Решение проблем экологической безопасности и рационального использования природных ресурсов при постоянно возрастающем антропогенном воздействии, вызванным активной хозяйственной деятельностью человека, невозможно без знаний об их текущем состоянии, без получения достоверной и исчерпывающей информации о степени загрязнения, как в количественной, так и в качественной характеристике, и получении на этой основе оценок состояния природных объектов. Оценка помогает дать ответ на вопрос о благополучии состояния природных объектов, указать, чем именно оно обусловлено, определить действия, направленные на его

нормализацию или указать благоприятные ситуации, наличие природных возможностей.

Диссертация посвящена комплексному экспериментальному изучению минералов и их синтетических аналогов, свойства которых модифицированы высокодозной ионной имплантацией. 

Имеющийся на сегодняшний день, значительный экспериментальный и теоретический потенциал знаний в области кристаллохимии и физики минералов, находит себе весьма широкое применение в различных областях естественных наук, а также в промышленности и отраслях хозяйственной деятельности. Одним из Приоритетных направлений развития науки, технологий и техники Российской Федерации в настоящее время являются фундаментальные и прикладные работы в «Индустрии наносистем и материалов», открывающие новые перспективы в самых различных областях. Актуальность тематики диссертации определяется возможностью расширения и использования минерально-сырьевой базы за счет создания новых минеральных веществ с заведомо прогнозируемыми и заданными физическими и технологическими свойствами. 

Цель работы заключалась в изучении кристаллохимии и свойств минералов и их синтетических аналогов, модифицированных высокодозной ионной имплантацией. <...>

Присутствие летучих компонентов в геологических системах даже в небольшом количестве может приводить к резким изменениям условий плавления, массопереноса, и многих физико-химических свойств вещества мантии Земли. Поэтому проблема летучих компонентов в петрологии будет долго оставаться одной из наиболее острых и дискуссионных. За последние 40 лет накоплен значительный фактический материал по экспериментальному и теоретическому изучению влияния основных летучих компонентов системы С–О–Н на фазовые соотношения в природных и приближенных к ним модельных системах (напр., Eggler, Baker, 1982; Кадик, Луканин, 1986; Никольский, 1987; Taylor, Green, 1988; Ulmer, Luth, 1991; Frost, Wood, 1997; Holloway, 1998; Luth, 2003; Кадик и др., 2003; 2006; Сокол и др., 2004; Foley, 2008; 2010; Palyanov, Sokol, 2009; Poli et al., 2009). Однако эти исследования охватывали сравнительно малый интервал давлений, соответствующий глубинам до 90–120 км (3–4 ГПа) и, в некоторых случаях, до 210 км (7 ГПа), в то время как чрезвычайно важные с геодинамической точки зрения переходный слой (410–660 км), и нижняя мантия (>660 км), оставались малоизученными в рамках проблемы флюидного режима.

В процессе реструктуризации угольной отрасли России получен целый ряд положительных результатов ее функционирования.

Однако игнорирование роли горной науки в процессе реструктуризации и отсутствие финансовой государственной поддержки привело к применению временных технологических схем шахт; износу оборудования на 70-80%; ограничению потенциальных возможностей высокопроизводительного очистного оборудования неблагоприятными для его эксплуатации формой и размерами выемочных участков в пределах одной действующей шахты; применению устаревших пространственно-планировочных решений при техническом перевооружении действующих шахт; бессистемному выделению или объединению шахт в организационно-административные и экономические структуры без учета специфики горно-геологических и горнотехнических условий освоения несколькими горными предприятиями крупных угольных месторождений. Результаты реструктуризации угольной отрасли недостаточны для достижения хозяйствующими субъектами основной цели, характерной для новых экономических отношений – обеспечения устойчивого роста  уровня рентабельности производства конкурентоспособной угольной продукции. 

Атмосферные испытания ядерного оружия в середине XX века привели к глобальному загрязнению техногенными радионуклидами (преимущественно 137Cs и 90Sr) окружающей среды. В результате несовершенства используемых технологий на предприятиях ядерно-топливного цикла (ЯТЦ) бывшего СССР были загрязнены пойменные ландшафты рек Теча, Томь, Енисей. Авария на ЧАЭС, произошедшая 26 апреля 1986 г., по масштабам радиоактивного загрязнения окружающей среды превзошла все предыдущие радиационные инциденты.

Необходимым условием эффективного планирования отработки угольных месторождений является наличие надежной информации прогнозного характера об их гидрогеологических условиях. При этом особое значение имеет обнаружение нарушенных и обводненных зон в надугольном комплексе пород. При ведении геологоразведочных работ и последующей доразведке угольных месторождений с использованием стандартной сетки расположения скважин достигаемая надежность описания свойств и состояния массива горных пород не превышает 50%. В процессе ведения горных работ с появлением техногенной нарушенности в массиве происходит перераспределение напряженного состояния, изменяются гидродинамические режимы подземных вод в обводненных горных породах и соответственно изменяются их свойства и состояние.

Актуальность работы определяется необходимостью дальнейшего развития теоретических и прикладных основ биогеохимии в приложении к континентальным водоемам Сибири (озера, водохранилища, реки), которые почти не изучены в биогеохимическом аспекте или изучены фрагментарно в отличие от водоемов конечного стока (краевые моря и океаны). Вполне очевидна необходимость разработки методологии исследования биогеохимических процессов, протекающих в континентальных водных экосистемах при непосредственном участии живого вещества и, в частности планктона, как наиболее универсального его представителя. Недостаточная изученность этих процессов сдерживает развитие многих других взаимосвязанных вопросов, таких, например, как изучение потоков биогенного осадочного материала в озерах и водохранилищах, количественной оценки долевого биогенного (планктонного) и терригенного вкладов химических элементов в донные осадки и др.

Титан и цирконий относятся к стратегическим видам полезных ископаемых и развитие их сырьевой базы для самообеспечения России остро необходимо. Потребности России в титановом и циркониевом сырье удовлетворяются за счет собственного производства не более чем на 2-3%. Россыпи являются наиболее дешевым источником сырья и в мире служат основным промышленным источником титановых минералов и циркона.

Экономическое развитие России непосредственно связано с добычей и переработкой богатейших запасов твердых полезных ископаемых и в значительной мере предопределяется эффективностью открытого способа добычи. Для скальных горных пород практически единственным высокоэффективным универсальным способом подготовки к выемке является разрушение породы энергией взрыва. Взрывные работы отличаются быст-ротой и различными масштабами исполнения, поэтому широко применяются при разнотипных открытых горных работах не только  в горной промышленности, но и во многих отраслях народного хозяйства, технологически связанных с разрушением горных пород: при строительстве и прокладке автомобильных и железных дорог и различных сооружений. Развитие открытых горных работ и повышение их эффективности связано с комплексом исследований, направленных на разработку технологий рыхления полускальных и скальных  горных пород с наименьшими затратами и минимальным негативным воздействием на окружающую среду. 

Работа проводилась в соответствии с приоритетными направлениями исследований ОНЗ РАН «Флюиды в земной коре и мантии Земли» (2002-2006 гг.) и «Изучение вещества, строения и эволюции Земли … методами геохимии…» (2007-2011 гг.) и затрагивали целый ряд фундаментальных проблем. Определение изотопного состава гелия, который указывает на соотношение генетически различных компонентов этого газа в природных объектах [Мамырин и др., 1970; Озима, Подосек, 1987; Поляк, 1988; Прасолов, 1990], позволило уточнить источники вещества и обстановки формирования разнотипных подземных флюидов. Не менее важным для этого является определение роли взаимодействия в системе «вода-порода» в формировании геохимических особенностей подземных вод и газов, как горных сооружений, так и осадочных бассейнов складчатых областей. В сумме эти исследования дают представление о генезисе и геохимических циклах воды и углеродсодержащих газов (СН4 и СО2) в земной коре и позволяют прояснить механизмы формирования грязевулканических систем. Особенно актуальны такие исследования при изучении флюидов Кавказского сегмента Альпийско-Гималайского подвижного пояса, где формирование подземных вод определяется, с одной стороны, процессами литогенеза осадочных пород, а с другой – новейшей тектономагматической активностью.