На сегодняшний день состав лаборатории насчитывает 34 штатных сотрудников, включая 3 докторов геолого-минералогических наук, 1 доктора физико-математических наук, 16 кандидатов наук и 15 сотрудников возрастом до 39 лет, из которых 3 студента магистратуры и 6 аспирантов.
В разное время сотрудниками лаборатории термобарогеохимии являлись Ю.А. Долгов, И.Т. Бакуменко, Т.Ю. Базарова, В.С. Шацкий, Н.П. Похиленко, Н.А. Шугурова, Н.Ю. Осоргин, Л.Ш. Базаров, О.Н. Косухин, М.Ю. Михайлов, И.В. Моторина, Н.М. Подгорных, Ю.В. Дублянский, А.П. Шебанин, С.В. Ковязин. Их труды внесли большой вклад в развитие как лаборатории, так и термобарогеохимии в целом.
Контакты
Томиленко Анатолий Алексеевич, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., тел. +7 (383) 330-85-39, +7 (383) 373-03-48.
Методы и методики
Сотрудники лаборатории термобарогеохимии в процессе работы используют широкий спектр современных методов исследования:
оптическая микроскопия,
микротермометрические исследования,
рамановская спектроскопия,
ИK-фурье спектроскопия,
газовая хромато-масс-спектрометрия,
газовая хроматография,
ICP-MS с лазерной абляцией вещества,
вторично-ионная масс-спектроскопия,
Помимо перечисленных методов также используются методики на оборудовании ЦКП (рентгено-спектральные методы анализа).
Инфраструктура
Важнейшие достижения за 5 лет
Впервые на основании результатов изучения флюидных включений в природных алмазах и минералах мантийных пород получены прямые данные, которые существенно расширяют имеющиеся представления о составе флюидов, участвующих в процессах минералообразования в мантии Земли (Томиленко и др., 2001, 2009, 2015, 2016, 2017, 2018; Соболев и др., 2018 и др.). Согласно нашим исследованиям во флюидных включениях в природных алмазах из кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции и северо-востока Сибирской платформы и Урала было установлено от 123 до 191 летучих соединений. Причем практически для всех природных алмазов основными летучими компонентами флюидных включений являются углеводороды и их производные, в том числе и высокомолекулярные: алифатические (парафины, олефины), циклические (нафтены, арены), кислородсодержащие (спирты и эфиры, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты), гетероциклические соединения (диоксаны и фураны), а также азот-, серо- и хлорсодержащие соединения. Доля углеводородов и их производных в составе мантийных летучих может достигать 95 %, в том числе до 9.0 % серо-, хлор- и фторсодержащих соединений и более 11.0 % азотсодержащих соединений. Причем нередко в составе предельных углеводородов главная роль принадлежит наиболее тяжелым углеводородам ряда тетрадекан (С14Н30) - гексадекан (С16Н34), количество которых может достигать 80 %. При этом доля метана ничтожно мала и составляет менее 0.03 %. Таким образом, впервые получены данные, свидетельствующие о важной роли углеводородов и их производных в процессах алмазообразования в мантии Земли, что существенно расширяет имеющие представления о генезисе алмазов. Это свидетельствует о наличии сильно восстановленных углеродных флюидов в субконтинентальной литосферной мантии и существенно расширяет имеющие представления о генезисе алмазов. Кроме того, это свидетельствуют о том, что в верхней мантии существуют области с низкими значениями фугитивности кислорода, в которых, по-видимому, возможен абиогенный синтез углеводородов и их производных, соответствующих по составу компонентам природного газа и нефти, что может привести к пересмотру некоторых глобальных расчетов, в том числе и климатических, которые увязаны с глобальным круговоротом углерода.
В лаборатории термобарогеохимии был предложен новый подход для выяснения генезиса, состава, возраста и длительности кристаллизации магм протолитов архейских пород, основанный на результатах изучения состава и возраста расплавных включений в акцессорном цирконе из этих пород (Чупин и др., 1992, 1993,1994, 2006, 2015; Chupinetal., 1998, 2008, 2010, 2012). Установлены составы первично-коровых магм и генезис протолитов древнейших “серых гнейсов” тоналит-трондьемитового состава из различных регионов Мира (Анабарский, Алданский, Балтийский, Южно-Африканский и Канадский докембрийские щиты). На основе данных о составе и возрасте расплавных включений SHRIMP датированием вмещающего циркона впервые установлено, что интервал времени образования кислых вулканитов архейской части разреза Кольской сверхглубокой скважины (Балтийский щит) составляет около 30 млн. лет.
Использование методов термобарогеохимии имело чрезвычайно важные значения для получения прямой генетической информации относительно условий кристаллизации пород в сложных щелочно-ультраосновных карбонатитовых массивах, включающих широкий спектр пород от карбонатитов, ийолитов-уртитов до мелилитовых-монтичеллитовых пород и оливинитов-дунитов (Panina, 2005; Panina, Usol’tseva, 2008; Панина, Моторина, 2013; Рокосова, Панина, 2013; Панина, 2015; Панина и др., 2016, 2017, 2018; Рокосова и др., 2016). С помощью изучения включений впервые в мировой практике были получены прямые доказательства кристаллизации кальцит-доломитовых карбонатитов и нефелиновых пород из магматических расплавов, вопреки широко распространенному мнению об их метасоматическом происхождении. Впервые были также получены чрезвычайно высокие температуры кристаллизации меймечитов, образование которых рассматривалось как следствие плавления мантийного вещества. Было зафиксировано, что все исходные расплавы, участвовавшие в формировании рассматриваемых пород, обогащены флюидами – СО2, щелочами, S, F, Cl, P. В процессе кристаллизации, проявления процессов дифференциации и фракционирования при высоком содержании флюидов и критическом количестве Са проявляется карбонатно-силикатная несмесимость. В промежуточных камерах карбонатитовые расплавы распадаются на несмесимые карбонатные и солевые фракции – щелочно-сульфидную, щелочно-хлоридную, щелочно-фторидную, щелочно-фосфатную и Fe-Mg-Ca-карбонатную. Впервые были получены прямые доказательства, что в формировании пород щелочно-ультраосновных карбонатитовых комплексов принимали участие несколько родоначальных магм, отличающихся по типу щелочности, обогащению летучими компонентами, содержанию некогерентных компонентов, их индикаторным отношениям и температурам. Впервые было установлено, что оливиниты кристаллизовались из ларнит-нормативной камафугитовой магмы, а не из щелочно-ультраосновной, как дуниты. Также впервые было зафиксировано, что в формировании Томторского массива принимали участие натриевые и калиевые базитовые расплавы, обогащенные V, REE, Y и Nb, Zr, REE, Ti, соответственно.Было также впервые установлено, что в отличие от классических лампроитов, исходные расплавы, участвовавшие в формировании алданских лампроитов, в ходе кристаллизации эволюционировали в сторону миаскитовых расплавов, имели высокую железистость и высокое отношение SiO2/Al2O3, что может быть связано, вероятнее всего, со смешением лампроитовой и щелочно-базальтовой магм.
Для объяснения флуктуаций Р-Т параметров, плотности и состава пегматитообразующих флюидов предложена модель адиабатического расширения и сжатия. Адиабатическое расширение и сжатие рассматриваются как причина флуктуации растворимости тех или иных веществ в водных растворах, а также как причина периодической гетерогенизации флюида. (Долгов, 1968). Установлено, что в ходе образования миароловых гранитных пегматитов силикатные расплавы участвуют в кристаллизации всех без исключения зон. Это шло в разрез с концепцией А.Е. Ферсмана, который считал, что кристаллизация силикатного расплава заканчивается на стадии образования графического пегматита, а остальной процесс происходит во флюидной фазе. Исследования И.Т. Бакуменко, О.Н. Косухина и В.П. Чупина продемонстрировали, что расплавные включения, подтверждающие присутствие силикатных расплавов, встречаются и в корневых частях миаролового кварца, который, как считалось, имеет гидротермальное происхождение. По температуре гомогенизации этих включений было установлено, что магматическая кристаллизация в пегматитах могла иметь место при температурах около 500°С. (Косухин и др., 1984). Позднее было показано, что наиболее поздние силикатные жидкости (водно-силикатные жидкости, ВСЖ) заключительных стадий магматической кристаллизации редкометалльных гранитов и турмалиноносных миароловых гранитных пегматитов образуются либо путем постепенной трансформации из силикатных расплавов, либо осаждением из водного флюида, богатого щелочами, фтором и бором, имеют консистенцию коллоидных растворов – гелей, и обладают способностью к экстремальному концентрированию редких литофильных элементов, фтора и бора (Смирнов, 2015; Смирнов и др., 2017).
Енисейский кряж является стратегически важным регионом России по запасам золота с прогнозными ресурсами рудного золота более 2000 т (Сердюк и др., 2010). На территории рудных полей выявлены десятки кварцевых жил, из которых промышленный интерес представляют лишь единицы (Середенко, 1985). Информация, полученная при комплексном изучении флюидных включений в кварце, сульфидах и самородном золоте, дает возможность выявить основные параметры минералообразования (температура, давление и состав флюидов) на золотоносных и незолотоносных кварцевых жилах. При исследовании флюидных включений в минералах кварцевых жил различной золотоносности месторождений Енисейского кряжа и Северного Казахстана было установлено, что формирование золотоносных ассоциаций происходит преимущественно углекислотно-углеводородными флюидами, а незолотоносные – водно-углекислотными. Температура, давление и соленость флюида золотоносных ассоциаций выше, чем в незолотоносных. Полученные характеристики флюидов могут иметь практическое применение при поисках и оценке новых месторождений и рудопроявлений (Tomilenko et al., 2010; Рябуха и др., 2015; Хоменко и др., 2016; Гибшер и др., 2017, 2018).
Информационная справка
Лаборатория термобарогеохимии была образована в 1964 году. В период 1964-88 гг. лабораторию возглавлял д.г-м.н. Долгов Ю.А., с 1988 г. по настоящее время заведующим лабораторией является д.г-м.н. Томиленко А.А. За долгую историю лаборатории термобарогеохимии появились и были развиты новые направления, охватывающие практически всё разнообразие минералообразующих процессов от нижних частей литосферной мантии до процессов и явлений на поверхности Земли.
На протяжении всего времени деятельности лаборатории проводились методические работы. Разработаны высокотемпературная термокамера с инертной средой конструкции Осоргина и Томиленко (до 1400°С) (Осоргин, Томиленко 1990); метод гомогенизации водосодержащих включений (Смирнов и др., 2003; Смирнов и др., 2011); разрабатывался и совершенствовался метод газовой хроматографии под задачи анализа флюидных включений (Осоргин, 1990) и газовой хромато-масс-спектрометрии (Tomilenko et al., 2015, 2019; Томиленко и др., 2016, 2018).
Фотографии из истории лаборатории можно посмотреть здесь
В настоящее время в лаборатории термобарогеохимии действует три основных научных направления:
1. Гидротермальные рудные месторождения
Коренные золото-кварц-сульфидные месторождения в черносланцевых и терригенно-вулканогенных толщах обладают значительным промышленным потенциалом золота. Основным вопросом генезиса такого золота является выяснение природы и источников золотоносных флюидов и возрастных соотношений метаморфизма, магматизма и оруденения. Данное направление работает под руководством к.г.-м.н. Н.А. Гибшер и д.г.-м.н. А.А. Томиленко, в проведении научно-исследовательских работ участвуют М.А. Рябуха, Е.О. Шапаренко и М.О. Хоменко. Данная научная группа проводит изучение минералов и флюидных включений в них с целью получения данных о Р-Т-параметрах, флюидном режиме и возрасте формирования золоторудных месторождений Олимпиаднинского, Благодатного, Кузеевского, Богунаевского, Панимбинского, Эльдорадо и др., а также определения роли магматизма в формировании золоторудного оруденения в метаморфических толщах.
Гибшер Н.А., Рябуха М.А., Томиленко А.А., Сазонов А.М., Хоменко М.О., Бульбак Т.А., Некрасова Н.А. Характеристика металлоносных флюидов и возраст формирования золоторудного месторождения Панимба (Енисейский кряж, Россия) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 11. С. 1721-1741.
Хоменко М.О., Гибшер Н.А., Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Рябуха М.А., Семенова Д.В. Физико-химические параметры и возраст формирования Васильковского золоторудного месторождения (Северный Казахстан) // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 12. С. 2192-2217.
Рябуха М.А., Гибшер Н.А., Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Хоменко М.О., Сазонов А.М. Богунайское золоторудное месторождение в гранулитах Южно-Енисейского кряжа (Россия): РТХ-параметры метаморфогенных и гидротермальных флюидов, δ34S сульфидов и 40Ar/39Ar возраст // Геология и геофизика, 2015, № 6, с. 1153-1172.
Гибшер Н.А., Томиленко А.А., Сазонов А.М., Рябуха М.А., Тимкина А.Л. Золоторудное месторождение Герфед: характеристика флюидов и PT-условия образования кварцевых жил (Енисейский кряж, Россия) // Геология и геофизика, 2011, № 11, с. 1851-1867.
Tomilenko A.A., Gibsher N.A., Dublyansky Yu., Dallai L. Geochemical and isotope properties of fluids from gold-bearing and barren quartz veins of the Sovetskoye gold deposit (Siberia, Russia) // Economic Geology, 2010, V. 105, No. 2, P. 375-394. doi: 10.2113/gsecongeo.105.2.375
Томиленко А.А., Гибшер Н.А., Козьменко О.А., Палесский С.В., Николаева И.В. Лантаноиды во флюидных включениях, кварце и зеленых сланцах из золотоносных и безрудных кварцево-жильных зон Советского кварц-золоторудного месторождения, Енисейский кряж, Россия // Геохимия, 2008, № 4, С. 438-444.
2. Магматические процессы
2.1. Щелочной магматизм
В петрогенезисе щелочных пород большое значение придают процессам жидкостной силикатно-солевой несмесимости, обусловленной накоплением в расплавах летучих и флюсующих компонентов (CO2, Na, K, P, Cl, F, S и др.). Силикатно-карбонатная несмесимость объясняет образование карбонатитовых расплавов и их обогащенность рудными компонентами. Изучение расплавных и флюидных включений в минералах позволяет получить данные о физико-химических параметрах процесса и условиях формирования пород и оруденения. Ведущими сотрудниками этой научной группы являются кандидаты геолого-минералогических наук Л.И. Панина и В.В. Шарыгин. Кроме того, в научных исследованиях активно участвуют кандидаты наук А.Т. Исакова, Е.Ю. Рокосова и А.Е. Старикова. Исследователи занимаются получением данных о физико-химических характеристиках исходных щелочных расплавов и условиях, при которых развивается силикатно-карбонатная или силикатно-солевая несмесимость (ликвация) на примерах магм, формировавших комплексы щелочных пород Алданского щита, Маймеча-Котуйской провинции, области Умбрия-Лацио (Италия) и рифта Грегори (Танзания).
Новейшие данные по данному направлению легли в основу кандидатских диссертаций А.Е. Стариковой, Е.Ю. Рокосовой и А.Т. Исаковой, которые были защищены в 2013-14 гг.
С участием сотрудников лаборатории написана монография по калиевому щелочному магматизму Байкало-Станового рифта, посвященная его детальной геологии, петрологии и минералогии.
Старикова А.Е. Минералогия метасоматических пород Тажеранского массива. Диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук: 25.00.05 / Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2013.
Рокосова Е.Ю. Состав и особенности кристаллизации расплавов при формировании калиевых базитовых пород Центрального Алдана (на примере Ыллымахского, Рябинового и Инаглинского массивов). Диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук: 25.00.04 / Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2014.
Николаева А.Т. Петрология мелилитсодержащих пород вулканов Купаелло и Колле Фаббри (Центральная Италия). Диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук: 25.00.04 / Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2014.
Основные публикации по направлению:
Панина Л.И., Исакова А.Т., Сазонов А.М. Оливиниты Крестовской интрузии – продукты кристаллизации ларнит-нормативной щелочно-ультраосновной магмы: данные изучения расплавных включений // Петрология. 2018. Т. 26. № 2. С. 163-177.
Панина Л.И., Рокосова Е.Ю., Исакова А.Т., Толстов А.В. Элементы-примеси в щелочных лампрофирах, клинопироксенах и амфиболах Томторского массива и рудоносность формировавших их расплавов // Геохимия. - 2018. - № 7. - С.641-660.
Панина Л.И., Рокосова Е.Ю., Исакова А.Т., Толстов А.В. Состав минералов калиевых лампрофиров массива Томтор – отражение сложности их генезиса \\ Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 8. С. 1116-1134.
Панина Л.И., Исакова А.Т. Генезис апатитовых руд Маганского массива (север Восточной Сибири) // Геология и геофизика. 2016. т. 57. № 4, С. 663-675.
Панина Л.И., Рокосова Е.Ю., Исакова А.Т., Толстов А.В. Лампрофиры Томторского массива – результат смешения калиевых и натриевых щелочно-базитовых магм // Петрология. 2016. т. 24. № 6. С. 654-672.
Stoppa F., Sharygin V.V. Мelilitolite intrusion and pelite digestion by high temperature kamafugitic magma at Сolle Fabbri, Spoleto, Italy // Lithos, 2009, V. 112, No 3-4, P. 306-320.
Sharygin V.V., Kamenetsky V.S., Kamenetsky M.B., Zaitsev A.N. Silicate-natrocarbonatite liquid immiscibility in 1917 eruption combeite-wollastonite nephelinite, Oldoinyo Lengai volcano, Tanzania: melt inclusion study // Lithos, 2012, V. 152, P. 23-39.
Рокосова Е.Ю., Панина Л.И. Вещественный состав и условия кристаллизации шонкинит-пикритов, шонкинитов и минетт Рябинового массива (Ц. Алдан) // Геология и геофизика, 2013, Т. 54, № 6, С. 794-814.
Panina L.I., Nikolaeva A.T., Stoppa F. Genesis of melilitolites from Colle Fabbri: inferences from melt inclusions // Mineralogy and Petrology, 2013, V. 107, P. 897-914.
Старикова А.Е., Скляров Е.В., Котов А.Б., Сальникова Е.Б., Федоровский В.С., Лавренчук А.В., Мазукабзов А.М. Жильные кальцифиры и контактовые магнезиальные скарны Тажеранского массива (Западное Прибайкалье): возраст и генезис // Доклады Академии наук, 2014, T. 457, № 5, С. 586-590.
Исакова А.Т., Панина Л.И., Рокосова Е.Ю. Карбонатитовые расплавы и генезис апатитового оруденения на Гулинском плутоне (Полярная Сибирь) // Геология и геофизика, 2015. Т. 56, № 3, С. 595-607.
Панина Л.И. Микрообособления с ортопироксеном в дунитах Гулинского плутона // Доклады Академии наук, 2015, Т. 460, № 3, С. 315-318.
Секисова В.С., Шарыгин В.В., Зайцев А.Н., Стрекопытов С. Ликвационные явления при кристаллизации форстерит-флогопитовых ийолитов вулкана Олдоиньо Ленгаи, Танзания: по данным изучения включений расплава в минералах // Геология и геофизика, 2015, Т. 56, № 12, С. 2173-2197.
2.2. Кислый магматизм
Одно из старейших направлений в лаборатории, которое началось с исследования включений кислых расплавов кандидатами геолого-минералогических наук И.Т. Бакуменко, В.П. Чупиным и О.Н. Косухиным. Комплексное изучение флюидных и расплавных включений в минералах кислых пород позволяет получать уникальные прямые данные о составах и физико-химических особенностях магматогенных флюидов во флюидно-магматических системах.
В рамках данного научного направления работают д.г.-м.н. С.З. Смирнов, к.г.-м.н. В.П. Чупин, к.г.-м.н. Е.Н. Соколова. В работе направления активно участвуют студенты и аспиранты ГГФ НГУ. Ими проводится изучение флюидного режима кристаллизации кислых магм при формировании крупных массивов и отдельных проявлений редкометалльно-гранитного магматизма, а также рудно-магматических систем, определение роли магматических флюидов в процессах рудообразования, флюидный режим субвулканических очагов кислой магмы и параметры, приводящие к катастрофическим извержениям плинианского типа. Объектами изучения являются редкометалльные гранитоиды и миароловые гранитные пегматиты Горного Алтая, Приморья, Забайкалья, Калба-Нарымской структурной зоны (Вост. Казахстан) и Памира (Таджикистан), пемзовые толщи кальдерных извержений южной части Курильской островной гряды, продукты импактного анатексиса Попигайской астроблемы.
По данному направлению при исследовании турмалиноносных миароловых пегматитов в 1999 г. С.З. Смирновым с коллегами впервые была сделана находка дочернего сассолина (H3BO3) во флюидных включениях, что привело к открытию новых геохимических типов борнокислых и боратно-борнокислых эндогенных флюидов.
Обобщение данных по условиям формирования метаморфических комплексов, гранитов и гранитных пегматитов проведено в нескольких монографиях, опубликованных сотрудниками лаборатории.
По вопросам кристаллизации кислых магм, обогащенных летучими компонентами, в последние годы прошли защиты кандидатской диссертации Е.Н. Соколовой и докторской диссертации С.З. Смирнова.
По данному направлению работу ведут д.г.-м.н. С.З. Смирнов, к.г.-м.н. В.П. Чупин, к.г.-м.н. Е.Н. Соколова, аспирант И.А. Максимович и магистрант А.А. Котов.
Монографии:
Магматогенная кристаллизация по данным изучения включений расплава. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1975. 232 с.
Томиленко А. А., Чупин В. П. Термобарогеохимия метаморфических комплексов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1983. 201 с.
Косухин О. Н., Бакуменко И. Т., Чупин В. П. Магматический этап формирования гранитных пегматитов. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1984. 137 с.
Диссертации:
Соколова Е.Н. Физико-химические условия кристаллизации гранитных расплавов редкометалльных дайковых поясов Южного Алтая и Восточного Казахстана. Диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук: 25.00.04 / Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2014.
Смирнов С.З. Флюидный режим магматического этапа развития редкометалльных гранитно-пегматитовых систем, обогащённых фтором и бором: петрологические следствия. Диссертация ... доктора геолого-минералогических наук: 25.00.04 / Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Новосибирск, 2015.
Основные публикации по направлению:
Cмирнов С.З., Томас В.Г., Соколова Е.Н., Куприянов И.Н. Гомогенизация включений водонасыщенных силикатных расплавов в условиях противодавления парами D2O при 650°С и 3 кбар. // Геология и геофизика, 2011, Т. 52, №5, С.690-703.
Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Астрелина Е.И., Анникова И.Ю., Владимиров А.Г., Котлер П.Д. Cостав, флюидный режим и генезис онгонит-эльвановых магм Калгутинской рудно-магматической системы (Горный Алтай) // Геология и геофизика, 2011, Т. 52, №11, С. 1748-1775.
Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Хромых С.В. Условия кристаллизации, состав и источники редкометалльных магм при формировании онгонитов Калба-Нарымской зоны Восточного Казахстана // Петрология. 2016. Т. 24. №2. С. 168-193.
Хромых С.В., Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Травин А.В., Анникова И.Ю. Геохимия и возраст редкометальных дайковых поясов Восточного Казахстана // Доклады Академии наук, 2014, Т. 459, № 5, С.612-617.
Смирнов С.З., Бортников Н.С., Гоневчук В.Г., Гореликова Н.В. Составы расплавов и флюидный режим кристаллизации редкометальных гранитов и пегматитов Тигриного Sn-W месторождения (Приморье) // Доклады Академии наук, 2014, Т. 456, № 1, С. 95-100.
Смирнов С.З. Флюидный режим кристаллизации водонасыщенных гранитных и пегматитовых магм: физико-химический анализ // Геология и геофизика, 2015, Т. 56, № 9, С. 1643-1663.
Ветрин В.Р., Белоусова Е.А., Чупин В.П. Источники вещества и эволюция исходных расплавов архейских “серых гнейсов”: редкие элементы и изотопная Lu-Hf – систематика циркона из плагиогнейсов Кольской сверхглубокой скважины и ее окружения // Доклады Академии наук, 2015, т. 463, № 2, с. 197-200.
Ветрин В.Р., Белоусова Е.А., Чупин В.П. Редкие элементы и Lu-Hf изотопная систематика циркона из плагиогнейсов Кольской сверхглубокой скважины: вещество палеоархейской коры в мезоархейских метавулканитах // Геохимия, 2016, № 1, с. 105-125.
Чупин B.П., Кузьмин Д.В., Мадюков И.А. Расплавные включения в минералах скаполитсодержащего гранулита (нижнекоровые ксенолиты из диатрем Памира) // Доклады Академии наук, 2006, Т. 407, № 6, С. 823-827.
Вишневский С.А., Гибшер Н.А., Пальчик Н.А. Флюидно-расплавные внедрения в лешательерите из зювитов Попигайской астроблемы: продукт динамического взаимодействия расплавов и флюидов на стадии ударного плавления гнейсов мишени // Геохимия, 2010, № 8, С. 801-814.
Хромых C.В., Цыганков А.А., Бурмакина Г.Н., Котлер П.Д., Соколова Е.Н. Мантийно-коровое взаимодействие в петрогенезисе габбро-гранитоидной ассоциации Преображенского интрузива, Восточный Казахстан // Петрология, 2018, 26, 4, с. 376-399. DOI: 10.1134/S0869590318040040
Загорский В.Е., Владимиров А.Г., Макагон В.М., Кузнецова Л.Г., Смирнов С.З., Дьячков Б.А., Анникова И.Ю., Шокальский С.П., Уваров А.Н. Крупные поля сподуменовых пегматитов в обстановках рифтогенеза и постколлизионных сдвигово-раздвиговых деформаций континентальной литосферы // Геология и геофизика. 2014. т. 55. №2. С. 303-322.
2.3. Основной магматизм
Это направление нацелено на получение данных о минералого-петрографических и изотопно-геохимических характеристик ксенолитов глубинных пород, вынесенных извержениями Авачинского и Харчинского вулканов, определение физико-химических параметров и флюидного режима в ходе метасоматического преобразования и плавления минеральных ассоциаций ксенолитов, а также получения данных об условиях формирования высокомагнезиальных базальтов вулканов Харчинский (Камчатка) и Меньший Брат (Курильские острова). Проводимые исследования позволяют получить новую информацию о процессах, происходящих при погружении океанической плиты, ее метаморфизме и дегидратации, фильтрации потоков флюидов и расплавов в мантийном клине, частичном плавлении мантии и магмообразовании в зонах субдукции.
По данному направлению работу ведут д.г.-м.н. А.А. Томиленко, д.г.-м.н. С.З. Смирнов, к.г.-м.н. Д.В. Кузьмин, к.г.-м.н. Т.Ю. Тимина, аспиранты В.С. Секисова и И.Р. Низаметдинов.
Основные публикации по направлению:
Sharygin V.V., Kamenetsky V.S., Zhitova L.M., Belousov A.B., Abersteiner A. Copper-containing magnesioferrite in vesicular thachyandesite in a lava tube from the 2012–2013 eruption of the Tolbachik volcano, Kamchatka, Russia // Minerals, 2018, v. 8 (11), paper 514. https://doi.org/10.3390/min8110514
Криволуцкая Н.А., Соболев А.В., Кузьмин Д.В., Гонгальский Б.И., Свирская Н.М., Рощина И.А., Ромашова Т.В., Кононкова Н.Н. Стадийность траппового магматизма в Норильском районе согласно новым данным по строению и геохимии туфо-лавовой толщи. // Геохимия. 2018. № 5. С. 427-447.
Golowin R., Portnyagin M., Hoernle K., Sobolev A., Kuzmin D., Werner R. The role and conditions of second-stage mantle melting in the generation of low-Ti tholeiites and boninites: The case of the Manihiki Plateau and the Troodos Ophiolite // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2017. V. 172. 11-12. P. 1-18.
Koulakov I., Smirnov S.Z., Gladkov V., Kasatkina E., West M., El Khrepy S., Al-Arifi N., (2018)Causes of volcanic unrest at Mt. Spurr in 2004-2005 inferred from repeated tomography // Scientific Reports (Nature Group, IF 4.122), 2018, DOI : 10.1038/s41598-018-35453-w.
Koulakov I., Kasatkina E., Shapiro N., Jaupart C., Vasilevsky A.,El Khrepy S., Al-Arifi N., Smirnov S. The feeder system of the Toba supervolcano from the slab to the shallow reservoir // Nature Communications 7:12228. doi: 10.1038/ncomms12228
Тимина Т.Ю., Ковязин С.В., Томиленко А.А. Состав расплавных и флюидных включений в шпинели из ксенолитов перидотитов Авачинского вулкана (Камчатка) // Доклады Академии наук, 2012, Т. 442, № 2, С. 239-243.
Тимина Т.Ю., Томиленко А.А., Ковязин С.В. Особенности флюидного режима при образовании клинопироксенитов надсубдукционного мантийного клина под Авачинским вулканом (Камчатка) // Доклады Академии наук, 2015, Т. 463, № 6, С. 696-699.
Чепуров А.И., Томиленко А.А., Жимулев Е.И., Сонин В.М., Чепуров А.А., Ковязин С.В., Тимина Т.Ю., Сурков Н.В. Консервация водного флюида во включениях в минералах и межзерновом пространстве при высоких P-T-параметрах в процессе разложения антигорита //Геология и геофизика, 2012, № 3, с. 305-320.
Мазуров М. П., Гришина С. Н., Титов А. Т., Шихова А. В. Эволюция рудно-метасоматических процессов в крупных скарновых железорудных месторождениях трапповой формации Сибирской платформы // Петрология. 2018. Т. 26. № 3. С. 1–17.
3. Кимберлиты, флюиды в мантии Земли, природные и синтетические алмазы
Включения в минералах мантийных ксенолитов и в природных алмазах дают возможность получить прямые количественные данные о наличии флюидов в мантии, их фазовом и химическом составе. В задачи данной научной группы входит выявление минералого-петрографических и изотопно-геохимических особенностей реакционных структур в глубинных ксенолитах, особенностей флюидного и окислительно-восстановительного режимов литосферной мантии на основе детального исследования фазового и химического составов флюидных и расплавных включений в природных коренных и россыпных алмазах, а также в минералах кимберлитов Якутии и глубинных ксенолитов, которые встречаются в этих породах. Работу по этой тематике ведут д.г.-м.н. А.А. Томиленко, к.г.-м.н. С.Н. Гришина.
Результаты исследований в данном направлении легли в основу докторской диссертации «Флюидный режим минералообразования в континентальной литосфере при высоких и умеренных давлениях по данным изучения флюидных и расплавных включений в минералах», защищенной А.А. Томиленко в 2006 г.
Основные публикации по направлению:
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 // Dokl. Earth Sci. 481(1) (2018) 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 Diamonds Grown in a Fe–Ni–C System (according to Gas Chromatography–Mass Spectrometry Data) // Dokl. Earth Sci. 481(2) (2018) 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 // Dokl. Earth Sci. 482(1) (2018) 1207–1211.
Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А, Кузьмин Д.В., Граханов С.А, Батанова В.Г., Логвинова А.М., Бульбак Т.А., Костровицкий С.И., Яковлев Д.А., Федорова Е.Н., Анастасенко Г.Ф., Николенко Е.И., Толстов А.В., Реутский В.Н.Перспективы поисков алмазоносных кимберлитов в северо-восточной части Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2018. № 10. С. 1701-1719.
Sokol A., Tomilenko A., Bul’bak T., Kruk A., Zaikin P., Sokol I., Seryotkin Y., Palyanov Y. Fe-C-O-H-N System at 6.3-7.8 GPa and 1200-1400°C: Implications for Deep Carbon and Nitrogen Cycles // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2018. The submission id is: CTMP-D-17-00238.
Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A., Sokol I.A., Persikov E.S., Bukhtiyarov P.G., Palyanov Y.N. Distribution of light alkanes in the reaction of graphite hydrogenation at pressure of 0.1–7.8 GPa and temperatures of 1000–1350°C // High Pressure Research 2018, Vol. 38, No. 4, 468–481. https://doi.org/10.1080/08957959.2018.1517342
Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Kruk A.N., Sokol I.A., PalyanovY.N. Fate of fluids at the base of subcratonic lithosphere: Experimental constraints at 5.5–7.8 GPa and 1150–1350°C // Lithos 318–319 (2018) 419–433 PII: S0024-4937(18)30306-2. doi:10.1016/j.lithos.2018.08.025
Sobolev N.V., Schertl H.P., Neuser R.D., Tomilenko A.A., Kuzmin D.V., Logvinova A.M., Tolstov A.V., Kostrovitsky S.I., Yakovlev D.A., Oleinikov O.B. Formation and evolution of hypabyssal kimberlites from the Siberian craton: Part 1 – New insights from cathodoluminescence of the carbonates // Journal of Asian Earth Sciences. 2017. Т. 145. С. 670-678.
Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul’bak T.A, Palyanova G.A., Sokol I.A., Palyanov Y.N. Carbon and Nitrogen Speciation in N-poor C-O-H-N Fluids at 6.3 GPa and 1100–1400 °C // Scientific Reports 2017. | 7: 706 | DOI:10.1038/s41598-017-00679-7
Томиленко А.А., Дублянский Ю.В., Кузьмин Д.В., Соболев Н.В. Изотопный состав углерода и кислорода магматических кальцитов из кимберлитовой трубки Удачная –Восточная, Якутия // Доклады Академии наук. 2017. Т. 475. № 3. С. 316-319.
Томиленко А.А., Кузьмин Д.В., Бульбак Т.А., Соболев Н.В. Первичные расплавные и флюидные включения в регенерированных кристаллах и фенокристаллах оливина из кимберлитов трубки Удачная-Восточная, Якутия: проблема кимберлитового расплава. // Доклады Академии наук. 2017. Т. 475. № 6. С. 680-684.
Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Похиленко Л.Н., Кузьмин Д.В., Соболев Н.В. Особенности состава летучих компонентов в пикроильменитах из разновозрастных кимберлитов Якутской провинции (по данным газовой хромато-масс-спектрометрии) // Доклады Академии наук. 2016. Т. 469. № 1. С. 82-85.
Sobolev N.V., Wirth R., Logvinova A.M., Yelisseyev A.P., Kuzmin D.V. Retrograde isochemical phase transformations of majoritic garnets included in diamonds: a case study of subcalcic Cr-rich majoritic pyrope from a Snap Lake diamond, Canada. // Lithos. 2016. v. 265. pp 267-277.
Томиленко A.A., Кузьмин Д.В., Бульбак Т.А., Тимина Т.Ю., Соболев Н.В. Состав первичных флюидных и расплавных включений в регенерированных оливинах из гипабиссальных кимберлитов трубки Малокуонапская, Якутия // Доклады Академии Наук. 2015. Т. 465. № 2. С. 213–217.
Томиленко А.А., Ковязин С.В., Похиленко Л.Н., Соболев Н.В. Первичные углеводородные включения в гранате из алмазоносного эклогита из кимберлитовой трубки Удачная, Якутия // ДАН, 2009, т. 426. № 5. С. 533-536.
Томиленко А.А., Ковязин С.В., Похиленко Л.Н., Соболев Н.В. Силикатные глобулы в кианите гроспидитов из кимберлитовой трубки Загадочная, Якутия: проблема происхождения // ДАН, 2011, т. 436. № 2. С. 243-246.
Соболев Н.В., Соболев А.В., Томиленко А.А., Ковязин С.В., Батанова В.Г., Кузьмин Д.В. Парагенезис и сложная зональность вкрапленников оливина из неизмененного кимберлита трубки Удачная-Восточная (Якутия): связь с условиями образования и эволюцией кимберлита // Геология и геофизика, 2015, № 1-2, С. 337-360.
Grishina S., Koděra P., Uriarte L, Dubessy J., Oreshonkov A, Goryainov S, Šimko F, Yakovlev I., Roginskii E.M., Identification of anhydrous CaCl2 and KCaCl3 in natural inclusions by Raman spectroscopy. Chemical Geology. - 2018. - Vol.493. - P.532-543 doi:10.1016/j.chemgeo.2018.07.017
Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Sonin V.M., Bul’bak 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. 451-465.
Ovsyuk N.N., Goryainov S.V., Likhacheva A.Y. Raman scattering of impact diamonds // Diamond and Related Materials. 2019. 91. P. 207-212 https://doi.org/10.1016/j.diamond. 2019. 11.017.
Сотрудники лаборатории термобарогеохимии занимаются изучением различных геологических объектов, расположенных как на территории России, так и за рубежом (Казахстан, Италия, Таджикистан, Танзания и др.). Отдельными научными группами ведется работа с кимберлитами и ксенолитами мантийных пород Якутии; основными и кислыми породами Курило-Камчатской островной дуги; щелочными породами внутриконтинентальных обстановок Сибирской платформы, Кольского полуострова и Восточной Африки; гранитоидами складчатых областей Алтая и Приморья; золотоносными кварцевыми жилами Енисейского кряжа.
За последние 10 лет сотрудники лаборатории участвовали в экспедициях на алмазные трубки Якутии, Камчатку и Курильские острова, на объекты, расположенные в пределах Алданского щита, Кольского полуострова, Калба-Нарымского батолита и Енисейского кряжа.
Рис. 1. Сотрудник лаборатории 436 к.г-м.н. Кузьмин Д.В. ведет отбор образцов на вулкане Кудрявый (о. Итуруп)
Рис. 2. Полевая экспедиция на Курильские острова, 2018 г. Студент А.А. Котов и д.г-м.н. С.З. Смирнов направляются на теплоходе на о. Кунашир (фото И.Р. Низаметдинова)
Рис. 3. Сотрудница лаборатории 436 к.г-м.н. Соколова Е.Н. Полевая экспедиция на Южный Алтай, 2009 г.
Рис. 4. Сотрудники лаборатории 436 Максимович И.А., Секисова В.С. и д.г-м.н. Смирнов С.З. на конференции JKASP-2018 в ИВиС ДВО РАН
Рис. 5. Сотрудница лаборатории 436 к.г-м.н. Исакова А.Т. в карьере Ковдора (Мурманская область), 2015 г.
В лаборатории ведется активная работа по подготовке научных кадров. В настоящее время на базе лаборатории обучаются 3 аспиранта. Ежегодно под руководством сотрудников лаборатории защищаются выпускные бакалаврские и магистерские работы студентов ГГФ НГУ. Кроме того, шесть сотрудников лаборатории являются преподавателями кафедры Минералогии и геохимии и кафедры Петрографии и геологии рудных месторождений Новосибирского государственного университета. В рамках преподавательской деятельности читаются курсы лекций по дисциплине «Термобарогеохимия» (Смирнов С.З.) и ведутся практические занятия по курсу «Термобарогеохимия» (Чупин В.П., Соколова Е.Н. и Секисова В.С.) и «Минералогия» (Старикова А.Е., Котов А.А.). Также многие сотрудники лаборатории (Старикова А.Е., Котов А.А., Секисова В.С., Низаметдинов И.Р., Тимина Т.Ю. и др.) являются активными организаторами Сибирской молодежной конференции по Наукам о Земле и Сибирской геологической олимпиады школьников.
Сотрудники лаборатории термобарогеохимии активно участвуют в различных всероссийских и международных конференциях и совещаниях, из последних, например:
20-26 августа 2018 – X biennial workshop on Japan-Kamchatka-Alaska subduction processes (JKASP-2018): Volcanism and seismicity in the subduction zone, г. Петропавловск-Камчатский, http://www.kscnet.ru/ivs/conferences/jkasp2018/en/
23-29 июня 2017 – Biennial meeting of European current research on fluid inclusions (ECROFI 2017), Нанси (Франция), http://2017.ecrofi.univ-lorraine.fr/
Список основных проектов и публикаций
Базовый проект НИР IX.125.1.1. (0330-2016-0005) Глубинные флюидно-магматические системы в литосфере Северной Азии, их эволюция и рудоносность (по данным изучения флюидных и расплавных включений в минералах), научный руководитель д.г-м.н. Томиленко А.А.
На сегодняшний день сотрудники лаборатории выполняют работы по 5 грантам РФФИ, 2 грантам РНФ и одному интеграционному проекту.
Публикации сотрудников лаборатории по годам можно найти здесь
