WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные матриалы
 


«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ОСАДКОВ МАЛЫХ ОЗЕР СИБИРИ ...»

VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ

ОСАДКОВ МАЛЫХ ОЗЕР СИБИРИ

В.Д. Страховенко, Ю.С. Восель

Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, Новосибирск,

strahova@igm.nsc.ru

Озера составляют неотъемлемую часть практически всех ландшафтных зон Сибири. При

переносе в озера минеральной и органической компонент с площадей водосбора происходит, с одной стороны, смешение автохтонных и аллохтонных источников (усреднение химического состава), с другой стороны, дифференциация элементов, обусловленная присутствием их в разных формах в поверхностных водах. При формировании современного осадка континентальных озер Сибири активно проявляют себя следующие факторы: механическое разрушение, химическое разложение, биологические процессы (Страхов и др., 1962;

Холодов, 2006).

Исследуемые озерные системы расположены в лесостепном и степном ландшафтах в аридной зоне и переходной полосе между ней и гумидной. В пресных озерах на фоне основного механического процесса накопления терригенного материала реализуется сапропелевый тип осадконакопления, в соленных — сам осадочно-эвапоритовый. Исследуемые озерные системы локализованы в пределах территорий, где материнскими породами для почв водосборных площадей озер являются либо покровные лессовидные суглинки (Куйбашевская система озер), либо гнейсы, мраморы и массивно-кристаллические щелочные породы (Тажеранская система озер). Эти породы содержат в качестве главного компонента полевой шпат, богатый Na, что способствует формированию гидрокарбонатных или гидрокарбонатно-сульфатных Mg-Ca-Na грунтовых вод.

Тажеранская система озер находиться в Приольхонье, территория которого занимает центральную часть западного побережья оз. Байкала. Территория отгорожена от материка Приморским хребтом, который, будучи естественным барьером на пути западных циклонов, способствует повышенной сухости климата региона. Озера, расположенные в контурах кайнозойских впадин, имеют тектоническую природу (Склярова и др., 2002). Куйбашевская группа озер принадлежит к Омь-Тартаско-Васюганской межгривно-лощиной системе озер, территориально находящихся в пределах Барабинской равнины.

Цель данной работы — выявить факторы, определяющие геохимическую и минералогическую специфику осадков в гидрокарбонатных и гидрокарбонатно-сульфатных озерах.

Отбор проб различных компонентов озерных систем произведен в летние месяцы с 2005 по 2013 годы. В работе макро- (Al, Fe, Ca, Mg, K, Na) и микроэлементный состав (Cd, Pb, Cu, Zn, Mn, Cr, Ni, Co, V, Hg, Be, Ba, Sr, Li) озерных вод и сапропелей определялся атомноабсорбционным методом с использованием пламенных и электротермических методов атомизации (Solaar M6, Thermo Electron Corporation). Минеральный состав исследовался на рентгеновском дифрактометре ARLX`TRA. Изучение морфологии, фазового и химического состава образцов проводилось с использованием сканирующего электронного микроскопа MIRA 3 TESCAN. Анионный состав озерных вод (концентрации нитратов, хлоридов, бромидов, фторидов) определялся методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием системы ВЭЖХ Prominence 20 LC (Shimadzu, Япония) с кондуктометрическим детектором, колонка Star-Ion А300 10x4,6 mm (Phenomenex, США), элюент: 1,7 ммоль/л NaHCO3/1,8 ммоль/л Na2CO3, скорость потока 1,5 мл/мин. в ИК СО РАН. Содержание гидрокарбонатов анализировали методом потенциометрического титрования с использованием автоматического титратора АТП-02 (Аквилон, Россия) по методике ПНД Ф 14.2.99-97.

Воды исследуемых озер подразделяются на пресные (до 1 г/дм3) и солоноватые (1–10 г/дм3) (Алекин, 1970). В лесостепном ландшафте (Куйбашевская система озер) вода озер характеризуются невысоким уровнем общей минерализации (пресные), существенным Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории

–  –  –

Согласно полученным данным силикатного, атомно-абсорбционного, рентгенофазового и других анализов, установлено, что в пресных озерах образуются органоминеральные отложения, а в солоноватых — карбонатные илы с содержанием органического вещества около 5 %. Основную часть макроэлементного состава минеральной части осадка составляют оксиды кремния (59–5 %), алюминия (13,7–1,2 %), кальция (24,8–2,2 %) и иногда железа (5,5–0,8 %).

Содержания кремнезема, кальция, алюминия, натрия, калия и др., входящего в состав кварца, карбонатов, полевых шпатов и других породообразующих минералов может меняться в

–  –  –

широком диапазоне. Они могут быть как биохемогенного, так и терригенного происхождения.

Минеральная часть осадка содержит большое количество микроэлементов, таких как: Co, Mn, Cu, B, Zn, Br, Mo, V, Cr, Be, Ni, Ag, Sn, Pb, As, Ba, Sr, Ti. Высокие концентрации кремнезема в изученных донных отложениях связаны с присутствием терригенных минералов (кварца, полевых шпатов, слюд), а также биогенным его накоплением (обломки скелетов биоты).

Значительные содержания Ca, Sr, Mg, Mn обусловлены накоплением в осадках кальцита. При этом количество кальцита в илах и его магнезиальность не зависят от общей минерализации воды озер. В осадках присутствуют кроме названных минералов в виде примесей слюды, иллиты, пирит, доломит и некоторые другие акцессорные минералы в количествах не более 10 %. Содержания микроэлементов в осадках полностью коррелируют с количеством терригенного материала (с зольностью).

Зольность органоминеральных отложений зависит от количества поступающего в осадок обломочного материала, от биохимической садки аутигенных минералов, от степени минерализации органического вещества в процессах диагенеза и от процессов отдачи воды, под влиянием веса налегающих слоев осадка (коллоидное старение органического вещества).

В современных органоминеральных осадках присутствует 4 типа воды: слабосвязанная вода макропор (75 %), иммобилизованная внутри рыхлых коллоидов (10 %), физически связанная вода (10 %), прочносвязанная (5 %) (Штин, 2005). Потеря огромного количества растворителя, т.е. разбавляющего материала, ведет к % увеличению зольности.

Изучение донных отложений на субмикроуровне показало, что главным образом в илах преобладают кристаллические массы различной морфологии и колломорфные агрегаты.

Кристаллические массы представлены угловатыми неокатанными зернами и сростками зерен кварца, полевых шпатов и других породообразующих минералов размерностью от 0,02– 0,25 мм — 75 %, 0,02 мм — 15 %, 0,25 мм — 10 % (рис. 2). Бесформенные лепешковидные колломорфные агрегаты в основном сложены комочками кальцита или органического вещества и образованы при перекристаллизации первичных коллоидных осадков (гелей) (рис. 3А).

Выявлено присутствие в донных отложениях обломков раковин и других остатков биоты, сложенных преимущественно CaCO3, SiO2 или органическим материалом, а также зональноконцентрические образования, представленные кальцитом (рис. 3Б и 3В). В солоноватых озерах с высокой общей минерализацией воды встречаются кристаллические агрегаты со сложным зональным строением. Центральная часть таких кристаллических масс выполнена зерном угловатой, неправильной формы кварца либо полевого шпата, которое обрастается кальцитом или доломитом с образованием внешней поверхности округлой формы (рис. 3Г).

Итогом жизнедеятельности бактерий и грибков, обитающих в придонной части и в первых сантиметрах осадка в огромных количествах, является разрушение исходной органической массы илов с выделением газов CO2, NH3, H2S и др. Образующиеся газы приводят к процессам новообразования пирита в донных отложениях. Во всех изученных образцах донных отложений Рис. 2.

А — Фото сапропеля озера Ярголь, полученные с использованием сканирующего электронного микроскопа MIRA 3: 1 — зерно олигоклаза, 2 — обломок скелета биоты, выполненный SiO2, 3 — пиритовый фрамбоид, состоящий из кубических микроиндивидов; Б — Фото сапропеля озера Камбала:

зерна кварца; В — Фото донного осадка озера Безымянного: 1 — зерна кварца, 2 — калиевого полевого шпата; 3 — слюды Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории Рис. 3. Фото, полученные с использованием сканирующего электронного микроскопа MIRA 3: А — лепешковидных бесформенных зерен кальцита озеро Намиш-Нур; Б — обломки остатков биоты, выполненные SiO2 озеро Бергуль; В — зонально-концентрические агрегаты кальцита озеро Барчин; Г — обрастание угловатого обломка кварца (1) кальцитом (2) озеро Придорожное методом сканирующей электронной микроскопии обнаружено присутствие пирита в виде одиночных фрамбоидов и их скоплений, кристаллов и групп кристаллов различного габитуса, начиная с самых верхних слоев осадка и до глубины 1 метра (рис.

4). Состав пирита отвечает стехиометрической формуле FeS2.

Рис. 4. Фото, полученные с использованием сканирующего электронного микроскопа MIRA 3.

Пирит в виде одиночных фрамбоидов и их скоплений, кристаллов и групп кристаллов кубического, октаэдрического и пентагонального габитуса, распространенных по всей глубине разрезов донных осадков исследуемых озер Исходя из полученных нами результатов и используя литературные данные, можно сделать заключение, что в современных содово-сульфатных озерах (от пресных до соленых) на фоне механического накопления терригенного материала происходит массовое биохимическое образование кальцита (с переменным количеством Mg) и пирита. При этом количество кальцита в илах и его магнезиальность не зависят от общей минерализации воды озер. Анаэробная среда, начиная с границы фаз вода – осадок, способствует массовому захоронению органического вещества в пресных озерах и присутствию его до 5 % в солоноватых.

Работа выполнена при поддержке проекта РФФИ № 13-05-00341-а и интеграционного проекта СО РАН № 125.

Литература Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 413 с.

Склярова О.А., Скляров Е.В., Федоровский В.С. Структурно-геологический контроль локализации и состава воды озер и родников Приольхонья // Геология и геофизика. 2002. Т. 43 (8). С. 732–745.

Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Т. 3. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 550 с.

Холодов В.Н. Геохимия осадочного процесса. М.: ГЕОС, 2006. 608 с.

Штин С.М. Озерные сапропели и основы их комплексного освоения. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 2005. 373 с.



Похожие работы:

«VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013 ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТРИАСОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КРЯЖА ПРОНЧИЩЕВА (СРЕДНЯЯ СИБИРЬ) А.Ю. Попов, Е.С. Соболев, А.В. Ядренкин Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, Новосибирск, PopovAY@ipgg.sbras.ru В пос...»

«ОТЗЫВ на диссертационную работу Никифоровой Татьяны Евгеньевны "Физико-химические основы хемосорбции ионов dметаллов модифицированными целлюлозосодержащими материалами", представленную на соискание ученой степени доктора химических...»

«ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Никифоровой Татьяны Евгеньевны на тему: "Физико-химические основы хемосорбции ионов d-металлов модифицированными целлюлозосодержащими материалами", представленную на соискание ученой степени доктора химических нау...»

«Презентация О.А.Катуниной "Физика – это наука понимать природу". Эдвард Роджерс Цели урока: Обучающая: Сформировать знания учащихся об архимедовой силе, умение выводить формулу, выражающую зависимость выталкивающей силы от плотности жидкости (газа) и объема тела. Обеспечить усвоение учащимися формулы для расчета архимедовой силы,...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.