ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВНИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2011 г.-31 декабря 2014 г. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ
Результаты этапа: Работы проводились по четырем заявленным этапам: 1. Выявление закономерностей миграции и разделения микроэлементов в разрезах почв, коре выветривания, донных осадках, придонных и поровых водах, взвеси водохранилищ и в водотоках первичной гидрографической сети. 2. Экспериментальное и теоретическое исследование закономерности миграции меди при формировании медно-порфировых месторождений. 3. Экспериментальное изучение мобилизации микроэлементов из горных пород под влиянием органических кислот и моделирование их восстановительной мобилизации из пресноводных донных отложений на стадии раннего диагенеза. 4. Развитие новых аналитических методик определения рассеянных микроэлементов в объектах окружающей среды. Результаты: 1. Работы были направлены на развитие новых подходов при исследованиях трансформации и закономерных различий в истинно растворенных и коллоидных формах миграции большого ряда микроэлементов с органическим веществом и коллоидами элементов–гидролизатов для решения проблемы их баланса по отдельным составляющим речного стока. Различия детально изучались на примере притоков р. Клязьма, дренирующих зону низовых и верховых болот Мещерской низменности и водосборных бассейнов в Северной Карелии (область питания - верховые болота). Сложность достоверного определения форм миграции микроэлементов, поступающих в водотоки из почвенного субстрата, аэро- и гидрозолей, в значительной степени определяется отсутствием методически обоснованных приемов выделения узких размерных фракций. Конкретным способом решения являлся отбор проб созданными новыми приёмами и методами каскадного фильтрования и дробной ультрафильтрации, с выделением грубой взвеси и тонких коллоидов, а также экстракции и диализе органического вещества и металл - органических соединений, на фильтрах, мембранных и ядерных, с последующим раздельным определением состава выделенных фракций фильтратов и осадков методами ИСП-МС, ИСП-ОЭС и РФА – анализа. При таком раздельном анализе фракций результаты детализируют наши представления о геохимических циклах, формах переноса и потоках элементов на границах литосфера–гидросфера–атмосфера при массообменных процессах. Рассмотрены данные полиэлементного анализа до 200 проб в 6-11 размерных фракциях 2. Проведено экспериментальное исследование растворимости хлорида меди (I) в водной фазе в широком интервале температур и давлений, в том числе включая область надкритического и малоплотного флюида. Эксперименты показали, что растворимость хлорида меди в газовой фазе возрастает с увеличением давления воды, что интерпретируется нами как образование сольватных форм. Определены формы переноса одно- и двухвалентной меди, рассчитаны термодинамические характеристики. Основной вывод - при параметрах высокотемпературного гидротермального процесса малоплотные водные растворы способны переносить значительные количества меди, что принципиально важно для рудной специализации медно-порфировых месторождений. 3. Экспериментально изучена мобилизация микроэлементов (Li, Rb, Cs, Sr, Ba, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Tl, Pb, Y, La, Ce, Th, U) при взаимодействии вулканических пород с 0.01 М растворами уксусной, щавелевой, винной, лимонной, салициловой кислот. Экстракция микроэлементов контролируется выщелачиванием структурных компонентов основных минералов. В случае опытов по восстановительной мобилизации микроэлементов из окисленных пресноводных илов экстракция определяется восстановлением оксигидроксидов железа (III) и марганца (IV) в осадках. 4. Создана методика анализа микрокомпонентов лёгких нефтей на энергодисперсионном рентгенофлюоресцентном анализаторе "РеСПЕКТ". Удалось снизить предел обнаружения для Fe, Cu, Zn, Co, Ni до 1 г/т. Развитый подход использован при анализе биологических объектов. На новом атомно-абсорбционном спектрометре Contr 700 фирмы Analityc Jena внедрены методики группового анализа компонентов в природных водах, горных породах, образцах руд. Достигнута хорошая сходимость с аттестованными международными стандартами и результатами, полученными в лаборатории методом ИСП-МС («Элемент 2). По теме опубликовано 27 статей, 11 тезисов, получен 1 патент. Статьи в журналах 1. Авессаломова И.А., Дьяконов К.Н., Савенко А.В., Харитонова Т.И. Геохимическая трансформация постмелиорированных ландшафтов. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География, 2014, № 2, с. 17–24. 2. Арискин А.А., Данюшевский Л.В., Маас Р., Костицын Ю.А., Мак-Нил Э., Меффре С., Николаев Г.С., Кислов Е.В. Довыренский интрузивный комплекс (северное Прибайкалье, Россия): изотопно-геохимические маркеры контаминации исходных магм и экстремальной обогащённости источника. // Геология и Геофизика, 2014, т. 51. 3. Бадюков Д.Д., Корнеева Г.А., Савенко А.В. Трансформация структурно-функциональных характеристик материкового стока р. Черной и морских вод Севастопольской бухты в зимний период. // Проблемы региональной экологии, 2014, № 3, с. 69–75. 4. Демидова С. И., Назаров М. А., Аносова О. М., Костицын Ю. А., Нтафлос Т., Брандштеттер Ф. U-Pb датирование циркона лунного метеорита Dhofar 1442. // Петрология, 2014, т. 22, № 1, с. 3-20. 5. Криволуцкая Н.А., Плечова А.А., Костицын Ю.А., Беляцкий Б.В., Рощина И.А., Свирская Н.М., Кононкова Н.Н. Геохимические аспекты ассимиляции базальтовыми расплавами вмещающих пород при образовании норильских медно-никелевых руд. // Геохимия, 2014, т. 52, № 2, с. 147-170. 6. Липатникова О.А., Гричук Д.В., Григорьева И.Л., Хасанова А.И., Шестакова Т.В., Бычков А.Ю., Ильина С.М., Пухов В.В. Формы нахождения микроэлементов в донных отложениях Иваньковского водохранилища. // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2014, № 1, с. 37-48. 7. Лубкова Т.Н., Яблонская Д.А., Шестакова Т.В., Пухов В.В. Геохимические особенности состава поверхностных вод Находкинского медно-порфирового рудного поля, Чукотка. // Вода: химия и экология, 2013, № 12, с. 29-34. (в 2013, не учтена). 8. Макарова М.А., Карасева О.Н., Алехин Ю.В., Мамедов В.И., Шипилова Е.С., Пухов В.В. Сорбционное взаимодействие редкоземельных элементов с минералами бокситоносных латеритных кор выветривания. // Экспериментальная геохимия. 2014. Т. 2. № 3. С. 332-337. http://exp-geochem.ru/JPdf/2014/03/Makarova_rus.pdf 9. Манджиева Г. В., Бычков Д. А., Бычков А. Ю. Экспериментальное исследование распределения меди, никеля и кобальта между нефтяной и водной фазой. Экспериментальная геохимия. 2014 Т. 2. № 3. С. 338-342. http://exp-geochem.ru/JPdf/2014/03/Mandzhieva_rus.pdf 10. Мухамадиярова Р.В., Смирнова А.С. Определение ртути в природных твёрдых образцах. // Вестник Московского Университета, 2014. Серия 4. Геология. №1. 11. Савенко А.В. Экспериментальное определение растворимости кремнезема и коэффициента активности в нормальной и распресненной морской воде. // Океанология. 2014. Т. 54, № 2, с. 189–192. 12. Савенко А.В. Физико-химический механизм перераспределения фосфора в осадках высокопродуктивных районов океана (по данным экспериментального моделирования). // Геохимия, 2014, № 5, с. 476–480. 13. Савенко А.В., Бреховских В.Ф., Покровский О.С. Миграция растворенных микроэлементов в зоне смешения вод Волги и Каспийского моря (по многолетним данным). // Геохимия, 2014, № 7, с. 590–604. 14. Савенко А.В., Савенко В.С. Материковый сток твердых веществ как источник растворенного кальция в океане. // Океанология, 2014, т. 54, № 4, с. 484–489. 15. Савенко В.С., Зезин Д.Ю., Савенко А.В. Фтор в поверхностных и грунтовых водах бассейна среднего течения р. Клязьмы. // Водные ресурсы, 2014, Т. 41, № 5, с. 544–552. 16. Савенко А.В., Покровский О.С. Миграция растворенных веществ в устье р. Серебрянки бассейна Японского моря (Сихотэ-Алинский заповедник). // Водные ресурсы, 2014, т. 41, № 6, с. 579–584. 17. Тарнопольская М.Е., Бычков А.Ю. Экспериментальное исследование устойчивости фторидных комплексов галлия при 89–250° С и давлении насыщенного пара воды. // Экспериментальная геохимия. 2014. Т. 2. № 3. С. 352-355. http://exp-geochem.ru/JPdf/2014/03/Tarnopolskaya_rus.pdf 18. Borisova A.Y., J-P Toutain, Dubessy J., Pallister J., Zwick A., Salvi S.H2O–CO2–S fluid triggering the 1991 Mount Pinatubo climactic eruption (Philippines). // Bulletin of Volcanology, 2014, v. 76, pp. 800-809. 19. Borisova A.Y., Faure F., Deloule E., Grégoire M., Béjina F., de Parseval P., Devidal J.L. Lead isotope signatures of Kerguelen plume-derived olivine-hosted melt inclusions: Constraints on the ocean island basalt petrogenesis // Lithos, 2014, v. 198, pp. 153-171. 20. Filatova D.G., Seregina I.F., Osipov K.B., Foteeva L.S., Pukhov V.V., Timerbaev A.R, Bol'shov M.A. Determination of gallium in biological fluids using inductively coupled plasma mass spectrometry. // J. Analytical Chemistry, 2013, v.68, № 2, pp. 106-111. (в 2013 не учтена). 21. Ilina S.M., Drozdova O.Y., Lapitskiy S.A., Alekhin Y.V., Demin V.V., Zavgorodnyaya Y.A., Viers J., Shirokova L.S., Pokrovsky O.S. Size fractionation and optical properties of dissolved organic matter in the continuum soil solution-bog-river and terminal lake of a boreal watershed. // Organic geochemistry, 2014, v.66, p.14-24. 22. Migdisov Art A., Bychkov A.Yu., Williams-Jones A.E., van Hinsberg V.J. A predictive model for the transport of copper by HCl-bearing water vapour in ore-forming magmatic-hydrothermal systems: Implications for copper porphyry ore formation. // Geochimica et Cosmochimica Acta, 2014, v.129, pp. 33-53. 23. Nukolova N., Baklaushev V., Abakumova T., Bychkov D. a oth. Targeted delivery of cisplatin by Сonnexin 43 vector nanogels to the focus of experimental glioma c6. // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014. V. 157, № 4, pp. 524–529. 24. Velásquez G., Béziat D., Salvi S., Siebenaller L., Borisova A.Y., Pokrovski G.S., de Parseval P. Formation and deformation of pyrite and implications for gold mineralization at the El Callao Mining District, Venezuela. // Economic Geology, 2014, v. 109, pp. 457-486. 25. Гурский Ю.Н. О процессах катионного обмена и аутигенного минералообразования на ранних стадиях литогенеза во внутренних морях. Геохимия литогенеза. Материалы Российского совещания с международным участием. Сыктывкар. Республика Коми. 17-19 марта 2014 г. С. 203-206. 26. Савенко А.В., Сергеев В.И., Сапожников Ю.А., Степанова Н.Ю. Иммобилизация полония на искусственных сорбционно-осадительных геохимических барьерах как способ дезактивации жидких радиоактивных отходов с низким уровнем активности. // Материалы XIII Международн. конф. “Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр”. Москва–Тбилиси. М.: РУДН, 2014, с. 370–373. 1. Бугаев И.А., Бычков А.Ю., Калмыков Г.А. Методика выделения керогена из нефтематеринских пород баженовской свиты. Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ, МГУ, 2014 год, секция Геологии http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1187684&uri=bugaev_et_al_2014.pdf 2. Макарова М.А., Карасева О.Н., Алехин Ю.В., Пухов В.В. Сорбционное взаимодействие редкоземельных элементов с минералами бокситоносных латеритных кор выветривания. // Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. ВЕСЭМПГ-2014. Тезисы докладов, с.52-53. 3. Макарова М.А., Шипилова Е.С., Алехин Ю.В., Пухов В.В. Экспериментальное изучение перераспределения элементов под действием органических кислот в латеритных корах выветривания. // Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. ВЕСЭМПГ-2014. Тезисы докладов, с.53-54. 4. Манджиева Г.В., Бычков Д..А., Бычков А.Ю. Экспериментальное исследование распределения меди, никеля и кобальта между нефтяной и водной фазой. // Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии ВЕСЭМПГ-2014. Тезисы докладов, с. 54. 5. Мухамадиярова Р.В., Макарова М.А. Адсорбция ртути на латеритах Гвинеи (Западная Африка). // Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. ВЕСЭМПГ-2014. Тезисы докладов, с.58-59. 6. Тарнопольская М.Е., А.Ю. Бычков. Экспериментальное исследование устойчивости фторидных комплексов галлия при 155, 200° С и давлении насыщенного пара воды. // Всероссийский ежегодный семинар по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. ВЕСЭМПГ-2014. Тезисы докладов, с.76-77. 7. Шанина В.В., Герке К.М., Бычков А.Ю., Корост Д.В., Фуникова В.В. Комплексная методика изучения изменений состава, строения и свойств вулканогенных пород под воздействием гидротермальных процессов // V Всероссийская школа молодых ученых "Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия": Сборник материалов лекций и тезисов, ИПХФ РАН, Черноголовка, 2014, с. 95-98. 8. Шанина В.В., Герке К.М., Бычков А.Ю., Корост Д.В., Гилязетдинова Д.Р., Фуникова В.В. Корреляция данных рентгеновской микротомографии и свойств вулканогенных пород. // Материалы III Всероссийской научной конференции "Практическая микротомография", Санкт-Петербург, 2014, с. 171-173. 9. Ariskin A.A., Danyushevsky L.V., Konnikov E.G, Kislov E.V., Kostitsyn Yu.A., Nikolaev G.S. Isotope evolution of magma sources of the Yoko-Dovyren intrusion, northern Transbaikalia, Russia. // Abstracts of 2014 Convention & 11th International Conference on Gondwana to Asia (20-21 Sept 2014, Beijing, China). Abstr. Volume IAGR Conference Series 2014, № 20, p.8-9. 10. Savenko A.V., Savenko V.S. Terrigenic sedimentary material as the source of dissolved calcium in the ocean // Abstracts of the 24th Annual V.M. Goldschmidt Conf. June 8–13, 2014. Sacramento, California, USA. P. 2193. http://goldschmidt.info/2014/uploads/ abstracts/finalPDFs/2193.pdf 11. Shanina V., Gerke K.M., Bychkov A., Korost D., Funikova V. Comprehensive method of studying changes in the composition, structure and properties of rocks under the influence of hydrothermal processes. // Reports 8-th Biennial Workshop on Japan-Kamchatka-Alaska Subduction Processes, 2014, с. 1-4. Патент: 1 Ряховский В.М., Кононов О.В., Бычков А.Ю., Комарова Я.С., Олейникова О.В., Блаев Б.Х., Хакулов В.А., Поставнин Б.Н. Способ комплексной переработки хвостов флотационного обогащения молибденовольфрамовых руд #2509168, 10 марта 2014.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ (2015)
Результаты этапа: 1. При обработке результатов анализов проб континентальных вод Европейской части России выделены устойчивые группы микроэлементов, в составляющих речного стока, включая элементы – гидролизаты, в том числе редкоземельные, объединяющиеся в своем поведении вокруг железа, алюминия. При анализе парных корреляций найдено, что с этими элементами миграционно связаны и адсорбционные комплексы с ОВ гуминовой природы, частично истинно растворенные в фульватных комплексах, а также комплексах с карбоновыми кислотами (тяжелые редкоземельные элементы). Из экспериментальных и литературных данных при интерпретации растворимости HgO найдено значение lg KH(298) = –2,61. Показано, что в результате процесса редокс - диспропорционирования валентных форм ртути обеспечивается вымывание окисленных форм из газовой фазы при появлении жидкой воды, что снимает ряд необъясненных противоречий в наблюдениях за динамикой изменения концентраций ртути, как в водах и термах Камчатки, так и в воздухе. 2.Определены константы устойчивости хлоридных комплексов галлия при 300-400°С и давлении до 500 бар, фторидных комплексов галлия при 100-250°С и давлении насыщенного пара воды методом растворимости. В результате были получены необходимые для физико-химических расчетов параметры хлоридных и фторидных комплексов галлия. Проведенные термодинамические расчеты для условий грейзеновго процесса показали закономерности разделения галлия и алюминия и позволили обосновать использование геохимического индикатора Ga/Al. 3. Установлены закономерности низкотемпературной фосфатизации силикатов на основе данных длительных экспериментов по изучению взаимодействия различных силикатных минералов с фосфат-содержащими растворами в широком диапазоне кислотности среды. Параметры реакции фосфатизации роговой обманки, ортоклаза, лабрадорита имеют те же числовые значения, что и для глинистых минералов (каолинита и монтмориллонита). Этот эффект возникает, если фосфатизации подвержены не эти минералы, различающиеся по структуре и составу, а вторичная силикатная фаза, образующаяся при взаимодействии силикатов с водой и устойчивая в определенном диапазоне кислотности вод. 4. При экспериментальном моделировании трансформации состава анаэробных пресных вод при аэрации получены количественные характеристики перехода из растворенного во взвешенное состояние в процессе аэрации для железа, марганца и 36 микроэлементов (Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ag, Rb, Cs, Sr, Ba, Be, Al, Ga, Cr, Ti, Zr, U, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, B, V, Ge, As, Mo и W). Установлено, что максимальное снижение концентраций растворенных форм наблюдается для железа и марганца: до 0.03 и 0.2 мг/л, что соответствует растворимости свежеосажденных оксигидроксидов этих элементов. Среди других микроэлементов высокая степень удаления характерна для элементов-гидролизатов (Cr, Zr, Al, Ga, Be, Ti, большинства р.з.э.) и некоторых тяжелых металлов (Zn, Ag, Cd, Co). Новые данные о поведении микроэлементов позволяют не только прогнозировать изменение их концентраций в зависимости от кислородного режима водоема, но и использовать полученные закономерности при разработке мероприятий по устранению аномалий природного или антропогенного происхождения за счет искусственного создания анаэробных условий для накопления растворенных форм железа в водной толще с последующей аэрацией.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Полный отчет по теме Otchet_po_teme_lab.za_2011-2015__g.doc 164,5 КБ 21 января 2016 [alekhin]