Пропустить команды ленты
Пропустить до основного контента
SharePoint
 
 

Заведующий: Севастьянов Вячеслав Сергеевич

ученая степень и звание: доктор тех. наук

Телефон: (499) 137-59-49

E-mail: vsev@geokhi.ru

 

Состав лаборатории: 26 сотрудников, в т.ч. 2 доктора наук,  9 кандидатов наук.

 

(список сотрудников)

 

Личные страницы:

 

Власова Людмила Никодимовна

 

Воропаев Сергей Александрович

 

Днестровский Алексей Юрьевич

 

Иванов Андрей Александрович

 

Камалеева Аделя Ильдусовна

 

Карев Александр Николаевич

 

Кодина Людмила Аркадьевна

 

Коробейник Галина Сергеевна

 

Немченко-Ровенская Алла Семеновна

 

Немченко Татьяна Николаевна

 

Севастьянов Вячеслав Сергеевич

 

Стрижов Валентин Пантелеймонович

 

 

    Лаборатория была создана в 1973 году. Ее возглавил приглашенный академиком А.П.Виноградовым доктор наук Э.М. Галимов. Задача лаборатории - изучение поведения соединений углерода в природе, их влияние на течение геохимических процессов. Методической основой является изучение вещества на изотопном и молекулярном уровне. Изотопный подход позволяет взаимосвязано изучить столь удаленные по своей природе и происхождению вещества как алмазы, нефть, карбонаты, метеориты. Молекулярный уровень позволяет разобраться в химической истории сложных комплексов, которыми представлено в природе биогенное органическое вещество и его производные.
    Также задачами лаборатории являются: генезис углеродосодержащих природных веществ - нефти, газов, алмазов, графита и др.; геохимия изотопов углерода; теория фракционирования изотопов; закономерности преобразования органического вещества от живых к ископаемым формам; эволюция биосферы; происхождение жизни и ранняя история Земли.
    Лаборатория специализируется на таких направлениях как: органическая геохимия, химическое содержание процессов, сопровождающих превращение биологического вещества в ископаемые формы; теоретическое и экспериментальное развитие геохимии изотопов углерода; исследования в океане; геохимия углеводородных газов; алмазы; биологическое фракционирование изотопов и многих других.

 

1. Направления исследований
2. Методы анализа и аппаратура.
3. Достижения


1. Направления исследований:


• Органическая геохимия. Химическое содержание процессов, сопровождающих превращение биологического вещества в ископаемые формы. Эволюция отдельных биохимических компонентов: лигнина, аминокислот, порфиринов, липидов;


• Теоретическое и экспериментальное развитие геохимии изотопов углерода;


• Исследования в океане. Лаборатория активно участвовала в программе глубоководного бурения в океане, в том числе на борту буровых судов "Гломар Челленджер" и "Джоидес Резольюшен". Организовывала рейсы НИС "Академик Борис Петров";


• Нефтеобразование. Проблема происхождения нефти. Решение практических задач нефтяной геологии на месторождениях Пермского Прикамья, Западной Сибири, Тимано-Печорского региона, Баренцева моря;


• Геохимия углеводородных газов. Источники, механизм и зональность газообразования. Решение практических задач геологии газа на месторождениях Западной Сибири;


• Биологическое фракционирование изотопов. Экспериментальное исследование внутримолекулярных и межмолекулярных изотопных эффектов в биомолекулах. Теория фракционирования изотопов в биологических системах;


• Алмазы. Вариации изотопного состава углерода алмазов из метеоритов, кимберлитовых трубок, россыпей и ударного метаморфического генезиса, алмазов содержащих разный парагенезис минеральных включений, имеющих разную морфологию и внутреннее строение. Экспериментальное и теоретическое исследование кавитационного синтеза алмазного вещества:

 

а)влияние динамических параметров кавитационного процесса на структуру алмазного вещества;

 

б)влияние структуры и состава углеродосодержащей рабочей жидкости на кавитационный синтез алмазного вещества;


• Глобальные изменения изотопного баланса углерода в биосфере;


• Углерод в истории формирования планет и Луны;


• Физико-химическое и математическое моделирование возможных процессов предбиологической эволюции.

 

•Модернизация экспериментальной установки моделирующей реакции первичной атмосферы Земли.


2. Методы анализа и аппаратура:


• Масс-спектрометрический изотопный анализ;


• Хроматография;


• СHNO-анализ;

 

• пиролиз.


 3. Достижения:

 

    В 1968 г. опубликовал фун­даментальный труд Галимова Э.М. «Геохимия стабильных изото­пов углерода» (1968), в котором впервые систе­матически изложена геохимия изотопов отдель­ного химического элемента, имеющего наиболее сложную геохимическую историю.

 

    Впервые были установлены закономерно­сти распределения изотопов в разных фракциях нефти, смолах, асфальтенах и индивидуальных уг­леводородов. Выполнены экспериментальные и теоретические исследования по термодинамике и кинетике изотопных реакции в углеводородных системах. Составлены таблицы полученных изо­топных термодинамических величин, которые лег­ли в основу интерпретации поведения изотопов в системах, содержащих органические соединения. Эти пионерские разработки опередили аналогич­ного рода исследования, проводившиеся за рубе­жом. Результаты проведенных изысканий обоб­щены в монументальной книге Э.М. Галимовым «Изотопы углерода в нефтегазовой геологии» (1973), которая была переведена в 1975 г. на английский язык в США.

 

    В 1974-1977 гг. были получены уникальные данные по распределению изотопов внутри молекул хлорофилла, порфиринов, мономеров лигнина. Выявилось принципи­альное различие распределения изотопов в биомолекулах и их синтетических аналогах. Предло­жен новый метод распознавания биогенных и абиогенных соединений, позволивший решить, в частности, спор об «органическом или неоргани­ческом» происхождении нефти. Была создавал теорию изотоп­ных эффектов в органических соединениях. Раз­работал метод изотопических чисел связей. Введено в химию изотопов представление о внутримоле­кулярных изотопных эффектах. Впервые были вычислены β-факторы (внутримолекулярный изотопный эффект) для тяжелых углеводородов (пропана, бутана, бензина, толуола и других).

 

    В середине 70-х годов Э.М. Галимовым совместно с А.Л. Бучаченко, Ю.Н. Молиным  и Р.З. Сагдеевым был открыт ядерно-спиновый изотопный эффект (научное открытие №300, 1976 г.). В 1982 г. были сформулированы принципы аддитивности в изотопной термодинамике. Установлено явление закономерного, зависящего от хи­мического строения (термодинамически упорядо­ченного), распределения изотопов в биомолеку­лах. Итоги многолетних исследований были обобщены в монографии Э.М. Галимова «Природа биологического фракцио­нирования изотопов» (1984), переведенной на ан­глийский язык в 1985 г. в США.

 

    В 1976 г. сотрудники лаборатории приняли участие в экспедиции бу­рового судна «Гломар Челленджер». По исследованиям геохи­мии дна океана в 1982 была опубликована книга Э.М. Галимова и Л.А. Кодиной «Исследова­ние органического вещества и газов в осадочной толще дна Мирового океана», в которой обсуждаются вопросы эволюции органического вещества в специфических условиях глубоководных океанических отложений.

 

     В 1973 г. была опубликована работа Э.М. Галимова «Кавитация как меха­низм синтеза природных алмазов», а в журнале «Nature» - статья «Possibility of Natural Diamond Synthesis under Conditions of Cavitation occurring in a Fast-moving Magmatic Melt» (1973), в которой была предложена гипотеза о возможности образования алмазов при возникновении кавита­ции в быстротекущей магматической жидкости. Э.М. Галимов совместно с Н.В. Соболевым установил в конце 70-х годов различие изотопных характери­стик алмазов ультраосновного и основного (эклогитового) парагенезиса. Позже были исследованы другие формы углерода, связанные с кимберлитовым магматизмом - карбонаты, органический уг­лерод, включения в оливинах и пиропах, сопут­ствующих алмазам. Это нашло отражение в работе Э.М. Галимова «Isotope fractionation related to kimberlite magmatism and diamond formation» (1991), где представлена модель алмазообразования и пове­дения эндогенных форм углерода в мантии.

 

    В 2008 г. для доказательства теории кавитационного синтеза алмазов были проведены эксперименты по симметричному кавитационному коллапсу в среде бензола  с использованием экспериментальной установки, выполненной на базе Кафедры внутриствольной баллистики МВТУ.

 

    Показано, что при выполнении двух противоположно направленных взрывов пороховых зарядов с интервалом 20—50 мкс имеет место образование кластеров алмазного вещества размером 30—60 мкм в форме правильных додекаэдров. Полагая исходный размер кавитационных полостей (пузырей) равным 1 мм, можно считать, что имеет место сжатие полостей по объему в 8—10 тыс. раз менее, чем за 10-3 сек, что соответствует повышению температуры в кавитационной полости до 2—3 тыс. градусов  и  увеличению  давления до 2—3 тыс. кг/см2. Эти параметры являются первой оценкой термодинамических условий при симметричном кавитационном коллапсе. Такие условия отвечают области устойчивого состояния алмазного вещества, что и показали проведенные эксперименты. Алмазная природа возникающих в данных условиях новообразований доказана соответствием их Раман-спектров спектрам заведомых природных алмазов.

 

    В 1986 г. в лаборатории был впервые разработан изотопно-фракци­онный метод выявления нефтематеринских пород, позволяющий определять отложения, которые да­вали начало той или иной залежи нефти. Это было важно для оценки запасов и планирования разведочных работ на месторождениях многих регионов страны. В 1988 г. была сформулирована но­вая концепцию газообразования, на ранней ста­дии превращения гумусового органического ве­щества, которая позволила объяснить происхож­дение гигантских скоплений газа в сеноманских отложениях Западной Сибири. Установлена связь между изотопным составом природных газов и степенью зрелости органического вещества. Сформулирован механизм образования углеводородных газов. Разработан механизм корреляции нефть-нефть, нефть-горная порода, основанная на сопоставлении картины изотопного распределения в тех же самых фракциях нефти и органического вещества. Метод был успешно применен для идентификации нефтематеринской породы в Волго-Уральском и Западно-Сибирском районах.

 

    Проблемы глобальной планетоло­гии, ранней истории Земли и космохимии являют­ся предметом давних научных интересов Э.М. Галимова. В 1966 г. он выдвинул гипотезу аккреции вещества верхней оболочки Земли из протопланетного ве­щества типа углистых хондритов. Концепция и ее варианты получили широкое распространение. В 1972 г. был исследован изотопный состав углерода лунного грунта, доставленного автоматической стан­цией «Луна-16». Был создан сценарий ранней истории Земли, включавшей представление о бо­гатых водой и органическим веществом углистых хондритах, как источнике воды и предбиологических соединений на Земле. Разработана модель восстановительной эволюции Земли, вызванной многоэтапным образованием коры.

 

    В 90-е годы Э.М. Галимов основал научную школу «Гло­бальный цикл углерода: мантия-кора-океан-атмо­сфера», в которой развиваются три крупных на­правления:

 

1. Геохимия органического углерода, включая геохимию нефти и углеводородных га­зов, механизм метанообразования, поведение органического вещества и газов в осадках Мирового океана, битуминологии и спектральный анализ.

 

2. Изотопная геохимия, включая теорию фракци­онирования изотопов, изотопный состав углерода в природных объектах, масс-спектрометрия и изо­топный анализ.

 

3. Углерод в планетарном цикле, включая проблемы происхождения Луны и ран­ней истории Земли, условия зарождения биосфе­ры, механизмы образования алмазов, поведение углерода в условиях мантии.