Центр колективного користування науковими приладами

ЦЕНТР КОЛЕКТИВНОГО КОРИСТУВАННЯ МАГНІТОМЕТРИЧНОЮ АПАРАТУРОЮ ПРИ ІНСТИТУТІ ГЕОФІЗИКИ ІМ.С.І.СУББОТІНА НАН УКРАЇНИ

Керівник: Бахмутов В.Г.
проф., д.геол.н., член-кор. НАН України
 
bakhmutovvg@gmail.com
моб.(Viber, WhatsApp, Telegram) +380(66) 3718358

Згідно розпорядження Президії НАН України №381 від 06.06.2006 "Про організацію в НАН України роботи центрів колективного користування унікальними коштовними приладами", розпорядження Президії №413 від 21.06.2006, розпорядження Президії НАН України №463 від 27.06.2007 "Про створення робочої групи з визначення ефективності роботи центрів колективного користування імпортними науковими приладами..." та ін., при Інституті геофізики ім.С.І.Субботіна НАН України з жовтня 2006р. діє Центр колективного користування магнітометричною апаратурою (далі ЦКК) створений в рамках Програми централізованого придбання імпортних наукових приладів та обладнання за рахунок бюджетних коштів НАН України з метою найбільш раціонального використання унікального і коштовного наукового обладнання). Відповідальною особою (керівником) Центру призначено зав. віділом, доктора геол. наук В.Г.Бахмутова.

На базі ЦКК магнітометричною апаратурою при Інституті геофізики створено унікальну, єдину в Україні лабораторію магнетизму гірських порід та палеомагнетизму на базі магнітної станції с. Демидів, що знаходиться у 30 км на північ від м.Київ. На території станції (площа близько 7 гектарів) крім головного будинку, в якому розташована вимірювальна апаратура, є три павільйони та складське приміщення. Територія і будівлі знаходяться під цілодобовою охороною. Місце розташування станції мінімізує вплив електромагнітних та мікросейсмічних завад на вимірювальну апаратуру, що характерно для великих міст (зокрема Києва).

Крім апаратури ЦКК, станція обладнана комплексом додаткової спеціальної магнітометричної апаратури для вимірювання магнітних властивостей будь-яких гірських порід, мінералів, штучних матеріалів тощо. Це дозволяє охоплювати широке коло наукових задач у галузі наук про Землю, зокрема геології, геофізики, магнетизму гірських порід та мінералів, палеомагнетизму магматичних, метаморфічних та осадових порід будь-якого часового інтервалу, археомагнетизму, петромагнетизму, педомагнетизму тощо. До того ж, апаратура дозволяє вимірювати магнітні властивості різних речовин, сполук і матеріалів, в тому числі дуже слабомагнітних, на зразках розміром від 1см3 до 100см3. Апаратурний комплекс включає як прилади серійного виробництва, так і спеціально сконструйоване обладнання. Аналогічного апаратурного комплексу в Україні немає.

На сьогодні наукові дослідження на базі ЦКК і магнітної станції Демидів виконуються у двох основних напрямках: 1) впровадження методів магнетизму гірських порід та палеомагнетизму при вирішенні задач магнітотектоніки, магнітостратиграфії та палеогеографічних реконструкцій; 2) дослідження магнетизму оточуючого середовища.

По першому напрямку результати досліджень залучаються для вирішення завдань багатьох напрямків у галузі Наук про Землю, зокрема для розробки фізичних моделей геомагнетизму, для вивчення процесів у глибинних шарах нашої планети та їхнього зв'язку з найважливішими подіями геологічної історії, для тестування гіпотез суперконтинентів, для вирішення завдань глобальної і регіональної тектоніки і геодинаміки, геохронології і стратиграфії, а також при уточненні Міжнародної шкали геологічного часу та побудові шкали геомагнітної полярності.

При дослідженнях магнетизму оточуючого середовища (Environmental Magnetism) розроблюються магнітні методи по дослідженням і оцінці: поточного рівня забруднення атмосферного повітря шляхом вивчення магнітних властивостей різних полютантів, накопичених як на різних поверхнях, так і у ґрунтах , у тому числі оцінка вмісту важких металів уздовж інтенсивних шляхопроводів; забруднення атмосферного повітря шляхом вимірювання магнітних властивостей твердих частинок, зібраних на станції моніторингу повітря; процесів ґрунтоутворення (педогенних процесів) і магнітної структури різних типів ґрунтів; забруднення шарів ґрунту важкими металами, а також забруднення пиловим матеріалом льодових кернів, відібраних в районі Української антарктичної станції "Академік Вернадський".

Рис.1. Головна будова магнітної станції Демидів, в якій розташована вимірювальна апаратура.

Серійна апаратура	Кількість	Апаратура, придбана за рахунок ЦКК, рік
Спін-магнітометр JR-4 (виробництво Чехословаччина)	1 шт.
Астатичний магнітометр LAM-22 (виробництво Чехословаччина)	2 шт.
Двошвидкісний Спін-магнітометр JR-6 (виробництво Чехія)	1 шт.	ЦКК, 2007
Міст змінного струму (каппа-метр) MFK1-B (виробництво Чехія), модернізований до техніко-експлуатаційної моделі MFK1-FB	1 шт.	ЦКК, 2007 ЦКК, 2020
Терморозмагнічуюча установка MMTD-80 (виробництво Британія)	1 шт.
Прилад для розмагнічування зразків змінним магнітним полем LDA-3A з безгістерезисним приладом для намагнічування AMU-1A (виробництво Чехія)	1 шт.	ЦКК, 2007
Екранована кімната MMLFC (виробництво Британія)	1 шт.	ЦКК, 2007
Міст змінного струму (каппа-метр) KLY-5 (виробництво Чехія) з термоприставкою CS4, 2021 рік (в експлуатацію не введено)	1 шт.
Спеціальне обладнання
Установка розмагнічування змінним магнітним полем (для зразків кубічної форми об'ємом 125 см3)) до 50 мТл	1 шт.
Установка намагнічування постійним магнітним полем (зразки кубічної форми з ребром 20мм) до 200 мТл.	1 шт.
Трикомпонентний датчик для фіксації варіацій магнітного поля	1 шт.
Установка намагнічування постійним магнітним полем (зразки кубічної або циліндричної форми об'ємом 1см3)	1 шт.
Міні-бур Shtill з магнітною системою Orientation device для вибурювання кернів гірських порід циліндричної форми.	1 шт.
Обладнання для виготовлення орієнтованих зразків гірських порід та матеріалів (кубічної та циліндричної форми, об'ємом відповідно 8 і 11.5 см3)	2 шт.

На рис. 2-5 приведена апаратура ЦКК.

Рис.2. Екранована кімната MMLFС з установкою для терморозмагнічування - екранована піч MMTD (виробництво Великобританія).

Рис.3. Прилад для розмагнічування зразків змінним магнітним полем LDA-3A з безгістерезисним приладом для намагнічування AMU-1A (виробництво Чехія)

Рис.4. Виміри на модернізованому містку змінного струму (каппа-метр) MFK1-FB.

Рис.5. Виміри на двошвидкісному Спін-магнітометрі JR-6.

Під час російської агресії територія станції була під російською окупацією. Завдяки самовідданій роботі персоналу головна інфраструктура і апаратура станції не була зруйнована або пошкоджена, а частково нанесені збитки не були критичними і поступово відновлюються. Після звільнення с. Демидів від окупації апаратура була відновлена та інстальована, і у квітні 2022 року було продовжено режимні виміри у повному обсягу.

Апаратура ЦКК та інше лабораторне обладнання за останні 7 років було задіяне для проведення досліджень по бюджетних, госпдоговірних, міжвідомчих та міжнародних проєктах та молодіжних проєктах, а саме:

Фундаментальна тематика:

Відомчі та конкурсні проєкти:

• Цільова відомча комплексна програма "Стратегічні мінеральні ресурси України" за темою "Глибинна будова та геодинамічний розвиток Інгульського мегаблоку Українського щита у зв'язку з пошуками стратегічних видів корисних копалин" (2013-2015рр). Етап 2015р. Співставлення геофізичних і геодинамічних моделей з матеріалами металогенічного вивчення Інгульского мегаблоку Українського щита та розробка пошукових критеріїв на стратегічні види корисних копалин.
• Цільова відомча комплексна програма "Побудова тривимірної геолого-геофізичної моделі південної окраїни Східно-Європейської платформи та її обрамлення з метою розширення мінерально-сировинної бази України" (2011-2015 рр).
• Цільова відомча комплексна програма "Геофізичний моніторинг геодинамічних процесів на території України у зв'язку з вирішенням проблем екологічної та сейсмічної небезпеки" (2012-2016 рр.).
• Цільова відомча комплексна програма "Геодинамічний розвиток літосфери України та формування і розміщення родовищ корисних копалин" (2012-2016 рр.).
• Цільова відомча комплексна програма "Мінерально-сировинна база України як основа безпеки держави", Розділ 1 "Наукове обґрунтування ресурсного забезпечення енергетичної безпеки країни:наукоємні технології розвідки і пошуків корисних копалин та інтенсифікації розробки родовищ" (2021р).
• Конкурсна тематика Національного Фонду Досліджень України, проєкт "Магнітні індикатори палеокліматичних змін у відкладах лесово-ґрунтової формації України" (2020-2021рр).

Міжнародні проєкти:

• Українсько-Французький проєкт "IRG South Caucasus Geosciences" (2015-2017рр).
• Українсько-Польський Проєкт по безвалютному обміну "Палеогеодинамічна модель Східноєвропейської платформи за результатами палеомагнітних досліджень на Україні" (2015-2017рр).
• Українсько-Чеський Проєкт по безвалютному обміну "Магнітостратиграфія границі Юра/Крейда у розрізі Феодосія, східний Крим, Україна" (2017-2019рр).
• Українсько-Польський Проєкт по безвалютному обміну "Палеогеографія та тектонічна еволюція Українського щита за даними палеомагнітних досліджень Коростенського плутону" (2021-2023рр).

Господарчі договори:

• Між ДУ Національний Антарктичний Науковий Центр (НАНЦ) та Інститутом геофізики ім. С.І.Субботіна НАН України (ІГФ НАНУ) "Петромагнітна модель західної частини антарктичного півострова в районі станції Академік Вернадський", (2016р).
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Напружено-деформований стан гірських порід як відображення тектонічної еволюції Західної Антарктики за результатами комплексування тектонофізичних та петромагнітних досліджень району УАС", (2017)р.
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Еволюційна модель формування габро-гранітоїдної формації батоліту Антарктичного півострова (на прикладі острова Пітерман)", (2019р).
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Геологічна будова, петрологія і рудна мінералізація інтрузивно-магматичних утворень архіпелагу Вільгельма (Західна Антарктика)", (2020р).
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Кайнозойський етап еволюції батоліту Антарктичного півострова в районі антарктичної станції "Академік Вернадський" (на прикладі формування магматичних порід островів Барчанс-Фордж)", (2020р).
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Еволюційна модель формування порід району УАС "Академік Вернадський" і прилеглої частини Антарктичного півострова", (2021р).
• Між ДУ НАНЦ та ІГФ НАНУ "Дослідження дайкових порід архіпелагу Вільгельма (район УАС "Академік Вернадський"): склад, геологічні співвідношення, рудна мінералізація", (2021р).
• Між ПАТ "Полтавський гірничо-збагачувальний комбінат" та ІГФ НАНУ "Геологічна будова Північно-Західного рудного району Українського щита за сучасними геофізичними і геологічними даними та оцінка його перспектив на стратегічні мінеральні ресурси", (2021р).

Проєкти для молодих вчених:

Співпраця з іншими науковими установами в Україні

• Інститут геологічних наук НАН України;
• Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України;
• Центр менеджменту і маркетингу Інституту геологічних наук України;
• Інститут археології НАН України;
• Інститут географії НАН України.
• Центр проблем морської геології, геоекології та осадового рудоутворення НАН України

• Національний антарктичний науковий центр Міністерства освіти і науки України;
• Київський Національний університет імені Тараса Шевченка;
• Львівський національний університет імені Івана Франка.