Группа в составе ЦКП проводит самостоятельные научные исследования и аналитически сопровождает научно-исследовательские работы, которые выполняются в ДВГИ ДВО РАН и других академический институтах, а также курирует дипломные работы студентов геологических специальностей ДВФУ. 

Информация, полученная в результате изучения включений, используется во многих областях геологических знаний: для реставрации состава минералообразующей среды и выявления особенностей ее эволюции во времени и пространстве; при решении вопросов петрогенезиса и тектоники в сложных сериях магматических и метаморфических пород; для оценки состава магм и их происхождения по соотношениям совместимых с расплавами элементов и другим признакам; данные, полученные методами термобарогеохимии по включениям в эффузивах, дают возможность прогнозировать вулканические извержения.  

Информация о методе рамановской (КР) спектроскопии

Спектроскопия комбинационного рассеяния (КР), или Рамановская спектроскопия – спектроскопический метод изучения колебательных, вращательных и иных низкочастотных мод исследуемого вещества в интервале приблизительно от 2 до 4000 см-1, основанный на явлении неупругого (комбинационного, Рамановского) рассеяния монохроматического света в видимом, ближнем УФ или ближнем ИК диапазонах.

Спектры КР очень чувствительны к природе химических связей – как в органических молекулах и полимерных материалах, так и в неорганических кристаллических решетках и кластерах. По этой причине каждое определенное вещество, каждый материал обладает своим собственным, индивидуальным КР спектром, который является для него аналогом «отпечатка пальцев».

Рамановские спектрометры анализируют комбинационное рас­сеяние света (эффект Рамана), характеризующее связи в молекулах исследуемого вещества (твёрдого, жидкого или газообразного) (Frezzotti, 2012), сопровождающееся заметным изменением его частоты. Для получения раман-спектров возможно использовать очень малый объем вещества (< 1 мкм³).

Суть метода заключается в том, что через образец исследуемого вещества пропускают луч с определенной длиной волны, который при контакте с образцом рассеивается. В спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Эти лучи с помощью линзы собираются в один пучок и пропускаются через светофильтр, отделяющий слабые (0,001 % интенсивности) рамановские лучи от более интенсивных (99,999%) рэлеевских. «Чистые» рамановские лучи усиливаются и направляются на детектор, который фиксирует частоту их колебания. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением.

Исследуемое вещество может быть как твердым, так и газообразным. Основные приложения Рамановской спектроскопии в минералогии: идентификация минералов; определение их фазового состава; изучение жидких и газообразных включений в минералах.

Оборудование.

Рамановская спектрометрия представлена  спектрометр комбинационного рассеяния LabRamHR 800 (Horiba Scientific, Франция). Спектрометр оборудован встроенным стандартным He-Ne лазером (Pmax-20мВт, длина волны=632.8нм, красный цвет) и доукомплектован внешним Ar+ лазером (Pmax-200мВт) с настраиваемой длиной волны в интервале от 454 до 514нм.

Спектральное разрешение прибора зависит от решетки и диапазона регистрации спектра, который, в свою очередь, простирается от длины волны возбуждающего лазерного излучения в длинноволновую область. Например, для решетки 1800 ш/мм при работе с лазером 514 нм разрешение составляет – 1.5-2.2 см-1 , для лазера 633 нм соответственно – 0.6-1.2 см-1. В диапазоне между 450 нм и 850 нм точность волнового числа для решетки 1800 ш/мм составляет +/- 1 см-1.

В состав комплекса, кроме рамановского спектрометра, входят микроскоп Olimpus BX 41, блок управления спектрометром, компьютер и монитор. Высокостабильный микроскоп Olympus BX41 имеет градуировку фокуса 1 мкм. В комплекте имеются следующие объективы: 10 Х (NA 0.25), 50 X (NA 0.7), 100 X (NA 0.9). Микроскоп Olympus BX 41 в комплексе с цифровой фотокамерой спектрометра HR 800 позволяет выводить на экран и производить запись на жесткий диск компьютера цветных изображений (с разрешением 1280×1024 пикселей) исследуемых областей образцов при различном увеличении (×100, ×500, ×1000). Могут быть изучены твердые, газово-жидкие, жидкие включения в прозрачных минералах

Для опытов с флюидными включениями используется оптический поляризационный микроскоп для геологических исследований NIKON 100 POL (Япония, Jeol, 2007 г.) в комплекте стермостоликом TS1500 (0 +1500^°C) для расплавных включений, термостоликом и криостоликом THMS600 (-190 +600^°C) для флюидных включений в режиме реального времени. Поляризационный микроскоп и термостолики оснащены компьютером с программным обеспечением, оптическим стереомикроскопом для пробоподготовки, осветителями, аксессуарами для установки цифровой фотокамерыи др. комплектующими.

К достижениям последних лет, полученным при использовании аналитического оборудования группы термобарогеохимии и Раман-спектроскопии, относятся следующие:

1. В результате исследований методами термобарогеохимии и Рамановской спектроскопии установлено, что в корундах из марундитов первичные включения состоят из дочерней фазы диаспора, газовая фаза представляет собой смесь углекислоты и метана. На основании комплексного геолого-петрологического и минералого-геохимического изучения пород месторождения, марундитов и корундов, а также применения современных аналитических методов предложена модель образования корунда месторождения Сутара (Буравлева С.Ю.)

Buravleva S.Y.,Smirnov S.Z., Pakhomova, Fedoseev D.G. Sapphires from the Sutara placer in the Russian Far East // GEMS & GEMOLOGY, GEMOLOGICAL INSTITUTE OF AMERICA, USA, 2016. Volume LII, No. 3, p. 252-264

2. Сопоставление термобарогеохимических характеристик гидротермальных растворов и флюидов, сопровождающих формирование гранитов татибинской серии (Малиновский рудный узел), показало присутствие признаков, указывающих на возможность признания генетической связи вольфрамового оруденения с гранитами этой группы (Д.Г. Федосеев)

Федосеев Д.Г., Пахомова В.А., Гвоздев В.И., Зарубина Н.В., Буравлева С.Ю., Тишкина В.Б. Критерии связи скарнового шеелит-сульфидного месторождения Кордонное с разновозрастным магматизмом  // ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2014. № 6, с. 486–496.

3. По результатам изучения расплавных включений в кварце игнимбритов приморского комплекса определены параметры анатектических магматических расплавов: температура 950°С, давление 0.6-1 кбар, концентрация воды в расплаве до 5 мас. %. По данным рамановской спектроскопии, в газовой фазе расплавных включений установлено присутствие СО₂ и Н₂, а в составе стекла – H₂O (фиг. 3). Микрозондовый анализ выведенных на поверхность пластины расплавных включений и содержащихся в расплаве твердых фаз показал, что первичный расплав был сверхнормативно обогащен SiО₂ (до 79 мас. %), Al₂О₃ (до 11 мас. %). Твердые фазы в расплавных включениях представлены Ва- содержащим кпш, титанитом и роговой обманкой.

Таким образом, установлено, что первичный расплав был сверхнормативно обогащен Si, Al, K, Na и Ba. Сравнение микроэлементного состава игнимбритов и раннемеловых аркозовых песчаников показало, что они однотипны по содержаниям Sn, Zn, Pb, Ba, Rb, Sr, Nd, Sm, Eu, Th, U и др. Высокие содержания бора в игнимбритах аналогичны содержаниям бора в песчаниках, где бор присутствует в виде кластогенного турмалина (Ростовский, Хетчиков, 2000). Формирование расплава связано с палингенными очагами в верхней коре, сформированными при преобладающем участии терригенных пород Таухинской аккреционной призмы (Карась О.А.). 

Раткин В.В., Елисеева О.А., Pandian M.S., Орехов А.А., Madhusmita Mohapatra, Vishnu Priya S.K. Этапность и условия формирования продуктивных минеральных ассоциаций Дальнегорского боросиликатного месторождения (Сихотэ-Алинь) // ЗАПИСКИ РОССИЙСКОГО МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА, 2017. Ч CXLVI, №5. С.1-19.

Работы последних лет по обозначенному направлению выполняются при финансовой поддержке ряда проектов РФФИ, РНФ, ДВО РАН.

Группа термобарогеохимии и Раман-спектроскопии активно взаимодействует с сотрудниками институтов ДВО РАН (ИАПУ, ИХ), проводя совместные экспериментальные исследования, а также со студентами и преподавателями ДВФУ.