CC BY
75
УДК 551.311.8:539.16(262.5)
В.В. Гудзенко1, М.А. Деяк2, В.А. Кутний2, С.П. Науменко2
РАДИОАКТИВНОСТЬ ПРОДУКТОВ ГРЯЗЕВОГО ВУЛКАНИЗМА
Приведены новые результаты исследований содержания природных радионуклидов в твердой, жидкой и газовой фазах продуктов грязевого вулканизма нескольких подводных и наземных структур Черного моря и Керченского полуострова. Концентрации 22(!Ra,2:i2Th и 40К в твердой фракции (так называемая “сопочная брекчия”), так же, как отношения Th/U, очень близки величинам, характерным для глинистых толщ. Концентрации 222Rn в спонтанных газах умеренные и изменяются от долей до почти 9 Бк/дм3. Отдельные находки ,:{7Cs чернобыльского происхождения позволяют оценить скорост ь осадкопакопления для верхних частей поч вен н ы х разрезов возле грязевулканических структур.
За последние сто лет накоплен огромный фактический материал, касающийся особенностей литологического, минералогического, химического, газового и изотопного состава продуктов грязевого вулканизма в различных регионах земного шара. Вместе с тем достаточно ограничено число работ, посвященных радиоактивности этих образований. Среди пионерских следует отметить работу Э.А. Штебера [6]. Естественно, при уровне развития измерительной аппаратуры в начале прошлого века, речь могла идти об ионизационном эффекте, производимом излучениями вулканических газов, а не о составе излучателей. Из последних работ этого плана, проводившихся на Тамани, следует отмстить мониторинг радионуклидов как принадлежащих естественным рядам распада, так и некоторых космогенных, выполнявшийся силами специалистов Кубанского университета. Результаты этих работ упомянуты в [5]. Исследования подобного плана достаточно регулярно печатаются в Journal of Atmospheric and Oceanic Technology.
Наличие ряда известных грязевулканичсских структур на территории (Восточный Крым, Карпаты) и в акваториях (Азовское и Черное моря) Украины предопределяет интерес к изучению состава радиоактивных элементов, выносимых в моря и на дневную поверхность в результате деятельности грязевых вулканов [1, 5J. Как известно, продукты грязевого вулканизма представлены тремя фазами — твердой, жидкой и газообразной, каждая из которых имеет свои особенности.
• 11.В. Гудзенко1. М.Л. Деяк2, В.Л. Кутний2. С.11. Науменко2.
1 Институт геологических наук НЛН Украины.
2 Отделение морской геологии и осадочного рудообразояания ПАН Украины.
Радиоактивность твердой фазы
Первые представления о радиоактивности твердой фазы продуктов подводного грязевого вулканизма были получены нами в результате гамма-спектрометрических измерений образца донных отложений, поднятых в 59-м рейсе НИС “Профессор Водяницкий” в Черное море 2003 г. Сапропелевый ил с детритом (Ст. 5763 координаты: ели. 44 17'310, вд. 35 00 013 глубина моря 2092 м интегральная проба из интервала 0.00-1.00 м) содержал: уран 2;<Н1Т — 88*40; радий (22611а) — 29±6; торий (232ТЬ) — 40±19 и калий-40 (4<,К) 575=126 Бк/кг сухого вещества. В образце присутствовал 137Св
удельной активностью 3.4-2.5 Вк./кг, что свидетельствует о наличии в разрезе современных (постчернобыльских) отложений. Недостаточное количество материала с других станций не позволило определить концентрации отдельных радионуклидов, однако в одном из разрезов, отобранных в 01 -м рейсе, была измерена общая бета-активность (по глубине). Результаты измерений (импульсы в секунду на килограмм сухой массы) представлены в таблице 1.
Таблица 1
Изменение с глубиной бста-активпости донных отложений,
отобранных в 61-м рейсе НИС “Профессор Водяницкий“
(Станция 5785 44 38’125 с.ш. 36 03’578 п.д., глубина 701 м)
Данные радиометрии Г еологические данные
№ п/п Интервал, см сек кг'1 Интервал. см Дитолого-иалсоитологическое описание
1 0-50 116±10 00-20 Ил жидкий, серый.
2 60-90 125±10 20-35 Ил мягкопластичный серый.
3 50-100 112±I0 35-75 Ил серый с зеленоватым оттенком с редкими прослоями кокколитон. в толще прослеживается прослоек(1 см)сапропелевилпого зеленовато-серого ила.
4 100-150 10518 75-175 Ил 1 рязевулканичсский, серый с голубоватым оттенком, плотный, неслоистый.
5 150-180 119±9 175-250 Ил грязевулканический, гидротроилитовый, голубовато-серый, слоистый; в нижней части гидротроилита нет.
6 200-230 109±8
7 230-250 152± 10
Как видно из таблицы, суммарная бета-активность илов по разрезу достаточно монотонна и, за исключением интервалов 100-150 и 230-250 см, укладывается в пределы погрешностей радиометрических измерений, которые выполнялись на установке малого фона УМФ-1500м, оснащенной торцовым счетчиком СБТ-13.
Сложности отбора проб продуктов подводного грязевого вулканизма обусловили смещение акцентов на исследование образований, выносимых на дневную поверхность.
В 2004 году была выполнена серия гамма-спектромегричсских измерений образцов сопочных брекчии, отобранных сотрудниками ОМГОР в 2003-2004 годах в пределах Керченско-Таманской грязевулканической провинции. Так как первоначальной задачей опробования не являлось изучение состава радиоактивных элементов, объемы проб большей частью не превышали 0.1 дм3. Эго обстоятельство (малый объем проб) предопределило высокие значения погрешностей измерений.
Измерения проводились на полупроводниковом гамма-спектрометре высокого разрешения СГС-55м в геометрии “дента” (пластмассовая коробочка от зубного порошка). Разрешающая способность по энергии составляла порядка 2 кЭв для линии 1117 кЭв (60Со). Экспозиции колебались от нескольких часов до 2.5 суток. Концентрации 238U, не имеющего мощных гамма-линий, определялись по его короткоживущим продуктам распада — 234Т1» или 234шРа. Для большинства проб гамма-линии этих нуклидов всё же были недостаточно интенсивны для уверенных определений. Витом случае использовался 235U, гамма-активность которого в естественной смеси изотопов урана в 21.5 раз меньше активности 238U. В то же время 235U имеет мощнейшую гамма-линию с выходом порядка 56%. Концентрации радия определялись но линиям продуктов распада радона 214РЬ и/или 21 ‘Bi. Во избежание потерь газа из проб, отобранные образцы выдерживались перед измерениями в закрытых “дентах” для накопления радона. Отсутствие в ряду тория долгоживущих промежуточных продуктов распада позволяет использовать для его измерений 2,2Pb, 212Bi или 22*Ас, имеющие высокие выходы гамма-излучения.
Относительно небольшой (около 10% ) выход гамма линии 40К компенсируется довольно высокими концентрациями этого нуклида, на порядок с лишним превышающими активности остальных гамма-излучателей в составе сопочных брекчий.
Результаты измерений представлены в таблице 2.
Обращают на себя внимание очень высокие погрешности определения урана при данных условиях гамма-спектрометрических измерений. Что касается остальных естественных гамма-излучателей, то их концентрации очень близки между собой и мало изменяются от объекта к объекту.
15 июле 2007 года, в ходе работ по мониторингу сопочных газов шести объектов Керченского полуострова, были отобраны свежие пробы сопочной брекчии больших объемов. Для части из них удалось выполнить гамма-спектрометрические измерения в более эффективной геометрии — сосуд Маринелли объемом 1 дм3. Это позволило заметно уменьшить погрешности измерений, результаты которых приведены в таблице 3. Наряду с концентрациями отдельных радионуклидов здесь же представлены данные об их общей бета-активности.
Суммарные (общие) бета-активности сопочных брекчий практически идентичны соответствующим показателям донных осадков (см. табл. 1).
Таблица 2
Концентрации гамма-излучателей в сопочной брекчии грязевых вулканов. Бк/кг
ли- Гол Место отбора 2»и “На 1,2ТИ *"К
ке рчь
і 2003 Джау-Тепе. вершина 54 ± 40 24 ±9 43 ±9 521+170
2 То же То же, старый поток 69 ± 24 28 ±5 33 ±5 470+90
Л Королевский 106 ±62 25 ±6 31 ±5 566±127
4 і’ Малый Тархан (сопка Шилова) 53 + 31 26 ±8 23 + 4 496+116
5 То же (сопка Трубецкого) 46 ±21 24 ±7 27 ±4 480+99
6 Андреевский 132 + 33 25+4 38 + 5 352±70
7 2004 Солдатско-Слободской 74 ± 25 1 1 ±3 32+4 604*110
8 То же Джарджава (сопка Кизячная) 48 ±25 23 ±6 34± 5 484±105
Грязевулканический очаг Булганакскнй
9 2003 Центральное озеро. В часть 83 ± 17 31 ±4 30 ±4 465+87
10 То же То же. Ю часть 48 ± 17 30 ±6 24 ±5 472±101
1 1 То же, 3 часть 78 ±23 25 ±4 27 ±4 442±85
12 2003 Сопка Ольденбургского 125 ±56 22 ±6 27 ±5 470±115
13 2004 То же 77 ±31 24 ±6 30 + 5 428+105
14 2003 Сопка Андрусова 56 ± 12 26 ±5 31 ±5 461±91
15 2004 То же 70 ± 17 20 ±3 27 ±3 500±92
16 2003 Сопка Обручева 65 ± 26 15 ±4 29 + 5 612+123
17 То же Сопка Тищенко 39 ± 22 18 ± 4 32 ±5 476±89
ТАМАНЬ
18 2003 Грязевой вулкан Шопурка 73 ± 22 35 ±7 36 + 6 632+142
19 То же Сопка Ахтанизовская 60 ± 15 25 ±4 40 ±6 550±10!
20 Грязевой вулкан Бугазский* 180 ± 39 85 ±9 87+ 16 1553+258
21 Гряз .вулк. Цымбалы Западные <70 23 ±8 33 ±8 641±I15
22 »і Грязевой вулк. Карабетова гора 92 ±38 30 ±7 41 ±6 534±114
* Мало материала.
Исходя из изотопного состава радионуклидов, основным бета-излучателем в исследованных образцах является 40К, хотя определенный вклад вносят продукты распада урана и тория. Несравненно меньшей радиоактивностью отличается штуф сидерита из грязевого потока сопки Ольденбургского.
Во всех без исключения исследованных образцах сопочных брекчий концентрации 238и, даже измеренные со значительными погрешностями, превосходят концентрации Иными словами, в ряду урана наблю-
дается сдвиг равновесия в сторону недостатка дочернего продукта. Период
Таблица Я
Общая Р-активность (с-1 кг'1) и концентрации у-излучателей (Бк/кг) в сопочных брекчиях, отобранных в июле 2007 года
JSv Дата Место отбора Ч -3*и -”К<| :,3ТН ‘"К
1755* 14.07 Сопка Дмлрусова - 16 ±7 6* 1 6± 1 92 * 19
1755 То же То же 101 ±8 <90 22 * 10 33 -г 5 553-132
1756 21.07 115*9 67 ± 17 38 ±6 34 * 6 610*137
1757 22.07 Сопка Тишенко 143 * 12 47 * 13 33 ± 4 33 ±4 596- 109
1758 То же Сопка Ольденбургского 1 1 1 ±9 41 ±26 31 =6 34 ±6 429т-116
1759 -”- Сопка 1 Іавлова 126 4- 13 71+23 24 ±4 33 ±5 537-107
1761 27.07 Сопка Трубецкого 108 *9 77 * 15 30 ±3 33 4-4 585:109
1762** То же Сопка Ольденбургского - НПО 13 = 3 5*2 83 і 48
* В состоянии естественной влажности.
Штуф сидерита, нпо ниже предела обнаружения.
полураспада 226Иа 1600 лет, поэтому этот изотоп имеет собственную
геохимическую историю (и даже собственные минералы) и в открытых динамичных системах, к которым без сомнения относятся грязевулканические структуры, способен мигрировать отдельно от родоначальника ряда. Таким образом, за время движения сопочной массы от области аномально высокого пластового давления к дневной поверхности радий отстаёт от урана. Причины такого отставания коренятся в различиях геохимических свойств этих элементов. В условиях гипергенеза бывают случаи аномального накопления радия теми или иными породами при почти полном отсутствии урана (т.н. эмалирующие коллекторы). Па каком этапе восходящего движения сопочной брекчии, образующейся из безусловно равновесных (для ряда урана-радия) глинистых толщ, происходит это разделение, сказать сложно, учитывая специфику изучаемых объектов. Исключительно конвективный перенос сопочной брекчии с больших глубин к дневной поверхности или к морскому дну, на первый взгляд, не должен способствовать разделению урана и радия. Однако результаты измерений свидетельствуют об обратном.
Представление о вертикальном распределении радионуклидов в сопочных отложениях получены при измерении трех образцов, отобранных с западной стороны Центрального озера Булганакского грязевулканического очага. Результаты этих измерений представлены в таблице 4.
Таблица 4
Общая ^-активность (с-|кг_‘) и концентрации радионуклидов (Бк/кг) в осадках Центрального озера (проба 1763)
Интервал "41 г2,'Ка í,:Th 4"к 1 i7Cs
0-5 см 5-Ю см 10-20 см 89*8 86*7 1 13 * 8 57* 10 86 -г 9 56 * 9 26 ±3 35*3 34*3 30*3 40*4 38*4 474 * 51 543 * 52 537 * 54 1.6 * 0.6
7 С>
Как видно из таблицы, верхний 5 см слой высохшей сопочной брекчии несколько обеднен практически всеми изучаемыми радионуклидами. Не исключено, что это может быть следствием их активного выщелачивания во время дождей или весеннего снеготаяния. В интервале 10 20 см уверенно обнаруживается 137Св(1.6±0.6 Вк/кг). Если пренебречь вертикальной миграцией этого нуклида, в принципе легко сорбируемого глинистыми минералами, скорость накопления сопочной брекчии на периферии Центрального озера может быть оценена в 0.7 см/год. Обоснованность этой цифры невелика, т.к. мы не имеем данных о концентрациях радиоцезия на больших глубинах, и, соответственно, не можем быть уверены, что исследуемый интервал соответствует максимуму распределения, т.е. времени Чернобыльской аварии.
Важным геохимическим показателем является отношение удельных активностей тория (232ТЬ) и урана (23811). Представляет интерес и отношение 40К./22Г>На. Результаты расчетов представлены в таблице 5.
Таблица 5
Изотопные отношения объектов грязевого вулканизма (единицы активности)
№ проб Характер пробы “Th^U «•K/^Ra
1755 1763 То же Сопочная брекчия спежая Разрез сопочных отложений 0-5 см То же 5-10 см 10-20 см 0.38 ±0.23 0.53 ±0.14 0.46 ± 0.09 0.68 ±0.18 16.7 ±6.5 18.2 ±4.0 15.7 ±3.0 15.7 + 3.1
Из-за различий в удельной активности родоначальников радиоактивных рядов 232ТЬ и 238U их массовое отношение в 3 раза превосходит отношение активностей. Иными словами, отношение массовых долей тория и урана в исследованных нами образцах сопочной брекчии колеблется от 1.1 до 2.0.
В таблице 6, заимствованной из работы A.A. Смыслова [3], приведены торий-урановые отношения в осадочных породах континентальной коры.
Таблица 6
Уран и торий в осадочных породах [3|
Гpyiinhl )| типы пород Уран. ИГ* % Горин. 10"*% Торий/Уран
Терригенные (песчано-глинистые)
Аргиллиты, глинистые сланцы, глины 4.0 11.5 2.4
Карбонатные
Известняки 1.6 1.8 1.1
Мергели 2.8 2.5 0.9
Доломиты 3.7 2.8 0.8
Битуминозные известняки 7.8 11.9 1.5
Соленосные
Ангидриты 1.0 1.0 1.0
Каменная соль 0.9 1.0 1.1
Как видно, измеренные нами отношения ближе всего к цифрам, характерным для аргиллитов, глинистых сланцев и глин. В какой-то степени — для мергелей. Это обстоятельство косвенно подтверждает принадлежность сопочной грязи глинистым толщам Майкопа.
Радиоактивность жидкой фазы
Возможности изучения радиоактивности жидкой фазы продуктов грязевого вулканизма подводных объектов, естественно, крайне ограничены. Да и при исследовании наземных сопок возникают определенные трудности, связанные прежде всего со спецификой сопочной брекчии. По нашим определениям (аналитик Г.И. Гудзенко) влажность отобранных в 2007 году образцов колебалась от 250 до 450%. Из-за чрезвычайной тонко-зернистости взвесей, отстаивание проб и последующая декантация жидкой фазы обеспечивали не более 100-300 мл/л воды из 1 дм3 свежеотобранных образцов сопочной брекчии. Попытки фильтрации под вакуумом на воронках Бюхнера существенно не увеличивали общего объема извлекаемой жидкой фазы.
Отобранные пробы воды исследовались на содержание четных изотопов радия 22(;Ка и 228Ка. Альфа-излучающий 226Ка определялся эманационным методом по накоплению дочернего 222Ип. Концентрирование радия выполнялось но стандартной методике путем соосаждения с сульфатом бария. После окончания эманационных измерений, выполнявшихся на приборе “Альфа-1”, концентрат обрабатывался для последующих измерений 228Иа по [3-излучению на малофоновой установке УМФ-1500м, упоминавшейся выше в связи с измерениями общей активности твердой фазы брекчий. Результаты эманационных и радиометрических измерений приведены в таблице 7.
Таблица 7
Изотопы радия в жидкой фазе сопочной брекчии. мБк/дм3
Место и дата отбора пробы 22611а “На
Сопка Андруеова 14.07.2007 151 ±27 36 і 36
То же 21.07.2007 148 ± 38 165 ± 64
Сопка Тищенко 22.07.2007 241 ± 50 нд
Сопка Ольденбургского 22.07. 123 ± 17 54 ±31
1 Іептральное озеро* 26.07.2007 186 ± 13 67 т 22
Сопка Трубецкого 27.07.07 111 = 16 80 ± 29
* Пода боа взвесей.
Следует отметить, что эффективность эманационных измерений значительно превосходит соответствующий показатель малофоновых определений 228На, поэтому погрешности определений последнего из ограниченных объемов воды в целом выше.
Максимальная концентрация 22Г>Ка отмечена в воде из сопки Тищенко, выводящей чрезвычайно густую грязь. Недостаточный объем воды не позволил определить в этой пробе концентрацию 22*Ка.
Абсолютные значения концентраций изотопов радия в жидкой фазе сопочных брекчий Керченского полуострова занимают промежуточное положение между концентрациями, характерными для подземных вод верхнего структурного этажа (единицы — десятки мБк/дм3) и законтурными водами нефтяных и газовых месторождений (единицы-десятки Бк/дм3)[2]. В то же время эти цифры сопоставимы с концентрациями радия в водах ореолов рассеяния месторождений и проявлений радиоактивного сырья.
Специальных измерений концентраций радона в жидкой фазе не выполнялось. Однако после доставки проб в лабораторию И ГН ПАН Украины были предприняты попытки оценить концентрации водорастворен ного газа в осветленных частях сопочных брекчий.
После аккуратного отвинчивания пробок на ПЭТ бутылях с пробами осветленная часть жидкости под вакуумом переводилась в иромывалки ГЦепотьевой и поступала на измерение на модернизированную установку “Альфа-Iй.
Поскольку измерения производились спустя несколько суток после отбора проб, в их результаты вводились поправки на распад радона. 11о аналогии с поведением растворенного радона в подземных водах, предполагалось, что источник радия, его генерирующий, находится в породах на пути восходящего движения сопочной грязи. Обоснованность подобного предположения хорошо иллюстрируется фактами захвата восходящим потоком фрагментов пород вышележащих структурных этажей, существенным образом отличающихся по радиоактивности (см. сидерит в табл. 3). Полученные цифры существенно превосходили концентрации радона в спонтанных газах (см. ниже). В качестве альтернативы была принята гипотеза о том, что источником радона в жидкой фазе сопочных брекчий является радий, содержащийся во взвесях. В этом случае поправки на распад вводить не следует, т.к. жидкая фаза контактирует с источником радия постоянно. Следует отметить также, что измерения концентраций радона производились во временном интервале от 12 до 25 суток после отбора проб. Соответственно, поправки на распад радона изменялись от 0.114 до 0.011. Результаты измерений и расчетов для двух вариантов приведены в таблице 8.
Таблица 8
Концентрации радона п жидкой фазе сопочных брекчий и спонтанном газе (Бк/дм3)
Место отбора С учетом поправки на распад Всі учета поправки на распал В спонтанном пне
Сопка Андрусова То же Сопка Тищенко Сопка Ольденбургского Сопка Павлова Сопка Трубецкого 27 ±2 17 ± 2 40 ± 3 16 ±2 56 ±4 5.7 ± 0.7 1.65 ± 0.14 0.94 ±0.11 1.83 = 0.15 1.05 ±0.13 2.6 і 02 0.93 ±0.1! 2.14 ±0.64 1.93 ± 0.58 3.80 ± 1.14 2.80 ± 0.84 0.92 ± 0.28 1.00 ± 0.30
Как видно из таблицы, цифры, предполагающие основным источником радия (радона) твердую фазу сопочных брекчий, вполне соизмеримы с концентрациями в спонтанном газе.
Концентрации радона, измеренные одним из авторов в жидкой фазе продуктов грязевого вулкана в Карпатах (Ивано-Франковская область) в 1979 году, составляли порядка 10 Бк./дм3, т.е. были выше керченских.
Радиоактивность газообразной фазы
Первые представления о концентрациях радона в газе грязевулканических структур были получены нами в ходе рекогоносцировочных исследований экологического плана, проводившихся в Керчи в 2004 году. Следует отметить, что в многочисленных публикациях (и материалах из Всемирной сети 1!Пегпе1 в том числе), среди газов, выводимых грязевыми вулканами, неоднократно упоминается радон. Однако численных значений обнаружить нам так и не удалось.
Результаты измерений концентраций 222Кп в некоторых объектах представлены в таблице 9. Использовался сцинтилляционный эманометр РГА-1 (“Глициния”), обеспечивавший погрешность радиометрических измерений не более 30%.
Таблица 9
Концентрации радона п почвенном воздухе и спонтанных газах (Бк/дм ‘) 2004 год
Моего отбора 1(римсчанис
Соллатско-Слоболской грязевулканнческий очаг. Сопка 1 1икитского 0.34 Почвенный воздух из бурки 0.6 м
Вулганак. Сопка Ольденбургского 2.16 Спонтанный газ
Вулганак. Вулкан Андрусова 0.62 Спонтанный газ
Вулкан Джарджава 0.97 Воздух из трещины, глубиной 1 м
Почвенный воздух отбирался вакуумным методом с помощью штатного пробоотборника эманометра, спонтанный газ с помощью полиэтиленовой воронки, опускаемой в сопочную грязь над грифонами. Совершенно очевидно, что радон в почвенном воздухе безусловно разбавлен атмосферным, т.к. его концентрации заметно меньше характерных значений в других регионах (единицы-первые десятки Бк,/м3).
В ходе мониторинга спонтанных газов на шести объектах Булганак-ского (Центральное озеро, сопка Ольденбургского, сопка Павлова, сопка Андрусова и сойка Тищенко) и Мало-Тарханского (сопка Трубецкого) грязевулканических очагов с 14 по 30 июля 2007 года выполнено более ста измерений концентраций радона. Размах значений по всем обследованным сопкам от 0.31 (сопка Тищенко 16.07) до 8.70 Бк/дм;< (Центральное озеро 28.07). Измерения концентраций проводились практически в одно и то же время, что позволяет не учитывать суточные вариации, связанные,
например, с прохождением лунно-ириливной волны. Результаты измерений представлены в таблице 10. Здесь учтены также измерения на 7-ми грифонах сопки Ольденбургского.
Таблица 10
Концентрации радона в споптаппых газах (Бк/дм1)
Месго отбора Минимум Максимум Среднее арифметическое
1 Центральное озеро 0.60 8.70 3.24
Сопка Ольденбургского 0.81 7.40 3.03
Сопка 1 Іавлова 0.49 4.60 2.44
Сопка Андру сова 0.86 5.10 2.95
Сопка Тищенко 0.31 4.90 3.08
Сопка Трубецкого 0.62 6.20 2.91
Как видно из таблицы, средние концентрации радона в газовой фазе сопочной брекчии грязевулканических структур Керченского полуострова весьма монотонны. Несколько выпадают из общей картины только газы, отбиравшиеся из сопки Павлова. Учитывая специфику изучаемого компонента, а концентрация радона в спонтанных газах во многом определяется его концентрацией в жидкой фазе, можно считать механизмы формирования концентраций едиными для всех исследованных объектов.
По аналогии с извлечением радона из растворов путём барботирования последних тем или иным газом, можно предполагать, что концентрации радона в спонтанных газах зависят, среди прочих причин, от интенсивности “продувания” жидкой грязи восходящим их потоком. Причем состав газов не оказывает никакого влияния на процесс перехода радона. Напротив, режим дегазации (равномерный или пульсирующий; мелкие или крупные газовые пузыри; температура пульпы и т.п.) оказывает решающее влияние на переход радона из жидкой (и твердой!) фазы в газовую.
Выводы
Радиоактивность продуктов грязевого вулканизма определяется присутствием в них членов естественных рядов распада урана (238и), тория (2Я2ть), актиноурана (И2Л5)с их дочерними нуклидами, а также И)К. Концентрации последнего наибольшие в твердой и жидкой фазах и вообще отсутствуют или исчезающе малы — в газообразной. Наличие заметных концентраций тория и продуктов его распада обусловливает присутствие в газообразной фазе короткоживущего изотопа 220Нп (Тп), специальных измерений которого не проводилось. Судя поторий-урановым отношениям, концентрации этого изотопа должны быть соизмеримы с концентрациями 222Кп.
Во всех исследованных образцах наблюдается неравновесие в ряду урана (2,{М1Т). Недостаток радия достигает 50% и более. Причина этого явления требует специального изучения.
Торий-урановые отношения близки к таковым аргиллитов, глинистых сланцев или глин. Абсолютные концентрации четных изотопов радия заметно выше значений, характерных для подземных вод зоны аэрации, но уступают таковым, присущим законтурным водам нефтяных и газовых м есторож ден и й.
В отдельных случаях присутствуют следовые количества техногенного 137Ся, по-видимому, чернобыльского генезиса. Детальное изучение вертикального распределения этот нуклида может послужить основой для оценки темпов накопления осадков в окрестностях грязевулканических структур. Этой же цели могут послужить измерения концентраций изотопа свинца 210РЬ. Попытки обнаружить этот нуклид по его гамма-линии 46 кЭв не увенчались успехом из-за недостаточной чувствительности метода.
Следует подчеркнуть, что вышеописанные исследования, за исключением эманационных измерений 22<iRa и суммарных ß-измсрений 228Ra, выполнялись на основе полупроводниковой у-спектрометрии — экспрессного, но часто недостаточно чувствительного метода. Применение адекватных методов исследования, как «-спектрометрия, радиохимическая подготовка образцов для [3-измерений (210РЬ), лазерно-активационное определение урана и др. позволит получить гораздо более глубокие представления о распределении радиоактивных элементов и их изотопов в продуктах столь экзотического природного феномена, каким без сомнения является грязевой вулканизм, как подводный так и наземный.
1. Грязевые вулканы Керченско-Таманской области. Атлас / Е.Ф. Штоков, К).В. Со болевский, Г.И. Гнатенко и др. К,: Паукова думка, 1986.— 152 с.
2. Гудзенко В.В., Дубипчук В.Т. Изотопы радии и радон в природных водах. — М.: Наука 1987.— 134 с.
3. Смыслов АЛ. У pan и торий в земной коре.— Л.: Недра 1974.— 231 с.
4. Цветкова Т., Невипский И.. Панюшкина А. Измерение радона в геологии. Обзор
ООО “Геоинформцентр”.— М.: 2002. 55 с.
5. Штоков Е.Ф. Пасынков АЛ.. Любицкий АЛ., Богданов ЮЛ.Новые проявления разового и грязевого вулканизма в Черном море // Геология и полезные искапаемые Мирового океана. 2007. С. 107-110.
6. IIIтебсрЭЛ. Радиоактивность вулканоидных газов// Южный инженер. 1915. №7.—С. 195 198.
Описані нові результати досліджень вмісту природних радіонуклідів у твердій, рідкій та газоподібній фазах продуктів грязьового вулканізму кількох підводних та наземних структур Чорного моря та Керченського півострова. Концентрації 220Ra, z32Th та ‘"К у твердій фракції (так звана”сопкова брекчія"), так само, як співвідношення Th/U, дуже близькі до величин, що характерні для глинистих шарів. Концентрації ‘“Rn у спонтанних газах помірні та змінюються під часток до майже 9 Бк/м '. Окремі знахідки ia7(!s чорнобильського походження дозволяють оцінити швидкість нагромадження осадків для верхніх частин грунтових перерізів біля грязьовулканічннх структур.
New results described, concerning naturally occurring radionuclides’ distribution in the solid, liquid and gaseous fractions of the mud volcanic products of several submarine and surface structures of the Black sea and Kerch’ peninsula. Concentrations of ¿-°Ra. ^Th and '"K in the solid fraction (so called “volcano breccia"), as like as the ratio Th/U, are very close to the digits, typical for the clay strata. Concentrations of the z22Rn in the spontaneous gases are moderate and varies from the parts to about 9 Bq/dm4. Separate accidental finds of the chernobyl origin ,a7Cs allow to estimate the sedimentation rate for the upper parts of the ground cuts near the mud volcanic structures.
