ЛАБОРАТОРИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основные достижения

 

 

Результаты научной деятельности

  1. По результатам анализа геохимических характеристик с учетом данных о наличии в зонах субдукции мощного флюидонасыщенного слоя и вулканических построек («petit spot») в качестве механизма образования железо-марганцевых месторождений на юге Дальнего Востока России в дополнение к аккреции железо-марганцевых отложений склонов подводных гор предлагается конседиментационное отложение из гидротермальных растворов в областях континентального и океанического склонов субдукционного желоба.
    Бердников Н.В., Невструев В.Г., Саксин Б.Г. Источники и условия формирования железо-марганцевой минерализации Буреинского и Ханкайского массивов (Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология, 2016, т. 35, № 4. с. 28-39.

  2. На основе композиции висмутат кальция - оксид висмута разработаны эффективные катализаторы видимого света. Показано, что легирование таких катализаторов редкоземельными элементами значительно повышает их фотокаталитическую активность. Обоснована их перспективность для селективного восстановления и выделения металлов (в частности, ниобия и тантала) из водных растворов, для применения в системах очистки техногенных сточных вод, прямого преобразования солнечного света в электрическую энергию, фотокаталитического разложения воды, восстановления углекислого газа.
    Shtarev D.S., Shtareva A.V., Syuy A.V., Pereginiak M.V. Synthesis and photocatalytic properties of alkaline earth metals bismuthates – bismuth oxide compositions // Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 127 (2016), pp. 1414-1420.
    Штарев Д.С., Штарева А.В., Бердников Н.В. О перспективах фотокаталитического восстановления металлов из природных и техногенных растворов // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. № 5 (213), 2020, стр. 125-132.

  3. Определены микроструктура, элементный состав и активность микробных комплексов при формировании натечных образований пещеры Снежная («лунное молоко»). Показано, что пакеты тонких пластинок, из которых состоят эти образования, формировались под воздействием биопленок, в которых происходит аккумуляция магния, поступающего из подземных вод.
    Кондратьева Л. М., Полевская О. С., Литвиненко З. Н., Голубева Е. М., Коновалова Н. С. Роль микробного сообщества в формировании натечного образования “лунное молоко” в карстовой пещере Снежная (Абхазия) // Микробиология, 2016. Т. 85, № 5. С. 598 – 608.

  4. Установлено, что формирование железо-марганцевого и благороднометального (золото, платиноиды) оруденения месторождения Поперечного (Малый Хинган, Россия) связано с внедрением в морские карбонатные толщи мурандавской свиты криптовулканических пород – флюидолитов и сопровождавшей это внедрение гидротермальной деятельностью. 190Pt-4He возраст изоферроплатины 125±21 млн лет коррелируется с датировкой пика магматизма на территории Буреинского массива и Восточной Азии, вызванном апвелингом астеносферы из области структуры типа слэб-виндоу в обстановке трансформной континентальной окраины. Обнаружение в флюидолитах месторождения самородных платины, платиноидов, золота и серебра в промышленных количествах позволяют расценивать эти породы как новый природный источник благородных металлов.

    Рис. 6. Зерна платины и платиноидов из пород месторождения Поперечного: а-ж – из оруденелых криптовулканических брекчий, з – из железо-марганцевой руды. Стрелки указывают на точки анализа, содержания в мас. %.

    Berdnikov N.V., Nevstruev V.G., Kepezhinskas P.K., Mochalov A.G., Yakubovich O.V. PGE mineralization in andesite explosive breccias associated with the Poperechny iron-manganese deposit (Lesser Khingan, Far East Russia): whole-rock geochemical, 190Pt-4He isotopic, and mineralogical evidence // Ore Geology Reviews 118 (2020) 103352.

  5. Показано, что фосфориты проявления Гремучий (Малый Хинган, ЕАО) обогащены редкоземельными элементами и иттрием (до 813.58 г/т), ураном (до 52.23 г/т) и золотом (до 17.03 г/т), что позволяет рассматривать их как комплексные фосфор-уран-золото-редкоземельные руды. Содержания фосфора, радиоактивных и редкоземельных элементов коррелируются с количеством органического углерода, что свидетельствует в пользу их совместного накопления путем осаждения из морской воды, обогащенной редкими и редкоземельными элементами из гидротерм, выходящих на поверхность склонов подводных вулканов.
    Черепанов А.А., Бердников Н.В., Штарева А.В. Редкоземельные элементы и благородные металлы в фосфоритах проявления Гремучий (Малый Хинган, Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология 2019, т. 38, № 6, с. 99-107.

  6. В водоносных слоях Тунгусского месторождения подземных вод при внутрипластовой очистке вод идут процессы разрушения полевых шпатов, пироксенов, сидерита, в меньшей мере кварца. Твердые продукты разрушения вместе с глинистыми минералами, оксидами и гидроксидами железа и марганца участвуют в кольматаже фильтров скважин. Регенерационные мероприятия приводят лишь к частичному восстановлению удельного дебита скважин, поскольку применяющаяся в них соляная кислота выщелачивает только оксидно-гидроксидную часть кольматанта, оставляя практически без изменения ее алюмосиликатную составляющую.

    Рис. 7. Разрушение альбита (а), ортоклаза (б) и авгита (в) в водоносных песках Тунгусского месторождения. Скважина 1010, интервал 41.65-42.10 м. Стрелки указывают на точки микроанализов, результаты в ат. %. Линейка 50 мкм.


    Kulakov V.V., Berdnikov N.V. Hydrogeochemical processes in the aquifer during in situ treatment for drinking water supplies // Applied Geochemistry 120 (2020) 104683.
  7. Петромагнитные исследования типичной малой интрузии рудного поля Кун-Маньё показали, что гистерезисные параметры ее пород не зависят от содержания пирротина, но изменяются согласовано с вариациями состава оливина и клинопироксена, а также с величиной среднего размера кристаллов магнетита, который, в свою очередь, определяется режимом охлаждения. Таким образом, на основе петромагнитных измерений может быть разработан экспрессный способ оценки распределения размеров кристаллов магматического магнетита в основных и ультраосновных породах.
    Abrajevitch A., Petukhova L.L, Prikhod'ko V.S., Gur'yanov V.A. Magnetic variations across a small Ni-bearing ultramafic intrusion, the Kun-Man'e ore field, Russia: a link to crystallization conditions // Geophysical Journal International, 2019, V. 216, Issue 3, P. 2071–2080.

  8. Определены концентрации и формы нахождения редкоземельных, редких и благородных металлов в породах Ингилийского рудного узла (Дальний Восток России). Показано, что РЗЭ в них присутствует в двух формах: минеральной (апатит, баддеилит, фосфаты) и ионно-сорбционной, связанной с глинистыми минералами. Оба носителя РЗЭ сформировались при разрушении магматических пород Ингилийского массива, последующем размыве и перемещении компонентов коры выветривания. Оценено содержание ионно-сорбционного компонента РЗЭ в рыхлых карстовых рудах, обсуждается возможность их эффективного малозатратного обогащения.
    Черепанов А.А., Бердников Н.В. Редкоземельные элементы в породах и рудах Инги-лийского рудного узла: формы нахождения и возможность обогащения // Вестник СВНЦ ДВО РАН, 2020, № 3, с. 28–35.

  9. В породах ультраосновного-основного комплекса Ильдеус-Луча (Становая складчатая область) обнаружены микрочастицы самородных металлов (W, Pt, Au, Ag, Zn, Bi) и интерметаллических соединений (Cu-Au-Ag, Pt-Rh-Pd, Cu-Sn-Zn). Согласно полученным данным образование самородных W и, возможно, Pt происходит непосредственно в островодужных магмах в экстремально восстановительных условиях субдукционной литосферы, а большинства интерметаллических соединений - в процессе серпентинизации при коллизии Станового островодужного комплекса, что свидетельствует о гетерогенности зон субдукции в отношении окислительно-восстановительных условий.

    Рис. 8. Сплавы халькофильных металлов и ассоциирующие с ними минералы (a, b, d-f) и вариации составов сплавов Cu-Sn-Zn (c): a) Cu-Sn (природная бронза); b)Cu-Zn-Sn (природная латунь); c) составы природных бронз и латуней из пород ILC в сравнении с составом бронз из пустот в базальтах Стромболи (Hunter et al., 2020) и латуней (zinccopperite) из медно-порфировых месторождений Китая (Xiao et al., 1998); d) включение миллерита (NiS) в обогащенном Cu и Ag алтаите (PbTe); e) включение Cu-Pb сульфида в миллерите; f) антимонит свинца. Amph – амфибол, Ol – оливин.


    Kepezhinskas P.K., Kepezhinskas N.P., Berdnikov N.V., Krutikova V.O. Native Metals and Intermetallic Compounds in Subduction-Related Ultramafic Rocks from the Stanovoy Mobile Belt (Russian Far East): Implications for Redox Heterogeneity in Subduction Zones // Ore Geology Reviews (2020)

  10. Малые мафит-ультрамафитовые тела юго-востока Алдано-Станового щита являлись проводниками сульфидоносных магматических расплавов при формировании месторождения Кун-Манье. Установлено, что интрузии Треугольник и Икэн имели единый источник, но кристаллизовались в разноглубинных магматических камерах. Треугольник формировался как закрытая система с одноактным внедрением магмы и кристаллизацией без потери массы, а силл Икэн – в условиях открытой системы с последовательными инъекциями расплава.
    Приходько В.С., Петухова Л.Л., Гурьянов В.А., Чубаров В.М. Петрология малых тел никеленосных мафит-ультрамафитов юго-востока Алдано-Станового щита // Тихоокеанская геология, 2020, том 39, № 2, с. 46–65.

  11. В железных рудах и пирокластике Костеньгинского месторождения на Малом Хингане (Дальний Восток России) обнаружены многочисленные микросферулы силикатного, железо-окисного и медь-золото-серебряного состава. Силикатные сферулы содержат несмешивающиеся железистые и кремнекислые стекла, газовые полости и минеральные включения. В железо-окисных сферулах диагностирован магнетит с небольшим количеством ильменита и обогащенного железом силикатного стекла. Медь-золото-серебряные сферулы содержат включения, в составе которых преобладает окись меди. Образование изученных микросферул связывается с быстрым подъемом и дегазацией глубинных ликвационно-дифференцированных рудно-силикатных расплавов.

    Рис. 9. Структура и химический состав Cu-Ag-Au микросферул из образцов магнетитовой руды и эксплозивной брекчии Костеньгинского месторождения: a – гомогенная микросферула; б – микросферула с включениями оксида меди; в – микросферула с внутренней полостью и фазой сложного состава на поверхности.


    Бердников Н.В., Невструев В.Г., Кепежинскас П.К., Крутикова В.О., Коновалова Н.С., Астапов И.А. Силикатные, железо-окисные и золото-медь-серебряные микросферулы в рудах и пирокластике Костеньгинского железорудного месторождения (Дальний Восток России) // Тихоокеанская геология, 2021, том 40, № 3, с. 67–84.
    Nikolai Berdnikov, Victor Nevstruev, Pavel Kepezhinskas, Ivan Astapov and Natalia Konovalova. Gold in Mineralized Volcanic Systems from the Lesser Khingan Range (Russian Far East): Textural Types, Composition and Possible Origins // Geosciences 2021, 11, 103.

    Всего опубликовано 180 работ. Из них 98 статей в рецензируемых журналах, таких как Тихоокеанская геология, Вестник ДВО РАН, Доклады РАН, Геология и геофизика, Горный информационно-аналитический бюллетень, Микробиология, Агрохимия, Руды и металлы, Криосфера Земли, Неорганические материалы, Заводская лаборатория, Микроэлементы в медицине, Цветные металлы, Письма о материалах, Вестник СВНЦ ДВО РАН, Geosciences, Optik - International Journal for Light and Electron Optics, Optical and Quantum Electronics, Geophysical Journal International, Mongolian Geoscientist, International Journal of Energy for a Clean Environment, Applied Physics A, Advances in environmental research, Catalysis Today, Key Engineering Materials, ChemCatChem, Ore Geology Reviews, Materials physics and mechanics, Inorganic Chemistry, ChemPhotoChem. Applied Geochemistry, Irrigation Science, Journal of Cave and Karst Studies.

Участие в выполнении проектов.
  1. Программа фундаментальных исследований ДВО РАН «Дальний Восток». Проект «Обстановка активной континентальной окраины на востоке Цзямусы-Буреинского террейна и ее роль в формировании протерозойско-кембрийских металлоносных углеродистых комплексов с благороднометалльной минерализацией». Проект «Золото-медно-порфировое оруденение Дальнего Востока: индикаторы геодинамических обстановок, рудоносного магматизма и минералого-геохимические особенности рудно-магматических систем в связи с решением проблем прогноза, поиска, оценки и технологий разработки месторождений данного типа».
  2. Грант 88-2016Д Министерства образования и науки Хабаровского края «Редкоземельная минерализация в углеродистых породах верхненятыгранской свиты Мельгинского прогиба (Хабаровский край)».
  3. Грант 87-2016Д Министерства образования и науки Хабаровского края «Исследования влияния состава и способа получения полупроводниковых фотокаталитических композиций на основе висмутатов щелочноземельных на их каталитические свойства».
  4. Грант РФФИ 15-05-03171 А «Палеомагнетизм и геодинамическая эволюция мезозойских комплексов Сихотэ-Алиньского орогенного пояса».
  5. Проект РНФ № 17-73-00007 «Висмутаты щелочноземельных металлов как новый перспективный класс материалов для экологически чистой энергетики».
  6. Проект РНФ № 19-73-10013 «Новый класс фотокатализаторов на основе композитных соединений висмутатов щелочноземельных металлов для нужд экологически чистой энергетики».

 

Наверх ^

Экспериментальные исследования для внешних заказчиков

  • - для ОАО «Амургеология» выполнены НИР «Изучение содержаний и распределения редких, редкоземельных и рассеянных элементов в коллекции проб горных пород Архаринской площади» и «Изучение содержаний и распределения редких, редкоземельных и рассеянных элементов в коллекции проб горных пород Унахинской площади»;
  • - для ИВЭП ДВО РАН выполнен мониторинг микроэлементного состава подземных вод на пунктах наблюдения водозаборных сооружений Тунгусского месторождения в г. Хабаровске;
  • - для СВКНИИ ДВО РАН выполнена НИР «Изучение элементного состава гранитоидов и руд бассейна реки Колыма и Охотско-Колымского водораздела»;
  • - для ОАО «Дальгеофизика» выполнена НИР по исследованию проб углеродистых пород с определением в них содержаний золота, платины и палладия;
  • - для ФГБОУ ВПО ТОГУ выполнены НИР по изучению содержания и распределения химических элементов в биообъектах и по оценке содержания микроэлементов в отходах переработки оловорудного сырья и депонирующих средах;
  • - для Северо-Восточного федерального университета выполнена НИР «Сравнительное изучение распределения рудных и редкоземельных примесных элементов в кварце различных генетических типов из месторождений Верхояно-Колымской металлогенической   провинции с целью определения их индикаторных свойств», определение микроэлементного состава эритроцитарной массы и плазмы крови с интерпретацией полученных результатов в рамках НИР «Комплексное медицинское обследование состояния здоровья и качества жизни населения Анабарского национального (долгано-эвенкийского) района Республики Саха (Якутия) в условиях промышленного освоения Арктики»;
  • - для ФГБУ «ЗАПОВЕДНОЕ ПРИАМУРЬЕ» выполнена НИР «Мониторинг микроэлементного состава органов и тканей карася серебряного из водных объектов заповедника «Болоньский», «Оценка содержания и распределения микроэлементов в гидробионтах и компонентах среды обитания дальневосточной черепахи в оз. Гасси», «Мониторинг химического состава водных объектов»;
  • - для ИМ ХНЦ ДВО РАН выполнена НИР по теме «Исследование микро- и наноразмерных нитевидных кристаллов вольфрама»;
  • - для АмурНЦ ДВО РАН выполнены НИР по теме «Нетрадиционные типы благороднометального оруденения природных и техногенных объектов Дальнего Востока», «Химические закономерности формирования скоплений редких и благородных металлов в угленосных осадочных бассейнах»;
  • - для ИГиП ДВО РАН выполнены НИР «Изучение химического состава и распределение редких элементов в горных породах Аргунского массива», «Изучение химического состава и распределение редких элементов в горных породах Монголо-Охотского пояса», «Изучение химического состава и распределения редких элементов в терригенных отложениях Мамынского террейна», «Изучение химического состава и распределение редких элементов в терригенных отложениях Аргунского континентального массива», «Содержание и распределение благородных, редких и редкоземельных элементов в кайнозойских терригенных и угленосных отложениях», «Изучение распределения редких, редкоземельных и рассеянных элементов в горных породах метаморфических комплексах Буреинского массива», определение содержаний и распределения микроэлементов образцах костных фрагментов, вмещающих их породах и железных метеоритах;
  • - для ООО «Камчаттехпроект» выполнена НИР «Исследование содержаний и распределения химических элементов в воде, донных отложениях и почвогрунтах в рамках инженерно-экологических изысканий на территории Бараньевского золоторудного месторождения в Камчатском крае»;
  • - для ОАО «Оловянная рудная компания» выполнена НИР по исследованию содержаний и распределения химических элементов в воде, донных отложениях, почвогрунтах и в шламовых отложениях отстойников горнорудных предприятий на территории производственных объектов в Солнечном муниципальном районе Хабаровского края;
  • - для ООО «Правоурмийское» выполнена НИР по исследованию содержаний и распределения химических элементов в воде, донных отложениях и почвогрунтах на территории Правоурмийского оловорудного месторождения в Верхнебуреинском муниципальном районе Хабаровского края;
  • - для СВКНИИ ДВО РАН выполнена НИР по исследованию химического состава горных пород в рамках проекта РФФИ 16-05-00949 «Эволюция магматизма в области перехода континент - океан восточного сектора Арктики»;
  • - для ООО «Амур Минералс» выполнена НИР «Исследование содержаний и распределения химических элементов в водах на площади Малмыжского рудного поля в Нанайском районе Хабаровского края»;
  • - для ООО «Далькомгео» выполнена НИР «Исследование содержания и распределения химических элементов в водах хвостохранилищ обогатительной фабрики Албазинского золоторудного месторождения»;
  • - для ООО «Колымагео» выполнена НИР «Исследование содержаний и распределения химических элементов в природных водах на участке Левый Джегдаг в Ванинском районе Хабаровского края»;
  • - для АО «Дальгеофизика» выполнена НИР «Содержание и распределение редких, редкоземельных и рассеянных элементов в интрузивных, метаморфизованных вулканогенных и осадочных породах»;
  • - для ИКАРП ДВО РАН выполнена НИР «Содержание и распределение микроэлементов и нефтепродуктов в пробах воды и снега на территории Смидовичского района ЕАО и Нанайского района Хабаровского края»;
  • - для ООО «Хинган» определены содержания породообразующих окислов, благородных металлов и микроэлементов в горных породах массивов Ильдеус и Луча;
  • - для АО «ПИНИБ «ГИТЕСТ» проведены минералогические и геохимические исследования водоносных грунтов Тунгусского водозабора в г. Хабаровске. Сформулированы основные принципы мероприятий, направленных на снижение влияния кольматажа скважин на эксплуатацию водозабора.

 

Наверх ^

Международные проекты

 

  1. В рамках проекта «Изучение возраста, мантийных источников и геохимической специализации меймечитов Сихотэ-Алиня и Японии: ключ к познанию тектонической эволюции конвергентной границы Северо-Западной части Пацифики» совместно с сотрудниками Института изучения эволюции Земли Агентства наук о Земле и технологий (IFREE/JAMSTEC, Япония) проводились исследования меймечитов, глубинных ксенолитов и пород малых мафит-ультрамафитовых интрузий. Изучены состав и геохимия инертных газов и Sr-Sm-Nd изотопная систематика.
  2. В рамках проекта «Изучение кайнозойских щелочных базальтоидов и находящихся в них ксенолитов, ультраосновных субвулканических комплексов на Дальнем Востоке России» совместно с сотрудниками Института Наук о Земле (Тайвань) проведены комплексные исследования ксенолитов шпинелевых перидотитов из щелочнобазальтоидных построек Центрального Сихотэ-Алиня с целью установления геохронологии мантийных событий.
  3. В рамках Соглашения о научно-исследовательском сотрудничестве между ИТиГ ДВО РАН и Шеньянским центром геологической службы Министерства природных ресурсов КНР по теме «Геология, тектоника и минерагения сопредельных территорий России и Китая» с китайскими коллегами проведены совместные экспедиционные работы на месторождении Поперечное (ЕАО).

 

Наверх ^

Интеграция с вузами:

С 2003 г. для студентов Дальневосточного государственного гуманитарного университета проводится лабораторный практикум «Современные физико-химические методы исследования структуры и свойств вещества» по дисциплине «Физика вещества в конденсированном состоянии»;



  • - для студентов физического факультета ТОГУ читается курс лекций «Физические методы исследования горных пород и минералов»;
  • - для 11 студентов ТОГУ и ДВГУПС организована практика, для 9 студентов – курсовые работы, для двух студентов подготовка диплома, для семи - подготовка магистерской диссертации;
  • - для студентов ТОГУ, ДВГУПС и ХГАЭП организованы экскурсии по Хабаровскому инновационно-аналитическому центру, прочитаны курсы лекций по дисциплинам «Экология Дальнего Востока и Хабаровского края» и «Химия и охрана окружающей среды», «Экоцитология», «Урбоэкология», «Экология окружающей среды» и «Химия и охрана окружающей среды», «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ», «Общая физика» и «Оптоинформатика»;
  • - сотрудники лаборатории были в составе комиссии по приему Госэкзамена по физике у студентов ТОГУ, приняли участие в подготовке и проведении научно-популярной программы «Умный Хабаровск», Геологической олимпиады, были в составе жюри по подведению итогов Краевых конкурсов научно-исследовательских работ «Студенческая весна 2017-2021» в области наук о жизни и Земле;
  • - сотрудники лаборатории приняли участие в комплексном экологическом обследовании участков акватории р. Коппи (Хабаровский край) для обоснования придания этой территории правового статуса особо охраняемой природной территории регионального значения – памятника природы «Коппинский»;
  • - проведен урок «Окружающий мир» по теме «Воздух» для 1В класса в школе № 10.

 

 

Наверх ^

 

<< Назад на страницу лаборатории >>

 

        
           

 

 

 

 

 

 

© Copyright 2014 ДВО РАН Институт Тектоники и Геофизики им. Ю.А.Косыгина