Изотопно-геохимические особенности Батагайской едомы (предварительные результаты)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова (МГУ)

Изотопно-геохимические особенности Батагайской едомы (предварительные результаты)

Васильчук Юрий Кириллович

доктор геолого-минералогических наук профессор

Васильчук Джессика Юрьевна аспирант



Аннотация

Предметом исследования является едомная толща, вскрывающаяся в Батагайском овраге-кратере (67°34?49? с.ш., 134°46?19? в.д.), расположенном в 10 км юго-восточнее пос. Батагай (около 17 км по шоссе и еще около 4 км по тропе), Верхоянский улус, Республики Якутия (Саха). Овраг расположен примерно в 1,5 км вниз по склону г.Киргиллях. абс, выс. поверхности оврага около 325 м. Овраг сформировался примерно за 60 лет и домтигает глубины 100 м. Основными методами исследования являются: экспедиционные работы, анализ изотопно-кислородного и изотопно-водородного состава, анализ ионного состава и содержания растворенных форм микроэлементов (в том числе тяжелых металлов и редкоземельных элементов), а также Si, Fe, Al, Mn, S, P и их распределения в повторно-жильных льдах, залегающих в едомной толще. Новизна исследования заключается в том, что в повторно-жильных льдах и во вмещающих их отложениях Батагайской едомы впервые изучены изотопно-кислородный и изотопно-водородный состав, ионный состав и содержание растворенных форм ряда макро- и микроэлементов. Выявлено, что повторно-жильные льды Батагайского разреза имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав, в пределах каждой жилы наблюдается однородное содержание микро и макроэлементов. Изотопный состав ледяных жил расположенных в верхней и в нижней частях Батагайского разреза свидетельствует о том, что среднеянварская температура воздуха составляла около от -51 до -55 °С.

Ключевые слова: многолетнемерзлые породы, повторно-жильные льды, сингенетический, изотопы кислорода, изотопы водорода, микроэлементы, ионы, соленость, Восточная Сибирь, плейстоцен



Abstract

изотопный кислородный ионный лед

The subject of the study is the yedoma, which is found in the Batagaika crater (67°34'49 "N, 134°46'19" E), located 10 km southeast of Batagay settlement, Verkhoyansk settlement, the Sakha (Yakutia) Republic. The crater is located about 1.5 km downslope of the Kirgillyakh mountain; its absolute height is about 325 m. The main research methods are: fieldwork, analysis of oxygen and hydrogen stable isotopic composition, analysis of ion composition and content of dissolved forms of trace elements and their distribution in ice-wedges of the yedoma. Oxygen and hydrogen stable isotopic composition, ion composition and the content of the dissolved forms of minor and major elements were studied for the first time in ice-wedges of the Batagaika crater. It has been revealed that the ice-wedges of the Batagaika crater are of hydrocarbonate-calcium composition, a uniform content of minor and major elements is observed within each ice-wedge. The isotopic composition of the ice-wedges located in the upper (the average values of д18O is -34.4‰, the value of д2H is -266 ‰) and lower (the average value of д18O is -35.7 ‰, the value of д2H is -276‰) parts of the Batagaika crater indicates that the average January air palaeotemperature was from -51 to -55 °C.

Keywords: Pleistocene, Eastern Siberia, salinity, ions, trace elements, syngenetic, oxygen isotope, hydrogen isotope, ice wedge, permafrost



Основная часть

Основная задача данной работы - исследование изотопно-кислородного и дейтериевого состава, ионного состава и содержания микроэлементов, кремния и железа в позднеплейстоценовых сингенетических повторно-жильных льдах детально отобранного разреза Батагайской едомы для реконструкции палеогеокриологических условий формирования едомных толщ.

Местоположение района исследований

Авторами изучены сингенетические повторно-жильные льды, вскрывающиеся в Батагайском овраге-кратере (67°34?49? с.ш., 134°46?19? в.д.), расположенном в 10 км юго-восточнее пос. Батагай (около 17 км по шоссе и еще около 4 км по тропе), в Верхоянском улусе (рис. 1), Республики Якутия (Саха). Овраг (абс. выс. его поверхности около 325 м над ур. моря) расположен на северо-восточном склоне в 1,5 км вниз во склону холма между горой Киргиллях (абс. выс. 612 м) и горой Хатыннах. По форме он напоминает морского ската (см. рис. 1, б, рис. 2). Ранее исследованы криолитологические особенности разреза ^{[4, 10]} и его возраст ^{[7, 15]}.



Рис. 1 Расположение Батагайского оврага-кратера в Верхоянском улусе (а - ярко фиолетовый круг), Якутской (Саха) республики и его контур в плане (б). Google Earth

Рис. 2 Конфигурация Батагайского кратера в плане. Фото Ф.Гюнтера



Рис. 3 Расположение опробованных в 2017 году повторно-жильных льдов на снимке 2004 года (вверху), 2013 года (в середине) и снимке 2016 года (внизу), точки опробования в 2017 году располагались внутри кратера

Климатические, физико-географические и геокриологические условия

Климат, по данным метеостанции Батагай близок к умеренно-холодному ^[6]. Среднегодовая температура воздуха - -14.8 °C. Наиболее холодный месяц - январь с температурами от -43 до -51 °C ^[27]. Выпадает около 194 мм осадков в год. Самые сухие месяцы: март, январь и февраль - обычно не более 5 мм осадков (табл. 1). Большая часть осадков здесь выпадает в июле до 43 мм, в среднем 37 мм (рис. 4). Преобладающий ветер зимой (январь) - юго-западный, летом (июль) - северный или северо-восточный.

Таблица 1

Сравнение основных климатических параметров (среднемесячные данные) по метеостанции Батагай за период 1961-1990 гг. и 1981-2010 гг. С сайта http://www.meteo-tv.ru/rossiya/respublika-saha-yakutiya/batagai/weather/climate/ ^[26]

Месяц	Макс. темпер., °C	Мин. темпер., °C	Осадки, мм	Месяц	Макс. темпер., °C	Мин. темпер., °C	Осадки, мм
1961-1990 гг.	1981-2010 гг.
январь	-45	-51	5	январь	-43	-49	5
февраль	-39	-48	6	февраль	-37	-47	5
март	-22	-40	5	март	-22	-40	5
апрель	-6	-24	8	апрель	-5	-23	6
май	7	-6	15	май	8	-4	15
июнь	18	4	33	июнь	18	5	35
июль	21	7	42	июль	22	8	42
август	17	3	38	август	17	4	43
сентябрь	7	-4	20	сентябрь	7	-3	24
октябрь	-11	-21	14	октябрь	-10	-20	12
ноябрь	-34	-41	9	ноябрь	-32	-40	9
декабрь	-41	-48	8	декабрь	-41	-48	6

Рис. 4 Климатический график с сайта https://ru.climate-data.org/location/45208/ ^[27]

Многолетнемерзлые породы в бассейне реки Яны характеризуются непрерывным по площади и по вертикали распространение, со средней годовой температурой грунта на глубине нулевых годовых амплитуд от -5,5 °C до -8,0 °C. активный слой толщиной 0,2-0,4 м под лесом и мхом, и 0,4-1,2 м ниже открытых площадок.

Растительность северо-таежного и лесотундрового типа котором доминируют: лиственница Кайандера (рис. 5, а), берёза (Betula middendorffii), береза карликовая, стланик кедровый (рис. 5, б), багульник (рис. 5, в), ольха (рис. 5, г), ива, ива плакучая, осина, боярышник, лапчатка, лапчатка Толля, осока рыхлая, мать и мачеха, одуванчик, подснежник, клайтония клубневидная (суккулентная трава семейства портулаковых), малина, шиповник, уохта (смородина дикуша), княженика, брусника, голубика и др.

Рис. 5 Характер растительности на поверхности Батагайской едомы: а - общий вид сукцессии; б - кедровый стланик; в - багульник; г - ольховник. Фото Дж.Васильчук и Ю.К.Васильчука

В 60-х годах на территории Верхоянского района Якутии, в 7 км от поселка Батагай был обнаружен овраг шириной 1,5 метра, глубина составляла 5 метров. С 90-х годов небольшой овраг начал заметно увеличиваться. На сегодняшний день его размеры достигли: глубина 70-100 метров, длина 1 км (рис. 6).

Рис. 6 Панорама Батагайского кратера. Фото А.Тришина

В августе 2017 г. в 70-метровом разрезе (рис. 7, 8) Батагайского кратера авторами изучены и детально опробованы ледяные жилы в верхней (рис. 9, 10, а) и нижней (рис. 10, б, 11, 12, 13) части обнажения.

Рис. 7 Северная и западная части (а) Батагайского кратера (в центре стены вверху расположена детально исследованной жила - ПЖЛ №3 в верхней части разреза) и северо-восточная (б) часть 70-метровой стены (человек в синей куртке стоит над детально исследованной жилой - ПЖЛ №2 в нижней части разреза). Фото Ю.К. Васильчука

Рис. 8 Западная часть Батагайского кратера: а - перьеобразный контакт озерных и едомных отложений; б - узкие ледяные жилы в озерных отложениях. Фото Ю.К. Васильчука

Криолитологическое строение разреза

Описание юго-западного края Батагайского кратера.

Батагайское обнажение представляет собой стену в нижней части близка к вертикальной, вверху довольно отвесная градусов больше 60°. Общая высота варьирует от 50 до 70 м, однако если считать с придонной частью кратера, то глубина достигает 90 м. Мерзлая стенка обнажения с поверхности до глубины 25-30 м сложена сильнольдистыми едомными отложениями. В сторону западной части обнажения мощность едомной толщи увеличивается существенно и достигает около 40-45 м. В западной части в верхней части едомной толщи наблюдается некий фациальный перьеобразный контакт с озерной или таберальной толщей (практически без льда), в виде клина длиной около 150-200 м внедряется в едомную толщу и сверху вновь едомная толща перекрывает озерно-таберальное вклинивание. Едомная толща представлена довольно узкими ледяными жилами, не более 1,5-2 м шириной. В разрезе просматриваются и гораздо более выраженные ледяные стенки, однако это по сути не фронтальный срез ледяных жил. Полигоны небольшие - редко превышают 4-5 м в ширину, а как правило составляют 1,5-3 м в ширину, полигоны преобразуются в слабовыраженные байджерахи на стенке. В нижней части разреза вскрывается довольно мощная и по-видимому довольно древняя горизонтально-слоистая толща представленная горизонтальным переслаиванием более темных и более светлых (скорее всего суглинистых) отложений, тогда как едомная толща представлена преимущественно супесчаными отложениями, озерно-таберальные отложения представлены песками. Лед ледяных жил четко вертикально слоистый с элементарными вертикальными прожилками, насыщенными грунтовыми супесчаными частицами, шириной до 1-2 см, они располагаются вертикально и крутонаклоннно-слоисто. В нижней части ледяные жилы западного фрагмента имеют более минерализованный состав, и они желтовато-серые практически без включений грунта, тогда как в остальной части они серого цвета и также косовертикально-слоистые. Что касается нижней горизонтально-слоистой толщи: возможно она представляет собой древние таберальные отложения, по внешнему виду их можно к таковым отнести. Горизонтальное переслаивание это более 12-20 горизонтальных слоев, внизу более часто слоистых, в средней части выраженный горизонтальный темный слой, здесь слоистость реже, в кровле этой горизонтально-слоистой толщи наблюдается частое переслаивание за счет большего содержания органики. Что касается размеров ледяных жил в едомной толще - можно отметить некоторое утолщение в сторону западной и нижней части едомного массива.

Описание со дна кратера, сверху-вниз:

Сверху в самом западном фрагменте над горизонтальным перьеобразным включением отмечается едомный разрез, здесь полигоны больше явно больше, чем на всей остальной части до 8-10 м. На глубине 3-4 м залегают головы ледяных жил (в некоторых местах они залегают практически у поверхности). На глубине 6-7 м от поверхности горизонт органики мощностью около 1,5 м. На глубине 12 м видны 2 горизонта мощностью до 1,5 м, здесь головы ледяных жил имеют слепое окончание, также заканчиваются на глубине 15-17 м.

Говоря о возможной природе провала можно отметить, что следов антропогенной деятельности сейчас на дне этого провала выделить невозможно, хотя возможно, его инициализация была вызвана активными подземными выработками. Здесь он возник в виде неестественной скатообразной формы, хотя овраги вблизи Батагайского провала обычно каньонообразные.

Рис. 9 Сингенетическая жила - ПЖЛ №3 в верхней части едомной толщи, вскрытая в глубоком овраге, открывающемся в Батагайский кратер. Фото А.Тришина и Дж.Васильчук



Рис. 10 Отбор образцов из сингенетической жилы - ПЖЛ №3 (а) в верхней части едомной толщи и из ПЖЛ №2 (б) в нижней части разреза. Фото Дж.Васильчук



Рис. 11 Сингенетическая жила - ПЖЛ №2 в нижней части толщи вскрытой в Батагайском кратере. Фото А.Тришина



Рис. 12 Органический материал в байджерахах, окружающих ПЖЛ №2 в нижней части толщи, вскрытой в Батагайском кратере. Фото Дж.Васильчук

Методика опробования и аналитических определений

Отбор образцов льда производился путём предварительной зачистки стенки обнажения топором и выкалывания льда в двойной целлофановый пакет. Собранные образцы растапливались при комнатной температуре 1 сутки, после чего разливались во флаконы. Органический материал набирался также в целлофановые пакеты, размораживался и просушивался при комнатной температуре. Линейные измерения обнажения проводились рулеткой с точностью до 10 см. Координаты вычислялись с помощью GPS.

Рис. 13 Криотекстурные особенности жильного льда, вскрытого в сингенетической жиле 1 (а) и сингенетической жиле 2 (б). Фото Ю.К.Васильчука

Выполнен анализ изотопно-кислородного и изотопно-водородного состава, анализ ионного состава и содержания валовых форм микроэлементов, а также Si и Fe и их распределения в повторно-жильных льдах, залегающих в едомной толще,

Измерения изотопного состава кислорода и водорода льда выполнены в режиме постоянного потока гелия (CF-IRMS) на масс-спектрометре Delta-V с использованием комплекса газ-бенч в изотопной лаборатории географического ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова.Изотопный состав выражается в д (‰) относительно среднеокеанической воды V-SMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water). Для калибровки измерений использовались международные стандарты V-SMOW, GISP, SLAP, собственный лабораторный стандарт МГУ - снег ледника Гарабаши (д¹⁸О = -15,60 ‰, д²Н = -110,0 ‰). Погрешность определений составила ± 0,6‰ для д²Н и ± 0,1‰ для д¹⁸O.

Анализ содержания основных ионов выполнен на ионном хроматографе "Стайер", в химико-аналитическом центре географического факультета ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова.

В 30 образцах повторно-жильного льда в ВИМС имени Н.М.Федоровского выполнено определение содержания 59 химических элементов в растворенной форме методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (спектрометры Elan-6100, Optima-4300DV, Perkin-Elmer, США). Для характеристики ледяных жил выбраны 18 микроэлементов и 6 макроэлементов, имеющих наибольший контраст в распределении.

Результаты

Распределение значений д¹⁸О, д²H и d_exc в повторно-жильных льдах

В повторно-жильном льду №1 (ПЖЛ №1), вскрытом в низком фрагменте едомы колебания значений д¹⁸О составляют 2,2 ‰ (от -34,86 до -32,67‰), а вариации значений д²H - более 13 ‰ (от -270,2 до -247,1‰).

В повторно-жильном льду №2 (ПЖЛ №2), вскрытом несколько выше (голова жилы) и ниже (хвост жилы), чем ПЖЛ №1 колебания значений д¹⁸О также составляют 2,2 ‰, но в более отрицательном диапазоне (от -37,2 до -34,97‰), а вариации значений д²H - более 11 ‰ (от -290,8 до -259,2‰).

В самом молодом повторно-жильном льду №3 (ПЖЛ №3), вскрытом в самой верхней части Батагайской едомы вариации значений д¹⁸О составляют всего около 1 ‰ (от -34,83 до -33,8‰), а изменение значений д²H составило 17 ‰ (от -272,6 до -255,6‰).



Таблица 2

Минимальные, максимальные и средние значения д¹⁸О, д²H и d_exc в повторно-жильных (ПЖЛ) льдах, вскрытых в Батагайском овраге-кратере (поверх. 325 м. абс. выс.)

Кол-во образ-цов	д18О, ‰	д2H, ‰	dexc, ‰
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
8	-34,86	-34,4	-32,67	-270,2	-265,0	-247,1	7,34	10,22	14,26
ПЖЛ №2 (№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
59	-37,2	-35,69	-34,97	-290,8	-276,0	-259,2	4,12	9,19	13,48
ПЖЛ №3 (№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
39	-34,83	-34,36	-33,8	-272,6	-266,3	-255,6	4,16	8,56	13,64

Интересно, что средние значения изотопных соотношений в ПЖЛ №1 и ПЖЛ №3 оказались близки: величины д¹⁸О составляют -34,4 и -34,36‰, а значения д²H - -265,0 и -266,3‰ - соответственно, а вот в ПЖЛ №2 они наиболее низкие - средняя величина д¹⁸О составляет -35,69‰, а значение д²H - -276,0‰.

ПЖЛ1 и ПЖЛ2 находятся в нижней части разреза вблизи друг от друга. Частично глубины отбора образцов в них совпадают. При этом изотопные значения отличаются из этих совпадающих интервалов обеих ледяных жил не более чем на 1‰ по величине д¹⁸О, не более чем на 10‰ по значениям д²H.

В очень узкой - менее 0,5 м в ширину ПЖЛ №4, вскрытой в озерной вкладке на глубине 21 м величина д¹⁸О составила около -33‰, а значение д²H - около -240‰.

В текстурных льдах из подстилающих древних горизонтально-слоистых суглинков величины д¹⁸О варьируют между -32,5 и -33,95‰, а значения д²H - изменяются от 227 до -241‰, тогда как в текстурном льду из едомы величина д¹⁸О равна -35,84‰, а значение д²H - около -274,7‰.

В воде из р.Батагайки получено значение д¹⁸О равна -19,81‰, а величина д²H - -149,8‰, а в воде р.Яны -21,14 и -158,9‰ соответственно.

Ранее по росткам ледяных жил на пойме реки Яны М.А.Коняхиным получены 2 значения д¹⁸О в 100 км от устья р.Яны: -27,0‰ и в 160 км от устья р.Яны: -29,0‰ ^[21].

Распределение содержания анионов и катионов в повторно-жильных льдах

Повторно-жильные льды Батагайского разреза имеют карбонатно-кальциевый состав (табл. 3), в то время как в поверхностных водах - р.Яна и р. Батагайка - преобладают сульфаты и кальций (табл. 4). В текстурных льдах Батагайского разреза с глубин 30-60 м среди катионов преобладает магний (1,60 ммоль/л), как и в повторно-жильном льду с глубины 21 м из стенки разреза (2,25 ммоль/л). Вариации в содержании растворимых солей в повторно-жильных льдах разных частей разреза невелики и колеблются в пределах от 25-41 до 62-83 ppm., в реках минерализация составляет 42-64 ppm, в текстурных льдах заметно выше 113-202 ppm, в повторно-жильном льду в стенке разреза 106 ppm. Соотношение хлоридов и сульфатов варьирует в диапазоне от 0,19 до 3,92.

Таблица 3

Минимальные, максимальные и средние значения содержания ионов (ммоль/л) и минерализация ppm в образцах повторно-жильных (ПЖЛ) льдов, вскрытых в Батагайском кратере

Кол-во образцов	Na+, ммоль/л	K+, ммоль/л	Ca2+, ммоль/л	Mg2+, ммоль/л
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1 (№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
8	0.08	0.11	0.14	0.05	0.07	0.10	1.19	1.65	2.25	0.34	0.50	0.68
ПЖЛ №2 (№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
58	0.02	0.03	0.08	0.02	0.10	0.22	0.56	0.91	1.65	0.22	0.31	0.49
ПЖЛ №3 (№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
40	0.06	0.11	0.56	0.03	0.06	0.14	1.03	1.62	2.78	0.30	0.47	0.89
Кол-во образцов	Cl-, ммоль/л	NO3-, ммоль/л	SO42-, ммоль/л	HCO3-, ммоль/л
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1 (№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
8	0.07	0.13	0.28	0.00	0.00	0.01	0.08	0.11	0.17	1.54	2.08	2.85
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
58	0.03	0.05	0.11	0.00	0.01	0.03	0.01	0.03	0.06	0.81	1.27	1.95
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
40	0.03	0.08	0.47	0.00	0.02	0.17	0.03	0.09	0.60	1.34	2.07	3.19
Кол-во образцов	Cl-/SO42-	TDS, ppm
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1 (№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
8	0.85	1.35	3.31	41	49.5	62
ПЖЛ №2 (№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
58	0.88	1.80	3.92	25	37	70
ПЖЛ №3 (№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
40	0.19	1.12	3.21	35	52	83

Таблица 4

Минерализация, содержание основных катионов в речной воде, текстурном и жильном льду Батагайского разреза

Река или тип льда	Содержание катионов, ммоль/л	TDS, ppm
	Na+	Mg2+	K+	Ca2+
Батагайка	0.21	0.90	0.03	1.29	64
Яна	0.10	0.40	0.02	0.72	42
Повторно-жильный лед, 21 м (ПЖЛ №4)	0.90	1.60	0.13	1.33	106
Текстурный лед в стенке в основании разреза (30-60 м)	1.21	2.25	0.11	1.84	113-202

Распределение содержания микроэлементов и тяжелых металлов в повторно-жильных льдах

Содержание Co в повторно-жильных льдах (табл. 5) варьирует в диапазоне 0,34-8,78 мкг/л, в повторно-жильном льду с глубины 21 м (ПЖЛ №4) содержание кобальта составляет 4,16 мкг/л (значение близкое к содержанию в ПЖЛ №1 и 3), в текстурном льду (табл. 6) диапазон содержания кобальта 1,53-9,51 мкг/л в водах р.Батагайка содержание кобальта составило 0,99 мкг/л, это более чем в 10 раз превышает содержание в р.Яна - 0,074 мкг/л.

Содержание Ni в ПЖЛ №1-3 составляет 2,94-23,50 мкг/л, в ПЖЛ №4 - 16 мкг/л, а в текстурном льду от 5,95 до 18,1 мкг/л, значительно в водах р.Батагайка содержится 4,75 мкг/л. Содержание Cu в повторно-жильных льдах варьирует от 2,7 до 30,7 мкг/л, высокое значение наблюдается в стенке разреза 23,6 мг/л, в текстурном льду содержится от 6,81 до 11,7 мкг/л, в речных водах содержание меди составляет 7,61 мкг/л.

Содержание цинка в повторно-жильных льдах составляет от 2,57 до 48,4 мкг/л, в текстурном льду в среднем меньше - 2,52-6,78 мкг/л, в речной воде содержание Zn - 3,95 мкг/л. Содержание Ga в повторно-жильном льду - 0,03-1,15 мкг/л, в текстурном льду меньше - 0,04-0,26 мкг/л, в речной воде - 0,3 мкг/л. Содержание мышьяка в жильном льду составило 0,98-6,70 мкг/л, средние значения в разных жилах близки около 2,05-2,99 мкг/л, для ПЖЛ №4 значение оказалось выше - 6,03 мкг/л, в текстурном льду диапазон содержания As - 2,62-13,3, в речной воде - 1,87 мкг/л. Sr варьирует в повторно-жильных льдах в широком диапазоне от 41 до 275 мкг/л, в текстурных льдах 195-236 мкг/л, в речной воде 132-177 мкг/л. Y варьирует в диапазоне 0,8-16,7 мкг/л в повторно-жильных льдах, в текстурных льдах в диапазоне 0,8-2,6 мкг/л, в речных водах содержится 1,43 (р. Батагайка) и 0,11 (р.Яна) мкг/л.

Содержание Zr в повторно-жильном льду варьирует от 1,75 до 8,1 мкг/л, в текстурном льду 2,5-7,7 мкг/л, в речной воде - 0,19-2,63 мкг/л. Содержание Mo варьирует от 0,13 до 0,47 мкг/л, наибольшее содержание Mo наблюдается в ПЖЛ№2 и ПЖЛ №4, в текстурном льду содержание молибдена составляет 0,3-1,2 мкг/л, в речной воде 0,43 мкг/л. Содержание Sb в повторно-жильных льдах составляет от 0,13-0,67 мкг/л, в текстурных льдах 0,3-0,8 мкг/л, в речной воде 0,08-0,3 мкг/л. Сe в повторно-жильном льду содержится в диапазоне 0,7-24 мкг/л, в текстурном льду 1,3-4,4 мкг/л, в речной воде 0,14-2 мкг/л. Ва в повторно-жильном льду составляет 10-154 мкг/л, в текстурном льду 83-230 мкг/л, в речной воде 10,4-35,4 мкг/л.

Содержание Pb в повторно-жильном льду составляет 0,3-24 мкг/л, в текстурном льду 1-3,6 мкг/л, в речной воде 12,41 мкг/л. Содержание Yb в повторно-жильном льду составляет 0,06-1 мкг/л, в текстурном льду 0,07-0,19 мкг/л, в речной воде 0,007-0,12 мкг/л. Содержание Th в повторно-жильном льду составляет 0,13-0,48 мкг/л, причем наибольшие значения присутствуют в ПЖЛ №2 и 4, в текстурном льду 0,11-0,44 мкг/л, в речной воде 0,01-0,22 мкг/л. Содержание U в повторно-жильном льду составляет 0,12-2,3 мкг/л, в текстурном льду 0,4-3,2 мкг/л, в речной воде 0,06-1,2 мкг/л.

Содержание Cs в повторно-жильном льду составляет 0,01-0,2 мкг/л, причем наибольшие значения присутствуют в ПЖЛ №2 и ПЖЛ №4, в текстурном льду 0,03-0,08 мкг/л, в речной воде 0,008-0,08 мкг/л. Для всех элементов кроме Mo, Th, Cs максимальное содержание характерно для ПЖЛ № 1 (нижняя часть разреза) и 3 (верхняя часть Батагайского разреза), а минимальное для ПЖЛ №2. Содержание большинства элементов в р.Яна понижено относительно содержания в р.Батагайка, в реках в целом содержание элементов значительно меньше.

Таблица 5

Минимальные, максимальные и средние значения содержания микроэлементов в образцах повторно-жильных (ПЖЛ) льдов, вскрытых в Батагайском кратере в мкг/л

Кол-во образцов	Co	Ni	Cu
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	3.35	3.62	3.88	9.20	9.95	10.70	9.98	14.04	18.10
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	0.34	1.58	3.39	2.94	5.47	11.00	2.70	4.45	7.61
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	1.20	3.45	8.78	3.04	9.52	23.50	3.18	10.79	30.70
Кол-во образцов	Zn	Ga	As
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	10.90	18.50	26.10	0.41	0.42	0.43	2.65	2.99	3.33
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	2.57	6.40	12.60	0.03	0.12	0.54	1.13	2.05	3.32
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	3.14	20.24	48.40	0.15	0.50	1.15	0.98	2.77	6.70
Кол-во образцов	Sr	Y	Zr
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	85.30	120.00	154.70	4.32	4.41	4.49	2.59	3.01	3.42
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	41.10	53.95	86.80	0.80	1.60	4.88	1.75	2.35	3.74
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	69.20	141.80	275.20	1.18	5.80	16.70	1.81	2.76	4.06
Кол-во образцов	Mo	Sb	Ce
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	0.16	0.21	0.25	0.26	0.28	0.29	6.38	6.55	6.72
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	0.13	0.25	0.47	0.13	0.20	0.36	0.78	2.19	8.29
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	0.15	0.19	0.22	0.14	0.29	0.55	1.55	8.43	24.50
Кол-во образцов	Ba	Pb	Yb
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	53.20	62.00	70.80	6.03	6.43	6.82	0.28	0.29	0.30
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	10.90	20.28	40.90	0.36	1.60	6.26	0.06	0.12	0.32
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	20.60	62.90	154.40	0.95	7.83	24.10	0.09	0.37	1.00
Кол-во образцов	Th	U	Cs
	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3	0.31	0.33	0.34	0.47	0.81	1.14	0.11	0.11	0.11
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13	0.13	0.24	0.43	0.12	0.21	0.37	0.01	0.04	0.17
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6	0.13	0.21	0.34	0.21	0.94	2.30	0.05	0.10	0.13



Таблица 6

Содержание макроэлементов в образцах текстурных (Текст.) и повторно-жильных (ПЖЛ) льдов, вскрытых в Батагайском кратере и речных вод в мкг/л

Река или тип льда	Глубина, м	№ полевой	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	As
р. Батагайка	0	YuV-17Bat/112	0.99	4.75	7.61	3.95	0.3	1.87
р.Яна	0	YuV-17Bat/113	0.074	-	-	-	-	-
ПЖЛ №4, 21 м	21	YuV-17Bat/114	4.16	16	23.6	6.95	0.55	6.03
Текст., 30 м	30	YuV-17Bat/128	9.21	18.1	11.7	-	0.21	3.58
Текст.	61	YuV-17Bat/130	2.07	7.11	6.89	6.78	0.26	4.69
Текст.	60	YuV-17Bat/131	3.15	14.7	6.81	2.52	0.049	13.3
Текст.	60	YuV-17Bat/132	1.53	5.95	9.73	-	0.12	2.62
Река или тип льда	Глубина, м	№ полевой	Sr	Y	Zr	Mo	Sb	Ce
р. Батагайка	0	YuV-17Bat/112	132.7	1.43	2.63	0.43	0.38	2
р.Яна	0	YuV-17Bat/113	137.5	0.11	0.19	-	0.084	0.14
ПЖЛ №4, 21 м	21	YuV-17Bat/114	164.7	2.58	8.1	0.46	0.67	4.12
Текст., 30 м	30	YuV-17Bat/128	236.9	2.68	7.71	0.55	0.83	3.44
Текст.	61	YuV-17Bat/130	302.6	2.54	2.51	0.38	0.31	4.45
Текст.	60	YuV-17Bat/131	333.1	1.05	3.51	1.25	0.78	1.37
Текст.	60	YuV-17Bat/132	195.3	0.82	2.88	0.36	0.33	1.3
Река или тип льда	Глубина, м	№ полевой	Ba	Pb	Yb	Th	U	Cs
р. Батагайка	0	YuV-17Bat/112	35.4	2.41	0.12	0.22	1.21	0.084
р.Яна	0	YuV-17Bat/113	10.4	-	0.0071	0.016	0.063	0.0084
ПЖЛ №4, 21 м)	21	YuV-17Bat/114	103.9	3.58	0.21	0.48	0.4	0.2
Текст., 30 м	30	YuV-17Bat/128	83.6	1.14	0.19	0.44	3.27	0.071
Текст.	61	YuV-17Bat/130	126.9	3.67	0.17	0.12	1.2	0.084
Текст.	60	YuV-17Bat/131	349.1	1.27	0.077	0.17	1.39	-
Текст.	60	YuV-17Bat/132	230.8	1.05	0.073	0.11	0.47	0.035

Содержание Al в жильных льдах находится в диапазоне 0,12 до 4,38 мг/л, наиболее высокие значения характерны для жилы №3 расположенной в верхней части разреза, наиболее низкие для жилы №2 в нижней части разреза. Содержание Fe и Mn составляет 0,17-6,45 и 0,02-1,42 мг/л соответственно, наиболее высокие значения также характерны для жилы в верхней части разреза, наиболее низкие для нижней части разреза, такая же тенденция наблюдается для Si и P. S содержится в повторно-жильных льдах в количестве 0,07-2,22 мг/л и наибольшие значения характерны для нижних фрагментов разреза - ПЖЛ №1 и ПЖЛ №2, а наиболее низкие для верхнего фрагмента - ПЖЛ №3 (табл. 7).

Таблица 7

Минимальные, максимальные и средние значения содержания макроэлементов в образцах повторно-жильных (ПЖЛ) льдов, вскрытых в Батагайском кратере в мг/л

Кол-во образцов	Глуби-на, м	Al	Fe	Mn
		Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3		1.66	1.89	1.89	2.39	2.43	2.48	0.57	0.64	0.72
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13		0.12	0.42	1.78	0.17	0.78	2.93	0.02	0.38	0.98
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6		0.61	1.95	4.38	0.56	2.36	6.45	0.24	0.67	1.42
Кол-во образцов	Глуби-на, м	Si	P	S
		Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.	Мин.	Сред.	Макс.
ПЖЛ №1(№1-8) ), отбор льда с глуб. 68-70 м (255-257 м. абс. выс.)
3		1.70	2.75	3.79	0.10	0.13	0.15	0.73	1.47	2.22
ПЖЛ №2(№9-33, 76-111), отбор льда с глуб. 65-73 м (252-260 м. абс. выс.)
13		0.29	0.62	1.74	0.05	0.08	0.19	0.07	0.46	1.52
ПЖЛ №3(№34-72), отбор льда с гл. 5-10 м (315-320 м абс.. выс.)
6		0.99	2.20	4.48	0.08	0.21	0.57	0.45	0.61	0.85

Содержание таких элементов как Al, Si, P, Mn, Fe (табл. 8) значительно выше в водах р.Батагайка, чем в водах Яны. Также минерализация воды в р.Батагайка составляет 64 ppm, а в р.Яна 42 ppm. В р.Яна из макроэлементов по сравнению с р.Батагайкой преобладает только S - 9.34 мг/л, в р.Батагайка содержание S составляет в 2 раза меньше - 4.29 мг/л.



Таблица 8

Содержание макроэлементов в речной воде, мг/л и в стенке Батагайского разреза

Объект	Содержание макроэлементов, мг/л
	Al	Si	P	S	Mn	Fe
р. Батагайка	1.29	2.9	0.06	4.29	0.07	1
р. Яна	0.09	2.56	-	9.34	0.006	0.12
ПЖЛ №4 - повторно-жильный лед в стенке разреза (21 м)	2.01	4.34	0.24	9.37	1.53	2.66
Текстурный лед в нижней части стенки разреза (30-60 м)	0.59	2.25	0.21	15.71	0.72	1.70

Обсуждение и заключение

Возраст основных криолитологических единиц

Согласно исследованиям К.Зигерт с соавторами ^[3] оледенение Верхоянья древнее, чем до сих пор считалось. По IRSL-датировкам ни одна из изученных конечных морен не была сформирована в завершающей фазе позднего плейстоцена. Дистанционными методами также Ими не обнаружено молодых морен и на аэро- и космоснимках. Это привело к выводу, что оледенение этого времени должно быть совсем незначительным, поскольку более древние моренные образования не несут на себе следов последующей ледниковой эрозии. С этими данными согласуются новые датировки, полученные по Северному Верхоянью и прилегающей территории. Они свидетельствуют о непрерывном накоплении неледниковых осадков на предгорной равнине с 60 тыс. лет назад до перехода к голоцену ^[3].

Радиоуглеродный возраст разнообразного органического материала из отложений (табл. 9), вмещающих повторно-жильные льды, вскрытые в Батагайском кратере варьирует от 12 660 до 49 320 (конечные датировки) лет ^{[7, 15]}. Получено также несколько запредельных 14С датировок. Судя по тем датировкам, которые уже получены Дж. Мёртоном и К.Ашастиной с соавторами ^{[7, 15]} можно предполагать (считая наиболее молодые датировки с той же глубины более достоверными ^[25]), что верхние 20 м едомной толщи формировались примерно в период от 36 до 26-12 тыс. лет назад, а нижние 20-30 м примерно в период от 50 до 36 тыс. лет назад.

Таблица 9

Радиоуглеродный возраст органического материала из отложений, вмещающих повторно-жильные льды, вскрытые в Батагайском кратере. По данным Дж. Мёртона и К.Ашастиной с соавторами ^{[7, 15]}

Полевой номер образца	Глу-бина, м	Датированный материал	Лаборатор-ный индекс	14С возраст, лет	Калиброван-ный возраст	Источник
P-3-13	18,5	Корешки in situ	Poz-75782	36 300 ± 700		Murton et al. [15]
P-8-13	46-47	древесина	МАГ-2047	49 320 ± 3150		Murton et al. [15]
P1-11 (верх)	90	Ветки кустарников	МАГ-2044	> 43 360		Murton et al. [15]
P1-11 (низ)	92	Ветки кустарников	МАГ-2046	> 47 670		Murton et al. [15]
19.6/А/4	1,15	Растительные остатки (веточки)	Poz-78149	29 500 ± 300	45900 ? - 34700	Ashastina et al. [7]
19.6/А/5	2,05	Растительные остатки (веточки)	Poz-79751	33 400 ± 500	37 305 - 38 259	Ashastina et al. [7]
19.6/А/5	2,05	Растительные остатки (веточки)	Poz-80390	33 577 ± 472	28 965 - 27 878	Ashastina et al. [7]
20.6/А/1	4,6	Plantago sp., Artemisia sp., раздробленные сусликами	Poz-77152	26 180 ± 220	28 965 - 27 878	Ashastina et al. [7]

Подобные документы

• Корундсодержащие породы Хитоострова

  Краткая характеристика вмещающих структур и корундсодержащих пород Хитоострова. Изучение данных о генезисе корундовых пород и содержания изотопно-легкого кислорода в них. Минералогия и петрология данных пород. Геохимия изотопов благородных газов.
  
  дипломная работа [10,9 M], добавлен 27.11.2017
  

• Природные условия формирования, особенности морфологического строения и свойств почвы

  Исследование особенностей почв различных природных зон России. Анализ рельефа, растительности и климата местности. Изучение гранулометрического состава разреза, содержания карбонатов и гумуса в почве. Валовый состав почвы. Почвенный поглощающий комплекс.
  
  курсовая работа [42,0 K], добавлен 25.04.2015
  

• Определение содержания железа в нефти методом атомно-абсорбционной спектроскопии

  Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) определения содержания железа в сырой нефти или нефтяных топливах. Преимущества метода: простота, высокая селективность и малое влияние состава пробы на результаты анализа. Необходимость переведения проб в раствор.
  
  реферат [737,2 K], добавлен 02.06.2009
  

• Построение литологической колонки и генетическая интерпретация разреза на основе полевого описания и аналитических данных

  Проведение на основе исходных и аналитических данных генетической интерпретации разреза. Процесс построения литологической колонки, колонки основного состава породы, седиментационных кривых. Характеристика разреза и изменения типов и состава пород.
  
  курсовая работа [160,7 K], добавлен 27.04.2015
  

• Вторичные геохимические ореолы

  Изучение ореолов рассеяния с высоким содержанием минералов, поступающих из разрушающихся в гипергенных условиях тел полезных ископаемых и околорудно-измененных пород. Зависимость химического состава растений от содержания элементов в почвах и породах.
  
  презентация [804,8 K], добавлен 07.08.2015
  

• Определение гранулометрического состава глинистых грунтов ареометрическим методом

  Физико-географическое описание и геолого-литологическая характеристика грунтов. Определение гранулометрического состава моренных грунтов. Аэрометрический метод определения состава грунтов - необходимое оборудование, испытание, обработка результатов.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2014
  

• Особенности вещественного состава состава руд и околорудных метасоматитов

  Геологическое строение Онежского прогиба. Изучение минерального состава и текстурно-структурных особенностей вмещающих пород, околорудных метасоматитов месторождения Космозерское. Минеральные парагенезисы и последовательность образования рудных минералов.
  
  дипломная работа [9,8 M], добавлен 08.11.2017
  

• Морфологические типы и особенности химического состава цирконов из россыпей участка Камбулат Бешпагирского титан-циркониевого месторождения (Ставропольский край)

  Геологическое строение Ставропольского россыпного района и Бешпагирского титан-циркониевого месторождения, полезные ископаемые. Литолого-стратиграфическое строение разреза продуктивной толщи. Особенности химического состава цирконов из россыпей участка.
  
  курсовая работа [892,1 K], добавлен 17.10.2013
  

• Определение минерального состава пород-коллекторов методом рентгеноструктурного анализа

  Изучение свойств минералов. Возможности использования их в промышленности. Структурное исследование кристалла. Применение рентгеноструктурного анализа в нефтяной геологии. Диагностика глинистых минералов, определение их содержания в полиминеральной смеси.
  
  курсовая работа [871,0 K], добавлен 04.12.2013
  

• Биокосная система гидросферы

  Состав Мирового океана - результат биогеохимической деятельности организмов. Особенности геохимии поверхностных вод суши. Природные геохимические аномалии. Трансформация геохимического состава природных растворов на контакте речных и океанических вод.
  
  курсовая работа [77,4 K], добавлен 24.08.2009
  

• Построение инженерно-геологического разреза

  Определение плотности сухого грунта. Определение гранулометрического состава. Утилизация техногенных грунтов. Растворение поверхностной и подземной водой некоторых горных пород. Прекращение фильтрации подземных вод путем сооружения дренажных систем.
  
  контрольная работа [180,1 K], добавлен 01.09.2013
  

• Определение характеристик грунта

  Определение влажности грунта. Построение геологического разреза. Определение влажности грунта на пределах раскатывания и текучести, разновидностей глинистого грунта, гранулометрического состава песчаного грунта ситовым методом. Борьба с оползнями.
  
  отчет по практике [378,4 K], добавлен 12.03.2014
  

• Геология и полезные ископаемые Арктического шельфа России

  Особенности состава и происхождения Арктического шельфа России, современные методы его изучения (геофизические, геологические и геохимические). Основные черты геологического строения архипелагов Шпицберген и Новая Земля, хребта Пай-Хой, Печорской впадины.
  
  курсовая работа [12,6 M], добавлен 02.07.2012
  

• Разработка состава грунтобетона модифицированного французскими углеродными нанотрубками фирмы "Arkema"

  Изучение технологий глубинного закрепления глинистых грунтов. Подбор просадочного грунта и определение его физико-механических, деформационных и прочностных характеристик. Оптимизация состава грунтобетона модифицированного углеродными наноструктурами.
  
  дипломная работа [1,6 M], добавлен 06.04.2013
  

• Влияние гранулометрического состава на уплотнение дисперсных систем

  Инженерно-геологические условия участка отбора образцов для исследования гранулометрического состава и уплотняемости дисперсных грунтов. Местоположение и геоморфологические условия участка. Определение оптимальной влажности и максимальной плотности проб.
  
  курсовая работа [506,2 K], добавлен 02.04.2015
  

• История геологического развития территории

  Построение геологического разреза территории, ее орогидрографическая характеристика. Жерловые образования, сложенные туфолавами и полосчатыми эффузивами липаритового состава. Петрографические предпосылки месторождений полезных ископаемых района.
  
  курсовая работа [37,0 K], добавлен 17.02.2016
  

• Работа железнодорожного транспорта на карьерах

  Характеристика пути и подвижного состава железнодорожного транспорта на карьерах. Расчет полезной массы поезда, пропускной способности железнодорожных путей и парка подвижного состава на карьерах. Организация комбинированного карьерного транспорта.
  
  курсовая работа [94,9 K], добавлен 06.02.2014
  

• Изучение переносных приборов эпизодического действия и способов контроля качественного состава шахтного воздуха

  Схема вентиляционных соединений и исходные данные для расчета. Общее сопротивление параллельного соединения между узлами. Определение расхода воздуха в сети. Результаты расчетов воздухораспределения в сложном последовательно-параллельном соединении.
  
  контрольная работа [42,3 K], добавлен 02.08.2014
  

• Структурные формы и структуры

  Структура земной коры как совокупность ее форм. Первичная неоднородность осадка, выражающаяся чередованием пород различного состава или окраски. Классификация слоев по мощности. Генезис слоистой структуры осадочных пород. Определение величины заложения.
  
  презентация [2,6 M], добавлен 23.02.2015
  

• Геолого-минералогические особенности копи "Гранатовая" Ржевского природно-минералогического заказника

  Общая характеристика геологического строения, состава и распространения пегматитов в районе копи "Гранатовая". Рентгеноструктурный анализ, электронно-зондовый микроанализ. Микроскопия минералов в проходящем свете. Минералогические особенности гранатов.
  
  отчет по практике [3,8 M], добавлен 27.07.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам