О самом редком и самом ценном, или Дело для Шерлока Холмса

В 2019 году одним из трех победителей от Кольского научного центра в «молодежном» конкурсе исследовательских проектов, Российский научный фонд (РНФ) признал проект под руководством Евгения Козлова «Механизм образования поздних редкометальных (РЗЭ, Nb) карбонатитов: от магмогенерации до гипергенеза». Такие гранты РНФ предоставляет для проведения трехлетних исследований, при этом важно не только предложить интересную идею, но и собрать вокруг себя молодежную научную группу. В 2019 году в конкурсе приняли участие около 1,2 тысяч авторов заявок, поддержку экспертного совета нашли 340 проектов.

Проекты-победители связаны, в первую очередь, с физикой, химией, инженерными науками. Проект Евгения Козлова, кандидата геолого-минералогических наук, старшего научного сотрудника Геологического института КНЦ РАН, фундаментальный и касается изучения щелочных массивов с точки зрения геохимика – это не только интереснейшая, но и чрезвычайно важная для науки и страны в целом, деятельность.

– Грант, который мы получили, направлен на исследование того, как образуются всевозможные редкометалльные карбонатиты, – рассказывает Евгений Николаевич. – В Мурманской области традиционно сложилось так, что горнорудное производство – это основа существования городов рядом с ними. Жизнь в них во многом связана со спецификой местной геологии и в первую очередь с теми событиями, которые произошли здесь около 360-380 миллионов лет назад, в результате чего образовалось такое гигантское месторождение, как Хибины. При этом на территории нашего края возникло примерно тридцать необычных геологических объектов с карбонатитами, однако степень их исследованности очень разнообразна.

Карбонатиты – породы мантийного происхождения, образующие жилы, дайки и штоки, связанные с формацией щелочного состава. Состоят эти породы преимущественно из карбонатов кальция, магния и железа, но также содержат разнообразные, иногда очень редкие, минералы фосфора, тантала, ниобия, меди, свинца и различные слюды. В следующем году будет сто лет со времени открытия карбонатитов ученым Вальдемаром Брёггером неподалеку от местечка Фен (Норвегия).

– Карбонатитовый магматизм создал уникальные комплексы, многие из которых в советское время изучались, но не были доведены до состояния месторождения, - рассказывает Евгений Козлов. – Наша группа сейчас исследует несколько подобных, одно из них, под названием Вуориярви, имеет четыре карбонатитовых поля. Хотя каждое из них уникально, можно найти четкие аналогии с другими объектами в пределах Кольского полуострова. Например, очень близким является месторождение Ковдора. Здесь интересно проследить, почему в одних случаях породы «пустые», абсолютно нерудные, а в других мы обнаруживаем высокую концентрацию самых ценных элементов, например, ниобия и редких земель. Ниобий для России критически важен, он дает возможность производить «правильные» стали, в том числе для газо- и нефтепроводов. Пока что 99 процентов ниобия страна импортирует из Бразилии, редкие земли везут из Китая, а разработка собственных месторождений и создание производств были бы очень выгодны и важны для нас.

– В советское время многие комплексы разбуривались для вполне конкретных целей, например, активно искали слюду флогопит, разработка новых месторождений которого сейчас не нужна, поясняет Евгений Козлов. – А рядом с ним обнаруживали рудопроявления редких земель, упомянули о них и оставили на 70 лет. А еще на Вуориярви помимо ниобия и редких земель можно добывать апатит, магнетит, бадделеит (оксид циркония), вермикулит. Правда, это грозит экологическими проблемами, а мы – за чистую науку. Но все же нам хочется знать, как и почему здесь все происходило. Накопление редких земель в карбонатитах – это обычно результат поздних геологических процессов. И почему так интересно изучать именно происхождение редкоземельных месторождений? Потому что это многостадийный процесс и дешифрировать его сложно. Вначале одна стадия, потом на нее накладывается вторая, она ретуширует многое из того, что было ранее. Идет этап за этапом, и находить переходы, искать признаки каких-то процессов, и есть самое ценное. Это настоящая работа для Шерлока Холмса!

В отличие от ближайших наших конкурентов в геологии – канадцев, англичан и австралийцев, – ученые Кольского научного центра имеют огромный бонус: практически до всех объектов можно добраться в течение нескольких часов. Это дает геологам Кольского неоспоримые преимущества! Настолько же богатая провинция с похожими породами – Сибирь, но там ученым на полевые работы приходится выбираться с помощью вертолетов, вездеходов, а у нас большая часть изучаемых комплексов в шаговой доступности. А те, что недоступны или не вскрыты, – представлены в уникальном кернохранилище территориальных фондов Росгеологии, расположенном в Апатитах.

– Многое нам приходится заказывать, – рассказывает Евгений Николаевич. – Например, лазерную абляцию по минералам мы заказываем нашим финским партнерам, потому что у них есть уже готовые методики. Мы отправляем им образцы и пробы, в ответ получаем протокол измерения и описание, при каких условиях происходила съемка – так требуют современные этические нормы науки. На этом основании делаем свои выводы. Мы – это восемь человек: коллеги из Геологического института КНЦ РАН, геофизик из СПбГУ и трое коллег, занимающихся карбонатитами, из Новосибирска. Общаемся по интернету, в прошлом году двое ребят приезжали из Новосибирска на Вуориярви, чтобы провести с нами полевые работы. А сейчас, когда из-за пандемии экспедиция пока без точных дат, большим подспорьем является уже накопленный материал. В моем кабинете – более двух тысяч образцов карбонатитов из десятка разных комплексов, первичный материал.

Сейчас проект группы Козлова заканчивает первый год по гранту, первый научный отчет сдан. Впереди еще два года серьезной работы и внушительный объем публикаций – именно ими и отчитываются получатели грантов РНФ.

– Мы должны опубликовать не менее 15 публикаций на хорошем английском языке. Вообще, грант РНФ для молодежи рассчитан и на научный интерес, и на собственный перспективы роста, ведь количество публикаций в целом дает объем для докторской диссертации. И важен даже не сам факт опубликования работы, а встроенность в общую систему знаний. Наука теперь весьма финансово- и энергоемка, «на коленке» сделать что-то серьезное в нашей области невозможно. Сейчас мы задействуем не просто собственные возможности – обращаемся к коллегам из Иркутска, Миасса, Екатеринбурга, Санкт-Петербурга, где расположен гигантский ресурсный центр. Без грантовой поддержки нам было бы чрезвычайно трудно.