Состав лаборатории насчитывает 17 сотрудников, имеющих большой опыт результативных исследований, в том числе: 5 докторов геолого-минералогических наук, 3 кандидата наук, а также квалифицированные инженеры, технологи, техник и рабочий.
Контакты
тел. +7 (383) 373-05-26 вн. 541; This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it..
Методы и методики
Эксперименты при высоких давлениях и температурах.
Инфраструктура
Установки высокого давления "БАРС" и вспомогательное оборудование.
Важнейшие достижения за 5 лет
Совместно с лабораторией термобарогеохимии № 436 осуществлен синтез и изучен состав тяжелых углеводородов при температуре и давлении верхней мантии Земли из карбонатного источника углерода в присутствии воды. Кроме того, были получены углеводороды от метана до С16Н34 в экспериментах при высоких Р-Т параметрах из графита и воды в присутствии металлического железа. Результаты экспериментов демонстрируют стабильность тяжелых углеводородов при давлении 2-4 ГПа и температуре 1200ºС.
Получены первые экспериментальные результаты, направленные на уточнение возможного механизма миграции расплава железа через твердую силикатную матрицу и роли легких элементов в этом процессе. Установлены сравнительно высокие скорости перемещения расплава железа при высоких Р-Т параметрах в силикатной матрице с интерстициями, заполненными легкими элементами (графит, сера). Результаты экспериментов могут быть использованы для совершенствования существующих моделей миграции расплава железа из мантии в ядро Земли.
Продолжены экспериментальные работы по изучению воздействия содержания серы в металл-углеродных системах на кристаллизацию алмаза. В системе Fe-C-S при 5.3-5.5 ГПа и 1300-1370ºС изучены микроструктуры закаленного сплава и состав сосуществующих фаз (Fe3C, Fe7C3 карбиды, графит и сульфиды). Обоснован вывод о влиянии металл- и сульфидсодержащих компонентов на процессы природного алмазообразования.
Начаты исследования по моделированию процессов кристаллизации субкальциевых высокохромистых пиропов – спутников алмаза. На основе экспериментальных исследований при давлении до 6 ГПа и температуре до 1450ºС подтверждаются современные представления о метасоматическом генезисе хромистых гранатов ультраосновных ассоциаций. Водный флюид, как один из главных компонентов системы, может играть существенную роль при кристаллизации хромистых гранатов. Высказано предположение, что в результате реакций хромитсодержащих гарцбургитов с водным флюидом, транспортирующим кальций, возникают породы, состоящие преимущественно из высокомагнезиального оливина, орто- или клинопироксена, хромистой шпинели и граната, состав которого изменяется в широком диапазоне, демонстрируя вертикальный тренд от низкокальциевых пироповых разновидностей гарцбургитовой ассоциации до высококальциевых уваровитовых гранатов из верлитов.
Получены новые результаты экспериментального изучения растворения природных и искусственных алмазов в гетерогенных (металл-силикат-сульфидных) и гомогенных металл-сульфидных средах при высоких температурах и давлениях. В результате растворения кристаллов алмаза октаэдрического габитуса наблюдается образование октаэдроидов, типичных для кимберлитовых трубок. Образование иррегулярных форм кристаллов в гетерогенных средах, наблюдаемых в экспериментах, возможно, происходило и в природных условиях в мантии Земли до попадания алмазов в кимберлитовую магму.
Информационная справка
Основные направления работы лаборатории были заложены в Новосибирском Институте геологии и геофизики СО АН СССР. Структурное подразделение – лаборатория "Экспериментальной минералогии алмаза" была организована в 1986 году с целью изучения процессов кристаллизации алмаза и его термохимической обработки в соответствии со специальным Распоряжением Президиума СО АН СССР. Позже лаборатория была объединена с другими лабораториями и затем вновь выделена в самостоятельную лабораторию № 449 "Экспериментальной петрологии и геодинамики", какой остается и настоящее время.
Основные научные направления лаборатории следующие:
экспериментальное моделирование процессов алмазообразования в металл-углеродных и металл-углерод-сульфидных системах при высоких РТ параметрах;
экспериментальная петрология и моделирование образования минералов высокого давления, в частности, субкальциевых высокохромистых пиропов – спутников алмаза;
изучение процессов растворения кристаллов искусственных и природных алмазов в металл-сульфид-углеродных системах;
термохимическая обработка и отжиг алмазов (научно-поисковые прикладные разработки).
Экспериментальные исследования на установках высокого давления.
За период деятельности лаборатории 5 сотрудников лаборатории успешно защитили докторские диссертации, 4 кандидатские диссертации, а также целый ряд студенческих и магистерских дипломов. В настоящее время в лаборатории 3 магистранта и 1 аспирант.
2018 г. 9-14 июня – Международная конференция "Проблемы магматической и метаморфической петрологии, геодинамики и происхождения алмазов", посвященная 110-летию со дня рождения академика В.С.Соболева. г.Новосибирск
2018 г. 18-19 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2018). г.Москва
2018 г. 29мая-1июня – V Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием "Эффективность геологоразведочных работ на алмазы", посвященная 50-летию НИГП АК "АЛРОСА" (ПАО). г. Мирный
2017 г. 18-19 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2017). г.Москва
2017 г. 3-5 октября – Совещание "Геология и минерагения Северной Евразии", приуроченное к 60-летию Института геологии и геофизики СО РАН СССР. г.Новосибирск
2016 г. 19-20 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2016). г.Москва
2016 г. 6-7 октября – Совещание "Месторождения алмазов: процессы формирования, закономерности локализации, методы прогнозирования и поисков". г.Новосибирск
2015 г. 7-9 сентября – XVII Всероссийское cовещание по экспериментальной минералогии. г.Новосибирск
2015 г. 21-22 апреля – Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2015). г.Москва
Список основных проектов и публикаций
Базовый проект НИР (VIII.72.1.) 125. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем. № 0330-2016-0012 "Процессы образования и растворения алмазов и их минералов-спутников в ранней истории Земли и на этапе выноса на поверхность кимберлитовыми магмами (по экспериментальным данным)" (2017-2020 гг.). Руководитель А.И. Чепуров
Базовый проект НИР IX.125.1.2. Фундаментальные проблемы развития литогенетических, магматических, метаморфических и минералообразующих систем. № 0330-2014-0007 "Экспериментальное моделирование физико-химических процессов минералообразования в литосфере и их эволюция в истории Земли" (2013-2016 гг.). Руководитель А.И. Чепуров
РНФ № 17-17-01154 "Особенности состава летучих компонентов при кристаллизации природных и синтетических алмазов" 2017-2019 гг. Руководитель академик Н.П.Похиленко, осн. исп. Сонин В.М., Жимулев Е.И.
РФФИ № 13-05-12096 офи_м "Фанерозойские этапы внутриплитной активности Сибирской платформы и их связь с процессами кимберлитообразования и формирования месторождений алмазов", 2013-2015 гг. Руководитель академик Н.П. Похиленко, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 0330-2018-0020 "Минералообразующие и флюидные системы мантии Земли в связи с генезисом алмазов (по природным и экспериментальным данным), 2018-2020 гг. Руководитель академик Н.В. Соболев, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 22-12 "Оценка условий образования и эволюции кимберлитовых расплавов на основе комплексного исследования оливинов, ассоциирующих минералов и алмазов из неизмененных кимберлитов, 2012г. Руководитель академик Н.В. Соболев, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Междисциплинарный интеграционный проект № 20-09 "Геодинамические процессы в зонах субдукции: теплофизическое (экспериментальное и теоретическое) моделирование и сопоставление с геолого-геофизическими данными. 2009-2011 гг. Руководитель академик Н.Л. Добрецов, отв.исп. блока А.И.Чепуров
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Чепуров А.А., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Морфологические особенности растворения кристаллов алмаза в расплаве Fe0.7S0.3 при 4 ГПа и 1400ºС // Геология рудных месторождений. 2018. Т. 60 (1). С. 91-102.
Чепуров А.А., Сонин В.М., Чепуров А.И., Томиленко А.А. Влияние содержания ксенокристаллов оливина на вязкость кимберлитового расплава (экспериментальные данные) // Вулканология и сейсмология. 2018. № 2. С. 73-83.
Zhimulev E.I., Chepurov A.I., Sonin V.M., Litasov K.D., Chepurov A.A. Experimental modeling of percolation of molten iron through polycrystalline olivine matrix at 2.0-5.5 GPa and 1600ºC // High Pressure Research. 2018. V. 38 (2). P. 153-164.
Chepurov A.I., Sonin V.M., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Pomazansky B.S., Zemnukhov A.L. Dissolution of diamond crystals in a heterogeneous (metal-sulfide-silicate) medium at 4 GPa and 1400ºC // Journal of Mineralogical and Petrological Sciences. 2018. V. 113 (2). P. 59-67.
Chepurov A., Sonin V., Shcheglov D., Latyshev A., Filatov E., Yelisseyev A. A highly porous surface of synthetic monocrystalline diamond: Effect of etching by Fe nanoparticles in hydrogen atmosphere // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. 2018. V. 76. November. P. 12-15.
Чепуров А.И., Жимулев Е.И., Сонин В.М., Томиленко А.А., Похиленко Н.П. Экспериментальная апробация возможности образования алмаза при дифференциации Земли // Доклады Академии наук. 2018. Т. 480 (6). С. 722-724.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Влияние содержания серы в расплаве Fe-S на сохранность алмазов при PT-условиях мантии Земли // Доклады Академии наук. 2018. Т. 481 (2). 193-196.
Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Logvinova A.M., Sonin V.M., Sobolev N.V. The composition features of volatile components in diamonds from the placers in the northeastern part of the Siberian platform by gas chromatography – mass spectrometry // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 481 (1). P. 953-957.
Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Chepurov A.I, Sonin V.M., Zhimulev E.I., Pokhilenko N.P. Composition of hydrocarbons in synthetic diamond grown in Fe-NI-C system (according to gas chromatography – mass spectrometry data) // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 481 (2). P. 1004-1007.
Tomilenko A.A., Zhimulev E.I., Bul’bak T.A., Sonin V.M., Chepurov A.I, Pokhilenko N.P. Peculiarities of the composition of volatiles of diamonds synthesized in the Fe-S-C system: data on gas chromatography – mass spectrometry // Doklady Earth Sciences. 2018. V. 482 (1). P. 1207-1211.
Сонин В.М., Грязнов И.А., Жимулев Е.И., Чепуров А.И. Морфология алмазов, растворенных в расплаве Fe-S при разном содержании серы // Известия вузов. Геология и разведка. 2018. № 4. С. 23-29.
Томиленко А.А., Чепуров А.А., Сонин В.М., Жимулев Е.И., Туркин А.И., Чепуров А.И. Экспериметальное моделирование минералообразования в процессе преобразования серпентина в присутствии металлического железа и графита при Р-Т параметрах верхней мантии // Отечественная геология. 2018. № 6. С. 1-13.
Наноскульптуры на округлых поверхностях природных алмазов// Геология рудных месторождений. 2017. Т. 59 (3). С. 251-260.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Афанасьев В.П., Чепуров А.И. Фотогониометрия кристаллов алмаза, растворенных в гетерогенной среде при 4 ГПа и 1400ºС // Записки РМО. 2017. Т. 146 (5). С. 115-124.
Сонин В.М., Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Помазанский Б.С., Земнухов А.Л., Афанасьев В.П. Особенности растворения алмазов V разновидности в железо-сульфидном расплаве при высоких Р-Т параметрах // Руды и металлы. 2017. № 4. С. 70-75.
Чепуров А.А., Туркин А.И. Проблема генезиса высокохромистых гранатов в перидотитах верхней мантии по экспериментальным данным // Отечественная геология. 2017. № 3. С. 69-73.
Чепуров А.А., Туркин А.И., Похиленко Н.П. Кристаллизация высококальциевого хромистого граната при взаимодействии серпентина, хромита и Са-содержащего водного флюида // Доклады Академии наук. 2017. Т. 476 (6). С. 688-692.
Плотников В.А., Богданов Д.Г., Богданов А.С., Макаров С.В., Винс В.Г., Елисеев А.П., Чепуров А.А. Структурное состояние и физико-механические свойства термобарически спеченного детонационного наноалмаза // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14 (2). С. 250-255.
Kuryaeva R.G. Correlation of the compressibility of calcium aluminosilicate glasses with their degree of depolymerization // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2017. V. 58 (6). P. 256-263.
Kuryaeva R.G., Dmitrieva N.V., Surkov N.V. Refractive index and compressibility of LiAlSi3O8 glass in the pressure range up to 6.0 GPa // Materials Research Bulletin. 2016. V. 74. P. 360-366.
Kuryaeva R. G., Dmitrieva N. V. The position of silica glass in a series of compressibilities of silicate glasses in the pressure range up to 5·0 GPa // Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B. 2016. V. 57 (6). P. 272-278.
Babich Y.V., Feigelson B., Chepurov A.I. Distribution of H1a-centers in as-grown diamonds of Fe-Ni-C system: FTIR-mapping study // Diamond and Related Materials. 2016. V.69. P. 8-12.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Чепуров А.И. Линейная скорость и секториальная динамика при росте алмаза методом температурного градиента (система Fe-Ni-C) // Геохимия. 2016. Т. 54 (9). С. 814-820.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Чепуров А.И. О проявлении азота в форме интерстиций в синтетических алмазах, полученных методом температурного градиента (система Fe-Ni-C) // Геохимия. 2016. Т. 54 (10). С. 952-957.
Бабич Ю.В., Фейгельсон Б.Н., Сонин В.М., Чепуров А.И. Об изменении формы монокристаллов алмаза при росте методом температурного градиента // Записки РМО. 2016. № 5. С. 74-83.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Миронов А.М., Чепуров А.И. Влияние содержания серы на кристаллизацию алмаза в системе Fe-C-S при 5.3-5.5 ГПа и 1300-1370ºС // Геохимия. 2016. Т.54 (5). С. 439-446.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Афанасьев В.П., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Расплав Fe-S – возможный растворитель алмаза при мантийных условиях // Доклады Академии наук. 2016. Т. 471 (5). С. 583-585.
Babich Y.V., Feigelson B.N., Chepurov A.I. Stages of the temperature gradient growth of HPHT diamonds // High Temperature – High Pressure. 2015. – V. 44 (2). – P. 93-103.
Kuryaeva R.G. Density properties of glasses of CaO(Na2O)×Al2O3(MgO)×SiO2 system, studied at pressures to 6.0 GPa, in comparison with the properties of similar melts // Solid State Sciences. 2015. V. 42. P. 52-61.
Чепуров А.А., Туркин А.И. Изменение состава пиропа в кимберлитовом субстрате при высоких Р-Т параметрах // Геохимия. 2015. № 1. С. 83-87.
Жимулев Е.И., Сонин В.М., Бульбак Т.А., Чепуров А.И., Томиленко А.А., Похиленко Н.П. Летучие соединения серы в системе Fe-C-S при 5.3 ГПа и 1300 ºС // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462 ( 3). С. 340-345.
Чепуров А.А., Похиленко Н.П. Экспериментальная оценка вязкости кимберлитового расплава // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462 (4). С. 467-470.
Жимулев Е.И., Чепуров А.И., Сонин В.М., Похиленко Н.П. Миграция расплава железа через оливиновую матрицу в присутствии углерода при высоких Р-Т параметрах (экспериментальные данные) // Доклады Академии наук. 2015. Т. 463 (1). С. 72-74.
Чепуров А.И., Сонин В.М., Тычков Н.С., Кулаков И.Ю. Экспериментальная оценка реальности просачивания (миграции) летучих компонентов (Н2О+СО2) в породах мантийного клина // Доклады Академии наук. 2015. Т. 464 (1). С. 100-104.
Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Sonin V.M., Bulbak T.A., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Timina T.Yu., Pokhilenko N.P. The synthesis of methane and heavier hydrocarbons in the system graphite-iron-serpentine at 2 and 4 GPa and 1200ºC // High Temperatures – High Pressures. 2015. V. 44. (6). P. 467-473.
Сонин В.М., Бульбак Т.А., Жимулев Е.И., Томиленко А.А., Чепуров А.И., Похиленко Н.П. Синтез тяжелых углеводородов при температуре и давлении верхней мантии Земли // Доклады Академии наук. 2014. Т. 454 (1). С. 84-88.
