ИСТИНА

Хотя Российская Федерация располагает громадным природно-ресурсным потенциалом, однако в последнее десятилетие состояние минерально-сырьевых баз многих регионов России резко ухудшилось вследствие истощения и снижения качественных характеристик сырья. Это связано с недостаточными вложением средств в геологоразведку и со слабой оснащенностью компаний минерально-сырьевого комплекса современными технологиями. Поэтому, необходимо проводить поиск новых ресурсных провинций и улучшению качества имеющейся ресурсной базы. Данные об уже открытых месторождениях показывают, что по соотношению вложенные средства / стоимость разведанных запасов наиболее эффективны геохимические методы поисков. В настоящее время ведутся работы по созданию геологических карт нового поколения с использованием инновационной технологии многоцелевого геохимического картирования. Однако сохраняющийся неудовлетворительный уровень аналитического обеспечения работ препятствует их успешной реализации. Реализовать основные требования к аналитическому методу, в том числе возможность определения всех элементов в полевых условиях, возможно при использовании компактных спектральных систем на базе лазерно-искровых эмиссионных спектрометров (ЛИЭС). Поэтому представляется важным и актуальным разработка методических и практических основ экспрессной оценки элементного состава минерального сырья и почв с помощью макета мобильного ЛИЭС спектрометра с широким участием студентов, аспирантов и молодых специалистов. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: улучшить метрологические характеристики ЛИЭС; разработать методики обнаружения ряда элементов необходимых для поиска и оценки медно-порфировых, золоторудных и серебрянорудных месторождений; выявить элементы маркеры, которые можно использовать для оценки очень малых содержаний рассеянных элементов методом ЛИЭС; разработать методические рекомендации для внедрения ЛИЭС в полевые геохимические работы. Улучшение чувствительности количественного определения следов рудных компонентов медно-порфировых, золоторудных и серебрянорудных месторождений с помощью ЛИЭС (до уровня единиц миллионных долей, т.е. 10-4 %) планируется добиться использованием УФ излучения (266 нм) для испарения материала пробы, двухимпульсного испарения пробы, дополнительного возбуждения плазмы энергией ударной волны в специальной микрокамере. Будет проведен поиск оптимальных условий возбуждения вещества пробы в лазерной плазме, чтобы добиться улучшения воспроизводимости количественного определения следов рудных компонентов. Накопленный авторами проекта опыт по корреляционным методам анализа будет использован для коррекции флуктуаций лазерной плазмы от импульса к импульсу с помощью дополнительно измеряемых параметров лазерной плазмы, различных вариантов внутреннего стандарта. Моделирование эмиссионных спектров почвы и/или донных отложений в характерных условиях плазмы будет использовано для выбора наиболее подходящих аналитических линий этих компонентов, свободных от спектральных наложений и достаточно интенсивных для аналитического использования. В качестве пробных образцов планируется исследовать стандартные образцы состава почв, донных отложений и рудных материалов. Будет проведено опознание геохимических особенностей медно-порфировых, золоторудных и серебрянорудных месторождений (Западная Чукотка) путем детального минералого-геохимического картирования рудных полей. Предполагается провести анализ на основные рудные компоненты этих проб как с помощью традиционных аналитических инструментов: рентгенофлуоресценной спектрометрии, эмиссионной спектрометрии с дуговым возбуждением и масс-спектрометрии с ИСП, так с помощью разработанных методик лазерно-искрового эмиссионного анализа. Будет проведено сравнение основных метрологических параметров: правильности, линейного динамического диапазона, воспроизводимости и погрешностей анализа, чувствительности. Проведенный комплекс исследований позволит разработать рекомендации по эффективному внедрению лазерно-искровой эмиссионной спектрометрии в поисковые и разведочные мероприятия геохимического картирования рудных полей.

Разработан специальный программный пакет в среде LabVIEW 7.1, позволивший получать модельные эмиссионные спектры лазерной плазмы в выбранных условиях (температура, электронная плотность) для нескольких спектральных диапазонов. Подготовлен отчет о проведении патентных исследований, подготовленный в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96. Методики характеризации параметров лазерной плазмы. Реализация научно-технических решений, найденных в ходе выполнения проекта, позволит в ближайшей перспективе создать макет уникального портативного прибора для многоэлементного экспресс анализа горных пород и почв, не имеющий в настоящее время аналогов в мировой и отечественной промышленности. Этот комплекс позволит объединить высокую экспрессность, надежность и селективность современных лазерных методов элементного анализа в полевых условиях. Результаты НИР позволят внедрить в практику геохимических исследований современный лазерно-искровой эмиссионный метод анализа.Результаты НИР внедрены в образовательный процесс в виде практических задач, дополнений в курсы лекций и новые курсы лекций для студентов и слушателей МГУ имени М.В.Ломоносова. Запатентован способ двухимпульсного испарения пробы для улучшения чувствительности ЛИЭС.