Научные исследования

ТЕМАТИКИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИГМ СО РАН (2022-2026)

Направления фундаментальных и поисковых научных исследований:

1.5.2. Тектоника и геодинамика  

1. • Название: Диагностика и хронология глобальных и локальных событий в летописи континентальных осадочных бассейнов
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0036
   • Номер государственного учета: 122041400214-9
   • Руководитель: д.г.-м.н. Елена Феликсовна Летникова
   • Лаборатория: Литогеодинамики осадочных бассейнов
   • Цель научного исследования: реконструкция хронологии событий в геологической истории на основе изучения отложений осадочных последовательностей современными аналитическими методами.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     1. Выявить типовые осадочные последовательности - индикаторы вариаций геологических и климатических условий седиментации в разновозрастных докайнозойских осадочных бассейнах Сибири и Азии; 2. Установить характер и хронологию событий осадконакопления в межгорных и предгорных впадинах аридной Центральной Азии; 3. Изучить ритмично слоистые осадочные геохронометры от сезонных до вековых и установить периодичные и аномальные события в современных внутриконтинентальных и шельфовых осадочных бассейнах азиатской части Северной Евразии и их аналогов в прошлом.

---

2. • Название: Геодинамическая и структурно-вещественная эволюция литосферы Азиатского континента: взаимосвязи и закономерности проявления тектонических процессов и магматизма, моделирование тепловой и гидродинамической структуры плюмов.
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0037
   • Номер государственного учета: 122041400057-2
   • Руководитель: д.г.-м.н. Михаил Михайлович Буслов
   • Лаборатории: Геодинамики и магматизма; Физического и химического моделирования геологических процессов
   • Цель научного исследования: получение структурно-вещественных характеристик для выделения аккреционных и коллизионных орогенов Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП), выявление взаимосвязей их формирования с Сибирской платформой и мантийными плюмами.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Блок 1. 1. Выяснить основные закономерности строения и формирования аккреционных и коллизионных орогенов Алтае-Саянской складчатой области и сопредельных территорий, взаимосвязей их формирования с Сибирской платформой; 2. Подготовить методические основы составления геодинамических и тектонических схем Центрально-Азиатской горной области и отдельных ключевых регионов для кайнозоя; 3. На основе новых данных геохронологии (U-Pb и Ar-Ar изотопного датирования) определить возрасты геодинамических комплексов и событий в Алтае-Саянской складчатой области и сопредельных территорий; 4. На основе данных низкотемпературной геохронологии и геолого-геофизических обобщений обосновать и составить тектонические схемы кайнозойского Центрально-Азиатского и мезозойского Монголо-Охотского орогенов и их составных частей.
     Блок 2. 1. На основе исследования составов минералов и расплавных включений определить (в сравнительном анализе с оригинальной информацией по объектам в современных океанических областях) геодинамические и физико-химические условия формирования ряда офиолитов Алтае-Саянской складчатой области; 2. Получить в результате изучения расплавных включений новую информацию о физико-химических параметрах пермь-триасового ультрабазитового интрузивного и девонского базитового плюмового магматизма на Сибирской платформе.
     Блок 3. 1. На основе экспериментального и теоретического моделирования провести анализ нестационарного кондуктивного теплообмена между каналом мантийного термохимического плюма и окружающей мантией; 2. На основе экспериментального и теоретического моделирования выяснить тепловую и гидродинамическую структуру субдуцирующей литосферной плиты до границы 670 км, установить закономерности влияния скорости субдукции и толщины корового слоя плиты на тепловую мощность источника плюма и структуру канала плюма; 3. Методом экспериментального и теоретического моделирования и на основе геологических данных определить влияние мощности мантийного термохимического плюма на высоту поднятия и глубину расположения кровли плюма. Вычислить высоты поднятий над группой плюмов при различном взаимном расположении плюмов и оценить силы, возникающие в условиях горизонтального градиента давления, которые вызывают изменения рельефа во времени.

Свернуть  

 

1.5.3. Минералогия и петрология  

1. • Название: Щелочной магматизм Сибири: источники, условия генерации расплавов, их эволюция и рудообразование
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0024
   • Номер государственного учета: 122041400241-5
   • Руководитель: д.г.-м.н. Анна Геннадьевна Дорошкевич
   • Лаборатории: Рудоносности щелочного магматизма; Теоретических и экспериментальных исследований высокобарического минералообразования
   • Цель научного исследования: определение условий генерации щелочных магм, изучение их эволюции и характеристика рудообразующего процесса.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Определить время формирования щелочных силикатных пород. Получить петрологическую, геохимическую и изотопно-геохимическую (Sr, Nd, Pb) характеристику щелочных пород. Изучить редкоэлементный состав минералов лампрофиров (оливин, циркон, шпинель, сульфиды, гранат и другие) и включения в них. Изучить минералогию руд, получить возраст оруденения, определить физико-химические параметры рудогенеза. Определить растворимость рудных элементов (HFSE, REE и другие) в расплавах щелочных сиенитов и флюидах. Определить влияние F, Cl, S, CO2 и P в магмо- и рудообразующем процессах.

---

2. • Название: Закономерности минерально-структурных преобразований в метаморфических процессах и массотеплоперенос в масштабе от кристаллической решетки до геологических тел 
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0026
   • Номер государственного учета: 122041400176-0
   • Руководитель: д.г.-м.н. Олег Петрович Полянский
   • Лаборатории: Метаморфизма и метасоматизма; Структурной петрологии
   • Цель научного исследования: выявление термодинамических, кинетических и деформационных особенностей метаморфизма различных типов (эволюцию Р-Т параметров, тип протолита, длительность, формы переноса тепла и летучих компонентов, индикаторы синкинематического минералообразования). Выявление закономерностей эволюции структуры кристаллического и некристаллического вещества земной коры и мантии под воздействием экстремальных условий, в том числе для развития прикладных подходов контроля структуры и свойств функциональных материалов.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     На основе реконструкции процессов формирования и эволюции метаморфических комплексов разной геодинамической природы с контрастными термодинамическими режимами выяснить специфику развития метаморфических комплексов и разработать P-T-t-d модели их эволюции в обстановках коллизии, растяжения и сдвига. Построение моделей деформационно-метаморфических и магматических процессов взаимодействия континентальной коры и мантии. Определение типа теплового источника при формировании метаморфических ареалов. Задачи массотеплопереноса при контактовом метаморфизме, реконструкция флюидного режима, изотопного фракционирования, диффузионного обмена и специфики фазообразовании в условиях высоких температур/низких давлений. Изучение поведения редких и рассеянных элементов, включая РЗЭ, на контакте карбонатов и базитовых силлов. Расшифровка и уточнение кристаллических структур минералов для определения закономерностей преобразования минерального вещества в условиях метаморфизма субдукционных обстановок; поведение кристаллической и локальной структуры минерального вещества и функциональных материалов любой сложности при высоких температурах и давлениях. Теоретический поиск новых ортокарбонатов с гибридизованным углеродом, определение их структуры и свойств в твердом и расплавленном состояниях при давлениях переходной зоны и нижней мантии Земли. Реконструкция синкинематических процессов метаморфизма и магматизма на конвергентных границах. Оценка влияния сдвиговых деформаций на длительность и масштабы тепломассопереноса при метаморфизме и магматизме в коллизионных областях.

---

3. • Название: Физико-химические основы поиска функциональных кристаллов и разработка методик их получения.
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0029
   • Номер государственного учета: 122041400031-2
   • Руководитель: д.т.н. Александр Егорович Кох
   • Лаборатория: Роста кристаллов
   • Цель научного исследования: разработка и экспериментальная апробация 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 в кристаллографии, кристаллофизике,материаловедении.
     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 методических основ процессов выращивания уже известных кристаллов. Блоки проекта охватывают весь комплекс задач – от фундаментальных исследований элементарных процессов роста, фазовых диаграмм, поиска новых кристаллических сред до практического решения конкретных проблем, связанных с выращиванием объемных кристаллов.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     2022 год
     1. Определение фазового состава, структурных и оптических характеристик новых синтезированных боратов с щелочными и щелочно-земельными элементами в зависимости от катионного набора и концентрации легирующей примеси лантаноида. 2. Сборка реактора для роста двумерных кристаллов методом физического и химического осаждения в контролируемом токе газа-носителя. 3. Выращивание кристаллов (K/Rb)Pb2Cl5:(Pr3+, Er3+). Исследование спектров поглощения кристаллов с различной концентрацией активатора при температуре 300 и 80 К, изучение динамики формирования различных оптических центров (одиночных и кластеризованных). 4. Исследование структурных трансформаций классического кристалла AgGaSe2 в структуры новых четверных соединений типа халькопирита, в которых Ag замещен на Li; изучение оптических свойств кристаллов. Изучение изотропной точки в дисперсионных характеристиках кристаллов халькогенидов в зависимости от температуры.
     2023 год
     1. Поиск условий роста кристаллов халькогенидов переходных металлов. 2. Разработка методических основ поиска новых смешано-анионных соединений. 3. Изучение сегнетоэлектрических переходов и выявление особенностей формирования доменной структуры в кристаллах рядов (K/Rb)TiOAsO4 и K(Ti/Zr)OAsO4. 4. Создание четверных композитов на базе тройных соединений теллуридов. Исследование эволюции структуры, функциональных свойств кристаллов в зависимости от состава. Визуализация протяженных дефектов кристаллооптическими методами, выявление точечных собственных дефектов методами оптической (абсорбционной, люминесцентной и термолюминесцентной) спектроскопии.
     2024 (кратко)
     Определение физико-химических свойств выращиваемых кристаллов боратов, фторидоборатов, галогенидов, халькогенидов и др. Тестирование функциональных свойств для выявления наиболее перспективных материалов. Изучение особенностей оптических спектров (отражения, фотолюминесценции и т.д.), возникающих при создании на поверхности кристаллов микроструктурных систем.
     2025 (кратко)
     Усовершенствование ростовых методик для получения кристаллов боратов, фторидоборатов, галогенидов, халькогенидов высокого качества. Разработка способов кристаллизации объемных и тонкопленочных кристаллов на основе методов Чохральского, Кирополоса, Бриджмена и т.д. Модернизация методики выращивания кристаллов в условиях низких температурных градиентов на основе моделирования тепловых потоков в ростовых установках с учетом физико-химических характеристик для получения материалов с низким содержанием дефектов.
     2026 (кратко)
     Разработка и тестирование прототипов оптических преобразователей, полупроводниковых затворов, люминофоров, детекторов ионизирующего излучения на основе новых кристаллов. Выявление особенностей эволюции функциональных свойств исследуемых кристаллов при направленном изменении состава.

---

4. • Название: Высокобарические минералообразующие процессы с участием летучих системы C-O-H-N-S и генезис алмаза
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0031
   • Номер государственного учета: 122041400159-3
   • Руководитель: член-корреспондент РАН Юрий Николаевич Пальянов
   • Лаборатория: Экспериментальной минералогии и кристаллогенезиса
   • Цель научного исследования: Определить закономерности высокобарических минералообразующих процессов и генезиса алмаза в зонах субдукции и в субконтинентальной литосфере по минералогическим и экспериментальным данным.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Задачи по блоку «Природа»: Определение фазового и химического состава включений в алмазах из россыпей северо-востока Сибирского кратона, вариаций содержания азота и степени его агрегации в пределах отдельных монокристаллов алмаза. Установление особенностей процессов минералообразования в областях сублитосферной мантии, где достигается насыщение железом. Выявление типоморфных особенностей алмазов, образующихся в зонах взаимодействия литосферной плиты с мантией. Определение факторов, контролирующих процессы алмазообразования в различных типах метаморфических пород сверхвысоких давлений из зон континентальной субдукции.
     Задачи по блоку «Эксперимент»: Определение граничных условий стабильности Ca, Mg, Fe- карбонатов в модельных карбонатно-силикатных водосодержащих системах при субдукционных P-T параметрах. Экспериментальное моделирование реакционного взаимодействия между субдукционными флюидами/расплавами и перидотитами при мантийных P-T параметрах. Анализ условий образования фаз-концентраторов летучих (карбонатов, водосодержащих фаз и расплавов), стабильных в условиях литосферы. Экспериментальное моделирование процессов декарбонатизации, сопряженных с образованием CO2 флюида и гранатов различного состава в широком интервале давлений и температур, в том числе при P,T-параметрах, соответствующих «горячей» модели субдукции.
     Задачи по блоку «Синтез»: Оптимизация условий роста монокристаллов алмаза с минимальными концентрациями линейных и планарных дефектов, перспективных для применения в качестве элементов рентгеновской оптики. Совершенствование методов селективного травления для оценки плотности линейных и планарных дефектов в монокристаллах алмаза, изготовление изделий из монокристаллов алмаза для апробации их в качестве элементов рентгеновской оптики. Проведение поисковых экспериментальных исследований по синтезу алмазов в системах, обеспечивающих образование в структуре алмаза примесно-вакансионных центров NV, SiV, GeV, SnV и др., перспективных для квантовых технологий. Оптимизация условий синтеза алмазов с оптически активными центрами, изучение особенностей реальной структуры кристаллов, включая определение типов дефектно-примесных центров и их спектроскопических характеристик.

Свернуть  

 

1.5.4. Геохимия и космохимия  

1. • Название: Термо-, петрохронологические индикаторы геодинамических режимов и рудообразования: развитие методик и интерпретации
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0032
   • Номер государственного учета: 122041400171-5
   • Руководитель: д.г.-м.н. Алексей Валентинович Травин
   • Лаборатории: Изотопно-аналитической геохимии; Рентгеноспектральных методов анализа
   • Цель научного исследования: реконструкции возраста, термической истории, источников вещества, условий образования минеральных парагенезисов, соответствующих этапам формирования магматических и метаморфических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых на основе развития петрохимических, изотопно-геохимических, геохронологических исследований.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     2022
     Модернизация элементных (электронно-зондовый микроанализ, рентгенофлуоресцентный анализ, сканирующая микроскопия), геохимических (микроэлементная ИСП-масс-спектрометрия), изотопно-геохимических (масс-спектрометрия стабильных изотопов C, N, O, S, Sr), геохронологических методов (U/Pb, 40Ar/39Ar, Rb/Sr) с целью формирования сквозного подхода, позволяющего охарактеризовать источники, условия, возраст, термическую историю формирования минеральных парагенезисов, соответствующих этапам формирования магматических и метаморфических комплексов и связанных с ними месторождений.
     1. Выявить влияние на точность анализа минералов электронно-зондовым методом значений массовых коэффициентов поглощения, лежащих в области L- и M-краёв поглощения основных элементов матрицы. 2. Разработать методику обработки энерго-дисперсионных спектров спектрометра микроанализатора JXA-8230, включающую учёт артефактов регистрации рентгеновского излучения (пики потерь, суммарные пики, асимметрия пиков) и эффективность регистрации детектора. 3. Ввод в эксплуатацию и проведение необходимых метрологических экспериментов на установке лазерного фторирования для определения изотопного состава кислорода силикатов и оксидов. 4. Освоение микроволновой системы UltraWAVE, реакторного типа для разложения геологических и экологических объектов. 5. Выявление аппаратурной функции отклика на мономинеральные карбонатные фазы (кальцит, доломит, сидерит, магнезит, родохрозит) методом дифференциального разложения в ортофосфорной кислоте, и установление математической зависимости между амплитудами аппратурных функций отклика. Экспериментальная проверка взаимного влияния функций отклика карбонатных фаз на примере карбонатов донных осадков термальных озер кальдеры Узон (Камчатка). 6. Мониторинг атмосферных осадков, поверхностных и подземных (скважинных) вод на территории Новосибирской области. Систематизация и анализ собранного материала, проведение изотопных исследований. 7. Провести изотопное датирование с целью реконструкции возрастных рубежей палеозойского габбро-монцодиорит-сиенитового и гранитоидного магматизма метаморфических террейнов Прибайкальского коллизионного пояса.
     2023.
     Отработка новых методических подходов и проверка согласованности результатов на примере эталонных объектов Центрально-Азиатского складчатого, Монголо-Охотского складчатых поясов, а также Сибирского и других кратонов.
     1. Оценить влияние методов вычисления массовых коэффициентов поглощения на точность моделирования зависимости тормозного излучения от атомного номера образца и энергии электронного пучка. 2. Оценить влияние матричных эффектов на правильность учёта спектральных наложений в электронно-зондовом микроанализе. 3. Подбор объектов для проведения системных исследований распределения изотопов кислорода, углерода и серы в минеральных парагенезисах с целью определения температур их формирования и источников рудного вещества. Набор первичных данных, расчёт термодинамических параметров изотопного обмена. 4. Разработка методики определения ЭПГ и Re с масс-спектрометрическим окончанием и использованием новой микроволновой системы UltraWAVE на стадии пробоподготовки (вместо трубок Кариуса). 5. На основе дифференциальной методики разложения карбонатов провести С- и О-изотопные исследование эндогенных карбонатных фаз из 4 скважин РЗЭ-месторождения Томтор и экзогенных карбонатных фаз в двух скважинах кор выветривания этого же месторождения. Провести Rb/Sr исследования. Выявить изотопные критерии и механизмы формирования карбонатных биоминералов. 6. На основе комплексных исследований разработать петрохронологические критерии диагностики коллизионного магматизма на примере Памиро-Гималайской системы. Провести сопоставление с коллизионным магматизмом ЦАСП.
     2024.
     Проведение комплексных элементных (электронно-зондовый микроанализ, рентгенофлуоресцентный анализ, сканирующая микроскопия), геохимических (микроэлементная ИСП-масс-спектрометрия), изотопно-геохимических (масс-спектрометрия стабильных изотопов C, N, O, S, Sr), геохронологических исследований магматических и метаморфических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых Центрально-Азиатского складчатого, Монголо-Охотского складчатых поясов, а также Сибирского и других кратонов.
     1. Совершенствование и разработка электронно-зондовых методов анализа циркона, монацита, титанита, рутила, биотита, полевого шпата, граната, пироксена и других минералов. 2. Согласование полученных результатов с информацией, получаемой другими методами. Проведение контрольных измерений. Построение методических схем. 3. На основе дифференциальной методики разложения карбонатов и Rb/Sr исследований выявить взаимоотношение изотопных составов карбонатных фаз айликитов и карбонатитов Белозиминского карбонатитового месторождения. 4. Мониторинг атмосферных осадков и вод на территории Новосибирской области, проведение изотопных исследований, систематизация и анализ полученных данных. Составление карты регионального распределения стабильных изотопов и локальной линии метеорных вод за 2022-2023 гг. 5. Освоение нового оборудования – трехквадрупольного масс-спектрометра Agilent 8900. 6. На основе комплексных петрохронологических исследований провести реконструкцию этапов формирования Cu-Mo-порфировых месторождений Батеневского террейна (Алтае-Саянская складчатая область). 2025.
     Проведение комплексных исследований магматических и метаморфических, комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых ЦАСП.
     1. Развитие методик оценки интенсивности датируемых геологических событий (магматизм, метаморфизм, тектоника) на основе изотопного датирования, изотопного обмена и численного моделирования поведения изотопных систем. 2. Проведение комплексных исследований магматических и метаморфических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых Центрально-Азиатского складчатого, Монголо-Охотского складчатых поясов, а также Сибирского и других кратонов. 3. Отработать методический подход комплексирования изотопного состава органического и неорганического углерода в образованиях кор выветривания со структурно-морфологическими признаками участия микроорганизмов. 4. Изучение особенностей определения изотопов с изобарными наложениями (например, 176Yb, 176Lu, 176Hf).
     2026.
     1. Развитие методик оценки интенсивности датируемых геологических событий (магматизм, метаморфизм, тектоника) на основе изотопного датирования, изотопного обмена и численного моделирования поведения изотопных систем. 2. Интерпретация полученных данных, построение согласованных моделей формирования магматических и метаморфических комплексов и связанных с ними месторождений полезных ископаемых Центрально-Азиатского складчатого, Монголо-Охотского складчатых поясов, а также Сибирского и других кратонов. 3. Провести пилотные исследования по постановке современного метода определения температуры образования карбонатов по изотопологам углекислого газа. 4. Составление и анализ базы регионального и сезонного распределения стабильных изотопов кислорода, водорода и углерода в водах и водорастворенной углекислоте на территории Новосибирской области.

---

2. • Название: Роль углерода в рассеянии и концентрировании благородных, редких и радиоактивных элементов в эндогенных и экзогенных углеродсодержащих системах Сибири
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0033
   • Номер государственного учета: 122041400193-7
   • Руководитель: д.г.-м.н. Сергей Михайлович Жмодик
   • Лаборатории: Геохимии радиоактивных элементов и экогеохимии; Геохимии благородных и редких элементов
   • Цель научного исследования: установление закономерностей концентрирования и изменения форм нахождения благородных, редких и радиоактивных элементов (БРРЭ) при взаимодействии растворов различного состава и происхождения с природным органическим веществом в обстановках зоны гипергенеза; миграции, накопления и фракционирования редких, благородных, радиоактивных элементов и радиоизотопных индикаторов в процессах современного континентального седиментогенеза и атмосферного переноса в природных и техногенных ландшафтах; геохимии диагенеза континентальных органогенных отложений юга Сибири; условия формирования и возрастные рубежи образования металлоносных, содержащих благородные, редкие и радиоактивные элементы углеродистых образований и минералого-геохимических особенностей связанного с ними благородно- и редкометалльного оруденения (на примере Восточного Саяна и севера Зап. Забайкалья). Совершенствование методической базы определения редких, благородных и радиоактивных элементов с использованием методов атомной аналитической спектрометрии, низкофоновой радиометрии и гамма-спектрометрии.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Для выполнения проекта будет применен комплексный, интеграционный подход, который предполагает участие специалистов различных направлений: геохимии, минералогии, геологии, биогеохимии, аналитической геохимии, а также применение и использование современных методов, приемов и оборудования. Будет широко использоваться метод радиоизотопных индикаторов в различных вариантах для исследования геохимических эндогенных и экзогенных систем содержащих углерод: 1 - естественные радиоактивные элементы (уран, торий, калий), редкоземельные и редкие элементы как индикаторы природных геохимических процессов; 2 – искусственные радионуклиды (цезий-137, стронций-89, уран-238, уран-234, плутоний-239+240, плутоний-238) как индикаторы природных процессов; 3 – искусственные радионуклиды (золото-195, золото-198, иридий-192, платина-197) в экспериментальных геохимических моделях. Объектами исследований являются: углеродистые, в том числе металлоносные и рудоносные сланцы Вост.Саяна, Зап. и Вост.Забайкалья, Кузнецкого Алатау; зоны углеродизации и графитизации в породах офиолитовых и щелочных комплексов Вост.Саяна; аллювиальные и элювиальные образования Кузнецкого Алатау, Вост.Саяна; речные, озерные, озерно-болотные, низкотемпературные гидротермальные и пирогенно-лесные системы Зап. и Вост.Сибири, Камчатки. Для выполнения проекта необходима разработка и усовершенствование методов определения БРРЭ, прежде всего, в геологических объектах, содержащих углерод: альфа-, бета- и гамма-спектрометрические методы, атомно-эмиссионные спектральные методы, методы селективного выщелачивания.
     Блок 1. Закономерности рассеяния и концентрирования благородных, редких и радиоактивных элементов (БРРЭ) в эндогенных углеродсодержащих системах (Руководитель: д.г.-м.н. Жмодик С.М.).
     1. Определить возрастные рубежи, физико-химические и минералого-геохимические условия формирования металлоносных углеродистых отложения и связанного с ними оруденения благородных, редких и радиоактивных элементов Сибири (Отв. исполнители: к.г.м.н. Белянин Д.К., д.г.-м.н. Жмодик С.М.). 2. Углерод- и карбонат-содержащие металлоносные образования офиолитовых комплексов: минералого-геохимические особенности, геодинамические обстановки и физико-химические условия формирования юга Сибири (Отв. исполнители: к.г.м.н. Айриянц Е.В., к.г.-м.н. Киселева О.Н.). 3. Выявить закономерности накопления благородных металлов в зоне гипергенеза и определить коренные источники благородных металлов юга Сибири (Отв. исполнители: д.г.м.н. Нестеренко Г.В., д.г.-м.н. Жмодик С.М.). 4. Выявление роли экстремофильных бактериальных сообществ в концентрировании БРРЭ в низкотемпературных гидротермальных системах Сибири и Камчатки (Отв. исполнители: к.г.м.н. Лазарева Е.В., д.г.-м.н. Жмодик С.М.).
     Блок 2. Закономерности рассеяния и концентрирования благородных, редких и радиоактивных элементов в экзогенных углеродсодержащих системах (Руководители: д.г.-м.н. Леонова С.М., д.г.-м.н. Страховенко В.Д.).
     1. Выявить закономерности концентрирования/разубоживания редких и радиоактивных элементов и их различных форм при взаимодействии живого и детритового органического вещества с растворами различного происхождения (кислые дренажные, щелочные, солёные, термальные). Установить минералого-геохимические критерии и коэффициенты концентрирования для последующих палеореконструкций (Отв. исполнители: к.г.м.н. Лазарева Е.В., к.г.-м.н. Мягкая И.Н., к.г.-м.н. Густайтис М.А.). 2. Выявить на примере природных лабораторий (современных речных, озерных, лесных систем) особенности распределения и состава редких, благородных и радиоактивных элементов рассеянного вещества в средах (вода, снег, лед), живом веществе (водная и наземная растительность, мхи, лишайники и др.), донных отложениях и почвах, связанных с современными природными процессами континентального седиментогенеза из разных ландшафтов Сибири (Отв. исполнители: д.г.м.н. Страховенко В.Д., к.г.-м.н. Мельгунов М.С.). 3. Провести реконструкцию условий формирования озерно-болотных отложений юга Западной и Восточной Сибири в голоцене по минерально-геохимическим индикаторам и результатам физико-химического моделирования (Отв. исполнители: д.г.м.н. Леонова Г.А., к.г.-м.н. Мальцев А.Е.). 4. Провести совершенствование существующих подходов, методов и методик определения благородных, редких и радиоактивных металлов применительно к углеродсодержащим геологическим объектам (Отв. исполнители: к.г.-м.н. Мельгунов М.С., вед.инж. Букреева Л.Н.).

Свернуть  

 

1.5.5. Геология твердых полезных ископаемых  

1. • Название: Металлогения рудных районов Азии: модели формирования месторождений благородных и цветных металлов, комплекс поисковых критериев.
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0025
   • Номер государственного учета: 122041400237-8
   • Руководитель: д.г.-м.н. Юрий Александрович Калинин
   • Лаборатории: Рудообразующих систем; Прогнозно-металлогенических исследований;Моделирования динамики эндогенных и техногенных систем
   • Цель научного исследования: Предложить и обосновать генетические модели формирования месторождений благородных и цветных металлов на основе комплексного изучения вещественного состава рудных месторождений в совокупности с геохимическими характеристиками вмещающих пород, рудопродуцирующего магматизма, а также историей геологического и геодинамического развития исследуемой территории. С учетом разработанных моделей рудообразующих систем различных формационных типов разработать и апробировать комплекс прогнозно-поисковых критериев.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     2022. Анализ геолого-геодинамического положения месторождений Култуминское и Быстринское (Забайкалье), Цаган-Суварга (Монголия), а также других рудных объектов Центрально-Азиатского складчатого пояса (ЦАСП); петрографическое изучение рудопродуцирующих магматических пород, подготовить пробы для проведения геохронологических (U-Pb SHRIMP II, циркон), изотопно-геохимических (Sm-Nd, Rb-Sr, Pb) и геохимических исследований (РФА, ICP-MS). Изучить вещественные характеристики и последовательность формирования руд. На основе термобарогеохимических исследований изучить флюидный режим зарождения и развития типовых рудно-магматических систем. Выявить закономерности миграции, трансформации и аккумуляции элементов при эрозии рудных месторождений различных типов (золоторудных, урановых и др.). Изучить закономерности поведения благородных металлов в сульфидных (с Se, Te) системах с использованием методов экспериментального и термодинамического моделирования. Разработать компьютерную модель формирования в литосфере ослабленных зон и магматических каналов; динамики тепломассопереноса расплавов в магматических и флюидо-магматических системах.
     2023. Анализ геологического положения и вещественных характеристик месторождений Лугоканское и Бугдаинское (Забайкалье), Нарин-Худук (Монголия), Акжал-Ашалинского рудного пояса (Казахстан), а также сравнение с аналогичными рудными объектами Мира; изучение магматических образований и вмещающих пород, проведение изотопно-геохимических и геохимических исследований. Численный анализ динамики формирования магматических каналов с учетом возникающих напряжений; динамики интрудирования магматических расплавов с учетом метасоматического преобразования вмещающих пород. Исследование закономерностей поведения благородных металлов при образовании пирротин-халькопирит-пентландитовые руд, влияние висмута на их концентрирование. Исследование природных и синтетических фаз системы Ag-Cu-S-Te.
     2024. Анализ геологического положения и вещественных характеристик месторождений Савкинское (Забайкалье), Хармагтай (Монголия) и других месторождений ЦАСП; изучение магматических образований и вмещающих пород, проведение изотопно-геохимических и геохимических исследований. Имитация процесса образования богатых благородными металлами платиноносных норильских руд - эвтектических срастаний кристаллов Iss и Pbss. Влияние Pb на концентрирование Pt, Pd, Au и Ag при фракционной кристаллизации сульфидного расплава в процессе образования богатых медью норильских руд. Построение физико-моделей образования Ag-Cu-S-Te минерализации на примере месторождения Лунное (Магаданская обл.).
     2025. Анализ геологического положения и вещественных характеристик месторождений Солонеченское (Забайкалье) и Хунгут (Монголия), а также других объектов; изучение магматических образований и вмещающих пород, проведение изотопно-геохимических и геохимических исследований. Изучение форм выделения минералов на основе Pb в эвтектических срастаниях кристаллов Iss и Pbss. Изучение форм выделения минералов на основе Pb в экспериментальных образцах, имитирующих по составу богатые благородными металлами халькопирит-талнахитовые руды. Исследование природных и синтетических фаз системы Au-Ag-S-Se-Te. Анализ физико-химических условий движения магм в трещиноватых зонах литосферы, магматических каналах и магматических камерах.
     2026. Сравнительный анализ геохимических и изотопно-геохимических особенностей руд и пород изученных месторождений и рудопроявлений, условий заложения и развития полихронных рудно-магматических систем, провести корреляцию источников с геодинамическими обстановками формирования, дать оценку факторов, способствовавших образованию продуктивных рудно-магматических систем. Провести сравнительный анализ с месторождениями других регионов. Исследование совместного влияния Pb, Te, Bi, As, Sn, Se, Sb на образование минералов благородных металлов. Анализ условий и динамики формирования магматических каналов и камер и магматогенного рудообразования в расслоенных интрузивах с использованием данных анализа ксенолитов Сибирской платформы.

---

2. • Название: Петрология и рудный потенциал магматических формаций внутриплитных, надсубдукционных и аккреционно-коллизионных обстановок Центрально-Азиатского складчатого пояса и Сибирского кратона
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0027
   • Номер государственного учета: 122041400044-2
   • Руководитель: член-корреспондент РАН Николай Николаевич Крук
   • Лаборатория: Петрологии и рудоносности магматических формаций
   • Цель научного исследования: на основе исследования геологической позиции, вещественного состава и возраста габбро-гранитоидных интрузивных магматических комплексов и вулканических серий Сибирского кратона и Центрально-Азиатского складчатого пояса установить главные рубежи и масштабы их проявления, формационную принадлежность, обосновать модели формирования, оценить их рудный потенциал и факторы его реализации.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Задачи, которые необходимо решить для достижения конечной цели поставленного проекта, группируются в три взаимосвязанных и дополняющих друг друга блока.
     Первый блок посвящен изучению магматизма крупных изверженных провинций Сибирской платформы и Центрально-Азиатского складчатого пояса. В рамках этого блока планируется установить возрастные рубежи и определить масштабы проявления ультрамафит-мафитового, монцодиорит-сиенитового и гранитоидного магматизма крупных изверженных провинций (LIP), проявившихся в пределах Сибирской платформы и Центрально-Азиатского складчатого пояса; для каждой LIP определить особенности состава пород, слагающих магматические ассоциации, оценить закономерности эволюции магматических систем в пространстве и во времени, провести их сопоставление с магматизмом других геодинамических обстановок (зоны коллизии, активные континентальные окраины субдукционного и трансформного типов), построить для изученных LIP петрологические модели магматизма. К настоящему моменту достаточно надежно обоснованы Таримская (P1), Сибирская (P3-T1), Эмейшаньская (P2) и Хангайская (P2-T1) крупные изверженные провинции. В рамках предлагаемого проекта основное внимание будет сосредоточено на обосновании докембрийских (1.8, 1.2 и 0.75-0.8 млрд лет) LIP на Сибирском кратоне, определению масштабов и построению петрогенетических моделей магматизма кембро-ордовикской и раннедевонской (Алтае-Саянской) крупных изверженных провинций в Центрально-Азиатском складчатом поясе. Уникальность двух последних LIP связана с формированием в обстановке интерференции плейт-и плюм-тектонических режимов (кембро-ордовик – наложение плюма на аккреционно-коллизионную систему, ранний девон – взаимодействие плюма с активной континентальной окраиной Сибири). Также в рамках проекта определенное внимание будет уделено исследованию петрологии магматических ассоциаций Таримской и Сибирской LIP с упором на рудоносные магматические комплексы.
     Второй блок предусматривает изучение петрогенетических особенностей, составов родоначальных магм, природы и состава их источников, условий генерации магматических ассоциаций в «типовых» геодинамических режимах (палеоокеанические, субдукционные, аккреционно-коллизионные, внутриплитные). В этом направлении за последние полвека в российской и мировой геологической науке достигнут значительный прогресс: определены особенности состава, источники, условия и механизмы генерации первичных магм, закономерности их эволюции для большинства магматических серий «типовых» геодинамических режимов. В рамках данного проекта основное внимание будет уделено изучению изменений масштабов магматизма, источников и условий формирования первичных магм, закономерностей их эволюции в процессе смены тектонических режимов (переход от субдукции к аккреции и/или коллизии, инверсия субдукционных и трансформных режимов на активных окраинах континентов). Отдельное внимание будет уделено исследованию аккреционных комплексов, объединяющих породы разного возраста, состава и генезиса. Расшифровка особенностей их внутреннего строения, особенностей петрогенезиса магматических пород (совместно с реконструкцией источников и фациальных обстановок накопления терригенных отложений) позволит не только реконструировать особенности магматизма ранних стадий эволюции ключевых геологических структур, но и получить «прямые» оценки состава источников кремнекислых магм, сформированных на более поздних этапах тектонической эволюции ЦАСП. Объектами исследования в рамках данного блока послужат преимущественно палеозойские вулкано-плутонические пояса и аккреционные комплексы Центральной Азии (Кузнецкий Алатау, Тува, Западный Саян, Алтай, Монголия, домезозойские блоки Южного Приморья), а также габброидные и гранитоидные интрузии южной части Сибирского кратона и аккретированных к нему блоков, сформированные в возрастном диапазоне от палео- до неопротерозоя.
     Третий блок будет посвящен оценке рудного потенциала магматических формаций и факторов его реализации, определению этапов рудообразующих процессов, продуцирующих месторождения Cu-Ni, Au, ЭПГ, Sn, Ta, Nb, Li. Исследования в рамках данного блока будут в полной мере использовать данные об источниках и механизмах формирования первичных магм и путях их эволюции, полученные в рамках предыдущего направления, опираться на существующие и новые петрологические модели. Главное внимание будет сосредоточено на двух аспектах: 1) диагностика главных факторов, определяющих формирование потенциально рудоносных магм (включая источник рудного вещества); 2) реконструкция основных факторов, совокупность которых определяет реализацию рудного потенциала магматических комплексов и образование месторождений. Главными объектами исследования будут расслоенные ультрабазит-базитовые интрузии с Cu-Ni-ЭПГ минерализацией, локализованные в пределах Сибирского кратона, а также массивы редкометалльных гранитоидов в разных регионах ЦАСП (Восточный Казахстан, Алтай, Забайкалье). Также определённое внимание будет уделено гранитоидным ассоциациям, с которыми связаны золоторудные месторождения.

---

3. • Название: Типы алмазоносных пород Сибирской платформы в геологическом времени и пространстве: причины вариаций интенсивности их проявлений и алмазоносности
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0030
   • Номер государственного учета: 122041400157-9
   • Руководитель: академик РАН Николай Петрович Похиленко
   • Лаборатории: Литосферной мантии и алмазных месторождений; Экспериментальной петрологии и геодинамики
   • Цель научного исследования: изучение процессов формирования и петролого-геохимических характеристик алмазоносных пород Сибирской и других древних платформ; выявление причин вариаций интенсивности их проявлений и алмазоносности в различные временные периоды в различных блоках литосферы; фундаментальные основы прогнозирования алмазоносных пород.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     1. Обоснование новой парадигмы алмазоносности Сибирской платформы: комплексное изучение типов алмазоносных пород в геологическом пространстве и времени; выявление характера и причин вариаций состава, интенсивности проявлений, алмазоносности и форм отражения в осадочных коллекторах. 2. Теоретическое и экспериментальное изучение процессов эволюции состава пород в вертикальном разрезе литосферной мантии различных районов Сибирской платформы и ее обрамления (по ксеногенному материалу мантийного происхождения из разновозрастных кимберлитов и иных магматитов мантийного происхождения). 3. Теоретическое и экспериментальное изучение условий образования алмазов, ассоциирующих минералов и их постростовых изменений в условиях восстановленной мантии Сибирской платформы. 4. Комплексное изучение импактитов и импактных алмазов Попигайской астроблемы: экспериментальное изучение плавления и кристаллизации тагамитов; изучение сохранности импактных алмазов в условиях графитизации и растворения; изучение взаимоотношения кубической фазы и лонсдейлита и природы лонсдейлита.

---

4. • Название: Мантийно-коровые флюидно - магматические системы в континентальной и островодужной литосфере, их эволюция и рудоносность (по флюидным и расплавным включениям в минералах и изотопно-геохимическим данным) 
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0035
   • Номер государственного учета: 122041400312-2
   • Руководитель: д.г.-м.н. Томиленко Анатолий Алексеевич
   • Лаборатория: Термобарогеохимии
   • Цель научного исследования: реконструкции состава летучих компонентов и окислительно-восстановительного режима минералообразования в литосферной мантии и выяснение условий генерации и кристаллизации мантийных базит-ультрабазитовых щелочных магм и флюидизированных магм в окраинно-континентальных и островодужных обстановках, а также условий образования золоторудных месторождений в метаморфических породах на основе комплексного изучения флюидных и расплавных включений в минералах и изотопно-геохимических данных.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Блок 1. Углеводороды и их производные в процессах минералообразования в литосферной мантии на основе изучения флюидных включений в минералах мантийных пород и природных алмазах.
     Блок 2. Вариации составов и особенности поведения летучих компонентов в процессах кристаллизации, смешения и дегазации магм в вулканических очагах современных островных дуг на основании исследования флюидных и расплавных включений в минералах вулканических пород Курило-Камчатской островодужной системы.
     Блок 3. Летучие компоненты и их роль в процессах кристаллизации вулканитов и интрузивных пород щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексов Маймеча-Котуйской провинции, Полярная Сибирь, на основании исследования флюидных и расплавных включений и изотопно-геохимических данных.
     Блок 4. Флюидный режим и РТ-параметры образования золоторудной минерализации, связанной с метаморфическими породами, на основании комплексного изучения флюидных включений и изотопно-геохимических характеристик жильных и рудных минералов Енисейского кряжа.
     Блок 5. Экспериментальные исследования флюидного режима пневматолитово-гидротермальных процессов минералообразования в условиях умеренных температур (до 700°С) и давлений (до 7кбар).

Свернуть  

 

1.5.10. География, геоэкология и рациональное природопользование  

1. • Название: Детальная стратиграфия, палеогеография и закономерности глобальных изменений климата и природной среды Сибири в четвертичном периоде для регионального прогноза
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0034
   • Номер государственного учета: 122041400243-9
   • Руководитель: д.г.-м.н. Владимир Сергеевич Зыкин
   • Лаборатория: Геологии кайнозоя, палеоклиматологии и минералогических индикаторов климата
   • Цель научного исследования: разработка высокоразрешающей стратиграфии на ключевых участках, проведение разномасштабных палеогеографических реконструкций для теплых и холодных эпох и установление пространственно-временных закономерностей эволюции природной среды и климата в четвертичном периоде Сибири для регионального экологического прогноза возможных последствий естественных глобальных изменений климата с выявлением вероятных реакций природных геосистем на колебания климата.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     Задачи на 2022 г.
     1. Комплексом методов, включающим рентгеновскую дифрактометрию, ИК-спектроскопию, лазерную гранулометрию, сканирующую электронную микроскопию провести анализ вещественного состава донных осадков оз. Большой Баган (Западная Сибирь и субаэральных отложений разреза Улан-Жалга (Западное Забайкалье), выявить в них структурно-кристаллохимические особенности отдельных минеральных фаз и их ассоциаций. С помощью математического моделирования рентгеновских дифракционных профилей осадков определить минералы-индикаторы палеоклимата. Совместно с результатами геохимических, палинологических, палеонтологических исследований провести реконструкции природной среды и климата. 2. На основе люминесцентного датирования уточнить геохронологию формирования лессовой толщи верхнего плейстоцена Западной Сибири и выявить палеогеографические особенности образования лессовых горизонтов.
     Задачи на 2023-2026 гг.
     1. Получение литолого-минералогические характеристики верхнеплейстоцен-голоценовых озерных осадков и субаэральных образований, приуроченных к различным ландшафтно-климатическим зонам Сибирского региона (юг Западной Сибири и Западное Забайкалье); 2. Комплексом методов, включающим рентгеновскую дифрактометрию, ИК-спектроскопию, лазерную гранулометрию, сканирующую электронную микроскопию и др. провести анализ вещественного состава отложений, выявить структурно-кристаллохимические особенности отдельных минеральных фаз и их ассоциаций в датированных разрезах; с помощью математического моделирования рентгеновских дифракционных профилей осадков определить минералы-индикаторы палеоклимата. 3. Установление детальной стратиграфической последовательности плейстоценовых отложений долины р. Иртыш в среднем течении и лессово-почвенной последовательности низкогорий и среднегорий Горного Алтая, верхнеплейстоценовых отложений долины р. Катуни, голоценовых донных осадков малых озер Западной Сибири и Забайкалья с выявлением последовательности фаун млекопитающих и пресноводных моллюсков на основании комплексного детального исследования опорных разрезов; 4. Проведение реконструкций обстановок осадконакопления и биотических и климатических событий в конкретных опорных разрезах и установление их региональной последовательности, выявление местных и региональных особенностей их формирования, их межрегиональная и глобальная корреляция; 5. Установление основных закономерностей эволюции природной среды и климата региона в четвертичном периоде при разномасштабных глобальных изменениях климата. Обобщение материалов по проекту.

Свернуть  

 

1.5.12. Метрология и цифровизация в науках о Земле  

1. • Название: Технологии решения типовых задач в области наук о Земле методами ГИС и ДЗ. Пространственно-временной анализ и геоинформационное моделирование геосистем 
   • Код (шифр) научной темы: FWZN-2022-0028
   • Номер государственного учета: 122041400252-1
   • Руководитель: д.г.-м.н. Иван Дмитриевич Зольников
   • Лаборатория: Геоинформационных технологий и дистанционного зондирования
   • Цель научного исследования: разработка и апробация геоинформационных технологий решения типовых задач в области наук о Земле. Выявление пространственно-структурных закономерностей и динамики геосистем, в т.ч. средствами геоинформационного анализа и информационного моделирования.
   • Описание задач, предлагаемых к решению:
     1) разработка методов предобработки и обработки материалов дистанционного зондирования (прежде всего космоснимков и цифровых моделей рельефа) для создания основы для разнопрофильных геологических исследований в регионе. 2) разработка геоинформационных методов выявления и моделирования рудоконтролирующих факторов и апробация на ключевых участках Сибири и прилегающих территорий. 3) реконструкция изменения окружающей среды и пространственно-временной структуры системы жизнеобеспечения древнего человека и его связей с ключевыми компонентами палеосреды (в частности с мегафауной) в Северной Азии за последние 50 тысяч лет на основе ГИС-анализа комплекса баз геоданных. 4) разработка методов ГИС и ДЗ для геологического, геоморфологического, геокриологического, геоэкологического картирования и апробация их в Сибирском регионе и на прилегающих территориях. 5) разработка и апробация технологий ретроспективного моделирования и мониторинга динамики природных и антропогенных объектов и процессов методами ГИС и ДЗ

Свернуть