Главная – Журналы – Поиск по журналам

На основе сравнения состава осадков ледниковых и межледниковых интервалов за период от позднего плиоцена до плейстоцена и голоцена из различных частей Байкальского бассейна, обосновывается использование ассоциаций глинистых минералов осадков оз. Байкал как индикаторов прошлых изменений среды и климата. В методической части работы представлены оптимальные способы подготовки образцов к рентгеновскому анализу, а также развит предложенный ранее метод структурного моделирования спектров глинистых минералов как наиболее приемлемый для изучения байкальских осадков. Ассоциации глинистых минералов в районе впадения в Байкал р. Селенга и на Академическом хребте весьма близки, что указывает на незначительный вклад локальных источников осадочного материала в их формирование. Выявленное сходство позволяет говорить о единстве обширного водосбора Байкала в контексте процессов эрозии, выветривания и поставки обломочного материала.
Несмотря на постоянство гемипелагических условий седиментации в рассматриваемых точках глубоководного бурения, в обоих кернах проявлена четкая зависимость составов ассоциаций глинистых минералов от палеоклиматических обстановок. Ледниковые интервалы как позднеплейстоценовый, так и позднеплиоценовый схожи и резко обогащены хорошо раскристаллизованной слюдой (мусковитом) и плагиоклазом, что свидетельствует об усилении процессов физического выветривания в условиях холодного климата. На межледниковых интервалах наблюдается повышенное содержание тонкодисперсного иллита, указывающее на его вторичное происхождение при выветривании. Кроме того, значительно возрастает содержание смектитовых слоев в иллит-смектите, что может являться показателем более теплого и влажного климата.
Интервал нижней части бурового керна с возрастом более 4,5 млн лет характеризуется аномальным составом: большим количеством иллит-смектита с высоким содержанием смектитовой компоненты, хлорит-смектитом и незначительным содержанием иллита и мусковита. Подобная минеральная ассоциация байкальских осадков соответствует климату, значительно более теплому по сравнению с современным.

Анализ глинистых минералов проводился для современных и более древних (возраст 900 лет) осадков, отобранных вдоль профиля в Северном бассейне оз. Байкал, Юго-Восточная Сибирь, который протянулся с запада на восток. Целью настоящих исследований было использование глинистых минералов для определения характеристик осадков восточной и западной частей оз. Байкал и определения их связи с водосборными бассейнами и с особенностями седиментации. Не считая иллита, который является самым распространенным минералом вдоль профиля, минералогия глин осадков восточной и западной частей различна. Минералогический состав глин западной части характеризуется высоким содержанием хлорита, низкими содержаниями смектита и каолинита и достаточно хорошей степенью кристалличности всех глинистых минералов. Напротив, минералогический состав глин восточной части отличается более низким содержанием хлорита, более высокими содержаниями смектита и каолинита и низкой степенью кристалличности глинистых минералов. Предполагаем, что различия геологической обстановки и морфологии водосборных бассейнов приводят к различиям между осадками западной и восточной частей озера в результате различных механизмов выветривания и переноса, предшествующих непосредственному осаждению осадков. Содержание смектита и область пика отношения иллит/смектит являются возможными индикаторами различия между доминирующими осадками из западной и восточной частей. Из этой интерпретации следует, что турбидиты, сконцентрированные в центре профиля, заданного от мыса Заворотный вкрест простирания Байкала (профиль Заворотный), привнесены из западной части водосборного бассейна. Значительная вариация в распределении глинистых минералов на протяжении нескольких сот лет, наиболее отчетливо проявленная в содержании смектита и отношении иллит/хлорит, говорит о существенных изменениях условий, контролирующих осадконакопление в Северном бассейне. Это должно учитываться при использовании распределения глинистых минералов в осадках оз. Байкал для палеореконструкций.

В статье рассматриваются результаты литологического изучения разреза донных отложений оз. Байкал, вскрытых скважинами под 354-метровой толщей воды.
Впервые установлена структурно-геохимическая специализация глинистых минералов в донных отложениях оз. Байкал до глубины более чем 100 м. С помощью вычислительной процедуры "Симплекс" рассчитан количественный состав минеральных фаз тонкопелитовой фракции. Показано, что смектиты представлены бейделлитом, монтмориллонитом и в меньшей степени нонтронитом. Практически они отражают гамму разновидностей минералов этой группы, которая характерна для автохтонного и аллохтонного генезиса. Терригенные смектиты в осадках – это отголоски семиаридного или семигумидного климата в миоцене и в меньшей степени в плиоцене. Расцвет диатомовых и пики содержания смектитов можно связать с таянием ледников и льдов, режеляционные воды которых способны транспортировать терригенные смектиты, а также нести значительное количество растворенного кремнезема, необходимого для постройки кремнистого скелета этой разновидности фитопланктона. Кроме того, резерв смектитов значительно возрастал в процессе аутигенного минералообразования. Доказательством этого служат исследования образцов на растровом электронном микроскопе.

В ходе настоящего исследования были изучены магнитные свойства и проведен гранулометрический анализ керна двух скважин BDP-93 (100 м), пробуренных на Бугульдейской перемычке в оз. Байкал, расположенном на юге Восточной Сибири. Преобладание положительного наклонения остаточной намагниченности керна указывает на его принадлежность эпохе Брюнес ( 80 тыс. лет). Были обнаружены некоторые геомагнитные экскурсы в обоих кернах. Сравнивая датировки по ¹⁴C с линией регрессии палеомагнитных данных, они оцениваются 100 и 120 тыс. лет (событие Блейк), 310 и 340 тыс. лет (Калабрийский хребет, событие 1). Эти геомагнитные события, возможно, включают двойные экскурсы. Сравнение магнитных свойств осадков с содержанием диатомей и биогенного кремнезема показывает низкое содержание магнитных минералов в межледниковые периоды и высокое - в ледниковые. Однако эта закономерность плохо проявляется в нижних 60 м керна. Начиная с отметки 40 м петромагнитные характеристики и другие параметры говорят об изменении условий седиментации, что, вероятно, связано с изменением источника сноса. Полученные результаты показывают, что региональные условия осадконакопления оказывали влияние на обстановку седиментации на Бугульдейской перемычке.

В работе обсуждается способ определения урана и тория в донных осадках. Способ основан на использовании монохроматических пучков синхротронного излучения с разными энергиями для получения спектров РФА СИ (рентгенофлюоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения) и применении итерационной процедуры совместной обработки полученных спектров. Корректность предлагаемого метода доказана сравнением приводимых в работе результатов анализа содержаний U и Th в осадочных образцах разного происхождения с соответствующими данными для тех же образцов, полученными ранее методами ИНАА и ICP-MS. Приведены записи U и Th в осадках буровой колонки BDP-96-2 (оз. Байкал) с разрешением в 2 тыс. лет для интервала 40–780 тыс. лет. Доказано, что на протяжении всей эпохи Брюнес (780 тыс. лет) изменения содержания U и U/Th отражают глобальные изменения климата, и их отклик аналогичен обнаруженному ранее при исследовании осадочных колонок оз. Байкал в пределах двух последних ледниковых периодов (до 220 тыс. лет).

Предлагается методика определения возраста глубоководных отложений Байкала по измерениям отношений радиоактивности изотопов тория и урана в различных фракциях аутогенной части осадка. Установлен торий-урановый возраст шести горизонтов скв. BDP-96-2, идентифицированы усредненные параметры гравитационного уплотнения отложений. Выявлено хорошее согласование экстраполируемых с учетом уплотнения осадка торий-урановых возрастов с палеомагнитными на всем протяжении керна скв. BDP-96-2.

Используя метод датировки по ¹⁴C в осадках керна (2 м), полученного из Южной котловины озера Байкал, было изучено распределение каротиноидов, производных хлорофилла и других биогенных индикаторов, таких как биогенный кремнезем (BGS), общий органический углерод, общий органический азот, а также перилен. Фотосинтетические пигменты, биогенный кремнезем и общий углерод (азот) в больших количествах отмечаются в верхней (выше 80 см) части керна (12–13 тыс. лет), в то время как повышенное содержание биогенного перилена наблюдается в нижней (ниже 80 см) части. Биогенный кремнезем в верхней части керна имеет отрицательную корреляцию с общим содержанием каротиноидов и не имеет значимой положительной корреляции с общим содержанием органического углерода и суммарным хлорофиллом a. Это свидетельствует о том, что высокие содержания биогенного кремнезема, определяющие четко выраженные окислительные условия в озере, стимулируют аэробный распад органических соединений в толще воды и поверхностных осадках. Высокие содержания перилена в нижней части разреза, формирование которого происходило при низкой продуктивности озера, предполагает существование в прошлом специфических процессов осадконакопления.

Изучено распределение фотосинтетических пигментов (хлорофиллов и каротиноидов), общее содержание органического углерода (ТОС) и биогенного кремнезема в поверхностном слое осадков для всего оз. Байкал и сделано предположение о том, какие факторы определяют распределение фотосинтетических пигментов в осадках.
Большие концентрации фотосинтетических пигментов, сохранившихся в поверхностных осадках оз. Байкал, были обнаружены главным образом в Южном бассейне, наименьшее количество их в Центральном, включая Академический хребет, в то время как органический углерод распределен достаточно равномерно, а количество биогенного кремнезема выше в Центральном и Северном бассейнах. Окислительные условия в верхнем слое осадков и низкая скорость осадконакопления на Академическом хребте привели к росту разложения пигментов. Большой сток воды из р. Селенга, очевидно, существенно нарушает осадконакопление в Южном бассейне, вызывая неравномерное пространственное распределение пигментов.
Каротиноиды, обнаруженные в Южном бассейне, очень разнообразны по видам, что говорит об их происхождении из различных классов водорослей.

Микроорганизмы Байкальского рифта представляют особый интерес в связи с древностью оз. Байкал и изолированным характером происходивших в нем эволюционных процессов. С использованием бурового оборудования отобраны пробы осадочных пород, относящихся к различным эпохам геологической истории Байкальского рифта. В результате микробиологического исследования образцов донных осадков из котловины Байкала создана коллекция микробных изолятов (более 2200). Обнаружены бактерии родов Micrococcus, Staphylococcus, Bacillus, Nocardia, большое количество неспороносных кокко-бациллярных микроорганизмов с хорошо выраженной капсулой, грамотрицательные палочки с высокой скоростью движения, относящиеся к псевдомонадам, и неподвижные грамотрицательные клетки, актиномицеты, дрожжи. Эукариоты в пробах грунтов были представлены также плесневыми грибами. Морфологические признаки изучали с помощью световой микроскопии живых и окрашенных клеток, а также с применением сканирующего и трансмиссионного микроскопа.

Представлены предварительные результаты по систематике микроорганизмов глубинных донных отложений оз. Байкал на основе анализа жирных кислот, а также попытка объяснения многообразия новых форм микроорганизмов.