Nikita Bogdanov, Alexander Vtyurin, and Svetlana Grishina. 2024. “Raman Study of Decomposition of Na-Bearing Carbonates in Water Fluid at High P–T Parameters.” Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 322 (December):124801. https://doi.org/10.1016/j.saa.2024.124801.

Свернуть  

Наряду с использованием комплекса традиционных аналитических методов и аппаратуры «Центра коллективного пользования научным оборудованием много-элементных и изотопных исследований СО РАН» в ИГМ СО РАН лаборатория располагает современным оборудованием,  в том числе:

Монокристальный дифрактометр TD-5000 (Tongda) и Ячейки с алмазными наковальнями для КР-спектроскопии и рентгеновской дифракции.

Монокристальный дифрактометр TD-5000 (Tongda)

Ячейки с алмазными наковальнями для КР-спектроскопии и рентгеновской дифракции

• Для проведения математического моделирования используются высокопроизводительные компьютеры Dell Precision T7600, Hewlett Packard Z840 и вычислительная рабочая станция на процессорах AMD Epyc, оснащенная 192-мя вычислительными ядрами.
• бинокулярный стереомикроскоп OLYMPUS SZ 51 с осветительным прибором OLYMPUS KL 300 LED; бинокулярный стереомикроскоп МСП-2 в.4 с осветительным прибором ОВ-12 (ЛОМО-МА); петрографический поляризационный микроскоп исследовательского класса OLYMPUS BX 51, оснащенный цифровой камерой Luminera Infinity 2.

Свернуть  

Серёткин Юрий Владимирович — доцент, «Кристаллохимия минералов» (лекции) ГГФ НГУ

Ращенко Сергей Владимирович – старший преподаватель, «Экспериментальная минералогия и петрология высоких давлений» (лекции) ГГФ НГУ

Свернуть  

Полянский Олег Петрович – эксперт РАН,

Сокол Эллина Владимировна – эксперт РАН, эксперт РНФ, член Экспертного совета ВАК по Наукам о Земле.

Лиханов Игорь Иванович – эксперт РАН,  эксперт РНФ,

Ращенко Сергей Владимирович – эксперт РНФ.

Свернуть  

2020 год

•  The General Assembly 2020 of the EGU, Vienna, Austria, 3-8 May 2020. Сокол Э.В.

2021 год

• IV Всероссийская научная конференция с международным участием «Геодинамические процессы и природные катастрофы», 6-10 сентября 2021года, г. Южно-Сахалинск. Сокол Э.В., Кох С.Н.
• XIII Съезд Российского минералогического общества «Минералогия во всем пространстве сего слова: Проблемы развития минерально-сырьевой базы и рационального использования минерального сырья» и Федоровской сессии, г. Санкт-Петербург, 05-08 октября 2021. Сокол Э.В., Кох С.Н., Сереткин Ю.В., Горяйнов С.В., Половых (Девятиярова) А.С.
•  Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2021), Москва, 25-26 мая 2021 г. (Ращенко С.В.)

2022 год

• Научная конференция “Геодинамика раннего докембрия: сходства и различия с фанерозоем”, 7-9 сентября 2022 года, г. Петрозаводск. (Полянский О.П., Лиханов И.И.)

2023 год

• Годичное собрание РМО «Минералого-геохимические исследования для решения проблем петро- и рудогенеза, выявления новых видов минерального сырья и их рационального использования» и Федоровская сессия 2023. Санкт-Петербург. 10-12 октября 2023 г. Сокол Э.В., Кох С.Н., Некипелова А.В.
• LIV (54) Тектоническое совещание «Тектоника и геодинамика Земной коры и мантии:
• фундаментальные проблемы», г. Москва. 31 января-4 февраля 2023 г. (Полянский О.П.)

2024 год

• 61st European High Pressure Research Group (EHPRG) Meeting, Салоники (Греция), 1-6 сентября 2024 г. (Ращенко С.В.)
• 14 Уральское литологическое совещание «Гетерогенность в осадочных системах», 14-18 октября 2024 года, г. Екатеринбург. Кох С.Н.
• Всероссийская конференция, посвященная 125-летию со дня рождения академика Д.С. Коржинского, проводимая в рамках 300-летия РАН «Физико-химические факторы эндогенного петро- и рудогенеза: новые рубежи», 15-17 октября 2024 года, г. Москва (Лиханов И.И.)
• Всероссийская научная конференция «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса (от океана к континенту)»: 15–19 октября 2024 г., г. Иркутск: ИЗК СО РАН (Полянский О.П.)

Свернуть  

Разработана и практически реализована лабораторная схема получения кондиционных концентратов Al₂SiO₅ (андалузит и кианит) из рядовых полиминеральных метапелитовых пород. Методика нестандартного обогащения сочетает наиболее дешевые и простые методы магнитной и гравитационной сепарации без привлечения дорогостоящих флотационных схем и схемы повторной очистки. Она показала высокую эффективность при обогащении рядовых глиноземистых руд Енисейского кряжа. Эти руды обладают сложным фазовым составом; их отличает обилие полифазных минеральных сростков и умеренные содержания минералов группы силлиманита – 13-19 % (андалузит + кианит). Из этих пород были извлечены андалузит-кианитовые концентраты высокой чистоты (до 97 мас. % Al₂SiO₅), отвечающие всем современным коммерческим кондициям (Al₂O₃ > 54 мас. %, Fe₂O₃ < 1 мас. %, TiO₂ < 1.2 мас. % и CaO+MgO < 0.2 мас. %). Концентраты с содержанием Al₂O₃ до 60 мас. % квалифицируются как среднесортные.

Sokol E.V., Kokh S.N., Nekipelova A.V., Likhanov I.I., Deviatiiarova A.S., Khvorov P.V. (2023). Alumina hosts in Fe and Al-rich metapelites from Transangaria (Yenisey Ridge, East Siberia): distribution, composition, and mining potential. Minerals, 13, 1316, doi: 10.3390/min13101316.

Некипелова А.В., Сокол Э.В., Кох С.Н., Лиханов И.И., Хворов П.В. (2023). Высокоглиноземистые породы Панимбинской и Маяконской площадей Енисейского кряжа: вещественный состав и перспективы получения андалузитовых и кианитовых концентратов. Литосфера, 23(3), 447-465 doi: 10.24930/1681-9004-2023-23-3-447-465.

Некипелова А.В., Сокол Э.В., Лиханов И.И., Кох С.Н., Козлов П.С., Хворов П.В. (2023). Характеристики кианитовых и андалузитовых концентратов из высокоглиноземистых метаморфических пород Заангарья Енисейского кряжа. Разведка и охрана недр, № 9, 30-33, doi: 10.53085/0034-026X_2023_09_30.

 

Рис. 1. Высокоглиноземистые породы Тейского комплекса (Енисейский кряж) и финальные Al₂SiO₅-концентраты, полученные из них.
А – Облик рядовых глиноземистых руд. ах.
Б – Индивид андалузита (хиастолит), частично замещенный мусковитом. Оптические фотографии, николи скрещены.
В, Г – Финальные Al₂SiO₅-концентраты. Многоэлементные карты в характеристическом излучении Al, Si, K, Fe.
And – анадалузит, Bt – биотит, Kу – кианит, Ms – мусковит, Qz – кварц.

Рис. 2. Практическая лабораторная схема обогащения типичных глиноземистых руд Енисейского кряжа.

Рис. 3. Вариационная диаграмма составов валовых проб и продуктов обогащения метапелитов Тейского комплекса, Енисейский кряж.
1 – валовые пробы рядовых глиноземистых руд Енисейского кряжа; 2 – выделенные в лабораторных условиях финальные Al2SiO5 концентраты из глиноземистых руд Енисейского кряжа; 3 – составы опытных Al2SiO5 концентратов из высокоглиноземистых метаморфических пород [Lepezin, 1999; Bulut et al., 2004; Zhou et al., 2011; Zhou and Zhang, 2011; Wala et al., 2014; Zhao et al., 2017; Gogou et al., 2021]; 4 – коммерческие Al2SiO5 продукты ХХ вв. [Overbeek, 1989; Mitchel and Harrison, 1997; Dubreuil and Sobolev, 1999; Lepezin, 1999]; 5 – современные коммерческие Al2SiO5 продукты фирм LKAB Minerals, Andalusita S.A.; Maxworth International Pty. Ltd, Salgo Minerals, Kerala Minerals and Metals Ltd; Kyanite Mining Corporation, OR-Grade Indian Rare Earth Ltd, Great Wall Mineral.

Свернуть  

2022 год

2023 год

2024 год

Свернуть  

Базовый проект фундаментальных исследований

• Шифр ГЗ – FWZN-2022-0026; Номер Гос. учета: 122041400176-0. «Закономерности минерально-структурных преобразований в метаморфических процессах и массотеплоперенос в масштабе от кристаллической решетки до геологических тел », руководитель Полянский Олег Петрович
• Шифр ГЗ – FWZN-2026-0016. «Закономерности метаморфических процессов: эволюция вещества в масштабе от кристаллической решетки до геологических тел», руководитель Полянский Олег Петрович

Гранты Российского научного фонда

• РНФ№ 24-77-00014; Номер Гос. учета – 124102100597-2. «Минералы группы мелилита в породах контактового и пирогенного метаморфизма: зональность, кристаллохимия и петрогенетическая информативность», руководитель Половых (Девятиярова) Анна Сергеевна
• РНФ№ 23-77-10047; Номер Гос. учета – 123092600087-8. «Несоразмерно модулированные структуры при высоком давлении: от минералов к функциональным материалам», руководитель Ращенко Сергей Владимирович
• РНФ№ 23-27-00130; Номер Гос. учета – 123021300272-1. «Роль рифтогенеза и траппового магматизма в формировании Вилюйского и Енисей-Хатангского прогибов (Сибирская платформа)», руководитель Полянский Олег Петрович
• РНФ№ 22-77-00068; Номер Гос. учета – 122110700027-5. «Взаимодействие мантийных и коровых магм в аспекте численного термомеханического моделирования», руководитель Семенов Александр Николаевич
• РНФ№ 22-27-00235; Номер Гос. учета – 122080300083-1. «Влияние состава сжимающей среды на структурную эволюцию слоистых и субслоистых силикатов при высоких давлении и температуре», руководитель Сереткин Юрий Владимирович
• РНФ№ 21-77-20018; Номер Гос. учета – 121120700087-9. «Метаморфические комплексы Енисейского кряжа: история геологического развития, природа протолитов, сырьевой потенциал», руководитель Лиханов Игорь Иванович
• РНФ№ 21-77-00016; Номер Гос. учета – 121120700182-1. «Высокобарическая кристаллохимия Na-Ca карбонатов как потенциальных резервуаров углерода в мантии Земли», руководитель Ращенко Сергей Владимирович

Свернуть  

2023 год

1. Bekker T.B., Ryadun A.A., Davydov A.V., Rashchenko S.V. LiBa12(BO3)7F4 (LBBF) crystals doped with Eu3+,Tb3+, Ce3+: structure and luminescence properties // Dalton Trans., 2023, 52, 8402. DOI: 10.1039/d3dt01279d
2. Bekker T.B., Ryadun A.A., Rashchenko S.V., Davydov A.V., Baykalova E.B., Solntsev V.P. A Photoluminescence Study of Eu3+ , Tb3+, Ce3+ Emission in Doped Crystals of Strontium-Barium Fluoride Borate Solid Solution Ba4−xSr3+x(BO3)4−yF2+3y (BSBF)// Materials 2023, 16, 5344. DOI: 10.3390/ma16155344
3. Chayka I.F., Izokh A.E., Kamenetsky V.S., Sokol E.V., Lobastov B.M., Kontonikas-Charos A., Zelenski M.E., Kutyrev A.V., Sluzhenikin S.F., Zhitova L.M., Shvedov G.I., Shevko A.Ya., Gora M.P. Origin of chromitites in the Norilsk-1 intrusion (Siberian LIP) triggered by assimilation of argillaceous rocks by Cr-rich basic magma // Lithos – 2023 – Volumes 454–455 – 107254. DOI: 10.1016/j.lithos.2023.107254
4. Chepurov A., Goryainov S., Gromilov S., Zhimulev E., Sonin V., Chepurov A., Karpovich Z., Afanasiev V., Pokhilenko N. HPHT-Treated Impact Diamonds from the Popigai Crater (Siberian Craton): XRD and Raman Spectroscopy Evidence // Minerals – 2023 – 13(2) – 154. DOI: 10.3390/min13020154
5. Deev E., Dublyansky Y., Kokh S., Scholz D., Rusanov G., Sokol E., Khvorov P., Reutsky V., Panin A. Large Holocene paleoseismic events and synchronized travertine formation: a case study of the Kurai fault zone (Gorny Altai, Russia) // International Geology Review Volume 65, 2023 - Issue 15. DOI: 10.1080/00206814.2022.2145510
6. Deev E.V., Kokh S.N., Dublyansky Y., Sokol E.V., Denis S., Rusanov G.G., Reutsky V.N. Travertines of the South-Eastern Gorny Altai (Russia): Implications for Paleoseismology and Paleoenvironmental Conditions // Minerals – 2023 – 13(2) – 259. DOI: 10.3390/min13020259
7. Goryainov S.V. Algorithm of the selection of materials for detector of high-frequency gravitational waves // The European Physical Journal Plus – 2023 – V. 138 – 222. DOI: 10.1140/epjp/s13360-023-03770-3
8. Kokh S.N., Sokol E.V. Combustion Metamorphism in Mud Volcanic Events: A Case Study of the 6 May 2000 Fire Eruption of Karabetova Gora Mud Volcano // Minerals – 2023 – 13 – 355. DOI: 10.3390/min13030355
9. Korsakov A.V., Romanenko A.V., Sokol A.G., Musiyachenko K.A. Raman spectroscopic study of the transformation of nitrogen-bearing K-cymrite during heating experiments: Origin of kokchetavite in high-pressure metamorphic rocks // J Raman Spectrosc – 2023 – 1–8. DOI: 10.1002/jrs.6541
10. Kupriyanov I.N., Sokol A.G., Seryotkin Y.V., Kruk A.N., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A. Nitrogen fractionation in mica metapelite under hot subduction conditions: Implications for nitrogen ingassing to the mantle // Chemical Geology – Volume 628 – 121476. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2023.121476
11. Likhacheva A.Yu., Goryainov S.V., Ignatov M.A., Romanenko A.V., Seryotkin Y.V. Comparative study of the HP-HT behavior of a layered silicate apophyllite in water and paraffin oil // J Raman Spectrosc. 2023;54:209–216. DOI: 10.1002/jrs.6468
12. Likhanov I.I. Grenville and Valhalla Tectonic Events at the Western Margin of the Siberian Craton: Evidence from Rocks of the Garevka Complex, Northern Yenisei Range, Russia // Petrology – 2023 – V.30 – P.S72–S100. DOI: 10.1134/S0869591123010058
13. Moshkina E., Seryotkin Y., Bayukov O., Molokeev M., Kokh D., Smorodina E., Krylov A., Bezmaternykh L. Flux growth and phase diversity of the triple oxides of transition metals (Mn,Fe,Ga)2O3 in multicomponent fluxes based on Bi2O3–MoO3–B2O3–Na2O // CrystEngComm, 2023, 25, 2824. DOI: 10.1039/d3ce00147d
14. Moshkina E.M., Belskaya N.A., Molokeev M.S., Bovina A.F., Shabanova K.A., Kokh D., Seretkin Yu. V., Velikanov D.A., Eremin E.V., Krylov A.S., Bezmaternykh L. N. Growth Conditions and the Structural and Magnetic Properties of Cu2MBO5 (M = Cr, Fe, Mn) Oxyborates with a Ludwigite Structure // Journal of Experimental and Theoretical Physics – 2023 – Vol. 136 – No. 1 – pp. 17–25. DOI: 10.1134/S1063776123010144
15. Nekipelova A.V., Sokol E.V., Kokh S.N., Likhanov I.I., Khvorov P.V. (2023) High-alumina rocks from the Panimba and Mayakon areas (Yenisei Ridge): Composition and industrial perspectives. Lithosphere (Russia), 23(3), 447-465. (In Russ.). DOI: 10.24930/1681-9004-2023-23-3-447-465
16. Nozhkin A.D., Turkina O.M., Likhanov I.I. Neoproterozoic Collision Granitoids in the Southwestern Margin of the Siberian Craton: Chemical Composition, U−Pb Age, and Formation Conditions of the Gusyanka Massif // Geochemistry International – 2023 – Vol. 61 – No. 5 – pp. 484–498. DOI: 10.1134/S0016702923050063
17. Palyanova G., Kutyrev A., Beliaeva T., Shilovskikh V., Zhegunov P., Zhitova E., Seryotkin Y. Pd,Hg-Rich Gold and Compounds of the Au-Pd-Hg System at the Itchayvayam Mafic-Ultramafic Complex (Kamchatka, Russia) and Other Localities // Minerals – 2023 – 13 – 549. DOI: 10.3390/min13040549
18. Polyansky O.P., Baltybaev S.K., Babichev A.V., 2023. A Combined Model of the Diapiric and Collisional Formation Mechanism of the Paleoproterozoic Granite-Migmatite-Gneiss Domes of the Svecofennian Belt. Geodynamics & Tectonophysics 14 (4), 0715. DOI: 10.5800/GT-2023-14-4-0715
19. Polyansky O.P., Selyatitskii A.Yu., Zinoviev S.V., Babichev A.V. Early Paleozoic Tectonothermal Evolution of the Khan-Khukhay Metamorphic Complex, Northern Mongolia // Petrology – 2023 –  Vol. 31 – No. 5 – pp. 519–537. DOI: 10.31857/S0869590323050047
20. Rashchenko S., Kolesnichenko M., Mikhno A., Shatskiy A. High pressure Raman study of Na4Ca(CO3)3 from the ambient pressure to 11 GPa // High Pressure Research – 2023 – Volume 43 – Issue 3 – Pages 205-214. DOI: 10.1080/08957959.2023.2218535
21. Rashchenko S., Mikhno A., Shatskiy A. High-pressure Raman study of Na-Ca burbankite—A possible CO2 host in deep mantle // J. Raman Spectrosc 2023, 54(1), 101. DOI: 10.1002/jrs.6463
22. Rashchenko S.V., Davydov A., Sagatov N.E., Podborodnikov I.V., Arkhipov S.G., Romanenko A.V., Bekker T.B. Symmetry control of cation substitution in ‘antizeolite’ borates // Materials Research Bulletin Volume 167, November 2023, 112398. DOI: 10.1016/j.materresbull.2023.112398
23. Reverdatto V.V., Likhanov I. I., Polyansky O. P. Peculiarities of the Formation of Rare Minerals during Shallow Metamorphism and Metasomatism // Doklady Earth Sciences, 2023. DOI: 10.1134/S1028334X23601633
24. Rezvukhin D.I., Rashchenko S.V., Sharygin I.S., Malkovets V.G., Alifirova T.A., Pautov L.A., Nigmatulina E.N. and Seryotkin Y.V. (2023) Botuobinskite and mirnyite, two new minerals of the crichtonite group included in Cr-pyrope xenocrysts from the Internatsionalnaya kimberlite. Mineralogical Magazine 1–10. DOI: 10.1180/mgm.2023.10
25. Semerikova A., Chanyshev A.D., Glazyrin K., Pakhomova A., Kurnosov A., Litasov K., Dubrovinsky L., Fedotenko T., Koemets E. Rashchenko S. Does It “Rain” Diamonds on Neptune and Uranus? // ACS Earth Space Chem – 2023 – 7,3 – 582–588. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.2c00343
26. Seryotkin Y.V., Ignatov M.A. Structure evolution of fluorapophyllite-(K) under high pressure // High Pressure Research - 2023 - 43:4 - 279-292. DOI: 10.1080/08957959.2023.2248357
27. Seryotkin Y.V., Kupriyanov I.N., Ignatov M.A. Single-crystal X-ray diffraction and IR-spectroscopy studies of potassium-deficient fluorapophyllite-(K) // Physics and Chemistry of Minerals – 2023 – V. 50 – 6. DOI: 10.1007/s00269-022-01229-y
28. Sklyarov E.V., Kargopolov S.A., Lavrenchuk A.V., Pushkarev E.V., Semenova D.V. Geology, Petrology, and Mineralogy of Hornfels-like Rocks (Beerbachite) in the Early Paleozoic Olkhon Collisional Orogen (West Baikal Area, Russia) // Minerals – 2023 – 13 – 1370. DOI: 10.3390/min13111370
29. Sokol A.G., Kupriyanov I.N., Kotsuba D.A., Korsakov A.V., Sokol E.V., Kruk A.N. Nitrogen storage capacity of phengitic muscovite and K-cymrite under the conditions of hot subduction and ultra high pressure metamorphism // Geochimica et Cosmochimica Acta – V. 355 - 15 August – P. 89-109. DOI: 10.1016/j.gca.2023.06.026
30. Sokol E.V., Kokh S.N., Nekipelova A.V., Likhanov I.I., Deviatiiarova A.S., Khvorov P.V. Alumina Hosts in Fe- and Al-Rich Metapelites from Transangaria (Yenisey Ridge, East Siberia): Distribution, Composition, and Mining Potential. Minerals 2023, 13, 1316. DOI: 10.3390/min13101316
31. Лиханов И.И., Козлов П.С. Высокоглиноземистые породы Енисейского кряжа: особенности метаморфизма и перспективы практического использования // Разведка и охрана недр – 2023 - №9 – С. 22-30. DOI: 10.53085/0034-026X_2023_09_22
32. Некипелова А.В., Сокол Э.В., Лиханов И.И., Кок С.Л., Козлов П.С., Хворов П.В. ХАРАКТЕРИСТИКИ КИАНИТОВЫХ И АНДАЛУЗИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ИЗ ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ЗААНГАРЬЯ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА // РАЗВЕДКА И ОХРАНА НЕДР – 2023 – сентябрь – с. 30-33. DOI: 10.53085/0034-026X_2023_09_30
33. Ножкин А.Д., Лиханов И.И. ЗОЛОТО В ПОРОДАХ ДОКЕМБРИЯ ЕНИСЕЙСКОГО КРЯЖА И ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОМ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКОМ ПОЯСЕ РЕГИОНА // Геосферные исследования. 2023. № 2. С. 49–70. DOI: 10.17223/25421379/27/5
34. Симонов В.А., Полянский О.П., Котляров А.В., Карманов Н. С., Королева О. В., Прокопьев А. В. УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ДЕВОНСКИХ БАЗИТОВ ВИЛЮЙСКО-МАРХИНСКОГО ДАЙКОВОГО ПОЯСА ВИЛЮЙСКОГО ПАЛЕОРИФТА (СИБИРСКАЯ ПЛАТФОРМА) // ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, 2023, том 511, № 1, с. 38–45. DOI: 10.31857/S2686739723600509
35. Сокол Э.В., Девятиярова А.С., Пыряев А.Н., Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Сереткин Ю.В., Пеков И.В., Некипелова А.В., Хворов П.В. СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В ПРОЦЕССАХ ИЗОХИМИЧЕСКОГО КОНТАКТОВОГО МЕТАМОРФИЗМА (НА ПРИМЕРЕ КОЧУМДЕКСКОГО ОРЕОЛА, ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ) // Геология и геофизика, DOI: 10.15372/GIG2023167. DOI: 10.15372/GIG2023167
36. Сокол Э.В., Девятиярова А.С., Пыряев А.Н., Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Сереткин Ю.В., Пеков И.В., Некипелова А.В., Хворов П.В. СТАБИЛЬНЫЕ ИЗОТОПЫ УГЛЕРОДА И КИСЛОРОДА В ПРОЦЕССАХ ИЗОХИМИЧЕСКОГО КОНТАКТОВОГО МЕТАМОРФИЗМА (НА ПРИМЕРЕ КОЧУМДЕКСКОГО ОРЕОЛА, ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ) // Геология и геофизика, DOI: 10.15372/GIG2023167. DOI: 10.15372/GIG2023167

2024 год

1. Basanova E.I., Kulikova E., Bormotov N.I., Serova O., Shishkina L., Ovchinnikova A., Odnoshevskiy D., Pyankov O., Agafonov A., Yarovaya O., Borisevich S., Ilyina M., Kolybalov D., Arkhipov S., Bogdanov N., Pavlova M.A., Salakhutdinov N., Perevalov V.P., Nikitina P.A. 2-Aryl-1-hydroxyimidazoles possessing antiviral activity against wide range of orthopoxviruses including Variola virus. // RSC Med. Chem., 2024. DOI: 10.1039/D4MD00181H
2. Gavryushkin P.N., Rečnik A., Donskikh K.G., Banaev M.V., Sagatov N.E., Rashchenko S., Volkov S., Aksenov S., Mikhailenko D., Korsakov A., Daneu N., Litasov K.D. The intrinsic twinning and enigmatic twisting of aragonite crystals // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 121 (6) e2311738121. DOI: 10.1073/pnas.2311738121
3. Gaydamaka A., Bogdanov N., Zakharov B., Goryainov S., Boldyreva E. A comparative study of the effect of high-pressure and low temperature on the crystal structure of lithium xanthinate hydrate // Acta Crystallogr B Struct Sci Cryst Eng Mater. 2024 Aug 1;80(Pt 4):311-325. DOI: 10.1107/S2052520624005201
4. Gaydamaka A.A., Rashchenko S.V. Crystal structure of the incommensurate modulated high-pressure phase of the potassium guaninate monohydrate//Acta Crystallogr B Struct Sci Cryst Eng Mater. 2024, DOI: 10.1107/S2052520624008710.
5. Goryainov S., Krylov A., Borodina U., Likhacheva A., Krylova S., Seryotkin Y., Bogdanov N., Vtyurin A., Grishina S., Raman study of decomposition of Na-bearing carbonates in water fluid at high P–T parameters // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, Volume 322, 2024, 124801. DOI: 10.1016/j.saa.2024.124801
6. Ignatov M.A., Rashchenko S.V., Likhacheva A.Yu, Romanenko A.V., Shatskiy A.F., Arefiev A.V., Litasov K.D. High-pressure structural behavior of α-K2Ca3(CO3)4 up to 20 GPa. // Physics and Chemistry of Minerals 51(3). DOI: 10.1007/s00269-024-01292-7
7. Kuznetsov A.B., Zholdas Y.A., Gorelova L.A., Fedorenko A.D., Ryadun A.A., Seryotkin Y.V., Shevchenko V.S., Kokh A.E., Klimov A.O., Kokh K.A. Synthesis, Growth, and Luminescence Properties of Rare Earth Borates KSrY(BO3)2: Tb3+ and Tb4+ // Cryst. Growth Des. 2024, 24, 5478−5485. DOI: 10.1021/acs.cgd.4c00140
8. Likhacheva A.Yu, Milos S., Romanenko A. V., Goryainov S. V., Semerikova A. I., Rashchenko S. V., Miletich R., Shatsky A. High-pressure behavior and stability of synthetic buetschliite K2Ca(CO3)2 up to 19 GPa and 300C // J Raman Spectrosc. 2024. Volume55, Issue4. Pages 517-524. DOI: 10.1002/jrs.6654
9. Likhacheva A.Yu, Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Miloš S., Lotti P., Miletich R., Shatskiy A. Crystallographic mechanism of the elastic behaviour of synthetic bütschliite K2Ca(CO3)2 on compression to 20 Gpa // Physics and Chemistry of Minerals, Volume 51, article number 29, (2024). DOI: 10.1007/s00269-024-01291-8
10. Milakhin D., Malin T., Mansurov V., Maidebura Y., Bashkatov D., Milekhin I., Goryainov S., Volodin V., Loshkarev I., Vdovin V., Gutakovskii A., Ponomarev S., Zhuravlev K. Tackling residual tensile stress in AlN-on-Si nucleation layers via the controlled Si(111) surface nitridation // Surfaces and Interfaces, Volume 51, 2024, 104817. DOI: 10.1016/j.surfin.2024.104817
11. Nozhkin A.D., Turkina O.M., Likhanov I.I., Ronkin Yu.L. Early Neoproterozoic Granitoids in the Ryazanovsky Massif of the Yenisei Ridge as Indicators of the Grenville Orogeny at the Western Margin of the Siberian Craton // Geodynamics & Tectonophysics 15 (2), 2024. 0745. DOI: 10.5800/GT-2024-15-2-0745
12. Palyanova G.A., Beliaeva T.V., Savelyev D.P., Seryotkin Y.V. Minerals of the Au-Cu-Ag System in Grains from the Placers of the Olkhovaya-1 River (Eastern Kamchatka, Russia) // Minerals 2024, 14(5), 448. DOI: 10.3390/min14050448
13. Palyanova G.A., Rychagov S.N., Svetova E.N., Moroz T.N., Seryotkin Yu.V., Sandimirova E.I., Bortnikov N.S. Unusual Ore Mineralization of Siliceous Rocks in the Southern Kambalny Central Thermal Field (Kamchatka) // Doklady Earth Sciences, Volume 519, pages 1868–1876, 2024. DOI: 10.1134/S1028334X24603535
14. Polyansky O.P., Filippov Yu.F., Selyatitskii A.Y., Polyansky P.O. Geochemical Characteristics of Mafic Rocks in the Structure of the Yenisei-Khatanga Trough and Their Belonging to the Siberian Trap Province // Geodynamics & Tectonophysics 15 (2), 0747, 2024. DOI: 10.5800/GT-2024-15-2-0747
15. Polyansky O.P., Likhanov I.I., Babichev A.V., Kozlov P.S., Zinoviev S.V., Sverdlova V.G. Tectonites of the Yenisei Shear Zone (Yenisei Ridge): Evidence and Thermomechanical Numerical Model of Generation of Tectonic Overpressure // Petrology, Volume 32, Issue 1, p.16-40 (2024). DOI: 10.1134/S0869591124010077
16. Polyansky O.P., Simonov V.A., Koroleva O.V., Prokopiev A.V., Babichev A.V., Kotlyarov A.V., Semenov A.N. Two-Stage Model of Devonian Basic Magmatism in the Vilyui Paleorift (Siberian Platform) // Russian Geology and Geophysics July 01, 2024, Vol.65, 814-830. DOI: 10.2113/RGG20234666
17. Rashchenko S.V., Bekker T.B., Davydov A.V., Goldenberg B.G. Ba-Sr fluoride borates as inorganic radiochromic materials // Radiation Measurements, 2025, Volume 181, 107352. DOI: 10.1016/j.radmeas.2024.107352
18. Rashchenko S.V., Ignatov M.A., Shatskiy A.F., Arefiev A.V., Litasov K.D. Coupling between cation and anion disorder in β-K2Ca3(CO3)4 // J. Appl. Cryst. (2024). 57, 665–669. DOI: 10.1107/S1600576724002292
19. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G. High pressure behavior of K-cymrite (KAlSi3O8·H2O) crystal structure // Physics and Chemistry of Minerals, Volume 51, article number 36, (2024). DOI: 10.1007/s00269-024-01296-3
20. Romanenko A.V., Rashchenko S.V., Korsakov A.V., Sokol A.G., Kokh K.A. Compressibility and pressure-induced structural evolution of kokchetavite, hexagonal polymorph of KAlSi3O8, by single-crystal X-ray diffractio//American Mineralogist (2024) 109 (7): 1284–1291, DOI: 10.2138/am-2023-9120
21. Semenov A.N., Polyansky O.P., Reverdatto V.V. 3D Modeling and the Age of the Collision Metamorphism of the Khan-Khukhei Block, Northern Mongolia // Doklady Earth Sciences, Volume 517, pages 1340–1345, (2024). DOI: 10.1134/S1028334X2460155X
22. Seryotkin Y.V. Structure evolution of hydroxyapophyllite-(K) under high pressure//Physics and Chemistry of Minerals (2024) 51:3. DOI: 10.1007/s00269-023-01265-2
23. Sokol E.V., Deviatiiarova A.S., Kopanina A.V., Filippova K.A., Vlasova I.I. Morphology and composition of calcium oxalate monohydrate phytoliths in the bark of Betula ermanii (stone birch): Case study from Sakhalin Island // Microsc Res Tech. 2024 Jun 26, 1–15. DOI: 10.1002/jemt.24636
24. Sokol E.V., Nekipelova A.V., Kozlikin M.B., Shunkov M.V., Kokh S.N., Tikhova V.D., Filippova K.A., Danilenko I.V., Khvorov P.V. The Origin of Biogenic Horizons in the Pleistocene Strata of Denisova Cave: Mineralogical and Geochemical Markers Help to Reconstruct the Sources of Matter // Archaeology, Ethnology & Anthropology of Eurasia. 2024; 51(1):35-46. DOI: 10.17746/1563-0102.2024.52.1.035-046
25. Sokol E.V., Nekipelova A.V., Kozlikin M.B., Shunkov M.V., Kokh S.N., Tikhova V.D., Filippova K.A., Danilenko I.V., Khvorov P.V. The Origin of Biogenic Horizons in the Pleistocene Strata of Denisova Cave: Mineralogical and Geochemical Markers Help to Reconstruct the Sources of Matter//Archaeology, Ethnology & Anthropology of Eurasia, 52 (1) 2024. doi:10.17746/1563-0110.2024.52.1.035-046
26. Sonin V. M., Zhimulev E. I., Chepurov A. I., Goryainov S. V., Gromilov S. A., Gryaznov I. A., Chepurov A. A., Tomilenko A. A. Synthesis of diamond from polycyclic aromatic hydrocarbons (anthracene) in the presence of an Fe,Ni-melt at 5.5 GPa and 1450 °C // CrystEngComm, 2024, 26, 1583. DOI: 10.1039/d3ce01220d
27. Sukhorukova V.P., Turkina O. M., Reverdatto V.V. Time of Single-Act Metamorphism of Sedimentary Rocks of the Yenisei Complex (Angara–Kan Block) Based on U–Pb Dating of Monazite// Doklady Earth Sciences, 2025, Vol. 520:25, DOI: 10.1134/S1028334X24604310
28. Vernikovsky V.A., Semenov A.N., Polyansky O.P., Babichev A.V., Vernikovskaya A.E., Matushkin N.Yu. Tectonothermal Model and Magmatism Evolution of the Postcollisional (pre-Plume) Stage of the Kara Orogen (Northern Taimyr, Central Arctic) // Doklady Earth Sciences, Volume 514, Issue 1, p.43-49. DOI: 10.1134/S1028334X23602699
29. Vernikovsky, V.A., Semenov, A.N., Polyansky, O.P. et al. Formation Conditions of the Postcollisional Granites of the Kara Orogen (Northern Taimyr, Central Arctic): Application of 3D Numerical Modeling. Dokl. Earth Sc. (2024). DOI: 10.1134/S1028334X24604565
30. Yurii V.S., Sergey V.R., Anna Y.L. The evolution of yugawaralite structure at high pressure: A single-crystal X-ray diffraction study // Materials Chemistry and Physics, Volume 325, 2024, 129753. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2024.129753
31. Zolotarev A.A., Avdontceva M.S., Krivovichev S.V., Sokol E.V., Zhitova E.S., Chen J., Li Y., Zolotarev A.A., Vlasenko N.S., Rassomakhin M.A. // ACS Earth Space Chem. 2024, 8, 7, 1429–1439. DOI: 10.1021/acsearthspacechem.4c00058
32. Лиханов И.И., Ревердатто В.В., Ножкин А.Д., Козлов П.С. Свидетельства гренвильских и вальгальских тектонических событий на западной окраине Сибирского кратона (Ангарский комплекс, Енисейский кряж) // Геосферные исследования. 2024. № 2. С. 6–36. DOI: 10.17223/25421379/31/1
33. Некипелова А.В., Сокол Э.В., Козликин М.Б., Шуньков М.В. Вещественный состав плейстоценовых отложений в южной галерее Денисовой пещеры: первые результаты сравнительного анализа // Проблемы археологии, этнографии, антропологии Сибири и сопредельных территорий, Том XXX, стр. 200 – 205. 2024. DOI: 10.17746/2658-6193.2024.30.0200-0205

Свернуть