Главная – Журналы – Поиск по журналам

Рассмотрена связь состава твердого стока рек бассейна Байкала с минералогией и геохимией коренных пород выделенных питающих петрографических провинций – Приморской, Хамар-Дабанской и Баргузинской. Последние сложены древними вулканоплутоническими породами субщелочного и известково-щелочного составов, преимущественно гранитоидами, глубоко метаморфизованными породами докембрийского фундамента и мезокайнозойскими осадочными образованиями. Особое место занимает бассейн р. Селенга, поставляющий более 70 % стока всех наносов рек.
Химические элементы в твердом стоке находятся в минеральных фазах и их ассоциациях, а также мигрируют в сорбированном состоянии на органических и минеральных взвесях и коллоидах. Главными концентраторами элементов являются минералы тяжелой (0,25–0,05 мм) и тонкопелитовой ( 0,001 мм) фракций. При этом уровни концентраций элементов в твердом стоке рек близки к байкальским "кларкам", а содержания рудных элементов (Mn, V, Cr, Co, Ni, Zn, Pb, Sn) в 2-6 раз ниже кларка этих элементов в осадочных породах, что отражает общую геохимическую специфику коренных пород водосборного бассейна.
В тяжелой фракции твердого стока рек Приморской провинции преобладают амфиболы, пироксены и минералы группы эпидота, т. е. минералы с повышенным содержанием Ag, Pb, Cu, Ni и Мо, тогда как в твердом стоке Баргузинской провинции выявлены их минимальные содержания. В Хамар-Дабанской провинции преобладают ильменит-магнетитовая, амфибол-пироксен-эпидотовая и магнетит-ильменит-гранат-эпидотовая ассоциации, в Баргузинской - сфеново-ильменитовая ассоциация с рутилом, титанониобатами, корундом и другими минералами. Такие элементы как Ce, Th, Y, Se и др. установлены в тяжелой фракции твердого стока рек Хамар-Дабанской провинции и практически отсутствуют в Приморской.
Минеральный и элементный состав твердого стока р. Селенга представляет собой эффект литолого-геохимических признаков, определяющийся сносом с огромной водосборной площади, сложенной разнообразными по составу породами. В нем выявлены повышенные содержания Sr, B и Zn и пониженные Mn.
Специфические особенности минерального состава и геохимии твердого стока рек водосборного бассейна Байкала нашли отражение в современных донных отложениях озера, что дает основание для восстановления геологической истории их формирования в голоцене и прогнозирования особенностей осадконакопления при изменении климата.

Знание теплопроводности горных пород необходимо при изучении теплового потока. Теплопроводность донных осадков из керна первых подводных скважин (BDP-93 и BDP-96) оз. Байкал измерялась двумя приборами: игольчатым зондом и компаратором теплопроводности, которые приводили к разным (различие достигает 30-50 %) значениям как этого параметра, так и теплового потока. В данной работе теплопроводность донных осадков была оценена другим методом, основанным на интерпретации режимных измерений температуры, выполненных в этих подводных скважинах после окончания бурения. В статье анализируются результаты мониторинга и кратко описывается методика интерпретации (инверсное моделирование). В результате моделирования определяются два основных параметра: значения стационарной температуры и теплопроводности осадков на глубине температурного мониторинга. Результаты расчетов позволяют сделать вывод о достоверности измерений теплопроводности осадков игольчатым зондом. Компаратор теплопроводности не применим для изучения свойств слабосцементированных пород, имеющих влажность более 40 %. Оценки стационарных значений температуры и геотермического градиента позволили подтвердить низкий уровень (порядка 50 мВт/м²) теплового потока в пределах Бугульдейской перемычки (скв. BDP-93) и уточнить высокое значение теплового потока (78 мВт/м²) в осевой части Академического хребта по скв. BDP-96. Впервые оценены значения коэффициента температуропроводности и удельной объемной теплоемкости байкальских осадков. Таким образом, численный анализ результатов температурного мониторинга позволяет оценить все тепловые параметры осадков.

В осадочной толще оз. Байкал (район подводного поднятия Академический хребет) на основе структурно-геологического изучения керна скв. ВDP-98 (проект "Байкал-бурение") обнаружены и классифицированы разноранговые разрывные нарушения: трещины отрыва и скола, мелкие и более крупные зоны повышенной трещиноватости. Процессы диагенеза и рифтогенеза обусловили специфику проявления разрывов в осадочной толще, которая выразилась в скрытой форме существования трещин, участии давления поровых растворов в образовании отрывов, преимущественно сбросовом характере перемещений по сколам, а также в определенном строении зон трещиноватости, обеспечивающем растяжение субстрата в горизонтальном направлении. Полученные результаты способствуют установлению закономерностей процесса активного разрывообразования при растяжении, так как их проявление в данном случае не осложнено влиянием ранее сформированных неоднородностей дизъюнктивного характера.

На основе данных рентгеноспектрального электронно-зондового анализа и данных о химическом составе створок диатомовых рассчитаны термодинамические свойства биогенного кремнезема. Применение новых данных по термодинамическим свойствам SiO_2биог. в физико-химической модели оз. Байкал позволяет выдвинуть новую концепцию процессов растворения биогенного кремнезема, объясняющую стабильную концентрацию кремния в байкальской воде. Полученные данные указывают на то, что сохранность SiO_2биог. в донных отложениях следует рассматривать как функцию степени аморфности SiO₂, слагающего створку. Приводятся предварительные данные об участии биогенного опала в процессах диагенетического преобразования донных отложений.

Сопоставлены палеоклиматические летописи верхнего плейстоцена по данным глубоководного бурения в Черном море и оз. Байкал. Показано, что в обоих водоемах две последние межледниковые эпохи отмечены интенсификацией диатомовой седиментации. Анализ исследованного материала позволяет утверждать, что появление в осадках диатомовых илов связано с увеличением привноса растворенного кремнезема и питательных солей: в океанах – при подъеме глубинных вод, на континенте – с поверхностным стоком в эпохи усиления химического выветривания. Показано, что ассоциация биогенного кремнезема с ураном и органическим веществом (преимущественно в форме гуминовых кислот) не является спецификой оз. Байкал, а характерна также для зон апвеллинга, где осаждение гуминовых кислот и урана, как полагают, происходит на границе раздела вода-дно. Установлено, что в оз. Байкал диатомовые осадки, обогащенные ураном уже в поверхностном слое, дополнительно накапливают его сразу же под окислительно-восстановительной границей, а распределение "кластофильных" элементов в колонке верхнеплейстоценовых байкальских осадков является зеркальным отображением распределения биогенного кремнезема как разбавителя. При этом каждое "событие", выделенное в океанической палеоклиматической летописи на этом хронологическом интервале, отчетливо проявляется и в колонках осадков Академического хребта оз. Байкал.

Изучение магнитной восприимчивости проводилось на образцах, отобранных из коротких (первые метры) кернов осадков озер Байкал и Бива.
По результатам измерений было отмечено, что образцы, отобранные из кернов оз. Байкал, характеризуются "сплющенными" эллипсами анизотропии магнитной восприимчивости. Минимальные оси анизотропии имеют направления, близкие к вертикальной линии, в то время как образцы из кернов оз. Бива имеют минимальные оси, близкие к горизонтальной плоскости, и их "сплющенная" структура не проявляется четко. Различные свойства анизотропии магнитной восприимчивости между кернами двух озер могут быть обусловлены различными условиями осадконакопления (глубина воды в месте отбора керна в оз. Байкал составляет 200–1600 м, в то время как глубина воды в месте отбора кернов на оз. Бива – несколько десятков метров).
Анизотропия магнитной восприимчивости увеличивается с глубиной и достигает достаточно стабильной величины на определенной глубине и имеет прямую корреляцию с изменением глубины воды в месте отбора кернов. Гидравлическое давление, которое испытывают озерные осадки, по-видимому, связано с глубиной стабилизации анизотропии магнитной восприимчивости.
Были изучены также два гравитационных керна из оз. Байкал. Восприимчивость керна Ver-99 М6, отобранного на противоположном берегу оз. Байкал напротив устья Селенги, характеризуется значительными изменениями в районе возрастов от 11 до 12 тыс. лет. Причем анизотропные параметры меняются одинаково для разных кернов в интервале одних и тех же возрастов. Восприимчивость керна Ver-97 ст. 6 с Академического хребта также имеет характерные подобные вариации. Порядок изменений восприимчивости, возможно, связан с так называемым событием похолодания Моложе Дриас (11-12 тыс. лет). Определенный перенос осадков мог произойти на значительной площади оз. Байкал на стадии Моложе Дриас.
Изменение восприимчивости керна Ver-97 ст. 6 с возрастом почти полностью согласуется с изменениями ¹⁸О, полученными по глубинным морским осадкам. Однако в сравнении с изменениями ¹⁸О изменения восприимчивости более значительны на границе межледникового интервала по сравнению с толщей ледникового интервала. На основе этих результатов можно предположить, что на континенте (оз. Байкал) изменение климата от межледниковой к ледниковой стадии могло произойти более быстро, чем в океане.

Предметом изучения являются закономерности распределения содержаний S, Se, Te, U, Mo, B, P, Cu, Ag, Au, Sn, Zn, Pb и органического углерода в кайнозойских осадочных отложениях различных рифтогенных впадин Байкальской рифтовой зоны. Углеродистые и тонкозернистые отложения всех впадин и в наибольшей мере прослои угля и пелитовые илы оз. Байкал обогащены U до уровня, в несколько раз превышающего кларковый. Отложения ряда речных долин заметно обогащены Au, источником которого были золоторудные месторождения в пределах областей сноса.
Основными концентраторами и носителями рассмотренных элементов являются органическое вещество и глинистые осадки (или их литифицированные аналоги). В наиболее дифференцированных по содержанию органического углерода породах, вскрытых скв. С-1 в Тункинской впадине, где концентрация C^орг изменяется от 0,3 до 83 % (в угле), выявлено ясное разделение элементов между органической и глинистой субстанциями по прочности связи с ними элементов: C^орг -S-Se-U-Ag-Mo-B-Au-Te-Cu-Sn-Pb-Zn-глина.
С органическим веществом концентрируются S, Se, U, Mo, Ag, а с глинистым – Pb, Zn, Sn, Cu. Золото и теллур (к ним могут присоединяться B, Mo или Cu) ведут себя обособленно и индифферентно по отношению к органическому и глинистому веществу осадка, образуя независимую терригенную осадочную субстанцию, по-видимому, с самородным золотом. Иногда возникают дополнительные центры концентрации – фоcфаты, сульфаты и сульфиды. В конкретных ситуациях имеют место те или иные закономерные усложнения или отклонения от указанной линии поведения, связанные с изменением гранулометрического или минерального состава осадков. Диагенез способствует усилению разделения элементов. Группы элементов, стремящиеся к обособлению вследствие дифференциации на стадии седиментации и диагенеза, образуют ассоциации, характерные для различных рудных месторождений. Высказано предположение, что химия процесса отложения осадков и их раннего диагенеза в бассейнах седиментации является начальным механизмом предрудной дифференциации рудообразующих элементов в зарождающемся материнском источнике вещества для будущих месторождений. Эта начальная дифференциация еще отдалена от процесса рудообразования. Но в ней уже запрограммирована специфика предстоящего рудогенеза и в какой-то мере его вероятность.

В Южном Байкале, в 100-метровом керне буровой скважины BDP-93 и четырех кернах осадков мощностью от 1 до 8 м, отобранных в том же районе грунтовыми трубками, а также в современных осадках бухты Фролиха в Северном Байкале выявлены аномалии состава поровых вод. Они проявляются в значительном повышении на отдельных горизонтах концентраций сульфатов, гидрокарбонатов, ионов хлора, щелочных и щелочно-земельных металлов, появлении в отдельных случаях бромидов и ряда микроэлементов. Аномалии обнаружены на различной глубине от поверхности вода-дно (от сантиметров до десятков метров); уровень обогащения поровых вод указанными компонентами варьирует от станции к станции.
Аномалии имеют свои особенности в каждой из котловин. Показано, что в Северном Байкале существует генетическая связь между субаквальными и наземными очагами разгрузки термальных вод. Источником аномалеобразующих компонентов в Южном Байкале могут служить азональные подземные воды специфического состава в дельте р. Селенга, являющиеся реликтами древних соленых озер. Их влияние может осуществляться по зонам повышенной проницаемости, широко распространенным в данном районе.

Рассмотрены строение фундамента и осадочного чехла юго-западного окончания Северо-Байкальской впадины. В фундаменте выделены структуры второго порядка (Маломорская и Заминская впадины, Зундукско-Заминский горст), осложненные структурами третьего порядка. В Маломорской и Заминской впадинах выделена серия кулисообразно расположенных суббассейнов, вытянутых в северо-восточном направлении, свидетельствующих о роли правостороннего сдвига в формировании структур этого района, дополняющего смещения по листрическим сбросам. С помощью методов сейсмостратиграфии и по данным изучения поверхностного слоя осадка по грунтовым трубкам, осадочный чехол разбит на три сейсмотолщи, разделенные несогласиями и скоррелированные с отложениями, обнаженными на прилегающей суше в Приольхонье: сейсмотолща А'(Х) – с нижнесреднеолигоценовой уларьярской свитой, сейсмотолща А – с нижнесреднемиоценной тагайской свитой, и сейсмотолща В – с верхнемиоцен-плиоценовой сасинской свитой и четвертичными отложениями. Также проведена корреляция с кернами скв. BDP-96 и BDP-98. В Малом Море в верхней части разреза сейсмотолщи В выделена сейсмопачка, скоррелированая со слоем мелкозернистых песков, широко распространенных здесь. В пределах Маломорской впадины намечены три депоцентра сейсмотолщи В, свидетельствующие о наличии здесь крупных озер еще до заключительной стадии трансгрессии со стороны Северного бассейна.
Новые данные показывают, что эта часть Байкальской впадины имеет сложное строение и непростую историю развития, которые будут детализированы и уточнены в ходе дальнейших исследований

Представлены результаты анализов верхнего слоя осадков, отобранных донными трубками в Cеверной котловине оз. Хубсугул (МНР). Проведено описание керна, определено содержание влаги, биогенного кремнезема, установлен количественный состав диатомовых видов методом световой микроскопии с шагом 2 см. Сплошными 2-сантиметровыми интервалами выполнен палинологический анализ. С интервалом в 10 см определено содержание карбонатного CO₂.
Полученный керн характеризует конец оледенения и весь голоцен. Граница последнего установлена путем корреляции исследованного керна с множеством изученных ранее кернов из других озер Монголии. Средняя скорость осадконакопления в голоцене в Cеверной котловине озера составляла 7-8 см за 1000 лет.
В голоценовых осадках произошло резкое снижение концентрации карбонатов, которые присутствуют в плейстоценовых осадках в большом количестве.
Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что отбор длинных осадочных кернов из оз. Хубсугул и их комплексный анализ могут дать весьма ценные сведения о палеоклиматах плейстоцена и, в частности, позволят лучше понять байкальскую осадочную летопись.