Лаборатория изотопного и элементного анализа

Направления работы:

Лаборатория основана в 2012 году. В 2015 году построен собственный лабораторный корпус, закуплено современное оборудование для изотопного и элементного анализа самого высокого класса с полным набором методов пробоподготовки и анализа. Коллектив лаборатории занимается научной деятельностью в области изотопной геохимии, в частности геохимии нефти и газа, хемостратиграфией и изотопной геохронологией. Также лаборатория осуществляет аналитическую поддержку других лабораторий КФУ, координирует проведение химических анализов в Институте геологии и нефтегазовых технологий и занимается разработкой химических методов исследования любых объектов и решением нестандартных аналитических задач.

Оборудование лаборатории проходит ежегодную поверку. Лаборатория в составе НИЦ Геолаб аккредитована в Национальной системе Росаккредитации. Аттестат аккредитации №RA.RU.21НУ41 от 30 декабря 2019 года.

Направления деятельности:

  • Изучение изотопного соотношения легких элементов в нефти и нефтепродуктах, породах, почвах, карбонатных минералах и других объектах;
  • Проведение площадной геохимической съемки методами изотопной геохимии, определение источника метана в приповерхностном грунте, построение прогнозных карт;
  • Изучение геохимических маркеров нефти для установления ее происхождения, определения запасов и повышения нефтеотдачи скважин;
  • Изучение изотопного состава грунтовых, пластовых и других типов вод с целью изучения возможных перетоков и миграции воды в пласте;
  • Геологические, палеоэкологические, палеоклиматические реконструкции для выяснения вариаций палеобиопродуктивности континентальных и морских бассейнов;
  • Изучение изотопного состава алкогольной продукции с целью установления происхождения сырья;
  • Изучение химического состава живых и осадкообразующих систем в ходе химических и биохимических процессов;
  • Изучение изотопного обмена в химических реакциях, фракционирования изотопов в процессе геохимического круговорота;
  • Изотопная хемостратиграфия, изучение изотопных отношения стронция;
  • Изучение возраста геологческих объектов методами уран-свинцового изотопного датирования, изотопной системы лютеций-гафний;
  • Трековый анализа циркона и апатита;
  • Катодолюминесцентный анализ;
  • Изучение элементного состава минералов, горных пород, почв, донных отложений, археологических, палеонтологических и других объектов методом рентгеновской флуоресценции и масс-спектрометрии;
  • Локальный микроанализ и картирование археологических, геологических объектов методом рентгеновской флуоресценции и масс-спектрометрии;
  • Определение состава сплавов, драгоценных камней;
  • Изучение минерального состава различных объектов, методами локальной рамановской спектроскопии, анализ тяжелой фракции;
  • Анализ газо-жидкостных включений как без вскрытия, так и со вскрытием включения;
  • Разработка методик различных видов анализа, решение нестандартных аналитических задач.

Виды анализов

  • Анализ изотопного соотношения легких элементов H/D, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S в породах, почвах, нефти, карбонатах, водах и т.п., включает выделение вещества, содержащего целевую пару изотопов, его очистку и подготовку к анализу, в частности:
    • Изотопный анализ водорода и кислорода в воде
    • Изотопный анализ углерода нефти, ее групп и фракций
    • Изотопный анализ углерода и водорода метана и гомологов
    • Изотопный анализ углерода алканов
    • Изотопный анализ углерода, кислорода и водорода этанола в спиртосодержащих жидкостях
    • Изотопный анализ углерода и кислорода карбонатов
    • Изотопный и количественный анализ органического углерода пород
    • Изотопный анализ азота биологических объектов
  • Разработка методик анализа изотопного соотношения;
  • Количественный анализ легких элементов (H, C, N, O, S) в породах, почвах, нефти, карбонатах, водах, органических соединениях и т.п., включая TIC, TOC, TC;
  • Хроматомасс-спектрометрический анализ газов, легколетучих жидкостей, нефти и ее групп без или совместно с изотопным анализом компонентов смесей;
  • Рентгенофлуоресцентный элементный анализ от Be до U в породах, почвах, нефти, карбонатах, растворах и т.п., включая высушивание, определение потерь при прокаливании, измельчение твердых образцов, прессование или спекание образцов;
  • Рентгенофлуоресцентный элементный микроанализ от Na до U пород, минералов, археологических объектов, ювелирных изделий, сплавов материалов и т.п. в точке, построение карт распределения элементов по поверхности;
  • Масс-спектрометрический элементный экспресс анализ методом лазерной абляции пород, минералов, археологических объектов, материалов и т.п. с точки размером от 10 до 250 микрон;
  • Масс-спектрометрический элементный анализ твердых и неводных проб методом кислотного разложения в породах, почвах, нефти, карбонатах, органических соединениях и т.п.;
  • Масс-спектрометрический элементный анализ воды;
  • Рамановская спектроскопия в точке, компонентный анализ по спектрам комбинационного рассеяния света, картирование поверхности по компонентам;
  • Определения состава газожидкостных включений;
  • Локальное определение минерального состава;
  • Определение компонентного состава внутри запаянных ампул, других оптически прозрачных емкостей без вскрытия;
  • Определение возрастов цирконов, бадделеитов, монацитов, перовскитов с помощью определения изотопных отношений системы U-Pb;
  • Датирование обломочных цирконов из осадочных пород;
  • Изучение характеристик родоначальной магмы с помощью лютеций-гафниевой изотопной системы и геохимии редкоземельных элементов (REE) по цирконам;
  • Комплексное исследование зерен циркона: «двойное датирование» — U-Pb и ZFT, а также Lu-Hf и REE для более точного определения питательных провинций;
  • Термохронологический анализ с помощью треков осколков деления урана в апатитах и цирконах;
  • Хемостратиграфический анализ по изотопам стронция в карбонатных отложениях.
Баталин Георгий Александрович

Кафедра геофизики и геоинформационных технологий, руководитель лаборатории

тел. (843) 233-79-71

E-mail: georgii@batalin.com

Гареев Булат Ирекович

Кафедра геофизики и геоинформационных технологий, руководитель лаборатории

тел. (843) 233-79-71

E-mail: bulat@gareev.net

Газинур Зиннурович Мингазов

Специалист по изотопному анализу

Айгуль Василовна Низамова

Специалист по рамановской спектроскопии

Рамазан Ринатович Нафигин

Специалист по рентгенофлуоресцентному анализу

Айнур Газинурович Бадретдинов

Специалист по рентгенофлуоресцентному анализу

Артем Алексеевич Трифонов

Специалист по масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Камиль Рустамович Миннебаев

Специалист по масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой

Изотопный масс-спектрометр Delta V Plus (Thermo Fisher Scientific, Германия)

Позволяет определять соотношение стабильных изотопов легких элементов: H/D, 13C/12C, 15N/14N, 18O/16O, 34S/32S

Анализирует вещество в газовой, жидкой и твердой фазе. Укомплектован модулями:

·             Элементный анализатор Flash HT Plus, используется для определения валового изотопного состава и элементного анализа легких элементов методом сжигания в кислороде и бескислородного пиролиза;

·             Приставка GasBench II, используется для анализа карбонатов методом обработки кислотой;

·             Приставка GasBench II, используется для анализа воды методом изотопного уравновешивания;

·             Газовый хроматограф TRACE 1310, оснащенный c автосемплером TriPlus RSH (ввод жидких проб, газовых проб, парофазный анализ, анализ методом твердофазной микроэкстракции), сопряженный с квадрупольным масс-спектрометром ISQ и интерфейсным блоком GC Isolink, используется для проведения газовой (газожидкостной) хроматографии с масс-спектрометрическим детектором для разделения смесей на компоненты, определения этих компонент и их изотопного состава.

 

Изотопный масс-спектрометр высокого разрешения Neptune Plus (Thermo Fisher Scientific, Германия)

Магнитосекторный масс-спектрометр высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой, оснащен 9 коллекторами фарадея, джет-интерфейсом и системой десольватации Aridus II, что позволяет определять соотношение изотопов практически всех элементов (за исключением благородных газов).

Анализ проводится как для жидких, так и для твердых образцов, которые предварительно растворяются.

Для твердых образцов возможно проводить локальный микроанализ методом лазерной абляции с размером точки от 10 до 250 микрон с использованием эксимерной системы лазерной абляции Analyte Excite (Teledyne Cetac Technologies, США) или системы лазерного пробоотбора NWR213 (ESI, США).

 

Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой iCAP Qc (Thermo Fisher Scientific, Германия)

Квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой, оснащенный газовой ячейкой, позволяет проводить элементный анализ твердых и жидких образцов с точностью до триллионных и триллиардных долей. Газовая ячейка, заполняемая гелием или другими неинертными газами, позволяет проводить анализ в реакционно-столкновительном режиме или режиме дискриминации по энергиям, что практически полностью подавляет полиатомные интерференции и повышает точность анализа. Прибор представляет возможность анализировать сверхмалые количества и концентрации образцов.

Жидкие образцы анализируются напрямую, твердые образцы предварительно растворяются c использованием микроволновой системы разложения (CEM Mars 6 и Milestone Ethos Up) при высокой температуре и давлении в тефлоновых автоклавах. Для твердых образцов также возможно проводить локальный микроанализ методом лазерной абляции с размером точки от 10 до 250 микрон с помощью системы лазерного пробоотбора NWR213 (ESI, США).

 

Волнодисперсионный рентгенофлуоресцентный спектрометр S8 Tiger (Bruker, Германия)

РФА спектрометр оснащен рентгеновской трубкой мощностью 4 кВт, семью кристаллам для детектирования всего возможного спектра элементов, включая кристалл на бор и бериллий, изогнутый германиевый кристалл.

Позволяет определять элементный состав твердых, порошкообразных и жидких образцов в диапазоне от B до U в вакууме или атмосфере гелия. Возможен анализ образцов без разрушения.

Спектрометр укомплектован всеми возможными методами подготовки пробы, которые позволяют измерять образцы как в виде прессованных со связующим таблеток, так и в виде стекол сплавлением образца с флюсом:

·             Щековая дробилка FRITSCH Pulverisette 1 со щеками из стали и карбида вольфрама

·             Дисковая мельница FRITSCH Pulverisette 13

·             Дисковая вибрационная мельница FRITSCH Pulverisette 9 с гарнитурами из стали и карбида вольфрама

·             Планетарная шаровая мельница FRITSCH Pulverisette 6 с гарнитурами из стали, карбида вольфрама и специальной агатовой гарнитурой для магнитных материалов

·             Автоматический пресс Herzog HTP 40 с давлением до 40 т

·             Печь сплавления Katanax K1 Prime

 

Микрорентгенофлуоресцентный спектрометр M4 Tornado (Bruker, Германия)

РФА спектрометр, установленный на микроскоп, с помощью поликапиллярной оптики фокусирует рентгеновский пучок в точку диаметром 25 мкм, обеспечивая высокую светимость, что позволяет с высокой точностью определять элементный состав твердых, порошкообразных и жидких образцов в диапазоне от Na до U в точке, проводя анализ как в воздухе, так и в вакууме.

Анализатор дает возможность составлять карту распределения элементов по поверхности образца размером до 33х17 см и строить 3D распределения элементов в образце.

Помимо локального анализа прибор может определять толщину покрытий до 9 слоев.

 

Портативный рентгенофлуоресцентный анализатор S1 Turbo LE (Bruker, Германия)

Прибор позволяет с высокой скоростью и точностью определять химический состав, определять марки металла, в том числе при анализе титановых и алюминиевых сплавов без вакуумизации и гелиевой продувки. Портативное исполнение позволяет проводить анализ с выездом на объект, без дополнительно подготовки образцов, а также там, где объект невозможно демонтировать или привезти в лабораторию, например старинные фрески или картины.

Определяет концентрации всех элементов в образце в диапазоне от Mg до U, в том числе и легких химических элементов Mg, Al, Si, S и P в сплавах на основах железа, никеля, титана, меди, алюминия и т.д. В приборе присутствует обширная библиотека марок различных сплавов.

 

Рамановский конфокальный микроскоп inVia Qontor (Renishaw, Великобритания)

Микроскоп оснащен системой точного позиционирования оптики и двумя лазерами с длинной волны 785 нм и 532 нм, позволяет определять фазовый (компонентный и минеральный) состав твердых и порошкообразных образцов в точке диаметром 500 микрон, позволяет изучать спектры рамановского рассеяния, состав газожидкостных включений.

Конфокальная оптическая схема позволяет проводить анализ в глубине образца, внутри прозрачных контейнеров, не вскрывая их.

Дает возможность составлять карту распределения фаз по поверхности образца и строить 3D-карты.

 

Ежегодно Лаборатория выполняет более 15 тысяч анализов на коммерческой основе и с научно-исследовательскими целями. Крупнейшими заказчиками и партнерами Лаборатории являются ПАО «Газпром нефть», ПАО «НК «Роснефть», ПАО «Татнефть» им. В. Д. Шашина, МГУ, СПбГУ, ТПУ, институты РАН. Объем выполняемых коммерческих договоров превышает 50 млн рублей.

Проведение комплексной площадной геохимической съёмки северной части Воргенского ЛУ для ПАО «Газпром нефть» в 2018 году в объеме более 2000 исследований;

Проведение комплексной площадной геохимической съемки северо-восточной части Воргенского ЛУ для ПАО «Газпром нефть» в 2019 году в объеме более 3300 исследований;

Выполнение работ по стратиграфической характеристике основных элементов углеводородных систем прибрежной суши и акваторий морей Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского на основании комплексного лабораторного изучения коллекции образцов горных пород для ПАО «НК «Роснефть» в 2018-2019 годах в объеме более 500 исследований;

Выполнение работ по исследованию керна методами рентгенофлуоресцентного и масс-спектрометрического анализа для ООО «Нефтеком» в 2017-2019 годах в объеме более 4 000 исследований в год;

Выполнение работ по исследованию керна методом рентгенофлуоресцентного анализа для ООО «ТННЦ» (ПАО «НК «Роснефть») в 2018 году в объеме более 3 000 исследований.

ОАО «ТАТНЕФТЕПРОМ» , 2019 г.

«Определение принадлежности пластовой воды к объекту разработки на основе геохимических исследований»

ОАО «ТАТНЕФТЕПРОМ» , 2019 г.

«Расчет относительных дебитов по нефти на скважинах с совместной эксплуатацией продуктивных пластов в нижнем карбоне на Ивинском и Ульяновском месторождениях»

ЗАО «TATEX», 2019 г.

«Комплексные геохимические исследования пластовой воды и нефти верей башкирских отложений»

ЗАО «Предприятие КАРА-АЛТЫН», 2019 г.

«Определение принадлежности пластовой воды к объекту разработки на основе специальных исследований».

Телефон: +7 (843) 233-79-71

Факс: +7 (843) 233-79-71

Адрес: 420111, Россия, г. Казань, ул. Кремлевская, 4/5, лаб. 423