История
Воспоминания об ученых Института геологии и геохимии. – Екатеринбург. 2012. 232 с. ISBN 978-5-94332-098-9.
Из истории аналитической службы Института
В 1946 г. Лев Николаевич Овчинников возглавил лабораторию минералогии и геохимии. В ее состав вошли группа химического анализа (руководитель Л.И. Меттих) и группа спектрального анализа (руководитель кандидат геолого-минералогических наук Н.А. Ярош). На фотографии лаборатории Л.Н. Овчинникова присутствуют сотрудники этих групп вместе с минералогами и геохимиками.
Группа химического анализа в Горно-геологическом Институте была сформирована в апреле 1944 г. На первых порах своего помещения и оборудования у нее не было. Первый химик-аналитик В.А. Рудницкая работала в Институте химии, затем в помещении Центральной УрТГУ на ул. Первомайской, 1, определяя отдельные элементы в горных породах. В 1946 г. были приняты на работу И.Б. Петропавловская, Е.В. Прахова, В.В. Червяковская; была оборудована отдельная комната в здании на пер. Почтовый, 7.
Вначале основным объектом исследования были руды. Медь, цинк определяли на полярографе. В 1946 г. начали определять титан, хром и ванадий на колориметре Дюбоска, в 1948г. – щелочные элементы (натрий и калий) объемным методом.
В это время в аналитическая группа пополнилась новыми сотрудниками - М.В. Пановой, С.Н. Коршуновой, Н.Н. Дурневой, Р.А. Новиковой.
В 1955 г. определение титана начали проводить на новом фотоэлектроколориметре ФЭК-М. В отдельных партиях проб вместо потерь при прокаливании стали определять независимо содержание воды и двуокиси углерода. В лаборатории образовалась группа абсолютного возраста и в связи с этим возникла необходимость анализа калия более точными методами.
В 50-ые годы у химиков появились колориметры, полярографы, пламенный фотометр, у спектральщиков – дифракционные приборы КС-55, КСА-1. Появилась возможность использования более совершенных количественных методик определения состава, позволяющих решать геохимические задачи по выявлению закономерностей распределения и миграции ряда элементов.
Спектральная группа в Институте оформилась в 1943 г. Из Института геологии и минералогии АН СССР, находящегося в это время в эвакуации в Свердловске, был передан маленький спектрограф старой конструкции с очень небольшой разрешающей силой. Интересно отметить, что в свое время этот спектрограф был в лаборатории академика В.И. Вернадского. Первым сотрудником спектральной группы была Т.С. Нарбутовских, а с 1945 г. в группу зачислена лаборантом В.П. Чистякова.
Вначале занимались лишь качественным анализом геологических проб, только в 1948 г. с получением первого микрофотометра Хильгера и кварцевого спектрографа средней дисперсии Q-24 фирмы Карл Цейсс появилась возможность производить количественные анализы. Первая методика определения содержаний кобальта и никеля в пиритах была поставлена В.М. Щеголевой, сменившей в 1949 г. Т.С. Нарбутовских. С 1951 г. группу возглавила кандидат геол.- мин. наук Н.А. Ярош. В начале 1952 г. группа пополнилась вторым лаборантом-техником Л.Н. Ренер. В 1953 -1955 гг. были получены первые отечественные приборы - спектрографы большой дисперсии КСА-1 и КС-55 со сменной оптикой и микрофотометр МФ-2.
В конце 50-х-начале 60-х гг. Н.А. Ярош была поставлена количественная методика определения титана, ванадия, кобальта, никеля, хрома и марганца в ультраосновных и основных породах, а затем в магнетитах.
В 1957 г. на работу в лабораторию поступила младший научный сотрудник М.В. Траянова, которая занялась разработкой методики количественного определения рубидия и стронция. В 60-е гг. М.В. Траяновой были разработаны методики определения малых содержаний свинца для определения абсолютного возраста пород и минералов альфа-свинцовым методом, а также гафния и иттрия в цирконах.
С 1958 г. в Институте при лаборатории геохимии редких элементов, возглавляемой тогда П.В. Покровским, была организована самостоятельная спектральная группа, работающая по тематике лаборатории; в ее состав входили младший научный сотрудник Л.И. Коленко и лаборант Г.П. Гребенкина. Группа была оснащена спектрографами Хильгера, ARL и ИСП-28, выполнялись массовые количественные анализы на бериллий и разрабатывалась методика определения редкоземельных элементов.
В 1969 г. обе группы были объединены и выделены из состава лаборатории геохимии и минералогии в самостоятельную группу, а позднее в лабораторию. В начале 70-х гг. началось активное оснащение лаборатории передовыми оптическими приборами большой разрешающей способности и светосилы, среди них спектрографы ДФС-13, ДФС-8, лазерный микроанализатор LMA-1 со спектрографом PGS-2, а также рентгеновский флуоресцентный спектрометр VRA-2 фирмы Карл Цейсс, на базе которого был поставлен новый рентгеноспектральный метод анализа пород и минералов. В начале 1969 г. был получен первый спектрограф с дифракционной решеткой СТЭ-1.
В это время значительно изменился и количественный состав лаборатории, которую с 1976 г. возглавила кандидата геол.-мин. наук М.В. Траянова: в состав лаборатории входили 3 научных сотрудника, 7 инженеров и 7 лаборантов, которые обеспечили выполнение эмиссионного количественного анализа на 38 элементов-примесей (включая элементы редкоземельной и платиновой групп), локальный анализ микровключений, рентгенофлуоресцентный анализ рубидия, стронция и породообразующих элементов.
Еще в 1940–1945 гг. группой экспериментальной геологии под руководством профессора Д.П. Григорьева и при активном участии А.П. Переляева были собраны первые примитивные установки по синтезу минералов и освоен станок по безрельефному полированию. Сотрудниками Института под руководством Б.А. Юникова была смонтирована первая рентгеновская установка, и лишь в конце 50-х годов Институт приобрел фирменную рентгеновскую установку, которая полностью исключила возможность негативного влияния на операторов.
В это же время группой экспериментальной геологии были созданы вакуумные установки для исследования ультра- и микропористости. Для изучения минералов, сопровождающих колчеданно-рудные месторождения, коллоидной группой были собраны установки по электродиализу.
В 1955 г. для определения абсолютного возраста горных пород был приобретен первый масс-спектрометр. В 1961 г. В.Г. Максенковым собрана скелетная схема термолюминесцентной (ТЛ) установки на базе имевшихся в лаборатории силовых блоков и самописца, показавшая закономерное увеличение термосветимости минералов вблизи рудных залежей, скарновых зон и путей движения растворов. В 1963 г. была изготовлена полевая ТЛ-станция на базе геофизической станции теллурических токов.
Таким образом, к 60-70 годам прошлого века в руках геологов Института появилась разнообразная лабораторная аппаратура для анализа химического состава и физических свойств минерального вещества; были поставлены современные методы исследования – атомно-абсорбционный быстрый и чувствительный метод анализа микроэлементного состава пород и минералов, спектральный, рентгенофлуоресцентный, лазерный анализ, позволяющий проводить диагностику проб непосредственно в шлифах. В Институте появился электронно-зондовый микроанализатор JXA-5, позволяющий непосредственно на экране осциллографа исследовать зональность и гетерогенность кристаллов размером несколько десятков микрон. Фирменная рентгеновская аппаратура дала возможность расшифровки тонких деталей структуры минералов, позволила проникнуть в особенности их формирования, а в конечном счете изучить особенности происхождения месторождений полезных ископаемых.
Если раньше геологи разглядывали минералы в оптический микроскоп МИМ-1, то в 60-70 годы прошлого века они стали обладателями оптического микроскопа «Rechert», дающего предельные для оптических систем увеличения. С помощью этого прибора удалось изучить люминесценцию одноцветного сфалерита.
Микромир пород открыл геологам электронный микроскоп, дающий увеличение в десятки тысяч раз с высокой по тем временам разрешающей способностью. Но геологи продолжали мечтать: им был нужен растровый электронный микроскоп, дающий изображение непосредственно с поверхности образца и позволяющий проводить микроанализ поверхности размером в несколько микрон, тем самым они ставили задачу проникнуть в межзерновое пространство.
Послесловие. Со времени написания мною этого очерка прошло 35 лет. Нынешний ЦКП «Геоаналитик» несравнимо мощнее оснащен и приборами, и кадрами, он способен удовлетворить самые амбициозные запросы современных специалистов, работающих в области наук о Земле. Но очень важно не забывать, с чего и как все начиналось, знать и помнить своих предшественников.
К.г.-м.н. М.В. Траянова