«Наука в Сибири»
№ 18 (2154)
15 мая 1998 г.
БУРЯТИЯ -- УНИКАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
К 25-летию Геологического института СО РАН в Улан-Удэ
Основой для создания академического института геологического профиля в Бурятии послужила уникальность геологического строения региона, связанная с расположением его в Центрально-Азиатском складчатом поясе, с широким развитием гранитных пород (Ангаро-Витимский гранитный батолит -- один из крупнейших в мире, с площадью выхода на севере Бурятии более 100 000 кв. км), наличием внутриконтинентальной рифтовой зоны, в которой располагается наш уникальный Байкал, и многочисленных месторождений и проявлений цветных, редких и благородных металлов. Все это и предопределило создание института и тематику его исследований.
Подготовила В. МАКАРОВА.
г. Улан-Удэ.
Геологический институт БНЦ СО РАН был организован в 1973 году на базе геологического отдела Бурятского института естественных наук СО АН СССР. Большую организационную работу провели руководители отдела Ц.Очиров, Г.Андреев, председатель БФ СО АН Р.Филиппов, первый заместитель председателя Президиума СО АН академик А.Трофимук и академик-секретарь Отделения геологии, геофизики и геохимии АН В.Смирнов.
Первым директором института был Федор Петрович Кренделев. Этот незаурядный человек много сделал для того, чтобы институт сформировался и закрепился среди институтов Сибирского отделения. Под его руководством была создана аналитическая база института, которая остается неизменной и до настоящего времени.
Следующий десятилетний этап в истории института связан с именем Николая Леонтьевича Добрецова. Это время широкого распространения в институте современных представлений плейттектоники и геодинамики, детальных и глубоких работ по палеогеодинамическим реконструкциям Забайкалья и Восточного Саяна, выделению и изучению офиолитовых ассоциаций. Развивалось геохимическое и радиогеохимическое направления, метод радиоизотопных индикаторов, позволившие провести первый в Бурятии Международный симпозиум по авторадиографии в 1988 году. Восьмидесятые годы -- это годы второго десанта ученых из Новосибирска и создания новой лаборатории -- корреляции эндогенных процессов. Было много молодежи, вечеров, юбилеев, защит диссертаций. Нельзя сказать, что в эти годы не было проблем, но, как кажется сейчас, это было время расцвета института.
Что касается 90-х годов, в это время сплошных потерь и кризисов, институту удалось не только выжить, но и достичь неплохих результатов по отдельным показателям. Это стало возможным во многом благодаря следующим директорам Э.Конникову и А.Миронову. Так, первая же оценка институтов по публикуемости в рецензируемых журналах в 1996 г. вывела ГИН на первое место среди институтов СО РАН по наукам о Земле. Достаточно много грантов РФФИ -- один на 3--4 научных сотрудника. Проводятся исследования, организуются экспедиции совместно с американскими, китайскими, французскими учеными.
Основные научные направления института связаны с изучением истории развития, строения и состава земной коры и верхней мантии в Байкальском регионе, условий формирования и закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых на территории Прибайкалья и Забайкалья, сейсмичности и сейсмопрогноза в Байкальской рифтовой зоне, экологии и радиоэкологии природных вод и эксплуатируемых месторождений.
Большинство направлений ведут крупные ученые, широко известные не только у нас в стране, но и за рубежом. Так, большой резонанс в научном мире получили исследования роли мантийного вещества и воды в формировании гранитоидных магм и связанного с ними оруденения.
Слово доктору геолого-минералогических наук Б.Литвиновскому:
-- Если посмотреть на геологическую карту, то Забайкалье выделяется, как красное пятно -- это многочисленные граниты. Такого количества и разнообразия нет нигде, место даже называют "морем гранита". Это уникальная природная лаборатория, которая позволяет с наибольшей достоверностью решить вопрос об условиях происхождения гранитных магм. Наша задача -- определить, насколько влияет мантия на формирование гранитной магмы. Считалось, что эти магмы образуются в пределах коры (в основном, в верхней части). А у нас получалось, что глубинные потоки, которые идут чуть ли не от ядра Земли, влияют на их формирование. В последние годы мы стали заниматься смешением магм, т.к. пришли к тому, что для разного типа гранитов просто подмешано разное количество мантийного материала. Мы пытаемся доказывать, что некоторые типы гранитов образуются не в коре, а непосредственно в мантии. В связи с этим мы применяем нетрадиционную методику: сочетание детального петрологического изучения ключевых массивов, на которых разрабатываем модели, это с одной стороны. А с другой -- обобщение данных по гранитоидам по большим территориям, что позволяет надежно установить применимость этих моделей к крупным массам гранитных магм. Естественно, что нам не хватает своих возможностей и мы активно взаимодействуем как с нашими учеными, так и с зарубежными. Благодаря этому стало возможным получить уникальный материал по изотопии кислорода для этих гранитов.
Сейчас наша лаборатория начала следующую работу -- изучение сиенитовых магм. Слава Богу, у нас всегда были условия для работы: наши проекты поддерживает Сибирское отделение, с 1993 г. -- РФФИ, дважды -- фонд Сороса, NSF.
Хорошо известны крупные обобщения по геологическому строению и палеогеодинамическим реконструкциям Центрально-Азиатского складчатого пояса (д.г.-м.н. А.Булгатов, чл.-корр. РАН И.Гордиенко).
Детально исследована история геологического развития Байкальского региона, запечатленная в виде окаменевших органических остатков в древних толщах осадочных отложений или в виде ископаемых костей грызунов и крупных млекопитающих -- в молодых осадках (доктора наук Ю.Бутов, М.Ербаева, Н.Калмыков).
Маргарита Александровна Ербаева представляет главные результаты работы:
-- Впервые была изучена история формирования фауны мелких млекопитающих Западного Забайкалья, начиная с 2 млн лет назад до современности. Открыты и исследованы палеонтологические материалы из 60 местонахождений плиоцен-плейстоценового возраста. Сейчас участвуем в работе по интеграционному проекту "Изменение климата и палеосреды в плейстоценгалоцене".
Основываясь на результатах анализов костей ископаемых животных, можем проследить последовательную смену фауны. Устанавливаем видовой состав в прошлом, сравниваем с современным. К примеру, много прошлых видов полевок исчезли или сократили ареал (степная, желтая). Это дало возможность определить, что в прошлом, вплоть до 54 градуса северной широты, до Баргузина, были сухие степи. Ближе к галоцену (примерно 10 тысяч лет тому назад) изменение климата началось в сторону большего увлажнения на севере и оно, естественно, вызвало появление лесов. Степи сохранились сейчас только на юге Бурятии.
Исследования по динамике природной среды Байкальского региона ведем совместно с французскими учеными.
Особое внимание в институте уделяется изучению новейших геологических процессов, приведших к формированию озера Байкал и современного рельефа (к.г.-м.н. И.Резанов).
Кроме общегеологических направлений в институте широко развиваются рудно-геохимические исследования, связанные с изучением геохимических элементов в земной коре и мантии, закономерностей формирования рудных месторождений, с разработкой методов их поиска и прогноза (доктора геолого-минералогических наук А.Ковалевский, Д.Царев, Г.Андреев, кандидаты геолого-минералогических наук П.Ходанович, П.Осокин, А.Куликов и др.).
Еще одно исследование, проводимое в институте (д.г.-м.н. Ф.Рейф, к.г.-м.н. К.Стельмачонок, к.т.н. Ю.Ишков), -- определение условий отделения флюида от кристаллизующейся гранитной магмы, прослеживание его эволюции после удаления из магматической камеры, определение роли в формировании рудных месторождений. В качестве основного источника (носителя) необходимой информации используются расплавные и флюидные микровключения в минералах, термометрическое и аналитическое изучение которых стандартным комплексом методов позволяет оценить температуру и давление на разных стадиях процесса, определить состав минералообразующей среды в отношении главных компонентов. Для определения концентрации рудообразующих элементов в захваченных минералом растворах используется разработанная Ф.Рейфом и Ю.Ишковым методика атомной эмиссионной спектроскопии с лазерным вскрытием флюидных включений, размер которых не превышает, как правило, 10-8 мкм. Хотя по ряду показателей эта методика уступает новейшим зарубежным разработкам в области микроанализа, на ее основе коллективными усилиями сотрудников НИИ из Улан-Удэ, Новосибирска, Иркутска, Владивостока, Москвы, Алма-Аты впервые в мировой практике проведено систематическое изучение металлоносности рудообразующих растворов, участвовавших в формировании разнотипных рудных месторождений. Результаты этих исследований опубликованы в ведущих отечественных и международных журналах.
Кроме фундаментальных проблем геологии и геохимии, решаемых на примере Байкальского региона, в институте много внимания уделяется исследованиям, связанным с развитием минерально-сырьевого комплекса Бурятии. В институте составлены и переданы в производственные организации геоморфологическая и геодинамическая карты Забайкалья, карта цеолитоносности территории Бурятии. Ведется оценка платиноносности и золотоносности новых для Бурятии типов месторождений, связанных с углеродистыми отложениями и офиолитовыми комплексами. Получены положительные результаты, позволяющие надеяться на существенное расширение ресурсной базы этих металлов на Восточном Саяне и в Северном Прибайкалье. Осуществляется изучение закономерностей формирования подземных водных ресурсов Бурятии с целью их рационального использования и охраны. Проводятся актуальные работы по оценке технологических характеристик и экологически безопасной эксплуатации месторождений редких, цветных и благородных металлов.
Директор ГИН д.г.-м.н. А.Миронов рассказывает:
-- В специфических условиях формирования сланцев, связанных с офиолитовыми комплексами, обнаружились горизонты, обогащенные золотом с содержанием вплоть до промышленного. Такой тип золота не был известен. Это новый генетический тип золоторудных месторождений. Самое главное, он практически бескварцевый, сульфидный, пирротиновый. Иногда это -- арсенопирит-пирротиновые руды. Содержание золота доходит до 20 г на тонну. Важно то, что опровергнуто утверждение о том, что в пирротиновых рудах золота не может быть. Кроме того, есть и другие типы минерализации на Саянах, которые нельзя еще назвать месторождением, но похоже, что перспективы есть. Это связано с углеродистыми породами различного генезиса. В них часто встречается самородное золото, серебро, есть соединения платины. Это пока минералогические находки, но перспектива промышленной значимости этих объектов есть.
Исследования ведутся как в рамках фундаментальной проблемы по изучению генезиса благородных металлов, новых нетрадиционных месторождений, так и для чисто прикладных целей -- расширения сырьевых ресурсов Бурятии. Геолком продал уже лицензию на разработку двух участков московской и санкт-петербургской компаниям.
В последние годы активно развивается новое направление сейсмотектонических и сейсмопрогнозных исследований Байкальской рифтовой зоны.
-- Основной задачей лаборатории методов сейсмопрогноза и геофизической партии является разработка оптимального комплекса методов для долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного прогноза землетрясений на Байкале и прилегающих территориях и создание комплексных пунктов сейсмического, тектоно-магнитного, гидрогеохимического и радонового мониторинга. В настоящее время проводятся работы по созданию сейсмостанций в Улан-Удэ и в Центральной Бурятии, по оборудованию самоизливающихся и "сухих" скважин на Байкале и вблизи города.
Мы составляем карты, на которых фиксируется распространение напряжений в земной коре, такие ежегодные срезы. Идет стадия накопления фактического материала. Сейчас на основе вибрационных технологий мы наладили дефектоскопию зданий. В Улан-Удэ сложные инженерно-геологические условия: активные разломы, сейсмичность и т.п. Все, что строилось до 1981 года, конструктивно не отвечает современным нормам. Так что проблема достаточно острая для районов старой застройки. Для определения дефектоскопии зданий мы взяли за основу методику фиксирования микроколебаний, разработанную в Институте автоматики и электрометрии СО РАН. Сейсмодатчики фиксируют микроколебания зданий, мы проводим инженерное обследование, анализируем состояние зданий, наличие трещин, искривление стен и т.п. Таким образом, есть возможность заключать договора и зарабатывать.
Большую работу по оценке радоновой опасности в Улан-Удэ проводит Бурятский исследовательский радиологический центр, образованный при институте. Он располагает современным оборудованием и приборами для определения практически любых концентраций естественных и искусственных радиоактивных изотопов в горных породах, воде, почве, воздухе и продуктах питания, разрабатывает новые методики их определения.
Институт располагает хорошей аналитической базой, позволяющей производить анализ широкого круга элементов на современных установках атомно-абсорбционного и рентгено-спектрального методов, осуществлять микрозондовый и изотопный анализы вещества.
В настоящее время электронно-зондовый микроанализ является одним из основных методов изучения состава минералов при решении различных задач петрологии и геохимии. Подавляющее большинство современных автоматизированных приборов, на которых выполняется анализ, производится зарубежными фирмами. Стоимость этих приборов достигает 1 млн долларов, поэтому приобрести их практически невозможно. Единственным отечественным предприятием, производившим электроннозондовые микроанализаторы, являлся Красногорский механический завод. Один из таких приборов -- МАР-3, был приобретен институтом в 1991 г. Опыт показал, что прибор фактически непригоден для аналитических целей из-за множества конструктивных недоработок.
В течение нескольких лет в
лаборатории микроанализа (к.г.-м.н. Н.Карманов, С.Канакин)
проводились работы по автоматизации прибора и устранению явных
конструкторских погрешностей. Было устранено большинство
недоработок, разработано оригинальное программное обеспечение,
позволяющее проводить качественный и количественный анализ в
автоматизированном режиме. В настоящее время по основным
техническим характеристикам (производительность, пределы
обнаружения элементов, точность) модернизированный
микроанализатор МАР-3 не уступает большинству современных
приборов.
При разработке программного обеспечения особое внимание
было уделено удобству пользовательского интерфейса, а также
надежности. Поэтому многие геологи-заказчики самостоятельно
осуществляют анализ своих препаратов на приборе при
незначительной помощи аналитиков. Разработана оригинальная
методика учета наложений спектральных линий, что позволило
относительно легко осуществлять анализ редкоземельных минералов,
определять стронций в силикатных минералах и т.п. До сих пор
выполнение такого вида анализов представляет сложную проблему в
большинстве лабораторий, занимающихся микрозондовым анализом.
Заканчивает рассказ об институте директор А.Миронов:
-- В свете последних изменений в структуре СО РАН Геологический институт вошел как самостоятельная единица в Объединенный институт геохимии и геологии (совместно с Иркутским институтом геохимии СО РАН). Объединение во многом неформальное, поскольку мы и ранее тесно сотрудничали по многим вопросам экспериментальной геохимии, геодинамики и петрологии гранитоидов. Сейчас есть все возможности, чтобы объединить усилия и по другим направлениям. Создан объединенный ученый совет, основной функцией которого является координация всех работ наших институтов в рамках программ Сибирского отделения. Опыта работы подобного рода объединенных институтов (из разных городов) еще нет, поэтому трудно сказать, что может ожидать нас в дальнейшем. Будем надеяться, что этот путь окажется правильным и перспективным.
На снимках:
-- директор института, д.г.-м.н. А.Миронов;
-- ученый секретарь Н.Карманова;
-- д.г.-м.н. Б.Литвиновский;
-- член-корр. РАН И.Гордиенко;
-- д.б.н. М.Ербаева;
-- Н.Алексеева, М.Ербаева на разрезе плейстоценовых отложений у
горы Тологой;
-- зав.лабораторией гранито- и рудообразования, д.г.-м.н. Ф.Рейф;
-- зав.лабораторией сейсмопрогноза, к.г.-м.н. Г.Татьков;
-- Ю.Очиров за установкой МАР-3;
-- зав.лабораторией микроанализа, к.г.-м.н. Н.Карманов;
-- С.Канакин.
Фото В.Новикова.
стр.