Достижения

Основные достижения

Важнейшие достижения ГИ КНЦ РАН

На основе научного прогноза и научно-прикладных исследований выделена Кольская платинометальная провинция; главные ее месторождения поставлены на государственный баланс. Работы внесли большой вклад как в фундаментальные знания о генезисе месторождений элементов платиновой группы, так и в увеличение запасов в России этого стратегически важного минерального сырья.

В ГИ КНЦ РАН более 20 лет успешно работает Кольский центр коллективного пользования геохронологических и изотопно-геохимических исследований. На твердофазной и газовой геохронометрической аппаратуре, включая масс-спектрометр Finnigan-MAT-262, изучаются U-Pb-изотопные системы акцессорных минералов, а также Sm-Nd и Rb-Sr изотопные системы породообразующих минералов. При этом в Кольском центре коллективного пользования впервые в России поставлено и проводится U-Pb датирование единичных зёрен циркона и их фрагментов с использованием искусственного радиоизотопа 205Pb, что обеспечивает мировой уровень исследований. Объектами исследований являются горные породы Балтийского щита, Центральной России, Сибири, Дальнего Востока, Японии, Европы и ряда других регионов, при этом возраст пород варьирует от архейского до палеозойского.

Заложены основы фундаментальных и прикладных исследований изотопии благородных газов в минералах, горных породах, природных газах и подземных водах Земли. Создан новый метод датирования застойных подземных вод, использующий равновесие концентраций гелия в системе вода-порода. Метод успешно использован для выявления мест возможного захоронения токсичных отходов в Швейцарии. Работа не имеет аналогов в мировой практике.

Создана методика определения 3Н - 3Не* возраста подземных вод и вод открытых водоемов, не имеющая аналогов в России, и получены первые результаты датирования подземных вод Хибинского горнорудного района. Уникальные возможности 3Н - 3Не* метода обусловлены тем, что материнский изотоп тритий (3Н) непосредственно входит в состав молекулы воды, а дочерний гелий-3 (3Не*) является самым консервативным (инертным) и малораспространенным на Земле изотопом. Метод позволяет определять время перемещения вод из областей водосбора в точки водозаборов на оптимальной шкале 50 лет, правильно планировать использование вод региона и принимать адекватные решения в случае превышения в них предельно допустимых концентраций вредных веществ.

Заложены основы фундаментальных и прикладных исследований изотопии благородных газов в горных породах, природных газах и подземных водах Земли. Они стали отправной точкой для рассмотрения происхождения изотопов в ходе галактического синтеза, ядерных процессов в звездах и их эволюции в галактиках, ранней Солнечной системе и планете Земля, что позволило выполнить геохимическое моделирование формирования и эволюции нашей планеты и получить количественные характеристики потоков масс, атомов и основных резервуаров Земли – от аккреции планеты до современной тектоники плит. Результаты этих исследований, опубликованные в монографии I. Tolstikhin & J. Kramers ”The Evolution of Matter, from the Big Bang to the present day Earth” (Cambridge Publishers, 2008, 520 p.), не имеют аналогов в научной литературе.

На основе изучения текстурно-структурных особенностей и фациальной природы осадков четвертичного периода, их радиоуглеродного и палеонтологического датирования определена динамика изменения климата и эпох оледенений в пределах Кольского региона и северной Карелии. Проведены неотектонические реконструкции развития земной коры для ряда участков Кольского региона, где доказано сохранение гляциоизостатических и собственно тектонических компонентов активности, что необходимо учитывать при строительстве жилых и промышленных объектов.

Проведены эксперименты по электромагнитному зондированию Земли с помощью мощных контролируемых источников тока. Среди них особое место занимает не имеющий аналогов в мире эксперимент "Хибины", осуществлённый с помощью магнитогидродинамического генератора, создававшего электрический ток около 20 тысяч ампер. В результате были установлены основные черты электропроводности литосферы до глубин 100–150 км, уточнено глубинное строение Печенгской и Имандра-Варзугской рудоносных рифтогенных структур и намечены новые потенциально рудоносные объекты.

Комплексное исследование разреза Кольской сверхглубокой скважины – единственной в мире скважины такого типа, – позволило получить уникальные данные о минеральном и химическом составе горных пород и их физических свойствах до глубины 12262 м, а также внести существенные коррективы в представления о глубинном строении и тектоническом развитии земной коры северной части Балтийского щита.

Комплексные исследования палеозойских щелочных и щелочно-ультраосновных интрузий Кольского региона, часть из которых не имеет аналогов в мире (Хибинский, Ловозерский и Ковдорский массивы) значительно расширили представления о тектонических и петрологических процессах формирования месторождений апатита, бадделеита, железной руды, слюд и редких металлов, а также внесли весомый вклад в их освоение и эксплуатацию.

Исследованы минералообразующие системы, с которыми связаны уникальные по масштабам и минеральному разнообразию месторождения минерального сырья, включая стратегическое: Хибинский и Ловозерский щелочные интрузивные комплексы, ультраосновные щелочные массивы с карбонатитовыми сериями, дифференцированные редкометальные гранитные пегматиты полосы Колмозеро-Воронья и др., анорогенные щелочно-гранитные и щелочно-сиенитовые массивы с редкометальными метасоматитами и амазонитовыми пегматитами. Сотрудниками ГИ КНЦ РАН открыто 90 новых минеральных видов (по данным на 1 мая 2014 г), что составляет третью часть из 269 – общего количества новых минералов, открытых на объектах Кольского региона.

Особое место в изучении месторождений полезных ископаемых Кольского региона занимают результаты исследований медно-никелевых месторождений Печенгского и Мончегорского рудных районов, а также месторождений кианита в Кейвском рудном районе. Первые в послевоенном развитии страны способствовали удовлетворению ее потребностей в стратегическом медно-никелевом сырье и значительно расширили фундаментальные знания об условиях образования месторождений этого типа, а вторые обеспечили теоретическую и практическую базу для разработки высокоглиноземистых кейвских сланцев – крупнейшего в мире потенциального источника алюминиевого сырья.

Минералогическими исследованиями природных микропористых титаносиликатов положено начало новому направлению в теории минералообразующих процессов, а также в практическом применении этих знаний – в синтезе микро- и нанопористых минеральных фаз, способных абсорбировать отходы промышленного производства, опасно загрязняющие окружающую среду.

Установлены закономерности формирования месторождений полезных ископаемых (каолинов, вермикулита, песчано-гравийных смесей, кирпичных глин, редкометальных россыпей, торфяников, сапропелей и др.), приуроченных к рыхлому покрову северо-восточной части Балтийского щита, и разработаны критерии их поисков. На генетической основе рассмотрены и систематизированы обстановки возникновения, условия локализации и сохранности кластогенных и органогенных полезных ископаемых в осадочном чехле области развития четвертичных оледенений.

Результаты изучения Печенгско-Имандра-Варзугской палеорифтогенной зоны стали основой для детальной стратиграфической шкалы палеопротерозоя всей северной части Балтийского щита и позволили наметить главнейшие рубежи, на которых происходили принципиальные изменения в палеопротерозойском лито- и тектоногенезе. В настоящее время исследованиями как российских, так и зарубежных ученых установлен глобальный характер этих изменений.

Ученые ГИ КНЦ РАН сыграли ведущую роль в успешном проведении многолетнего крупного международного проекта СВЕКАЛАПКО (Свекофеннский ороген—КАрельский кратон—ЛАПландско-КОльский ороген) по изучению геодинамики архейской и плаоерпотерозойской литосферы. Результаты проекта подтвердили и расширили представления отечественных и зарубежных геологов о палеопротерозойском коллизионном тектогенезе с позиций тектоники литосферных плит, ставшие отправной точкой для современных тектонических исследований.

Фундаментальные знания о минералогии и петрологии гранитоидов как основы архейской континентальной коры Кольского региона, полученные традиционными методами, в настоящее время дополнены геохимическими, геохронологическими и изотопно-геохимическими данными. Вся совокупность этих знаний позволила датировать главный рост этой коры концом мезоархея и началом неоархея, выявить свидетельства существования в прошлом палеоархейской континентальной коры и тем самым обеспечить дальнейшее развитие теоретических представлений о развитии Земли в архее.

На стыке естественных и математических наук созданы и успешно развиваются новые научные направления: (1) систематический комбинаторно-геометрический анализ полиэдрических структур (включая фуллерены и их аналоги) и реальных кристаллографических простых форм в связи с принципом диссимметрии П.Кюри и (2) структурный анализ кристаллической горной породы как пространства с различными топологиями и неевклидовыми метриками.

Основные достижения:

2022 год

На основе комплексных изотопно-геохронологических и геохимических исследований определена и детализирована последовательность эволюции вещества BIF-формации Оленегорского и Кировогорского железорудных месторождений с сопутствующей благороднометалльной минерализацией.

Впервые установлено, что структурная организация западной части арктического шельфа России обусловлена сложным сочленением трех разновозрастных континентальных литосферных плит в пермь-раннетриасовое время при закрытии Уральского палеоокеана, что существенно меняет взгляды на геодинамическую эволюцию данного региона.

Впервые на основе палеосейсмогеологических, литологических, хронологических, палинологических и диатомовых данных выполнены реконструкции палеоэкологических обстановок для центральной части Кольского региона (северо-восток Фенноскандинавского щита), представлена региональная стратиграфическая схема голоцена, отражающая его подразделение на ранний (11 550–8200 калиброванных лет назад (кал.л.н.), средний (8200–4000 кал.л. н.) и поздний (последние 4000 кал.л.н.), которое также согласуются с тремя выявленными этапами активизации сейсмичности региона. (ГИ КНЦ РАН, СПбГУ, ИППЭС КНЦ РАН, ФГБУ "ВСЕГЕИ")

2021 год

Выделен новый для Карело-Кольского региона генетический тип месторождений благородных металлов – метаморфизованные золото-серебряные месторождения как элементы древнейших из установленных на докембрийских щитах (2,82 млрд лет) порфирово-эпитермальных рудных систем, что расширяет перспективы золотоносности Балтийского щита.

Расширены перспективы алмазоносности Западной части АЗРФ.

Разработан метод прогнозирования свойств рудных минералов (химический состав, средний размер зерен, взаимоотношения с другими минералами) по химическому составу пород с помощью машинного обучения.

Разработана и апробирована методика оценки температур литосферы Карело-Кольского региона по данным глубинного электромагнитного зондирования с контролируемым источником и аудио-магнитотеллурических измерений.

2020 год

Открыто явление фракционирования REE в ходе роста фергусонита-(Y) (YNbO₄) из пегматитового раствора-расплава, что может быть использовано для создания высокотехнологичных REE-содержащих материалов с постепенным изменением свойств по объему единого кристалла.

Усовершенствован метод определения концентраций He в поровых водах для оценки их подвижности, что используется для анализа гидрологических систем и решения вопросов о возможности захоронения радиоактивных и токсичных отходов, СО₂ и аналогичных задач, связанных с проницаемостью среды.

Впервые определено время кристаллизации (280213 млн лет) и последующих метасоматических преобразований (272814 млн лет) турмалин-мусковитовых гранитов как вероятных источников вещества для крупнейшего Колмозерского месторождения лития.

Разработан метод автоматического 3D картирования месторождений без эталонной выборки по данным химического состава пород, что повышает точность моделирования, предсказуемость состояния недр и, как следствие, снижает ошибки при разработке месторождений.

2019 год

Два типа контактового малосульфидного платинометалльного оруденения, несущего основную часть запасов ЭПГ на Фенноскандинавском щите, было выделено по способу концентрации сульфидов на примере многофазного Мончегорского расслоенного комплекса. Оруденение первого типа (донная залежь) образовано путем гравитационного накопления обогащенных ЭПГ сульфидных капель вблизи дна магматической камеры. Сульфидная жидкость при этом просачивается через поровый расплав кумулатов, вязкость которого понижена благодаря миграции флюида из фундамента, подвергшегося масштабному частичному плавлению в связи с предварительным нагревом ранними интрузивными фазами. Оруденение второго типа сформировано в результате кристаллизации поздних интрузивных фаз, обогащенных сульфидами на глубине, и образует базальные жильные поля (Южная Сопча) и интрузивные брекчии (Габбро-10). В пределах Кольского региона наиболее перспективным является второй тип оруденения, представленный известным крупным месторождением Федорова тундра, аналоги которого рекомендуются для детального изучения.

Третьей находкой в мире стало обнаружение гафнона в редкометалльных пегматитах цезий-литиевого месторождения Васин-Мыльк. Аномально высокогафниевый циркон, переходящий в каймах кристаллов в гафнон, обнаружен в участках тонкозернистого грейзена альбит-лепидолит-кварцевого состава. Экстремальное фракционирование Zr и Hf происходило при кристаллизации циркона из насыщенного глиноземом расплава с летучими элементами (B и F) в ассоциации с холтитом, эльбаитом и стибиотанталитом. Процесс протекал при температурах кристаллизации циркона в диапазоне 470–350 °С на самом позднем гидротермальном этапе эволюционирующей пегматитовой системы. (ГИ КНЦ РАН, ИГГД РАН, ИГ КомиНЦ УрО РАН)

Выявлены металлогенические закономерности формирования суперконтинентов в истории Земли и описан механизм пространственной изменчивости содержания ЭПГ и Au в коматиитах зеленокаменных поясов архея - в приэкваториальных областях Земли они обогащены данными элементами в большей степени, чем образованные в высоких широтах. Показано, что зародившиеся в экваториальной зоне архейские континентальные массивы перемещались по ее поверхности закономерно, в результате чего современная линия экватора практически полностью совпадает с гипотетической линией палеоэкватора архейского времени. Это позволяет пересмотреть представления о характере и масштабах дрейфа континентов в истории Земли.

Завершена разработка нового итерационного алгоритма решения двухмерной нелинейной задачи магниторазведки для синформных структур с ядрами, сложенными магнитными породами. Это алгоритм позволяет оценить глубину залегания киля магнитного ядра и степень наклона осевой поверхности, а в случае колчановидных синформ – длину складки вдоль ее оси x. Изучение складки по серии профилей, полностью покрывающих ее на поверхности, позволяет построить трехмерную модель складки. Алгоритм был проверен на тестовых задачах и крупной Серповидной колчановидной складки в Кейвском террейна Кольского региона.

Для осуществления оперативного и стратегического планирования горных работ, а также прогноза и предотвращения горных ударов в АО "СЗФК" внедрена созданная специалистами ГИ КНЦ РАН 3D геолого-структурная модель с результатами геодинамического районирования месторождения Олений Ручей (Хибины) и ранжирования тектонических структур по опасности.

2018 год

Показано, что концентрическая зональность Ковдорской фоскорит-карбонатитовой трубки обусловлена пристеночной кристаллизацией форстерита, сопровождающейся разрушением силикатно-карбонатно-феррифосфатной структуры расплава, с последующим массовым осаждением апатита и магнетита и отжимом остаточного карбонатитового расплава, обогащённого редкими металлами, в осевую зону. Состав форстерита и других сквозных минералов фиксирует смену восстановительного режима минералообразования на окислительный при переходе от форстеритовой зоны трубки к апатит-магнетитовой и вновь к восстановительному в осевой зоне трубки.

Описан и обоснован полициклический и многоступенчатый механизм обогащения континентальной земной коры рудными элементами, который приводит к увеличению концентраций полезных компонентов в рудных залежах от древних комплексов к молодым как в фанерозое, так и в докембрии.

Результаты изучения Lu-Hf изотопной системы в цирконе из пород различного состава северо-восточной части Балтийского щита позволили: (1) выявить отдельные генерации циркона в мезоархейских плагиогнейсах Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3), содержащие палеоархейское вещество, что согласуется с присутствием в породах обрамления СГ-3 циркона с U-Pb возрастом 3,3 и 3,4 млрд лет, (2) установить, что исходные расплавы неоархейских щелочных и субщелочных магматических пород Кейвского блока могли произойти в результате плавления метасоматически измененных пород нижней коры при внедрении в нее базитовых магм, и (3) с учетом данных других изотопных систем выделить ксеногенный, магматический, метаморфогенный и инъекционно-магматический генетические типы циркона и показать, что формирование нижней коры Кольского региона происходило на этапах 2,8; 2,79–2,74; 2,5-2,4; 1,75 и 0,33 млрд лет.

В эвдиалитовых малиньитах Ловозёрского массива открыт новый слоистый титаносиликат селивановаит, NaTi₃(Ti,Fe,Na)₄[(Si₂O₇)₂(O,OH)₄ (OH,H₂O)₄]·nH₂O, представляющий собой продукт преобразования породообразующего мурманита под вздействием высококальциевых гидротермальных растворов, образовавшихся при переработке ксенолитов оливиновых базальтов, по схеме Na+ + Ti⁴⁺  Ca²⁺ + Fe³⁺, с существенной перестройкой структуры гетерополиэдрических слоёв H и HOH-пакетов.

Открыт новый теллурид платины – митрофановит Pt₃Te₄, обнаруженный в малосульфидной руде месторождения Восточное Чуарвы в Восточно-Панском массиве. Минерал назван в честь академика Ф.П. Митрофанова, организатора и руководителя изучения Кольской платинометальной провинции.

Завершено исследование основных технологических свойств комплексных Fe, Ti, V, Cu, Ni, Co, PGE руд Колвицкого месторождения и разработаны научные основы технологии их обогащения. Предложена принципиально новая бездоменная технология переработки титаномагнетитовых руд, основанная на карботермическом восстановлении железа с получением ильменита, металлического железа, высокованадиевого продукта, коллективного Cu, Ni, Co, PGE концентрата. Предлагаемая технология позволяет извлечь благородные металлы и снизить потери ванадия при переработке титаномагнетитовых руд.

2017 год

В зоне тектонического сочленения Стрельнинского зеленокаменного пояса и пояса Имандра-Варзуга выявлены новые золоторудные объекты, в том числе наиболее крупное в Кольском регионе рудопроявление Сергозерское. По результатам сопоставления геолого-структурных характеристик, петрографических особенностей, минерального и химического состава рудоносных пород Стрельнинского пояса и известных месторождений золота в зеленокаменных поясах Фенноскандинавского щита и в провинции Сьюпериор в Канаде сделан вывод о высокой перспективности всего Стрельнинского пояса на месторождения золота (ГИ КНЦ РАН, ОАО «Центрально-Кольская экспедиция»).

Установлено, что в породах Ковдорской фоскорит-карбонатитовой трубки распространение (окси)экссолюционных включений шпинели и/или минералов группы ильменита в магнетите определяется её концентрической зональностью. Температура распада титаномагнетита и соответствующая фугитивность кислорода уменьшаются к осевой зоне трубки от 500 до 300 °С и от NNO+1 до NNO–3. Оба этих фактора определяют скорость диффузии катионов в магнетите: сравнительно низкая скорость диффузии Ti и Al в магнетите осевой зоны трубки обусловливает равномерный рост экссолюционных включений, а более высокая скорость в краевой зоне – пропорциональный (ГИ КНЦ РАН, ЦНМ КНЦ РАН).

В ходе мониторинга выделения молекулярного водорода на Ловозерском редкометальном месторождении выявлены основные факторы, обусловливающие динамику газовыделения, что позволило предложить модель миграции и оценить плотность потока водорода и определило возможность использования предложенной методики для прогноза интенсивности выделения опасных газов при ведении горных работ (ГИ КНЦ РАН, ГоИ КНЦ РАН, ООО «Ловозерский ГОК»).

Отношения радиогенных изотопов благородных газов к изотопам атмосферного происхождения (4He*/20NeAТМ, 4He*/40ArAТМ, 21Ne*/21NeAТМ, 40Ar*/40ArAТМ) в углеводородных месторождениях свидетельствуют о более молодом возрасте месторождений относительно возраста вмещающих пород (ГИ КНЦ РАН, University of Oxford, ГИН РАН, СПбГУ, ИКИ РАН, ВСЕГЕИ).

Установлена связь ранее предложенного алгебраического описания выпуклых полиэдров с алгоритмом Е.С. Фёдорова генерирования их полного комбинаторного многообразия. Доказаны теоремы, характеризующие их упорядочение на числовой прямой. Тем самым классическая кристалломорфология увязана с современной комбинаторной теорией выпуклых полиэдров, что особенно важно для комбинаторно асимметричных форм. С помощью авторских компьютерных программ решена задача Роме де Лиля о вершинных и рёберных усечениях всех кристаллографических закрытых простых форм (ГИ КНЦ РАН).

2016 год

Обобщение данных по месторождениям и рудопроявлениям Кольской редкоземельной провинции доказывает её лидерство в Российской Федерации по запасам и возможностям глубокой переработки сырья. Перспективные для попутного извлечения оксиды редкоземельных металлов, запасы и ресурсы которых в целом составляют 60 Мт, определяют ценность кейвских Zr-REE, африкандских Fe-Ti и хибинских P-Ti-Al руд. (ГИ КНЦ РАН, ЦНМ КНЦ РАН)

Впервые при изучении позднеплейстоцен-голоценовых донных отложений из котловин изолированных бассейнов побережья Белого моря выявлены морфолитостратиграфические их подразделения – литолого-стратиграфические единицы (ЛСЕ). ЛСЕ являются стратогенами и представляют собой совокупность бассейновых осадков, которые обособлены в разрезе, имеют характерные вещественный состав и условия залегания, а также геоморфологическую приуроченность к озерным котловинам. (ГИ КНЦ РАН, ИГ КарНЦ РАН)

Разработан альтернативный (не использующий точечных групп симметрии) способ описания комбинаторно асимметричных (примитивных триклинных) кристаллических полиэдров, асимптотически преобладающих среди выпуклых полиэдрических форм. Введено понятие числового имени выпуклого полиэдра, получаемого из матрицы смежности его рёберного графа. Категория асимметрии выпуклого полиэдра определена независимо от категории симметрии. Доказан ряд теорем об упорядочении выпуклых полиэдров на числовой прямой. Результаты закладывают основу комбинаторной и теоретико-числовой теории, дополняющей классическую кристалломорфологию. (ГИ КНЦ РАН)

На северо-востоке Балтийского щита выделена сейсмотектоническая зона, в которой в конце позднеледниковья и в голоцене возникали мощные землетрясения. Это по новому характеризует сейсмический потенциал платформенных территорий и отдельных ее участков (ГИ КНЦ РАН, ИФЗ РАН, МИТПЗ и МГ РАН)

На основе обобщения результатов многолетних исследований состава, локализации и выделения горючих и взрывоопасных водородно-углеводородных газов в породах и рудах Хибинских апатито-нефелиновых и Ловозерского редкометального месторождений обоснована специфика их газоносности и разработаны рекомендации безопасной эксплуатации. (ГИ КНЦ РАН)

Зональность Западнокейвского щёлочногранитного массива с его безрудной лейкократовой центральной частью и более меланократовой краевой зоной, вмещающей Zr-REE месторождения, определяется последовательной кристаллизацией кварца, альбита, микроклина, эгирина и арфведсонита, которая привела к формированию высокощелочных остаточных расплавов, обогащённых Fe, REE и Zr, и лавинному отложению сначала циркона, затем LREE- и HREE-минералов вследствие неустойчивости их комплексов в щелочной среде. (ГИ КНЦ РАН, ЦНМ КНЦ РАН, ИХТРЭМС КНЦ РАН)

В магнетито-серпентиновых рудах месторождения Сахаваара (Сев. Швеция) открыт новый галофосфат кальция горяиновит, Ca₂PO₄Cl, реконструирован и экспериментально изучен процесс его образования, разработана новая схема высокотемпературного синтеза и определены рамки термической стабильности при использовании в качестве люминофора для светодиодных источников белого света. (ГИ КНЦ РАН, ЦНМ КНЦ РАН, СПбГУ)

На основе U-Pb и Sm-Nd изотопно-геохимических исследований стратиформных (рифовых) Pt-Pd месторождений Мончегорского рудного узла выявлены закономерности их более раннего формирования в интервале 2506–2504 млн лет по сравнению с базальными (краевыми) Pt-Pd месторождениями и рудопроявлениями с возрастом 2478–2463 млн лет.

Структурным анализом Кольской щелочной изверженной провинции выявлена глубинная тектоническая зона по линии Салланлатва – Вуориярви – Ковдозеро – Турий Мыс – кимберлиты Терского и Зимнего берега, контролирующая размещение редкометалльных месторождений в западной части и алмазоносных кимберлитов – в восточной (ГИ КНЦ РАН).

2015 год

С использованием двух взаимно ортогональных промышленных ЛЭП длиной 109 и 120 км выполнен уникальный для мировой практики эксперимент “FENICS” по глубинному частотному зондированию литосферы Фенноскандинавского щита в КНЧ-СНЧ диапазоне (частоты 0.1-200 Гц). По результатам измерений сигналов, зарегистрированных на удалениях до 5600 км от излучающих антенн, установлено отчетливое влияние ионосферы и токов смещения на характер распространения сверхнизкочастотного электромагнитного поля, обнаружена высокая степень горизонтальной однородности (одномерности) электрического разреза литосферы Фенноскандинавского щита в интервале глубин 10-50 км, на западе Карелии и в Центральной Финляндии обнаружена аномалия пониженного поперечного сопротивления литосферы, конформная с областью погружения границы Мохоровичича до глубины 55-60 км. (ГИ КНЦ РАН, СПбФ ИЗМИРАН, ЦФТПЭС КНЦ РАН)

Показано, что для формирования устойчивого растительного покрова на техногенных пустошах Арктики в качестве мелиорантов можно использовать серпентинсодержащие отходы обогащения флогопитовых руд, оптимизирующие pH, снижающие подвижность тяжелых металлов и повышающие питательный статус токсичных грунтов. (ПАБСИ, ИХТРЭМС КНЦ РАН, ГИ КНЦ РАН, Петр ГУ)

Проведен анализ эпейрогенических спектров береговых образований позднеплейстоценового и голоценового моря в депрессии реки Тулома и Кольского залива. Впервые для указанного региона получена временная привязка береговых образований разных генераций и установлены темпы регрессии береговой линии моря. Это позволяет с большей точностью проводить палеоэкологические и тектонические реконструкции на северо-востоке Фенноскандинавского кристаллического щита, где находятся важные объекты народно-хозяйственного и оборонного значения (ГИ КНЦ РАН).

2013 г.

На основе геолого-геофизических и изотопно-геохимических данных для Pt-Pd провинций – палеопротерозойской Восточно-Скандинавской на Балтийском щите и позднепалеозойской Норильской на Сибирском кратоне – выявлена плюмовая интракратонная природа для интрузий Балтийского щита и перикратонная - для норильских интрузий (ГИ КНЦ РАН, ИГГ УрО РАН).

Впервые определено время формирования редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк с продуктивной ассоциацией лепидолит-альбит-микроклин-сподумен-поллуцит. К одному из самых ранних минералов в исследуемых пегматитах относится микролит, U-Pb (TIMS) изотопный возраст которого составил 2454±8 млн. лет. Полученное значение отвечает времени кристаллизации микролита и, вероятно, связанного с ним тантало-ниобиевого оруденения. Возможными материнскими породами для редкометальных пегматитов месторождения Васин-Мыльк могли служить турмалиновые граниты с возрастом около 2.5 млрд. лет (ГИ КНЦ РАН).

Исследована модель дегазации мантии Земли (состоящей из одного резервуара) основанная на данных 244Pu - 238U - 129I – Xe изотопной системы. Показано, что (1) в главном резервуаре планеты, мантии, сохранилось менее 0.001 доли изначально содержавшегося количества стабильного изотопа 130Хе (параметр дегазации менее 0.001); (2) темп дегазации в течение первых сотен миллионов лет эволюции Земли превышал современный темп дегазации примерно в 100 раз; (3) неотъемлемым следствием модели является длительное время диссипации Хе из атмосферы Земли, варьирующее в зависимости от значений используемых параметров от 500 до 1500 млн лет (ГИ КНЦ РАН, ИКИ РАН).

Впервые выделена благороднометальная формация, связанная с колчеданными месторождениями палеопротерозойских рифтогенных структур Кольского региона. Установлены три типоморфные минеральные ассоциации: благороднометальная, скандий-ванадиевая и уран-редкоземельная. Благороднометальная ассоциация проявлена в двух парагенезисах: золото + минералы платиновых металлов + арсенопирит + леллингит и серебро + Sb-сульфосоли серебра + аргентопентландит + кварц. Экспериментами по электромагнитной сепарации колчеданных руд доказано концентрирование серебра в магнитной фракции, а золота и палладия ‑ в немагнитной (ГИ КНЦ РАН, ГоИ КНЦ РАН).

Впервые для тоналитовых гнейсов российской части Балтийского щита выполнена систематика Lu-Hf изотопной системы в цирконах из ортогнейсов Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3). Возникновение магм протолитов происходило при смешении расплавов, образованных при парциальном плавлении неоархейской коры основного состава с палеоархейским верхнекоровым веществом. Участие в гранитном петрогенезисе вещества палеоархейской коры подтверждается находками в ортогнейсах окружения скважины захваченных цирконов с возрастами 3330±6 и 3407±6 млн. лет (ГИ КНЦ РАН, ИГМ СО РАН, Новосибирский гос. университет, Университет Маквари (г. Сидней, Австралия)). 2012 г.

По результатам новых изотопно-геохимических исследований установлены главные этапы докембрийской эволюции Фенноскандии. Развитие континентальной коры в пределах Фенноскандинавского щита было дискретным, основные эпохи корообразования происходили в неоархее, но отдельные ядра кратонизации формировались в мезо и палеоархее. Установлены две эпохи формирования раннедокембрийских обогащенных резервуаров в мантии Лаврентии-Балтики: 2.1-2.3 млрд. лет (в ходе деламинирования и последующего рециклинга литосферных килей) и 2.8-3.0 млрд. лет (в ходе субдукции терригенных осадков). Они были источником древнейших в мире магматогенных редкометальных (Zr-REE-Y-Nb) и апатитовых месторождений (ГИ КНЦ РАН).

Установлен высокий металлогенический потенциал кианитовых сланцев Больших Кейв (Кольском п-ов) в отношении редких металлов и редкоземельных элементов. По предварительной оценке ресурсы РМ и РЗЭ в контурах кианитовых руд до глубины 100 м составляют порядка нескольких миллионов тонн. Определены минералы-носители РМ и РЗЭ, экспериментально доказана возможность их выделения в концентрат (ГИ КНЦ РАН, ИХТРЭМС КНЦ РАН).

На основе детального исследования месторождений кианита в метаморфических комплексах Урала, Карелии и Кольского полуострова выделены три морфогенетических типа кианитов: метаморфогенные, метаморфогенно-метасоматические и метасоматические. Изучены закономерности размещения месторождений высокоглиноземистого сырья на Урале, Карелии и Кольского полуострова (кианита, силлиманита, андалузита). Показано, что кианиты месторождений Урала по качеству не уступают кианитам Кольского п-ова (свита Кейв) и являются высокоперспективными рудами на огнеупорное сырье (ИГГ УрО РАН, ГИ КНЦ РАН, ИГ Кар НЦ РАН, УГГУ).

Построена 3D модель Ковдорского фоскорит-карбонатитового комплекса, отражающая закономерности размещения и характера выделений извлекаемых в концентрат (магнетит, апатит и бадделеит) и сопутствующих (шпинель, гейкилит, пирохлор, цирконолит, пирротин) минералов. Трёхмерное минералогическое картирование выявило закономерное изменение состава всех минералов в естественной последовательности пород. Карбонатсодержащие фоскориты осевой зоны рудной трубки обогащены легкими лантаноидами и скандием (ГИ КНЦ РАН, ЗАО «Минералы Лапландии»).

Разработана инновационная технология электроразведочных работ с применением контролируемых источников и промышленных ЛЭП для прогнозно-поисковых изысканий на нефть и газ в условиях Ямало-Ненецкого автономного округа (ГИ КНЦ РАН, ПГИ КНЦ РАН, ЦФТПЭС КНЦ РАН, СПбФ ИЗМИРАН).

2011 г.

Выявлены наиболее перспективные золотоносные районы Кольского п-ова, установлены и изучены минеральные концентраторы Au и Ag. Специфическим для региона является Панареченское Au-Ag месторождение – СЗ блок одноименной вулкано-тектонической структуры. С учетом геотектонической ситуации его следует рассматривать как проявление нового для региона Au-Ag-Te типа. (ГИ КНЦ РАН, ИГЕМ РАН, ИГ КарНЦ РАН, ВСЕГЕИ Минприроды России).

Впервые в Кольском регионе обнаружены средненеоплейстоценовые межледниковые морские отложения чекалинского горизонта, возраст которых относится к временному интервалу 350-290 тысяч лет назад и морской изотопной стадии (МИС) 9. Они перекрыты средненеоплейстоцетовым ледниковым горизонтом, сложенным разнофациальными осадками. (ГИ КНЦ РАН).

2010 г.

В рудных зонах Панареченской вулкано-тектонической структуры установлено несколько генераций Au и Ag, а также целый ряд теллуридов и селенидов Pb, Bi, Au и Ag. Панареченское золото-теллуридное рудопроявление – северо-западный блок одноименной структуры – относится к новому для Кольского п-ова генетическому типу.
Выявлены реперные типы циркона, характерные для гранулитовой, эклогитовой и амфиболитовой фаций метаморфизма. Выявленные закономерности представляют собой фундаментальную основу для корректной интерпретации U-Pb данных по циркону и представлены в монографии: Т.В. Каулина «Образование и преобразование циркона в полиметаморфических комплексах», Апатиты.: Изд-во КНЦ РАН, 2010, 144 с.
Построена квазитрёхмерная модель электропроводности восточной части Балтийского щита в масштабе 1:5000000 по данным сверхглубинного зондирования литосферы с применением мощных контролируемых и естественных источников (ГИ КНЦ РАН, ЦФТЭПС КНЦ РАН, СПбФ ИЗМИРАН).

2009 г.

Опубликована монография А.А. Арзамасцева, Ж.А. Федотова и Л.В. Арзамасцевой «Дайковый магматизм северо-восточной части Балтийского щита», СПб.: Наука, 2009, 383 с., с результатами комплексного исследования докембрийских и палеозойских даек Кольского региона: геолого-структурными и изотопно-геохимическими данными, возрастами наиболее крупных роёв, коэффициентами распределения примесей в главных и акцессорных минералах. Сформулированы представления об эволюции палеозойского магматизма, связи дайковых, вулканических и плутонических серий, а также условиях генерирования исходных расплавов.
Создан мобильный генератор нового поколения «Энергия-2» мощностью до 200 кВт для сверхглубокого зондирования земной коры с использованием КНЧ-СНЧ электромагнитных полей и промышленных ЛЭП. По основным характеристикам он превосходит все имеющиеся аналоги. В эксперименте «FENICS-2009» получен уникальный результат по регистрации КНЧ сигнала в диапазоне 0.642-38.22 Гц на удалении 2150 км от излучателя. (ГИ КНЦ РАН, ЦФТПЭС КНЦ РАН, ПГИ КНЦ РАН, СПбФ ИЗМИРАН, НЧО РИ НАНУ.)
Завершены поисково-разведочные работы на Фёдоровой тундре, Кольский полуостров. Большие запасы Pd, Pt и сопутствующих Ni, Cu, Au утверждены в ГКЗ и поставлены на госбаланс (ГИ КНЦ РАН, ЗАО "Фёдорово Рисорсес", ОАО "ПАНА").
По изотопным возрастам (2.5-2.4 млрд лет) и геохимии (ℰNd , Isr), составу пород и находкам Pt-Pd минерализации установлено сходство метаморфизованных гранатовых анортозитов Главного хребта и друзитов Беломорья с расслоенными неметаморфизованными рудными пироксенит-норит-габбро-анортозитами, что позволило расширить число перспективных объектов Кольской платинометальной провинции.
Геологическими и изотопно-геохимическими данными обоснован особый тренд геодинамического развития неоархейского Кольско-Лапландско-Карельского кратона в раннем палеопротерозое (2.5-2.0 млрд лет). Длительное образование интраплитных рифтогенных вулканитов, роёв даек, интрузивов ультрабазит-базитового состава и обширный нижнекоровый базитовый андерплейтинг привели к формированию одной из крупнейших в мире Восточно-Скандинавской изверженной провинции с широким металлогеническим спектром: Pt, Pd, Cr, Cu, Ni, Ti, V (ГИ КНЦ РАН, ИГЕМ РАН, ИГ КарНЦ РАН, ВСЕГЕИ и производственные организации МПР РФ, отечественные и зарубежные инвесторы).

2008 г.

Издана монография “Комбинаторная кристалломорфология. Кн. IV: Выпуклые полиэдры. Т. I: 4- … 12-эдры. Т. II: Простые 13- … 16-эдры. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2008. Т. I. 833 c. T. II. 828 c.”, со времен акад. Е.С. Федорова впервые устанавливающая приоритет российской науки по проблеме перечисления и характеризации точечными группами симметрии комбинаторного многообразия выпуклых полиэдров. Результаты имеют отношение к кристаллографии, химии, физике, использующим понятие координационного полиэдра, и к другим дисциплинам, применяющим выпуклые полиэдры (3-связные планарные графы) в качестве моделей.
На базе комплекса беспылевых чистых лабораторий с низкими по Pb (1 pq) и U (10 pq) холостыми загрязнениями классическим U-Pb методом с 205Pb трассером, откалиброванным по международным стандартам (цирконы 91500 и Temora-1), получены возраста по единичным зернам из анортозитов Патчемварака, габброноритов Федорово-Панского массива и эклогитов Широкой Салмы. Результаты подтверждают измерения возраста, выполненные ранее с 208Pb трассером.
Расшифрована история формирования отложений покровного и горного оледенений на территории Хибинского горного массива в заключительную стадию поздневалдайского оледенения и в голоцене.
ГИ КНЦ РАН и его инновационное предприятие ОАО «Пана» в Северном платиноносном рифе Федорово-Панского комплекса завершили работы и поставили на государственный баланс крупное месторождение «Киевей» (Pd, Pt и Au).
Опубликована монография Tolstikhin I.N., Kramers J.D. The evolution of matter: from the Big Bang to the present. Cambridge UK, Cambridge University Press, 2008, 532 pp., в которой рассмотрены вопросы развития Вселенной со времени Большого Взрыва и в последовавших затем процессах формирования звезд.
Открыт и утверждён (IMA2008-018) новый микропористый титаносиликат пункаруайвит LiTi2 [Si4O11(OH)3]·H2O одновременно в нескольких гидротермальных жилах в нефелиновых сиенитах Ловозерского и Хибинского массивов. Его кристаллическая структура, образованная цепочками тетраэдров SiO4, LiO4 и октаэдров TiO6, имеет широкие каналы, занятые молекулами H2O, что предопределяет возможность использования пункаруайвита в качестве микропористого сорбента или молекулярного сита.
На основании геологических и минералого-петрографических данных установлено наличие в массиве Федоровых тундр Федорово-Панского платиноносного расслоенного комплекса двух главных интрузивных фаз. Со второй фазой связано образование Федоровского месторождения платино-палладиевых руд. Термодинамические условия кристаллизации пород первой фазы: T=1000-800o C, PH2O=1000-2500 бар; пород второй фазы: T=1000-900O C, PH2O=800-1000 бар. Модель двухфазного строения подтверждается U-Pb датировками: 2526+6 млн. лет для первой фазы и 2485+9 для второй фазы.

2007 г.

Открыты и утверждены КНМ ММА новые минералы: Ivanyukite-Na-T (Иванюкит-Na-T), Ivanyukite-Na-С (иванюкит-Na-C), Ivanyukite-K (иванюкит-K), Ivanyukite-Cu (иванюкит- К), (ГИ КНЦ РАН). Минералы прошли комиссию по новым минералам и названиям минералов, а также комиссию по систематике и составляют новую группу, все они - перспективные катионообменники и молекулярные сита.
Открыт новый природный катионообменник чивруайит Ca4K1-х(Ti5-xNbx)[(Si6O17)2|(O, OH)5]∙13–14H2O, x = 0–1, способный поглощать из холодных водных растворов в течение 12 часов до 10 мас. % Rb2O и 5 мас. % Cs2O. Стабильность Cs-обмененной фазы в водных растворах различных солей при нормальных условиях свидетельствуют о возможности использования синтетического аналога чивруайита для селективного поглощения 137Cs из водных растворов.
Открыты четыре природных титаносиликата состава (Na, K, Cu)1-3[Ti4Si3(O, OH)16]·6-10H2O, составившие группу иванюкита, которые обладают уникальными катионообменными свойствами, позволяющими им поглощать из холодных водных растворов в течение 12 часов до 57 мас. % Tl2O, 37 мас. % Cs2O, 29 мас. % Rb2O (ГИ КНЦ РАН), вплоть до полного обмена внекаркасных катионов Na+ и K+ на Tl, Cs, Rb. Возрастание степени кристалличности Cs-обмененной фазы по сравнению с природным иванюкитом и ее стабильность в водных растворах различных солей при нормальных условиях свидетельствуют о возможности использования синтетических аналогов минералов группы иванюкита для селективного поглощения 137Cs из водных растворов.
В Государственной комиссии по запасам МПР РФ успешно защищен “Отчет о результатах геологоразведочных работ, технико-экономическое обоснование параметров кондиций для подсчета запасов и подсчет запасов медно-никелевых руд с платиноидами месторождения Федорова Тундра в Мурманской области”. Завершен длительный этап изучения Федоровой тундры ОАО “ПАНА” и Геологическим институтом КНЦ РАН. На участке Б. Ихтегипахк поставлено на государственный баланс 186 тонн Pt, Pd и Au (ГИ КНЦ РАН, ОАО «ПАНА», ООО "Баррик Интернешнл ЛТД", ЗАО "Федорова Рисорсес", ОАО "Иргиредмет", ИППЭС КНЦ РАН, ОАО "МГРЭ", ГОИ КНЦ РАН).
На основе мультидисциплинарных исследований, включавших комплекс геолого-геофизических, петролого-геохимических и современных изотопных методов изучено глубинное строение и оценен интервал формирования уникальной рудно-магматической системы Хибинского и Ловозерского массивов от момента заложения кальдер до образования трубок взрыва и жил поздних пегматоидов.

2006 г.

В сдвиговых зонах палеопротерозоя Кольского региона установлено дисперсное самородное золото, что подтверждает вывод о потенциальной золотоносности этих структур.
С использованием многоцелевого генераторного комплекса «Энергия-1» мощностью до 100 кВт, разработанного в КНЦ РАН, выполнен уникальный международный эксперимент «FENICS» по глубинному тензорному электромагнитному зондированию с двумя взаимно-ортогональными промышленными линиями электропередачи на удалениях до 750 км от источника и с охватом территории около 200 тыс. кв. км, что позволит создать квазитрехмерную модель электропроводности литосферы восточной части Фенноскандинавского (Балтийского) щита. (ГИ КНЦ РАН, ЦФТПЭС КНЦ РАН, ПГИ КНЦ РАН, СПбФ ИЗМИРАН, НИИФ СПбГУ, Университет Оулу, Финляндия).

2005 г.

Открыт и изучен новый минерал яковенчукит, утвержденный Комиссией по новым минералам Международной минералогической ассоциации.
Впервые для позднего плейстоцена Беломорского - Южно-Баренцевоморского региона создана модель развития ледникового покрова. Установлено воздействие ледников из трех центров оледенения - Скандинавского, Баренцевоморского и Карского; выделены морены пяти ледниковых событий, разделенные морскими и континентальными отложениями; маркирован восточный фланг последнего Скандинавского ледникового покрова. (ГИ КНЦ РАН, Геологическая служба Норвегии).
Разработаны плитотектонические модели эволюции литосферы Балтийского щита в архее и палеопротерозое, опубликованные в книгах «Строение и динамика литосферы Восточной Европы: результаты исследований по программе ЕВРОПРОБА» и «Динамика литосферы Европы». (ГИН РАН, ГЕОХИ РАН, ИГГД РАН, ГИ КНЦ РАН, ИГ КарНЦ РАН).
Для Кольского региона разработана и проверена геолого-разведочной практикой система поисковых изотопных индикаторов (U-Pb, Sm-Nd) для экспрессной оценки дифференцированных базитовых массивов на Rh-Pt-Pd (панский тип) и Cо-Cu-Ni (печенгский тип) промышленное оруденение, что важно для открытия глубинных рудовмещающих пород.
Открыты новые минеральные виды: чивруайит, армбрустерит, кривовичевит.
На основе сейсмической информации, материалов по геологии, петрофизике, тепловым и потенциальным полям предложена интегральная сейсмогеологическая модель строения и эволюции литосферы разнотипных мегаблоков земной коры в области сочленения Фенноскандинавского щита, Баренцевой, Русской и Тимано-Печорской плит. Результаты исследования изложены в монографии "Строение литосферы Российской части Баренц-региона". (ИГ КарНЦ РАН, ГИ КНЦ РАН, ИГЕМ, ГИН РАН, ВНИИОкеангеология)

2004 г.

Разработаны геолого-петрологические и изотопно-геохимические критерии определения интраплитных плюмовых мантийных магматических процессов раннего протерозоя. В Кольской провинции установлена огромная (более 500 млн. лет) продолжительность их развития и прогрессирующее углубление мантийных источников, в т.ч. с изменением значений εNd (2.5-2.0 млрд. лет) от малых отрицательных до положительных, что определяет важную металлогеническую специализацию эпохи 2.5-2.4 млрд. лет назад, в основном на Pt-Pd, а эпохи 2.0-1.9 млрд. лет назад – на Cu-Ni руды.
Установлено развитие в позднем плейстоцене Кольского полуострова трех морских трансгрессий и выявлены их возрастные рамки: микулинская и ранневалдайская трансгрессии проявились в интервале 130-70 тыс. лет назад, позднеплейстоценовая трансгрессия - 60-40 тыс. лет назад. Осадки последней трансгрессии которой являются потенциальным коллектором россыпных алмазов.

2003 г.

Создана формализованная электронная база данных «Минерально-сырьевые ресурсы Мурманской области», предназначенная для использования в автоматизированных системах управления и ГИС (ГИ КНЦ РАН, ГОИ КНЦ РАН, ИППЭС РАН, ИЭП РАН).
В пределах Хибинского массива установлены новые минеральные фазы титано-, ниобо- и цирконосиликатов калия и натрия, обладающие уникальными технологическими свойствами, позволяющими использовать их в качестве сорбентов и молекулярных сит.
Создан «Кольский Центр коллективного пользования для изотопно-геохимических исследований», выполняющий работы по геохронологии, детальной минералогии и источникам вещества для научных и производственных организаций России.
На основе анализа сейсмогеологических данных и исследования распределения углеводородов в рифейских и вендских отложениях, сделан прогноз о возможности концентрации углеводородного сырья не только в пределах шельфа, но и в континентальной части Баренцевоморского побережья. Обосновано место заложения двух пилотных параметрических скважин и их бурение в новом регионе на территории Кольского полуострова.

2002 г.

Издано научное руководство – «Самоорганизация минеральных систем» - теоретическая основа новой парадигмы, базирующейся на синергетических принципах геологических исследований.
Опубликованы новые энциклопедические издания – «Геология рудных районов Мурманской области» и «Ковдор», в которых характеризуется современное состояние и намечаются перспективы развития важнейшей горнорудной провинции России.
На основе изотопных (петрологических и геохронологических) данных U-Pb, Sm-Nd, Rb-Sr и 3He/4He методов в Кольском регионе обосновано выделение трех эпох формирования (2,75-2,6; 2,5-2,4; 0,46-0,36 млрд. лет назад) крупных промышленных месторождений металлического и неметаллического сырья, связанных с плюмовым магматизмом.

2001 г.

Издана геологическая карта Фенноскандинавского щита масштаба 1:2 000 000, в которой впервые скоррелированы докембрийские образования на основе новых геохронологических данных и современных представлений о развитии докембрия (ГИ КНЦ РАН совместно с геологическими службами Финляндии, Швеции, Норвегии, ГГУН «Минерал», ИГГД, ИГ КАРНЦ)

1998 г.

Выявлен новый нетрадиционный тип платиноидных рудопроявлений на Кольском полуострове в пределах Федорово-Панского расслоенного ультрамафит-мафитового комплекса. Они представлены существенно палладиевыми, бессульфидными и нехромитовыми рудами.

1994 г.