CC BY
16
GEODYNAMICS & TECTONOPHYSICS / recent geodynamics
Published by the Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences /
2020 VOLUME 11 ISSUE 3 PAGES 632-650
ISSN 2078-502X
DOI: 10.5800/GT-2020-11-3-0496
HYDROGEOCHEMICAL ZONING OF URANIUM ISOTOPES (234U/238U) IN THE SOUTHERN SIBERIAN PALEOCONTINENT: THE ROLE OF THE SOUTH BAIKAL RESERVOIR IN THE GROUNDWATER FORMATION
S.V. Rasskazov © 1,2 A.M. Ilyasova1, I.S. Chuvashova © 12, S.A. Bornyakov © 12, A.I. Orgilyianov1, S.N. Kovalenko2, A.K. Seminsky1, E.P. Popov1, E.P. Chebykin© 13
1 Institute of the Earth's Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 128 Lermontov St, Irkutsk 664033, Russia
2 Irkutsk State University, 3 Lenin St, Irkutsk 664025, Russia
3 Limnological Institute, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 3 Ulan-Batorskaya St, Irkutsk 664033,
ABSTRACT. The southern deformed edge of the Siberian paleocontinent is studied for zoning the disturbance of 234U/238U cyclic equilibrium in groundwaters discharged to the accreted Khamardaban terrane. A relationship is established between vertical variations of 234U/238U (OA4/8) activity ratios and the hydrogeochemical zoning of groundwaters. Lateral OA4/8 zoning of groundwaters in the basement rocks and sedimentary cover of the Siberian platform is described. It is emphasized that an important role is played by the water propagating from the South Baikal reservoir (SBR) (OA4/8 = 1.95-1.99; U content = 0.44-0.46 Mg/L) under the shore of Lake Baikal. It is suggested that the lateral advancement of the SBR water is facilitated by the development of low-angle (weakened by rifting) fractures of the Angara thrust fault, as well as subvertical fractures in the shear zone of the Main Sayan Fault. Monitoring data on the study area show that the ratios of the groundwaters components vary in time due to Cherdyntsev - Chalov deformational effect, chemical interaction of the waters and evaporites, and mixing of the groundwaters with contrasting hydrogeochemical signatures.
KEYWORDS: groundwater; Baikal; 234U/238U; uranium; active fault; evaporate
FUNDING: The work was supported by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, the grant for implementation of large scientific projects on priority areas of scientific and technological development (project 13.1902.21.0033 - Fundamentals, methods and technologies for digital monitoring and forecasting of the environmental situation on the Baikal natural territory).
The article is published under the state assignment for the project of the Institute of the Earth's Crust SB RAS (№ 03462019-0005).
FOR CITATION: Rasskazov S.V., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Orgilyianov A.I., Kovalenko S.N., Seminsky A.K., Popov E.P., Chebykin E.P., 2020. Hydrogeochemical zoning of uranium isotopes (234U/238U) in the Southern Siberian paleocontinent: the role of the South Baikal reservoir in the groundwater formation. Geodynamics & Tectonophysics 11 (3), 632-650. doi:10.5800/GT-2020-11-
Russia
RESEARCH ARTICLE
Received: February 11, 2020 Revised: June 25, 2020 Accepted: July 14, 2020
Correspondence: Sergei V. Rasskazov, [email protected]
3-0496
ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ИЗОТОПОВ УРАНА (234и/238и) НА ЮГЕ СИБИРСКОГО ПАЛЕОКОНТИНЕНТА: РОЛЬ РЕЗЕРВУАРА ЮЖНОГО БАЙКАЛА
В ФОРМИРОВАНИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
С.В. Рассказов1,2, А.М. Ильясова1, И.С. Чувашова1,2, С.Л. Борняков1,2, А.И. Оргильянов1, С.Н. Коваленко2, А.К. Семинский1, Е.П. Попов1, Е.П. Чебыкин1,3
1 Институт земной коры СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128, Россия
2 Иркутский государственный университет, 664025, Иркутск, ул. Ленина, 3, Россия
3 Лимнологический институт СО РАН, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 3, Россия
АННОТАЦИЯ. Исследуется зональность в нарушении циклического равновесия 234и/238и в подземных водах на южном деформированном краю Сибирского палеоконтинента с выходом в аккретированный Хамардабан-ский террейн. Обозначается связь вертикальных вариаций отношений активностей 234и/238и (ОА4/8) с гидрогеохимической зональностью подземных вод. Характеризуется латеральная зональность ОА4/8 подземных вод в породах фундамента и отложениях осадочного чехла Сибирской платформы. Подчеркивается определяющая роль воды, распространяющейся от Южно-Байкальского резервуара (ЮБР) с характерными значениями ОА4/8 = 1.95-1.99 и концентрацией и = 0.44-0.46 мкг/дм3 под побережье Байкала.
Предполагается, что латеральному продвижению вод ЮБР способствует развитие пологих (ослабленных при рифтогенезе) разрывов Ангарского надвига и субвертикальных разрывов сдвиговой шовной зоны Главного Саянского разлома. Данные мониторинга свидетельствуют о меняющихся во времени соотношениях компонентов подземных вод, обусловленных деформационным эффектом Чердынцева - Чалова, химическим взаимодействием воды с эвапоритами и смешением подземных вод с контрастными и-изотопными характеристиками.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: подземные воды; Байкал; 234и/238и; уран; активный разлом; эвапорит
ФИНАНСИРОВАНИЕ: Работа поддержана Министерством науки и высшего образования РФ, грантом на реализацию крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технического развития (проект № 13.1902.21.0033 - Основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования состояния окружающей среды на Байкальской природной территории).
Статья подготовлена в рамках госзадания по проекту ИЗК СО РАН № 0346-2019-0005.
1. ВВЕДЕНИЕ
Циклическое равновесие отношения активностей 234и/238и - ОА4/8 ~ 1 - соответствует атомному отношению ~ 5.47х10-5. Нарушение равновесия в природе нередко приводит к значениям ОА4/8 геологических объектов в десятки и сотни единиц [Токагеу et а1., 2006]. Отношения не остаются постоянными и варьируются во времени и в пространстве. Например, в горячих источниках Японии Татсунокучи (Tatsunokuchi) определен интервал варьирующихся во времени значений ОА4/8 от 2.7 до 51 [Уашат^о et а1., 2003].
Циклическое равновесие может быть нарушено по разным причинам. Один из эффектов, вызванный деформацией пород в активном разломе и, как следствие, реализовавшийся в избыточной отдаче 234и в воду, циркулирующую через горные породы и минералы, был продемонстрирован В.В. Чердынцевым и П.И. Чаловым [СИеМу^еу, 1969, 1973; ^а^, 1975]. Эффект Чердын-цева - Чалова неоднократно регистрировался в откликах ОА4/8 подземных вод на сейсмические события. К примеру, было отмечено 10-кратное косейсмическое возрастание ОА4/8 в подземных водах Грузии руегеу et а1., 1975]. Более длительные наблюдения выявили изменения ОА4/8, предшествовавшие сейсмическому
событию в горячих водах источника города Ниланд, США [Ртке1, 1981]. ОА4/8 возросло от 2.6 до 4.5 в течение года с понижением концентрации урана ([и]) от 0.0130 до 0.0055 мкг/дм3. Через 11 дней после сильного толчка ОА4/8 понизилось трехкратно (до 1.5) при шестикратном повышении [и] (до 0.044 мкг/дм3).
Повышенные значения ОА4/8 (интервал 2-4) были определены в подземных водах участков сейсмогенных деформаций коры в активных разломах Тункинской долины Байкальской рифтовой зоны. В результате 5-летнего мониторинга ОА4/8 на сейсмопрогностических полигонах западного и восточного структурных окончаний этой долины был обнаружен разный характер откликов ОА4/8 на подготовку и реализацию землетрясений. На западном окончании долины значения ОА4/8 ступенчато снижались вследствие закрытия трещин, препятствовавшего циркуляции глубинных вод при подготовке и реализации сильного землетрясения под Северным Хубсугулом. На восточном окончании значения ОА4/8 снижались (вследствие закрытия трещин) с переходом к резкому возрастанию и малоамплитудным вариациям (их открытием и циркуляцией глубинных вод) при подготовке и реализации сильного землетрясения под Южным Байкалом [ЯаББка70У et а1., 2018].
В настоящей работе исследуются вариации ОА4/8 и [и] в подземных водах юга Сибирского палеокон-тинента с выходом в аккретированный Хамардабан-ский террейн. С одной стороны, Иркутское Предбай-калье относится к 8-9-балльной сейсмической зоне [Шошоу, Bogdanov, 2016]. С другой стороны, в подземных водах осадочного чехла платформы определены высокие значения ОА4/8 (до 15.9), обусловленные химическим взаимодействием подземных вод с эвапори-тами. Этот фактор может сочетаться с откликами ОА4/8 на деформационное состояние трещин и осложняться гидродинамическими процессами.
Территория исследований ограничена с юга однородным Южно-Байкальским резервуаром (ЮБР), глубинная вода которого характеризуется значениями ОА4/8 = 1.95-1.99 и [и] = 0.44-0.46 мкг/дм3 [ЯаББка70У et а1., 2015а]. В тектонических структурах Иркутского Предбайкалья родники и скважины глубиной до 120 м (реже до 350 м) обозначают зоны подземных вод с разной степенью нарушения циклического равновесия изотопов и. Подземные воды поступают в оз. Байкал с окружающих территорий до глубины 250 м. На больших глубинах подземный сток в озеро предотвращается гидростатическим давлением [Ртпекег et а1., 1968]. Глубинная вода озера, наоборот, проникает под прибрежные территории. Характерные значения ОА4/8 и [и] Южно-Байкальского резервуара используются в качестве маркеров подземного водообмена озера с территорией юга Сибирского палеоконтинента.
Учитывая геологическое строение и специфику вертикального гидрогеохимического разреза, мы сначала приводим данные, полученные в зонах с контрастными вариациями ОА4/8 и [и], и определяем специфику источников вод с существенным и слабым нарушением циклического равновесия и, а затем обращаемся к данным с промежуточным (умеренным) нарушением равновесия. Основная цель исследования - выявить характер пространственно-временного проявления гидрогеохимического и деформационного эффектов избытка 234и в связи с распространением воды ЮБР в Иркутское Предбайкалье. В работу вовлечено более 1000 проб, отобранных в 2012-2019 гг. Методика элементного анализа вод и измерений ОА4/8 приведена в работах [СИеЬуИп et а1., 2015; ЯаББка70У et а1., 2015Ь].
2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНОВА
Центральное положение на территории исследований занимает полоса архейских и палеопротерозойских метаморфических и магматических пород Шарыжал-гайского выступа фундамента Сибирской платформы, протягивающаяся в направлении запад-северо-запад, и параллельная этому поднятию полоса пород осадочного чехла Сибирской платформы неопротерозоя, нижнего кембрия, юры и плиоцена - квартера в Прииркут-ской впадине [Odintsova et а1., 1967; БкоЫо et а1., 2001]. Породы фундамента надвинуты на породы осадочного чехла по Ангарскому надвигу [ОапПоукИ, 1949, 1963; 7ашагаеу et а1., 1983]. При горизонтальной амплитуде
смещения первые километры в западной части структуры (р. Иркут) в автохтоне фронта надвига находятся неопротерозойские отложения шаманской свиты основания осадочного чехла. При возрастании амплитуды до 30 км в восточной части (Иркутское водохранилище в истоке р. Ангары) выходы автохтона во фронте надвига представлены юрскими отложениями (рис. 1).
На восток-северо-восточном фланге Прииркутской впадины обнажаются неопротерозойские породы трехчленного байкальского комплекса (голоустенской, ка-чергатской и улентуйской свит), перекрывающего фундамент [Сг^шп, СИиуаБИоуа, 2011]. Юго-юго-западный фланг Шарыжалгайского поднятия образуют метаморфические породы Слюдянского коллизионного субтер-рейна Хамардабанского террейна, аккретированного к Сибирскому палеоконтиненту в раннем палеозое, около 480 млн лет назад [БаШкоуа et а1., 1998]. Террейн отделяется от фундамента палеоконтинента Восточно-Саянской шовной зоной, протягивающейся от западной оконечности оз. Байкал в направлении запад-северо-запад на 1000 км при ширине выходов милонитов от 1 до 10 км. Современная активность этой зоны проявлена в развитии сдвиговых палеосейсмодислокаций [СЫр17иЬоу, БшекаНп, 1999].
В современной тектонической структуре территории важнейшую роль играет Обручевский сброс, по которому фрагмент фундамента Сибирской платформы в Южно-Байкальской впадине опустился в кайнозое на несколько километров [Logatchev, 7опп, 1992]. По геофизическим данным, под Южным Байкалом предполагается опускание осадочных толщ не только кайнозоя, но и мезозоя и палеозоя с общей мощностью до 14 км [Биуогоу, Mishen'kina, 2005]. Еще один активный разлом (Ангарский) проходит вдоль долины р. Ангары [Бешт-sky et а1., 2001; Seminsky, Radziminovich, 2007].
3. ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
Осадочный чехол Сибирской платформы характеризуется соленосным и несоленосным типами вертикальной гидрогеохимической зональности [A1ekseeva, A1ekseev, 2019]. В Прииркутской впадине различаются зоны соленосного типа разреза [Ртпекег et а1., 1968] (сверху вниз): (1) пресных гидрокарбонатных магние-во-кальциевых вод, (2) пресных гидрокарбонатных натриевых (содовых) вод, (3-4) солоноватых и соленых хлоридных натриевых вод с общей минерализацией (ОМ) соответственно 1-3 и 3-35 г/дм3, (5-6) хлорид-ных натриевых рассолов с ОМ = 35-50 г/дм3 и более (рис. 2). Мощность верхней гидрогеохимической зоны редко превышает 100 м. Вторая зона пространственно связана с напорным водоносным горизонтом. Ее мощность составляет 70-80 м, местами увеличивается до 130 м и в пос. Ангарские Хутора достигает 500 м. Солоноватые воды третьей зоны проявляются в юрских отложениях верхней (дабатской) части черемховской свиты и сменяются солеными водами четвертой гидрогеохимической зоны, нижняя граница которой захватывает карбонатные породы литвинцевской свиты
нижнего - среднего кембрия. В усольской свите этого возраста находятся мощные залежи солей, с которыми связаны хлоридные натриевые рассолы.
Отношение активностей 234и/238и измерялось в водах родников и малоглубинных скважин Прииркутской впадины. В минеральных водах и рассолах глубоких горизонтов измерений не проводилось. Этот параметр, однако, поддается здесь предварительной оценке благодаря такой же вертикальной гидрогеохимической зональности в других частях осадочного чехла Сибирской
платформы. На газоконденсатном месторождении Ду-лисьма зона пресных вод с ОМ = 0.6 г/дм3 прослеживается с поверхности (абсолютные отметки 500-600 м) на глубину 300-400 м и ниже сменяется более минерализованными водами и рассолами (табл. 1, рис. 2).
В отличие от зон пресных вод в юрских отложениях разреза Прииркутской впадины, зона пресных вод в разрезе Дулисьма находится в красноцветных отложениях верхоленской свиты среднего кембрия. Другая особенность этого разреза - расположение зоны
103°30'
105°00' в.д.
ОСАДОЧНЫЙ чехол
А плиоцен - А—^ нижний А архей -^—^ квартер ^^^ кембрий ' \
юра ^ | эдиакарий
| тоний - криогений
ФУНДАМЕНТ АККРЕТИРОВАННЫИ ТЕРРЕИН АНГАРСКИИ
НАДВИГ
АКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ
докембрийские породы, палео- /V I метаморфизованные протерозой в раннем палеозое
фундамент /Ч^ надвинут на ± осадочный чехол j фронтальные части чешуй
шовная
зона
сброс
105°00'
ОА4/8
В ПОДЗЕМНЫХ НАРУШЕНИЕ ОА4/8 Ю. БАЙКАЛА ВОДАХ РАВНОВЕСИЯ и
существенное умеренное слабое
разлом неопределенного типа
гидрогеологическая скважи рис. 2
Д скважина профиля
Рис. 1. Схема зональности ОА4/8 подземных вод в Иркутском Предбайкалье (а). На врезке (б) показаны разломы в районе пос. Листвянка [Zamaraev et al., 1983], а на врезке (е) - местоположение района работ на юге Сибирского палеоконтинента. Цветовым условным обозначениям разновозрастных пород соответствуют треугольные обозначения мест опробования подземных вод: из плиоцен-четвертичных отложений вдоль долины р. Ангары, заложенной по Ангарскому разлому (AF); из юрских отложений правобережья р. Ангары - Хомутово (HOM), Радищево (RAD), 26-й километр Байкальского тракта (26-KM), Большая Речка (BR); левобережья р. Ангары - Академгородок (AK); из отложений неопротерозоя и нижнего кембрия - Худя-ково (HUD), Горячий Ключ (GK), Олха (OL), Большой Луг (BL), Шаманский мыс (SHM); из фундамента Сибирской платформы -Тещин Язык (TYAZ), Огоньки (OG), Трудный (TRUD), Свифт (SW), Ангасолка (AN), Листвянка (LIS); из шовной зоны между фундаментом Сибирской платформы и Хамардабанским террейном - Култук (KL); из Хамардабанского террейна - Талая (TL), Слюдянка (SL).
Fig. 1. Schematic map showing OA4/8 groundwater zoning in the area near the city of Irkutsk and Lake Baikal (Irkutsk Prebaikalia) (a). Inset (б) - faults near Listvyanka village [Zamaraev et al., 1983]. Inset (е) - study area in the southern Siberian paleocontinent. Colour codes for rock ages correspond to triangular markers for groundwater sampling sites. Samples were taken from Pliocene-Quaternary sediments along the Angara River valley (following the Angara fault, AF); Jurassic sediments of the right bank of Angara River -Khomutovo (HOM), Radishchevo (RAD), 26th kilometer of the Baikal highway (26-KM), Bolshaya Rechka (BR); left bank of Angara River - Akademgorodok (AK); Neoproterozoic and Lower Cambrian sediments - Khudyakovo (HUD), Goryachy Klyuch (GK), Olha (OL), Bolshoi Lug (BL), Shaman Mys (SHM); basement of the Siberian platform - Teschin Yazyk (TYAZ), Ogonki (OG), Trudnyi (TRUD), Svift (SW), Angasolka (AN), Listvyanka (LIS); suture zone between the basement of the Siberian platform and the Khamardaban terrane -Kultuk (KL); Khamardaban Terrane - Talaya (TL), Slyudyanka (SL).
103-30'
104"30'
солоноватых вод (ОМ = 1.9-2.8) между зонами соленых вод (ОМ = 11-14) и рассолов (ОМ = 67-69). Несмотря на инверсию минерализации вод, значения ОА4/8 последовательно нарастают с глубиной от зоны соленых вод (ОА4/8 = 3.49-4.01) через промежуточную зону солоноватых вод (ОА4/8 = 5.85-5.88) к зоне рассолов (ОА4/8 = 7.04-7.22).
4. ЛАТЕРАЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ
Минеральные воды и рассолы дают высокие значения ОА4/8 в интервале от 3.5 до 15.9. Пресные подземные воды характеризуются умеренными и низкими значениями ОА4/8. В качестве граничного значения принимается состав ЮБР (1.95-1.99). Растворенный уран мигрирует в виде уранил-иона и022+, в котором он находится в своей высшей степени окисления (+6). Восстановленные формы Щ+4) практически не растворимы в воде, поэтому по концентрации урана в воде можно делать косвенную оценку окислительно-восстановительных свойств среды (при взаимодействии
вода - порода и в процессе последующего транспорта подземных вод).
4.1. Зоны существенного нарушения равновесия изотопов и
ОА4/8 возрастает существенно в минерализованных подземных водах из эвапоритовых толщ, включающих карбонаты, насыщенные гипсом и ангидритом. Выделяются три гидрогеохимические зоны: Олхинская (неопротерозойско-нижнекембрийские отложения, ОА4/8 = 3.58-15.92), Голоустенская (неопротерозойские отложения, ОА4/8 = 2.73-4.09) и Худяковская (нижнекембрийские отложения, перекрытые тонким покровом юрских отложений, ОА4/8 = 4.28-9.37) (рис. 3).
В Олхинской гидрогеохимической зоне подземные воды опробованы в терригенных и карбонатных эва-поритовых отложениях неопротерозоя и нижнего кембрия. На диаграмме ОА4/8 - 1/и фигуративные точки подземных вод обозначают тренд возрастания ОА4/8 от 3.58 до 15.92 со слабым повышением 1/и (от 0.73 до
Общая 1<0.5| минерализация (г/дм3)
скважина, глубина(м)
озеро
Рис. 2. Схема корреляции гидрогеохимических разрезов Иркутск-Листвянка Прииркутской впадины (южный край Сибирского палеоконтинента) и нефтегазоконденсатного месторождения Дулисьма (внутренняя часть палеоконтинента). Условные обозначения см. рис. 1. Стратиграфические подразделения: PR3- неопротерозой, нерасчлененный; кембрийские свиты: G^s - усольская, G1-2ln - литвинцевская, G2vl - верхоленская (Дулисьма, проба обозначена бордовым треугольником); юрские свиты: J1bk - байкальская, J1cr - Черемховская (нижняя подсвита или заларинская базальная фация), J1db - дабатская, J12ps -присаянская. В разрезе Иркутск-Листвянка были выделены вертикальные гидрогеохимические зоны, в разрезе Дулисьма дополнительно сделаны определения ОА4/8. Профиль Иркутск-Листвянка из работы [Pinneker et al., 1968] с изменениями.
Fig. 2. Correlation scheme of the hydrochemical sections of the Irkutsk depression from Irkutsk to Listvyanka (southern edge of the Siberian paleocontinent) and the Dulisma oil and gas condensate field (inner part of the paleocontinent).
See Fig. 1. for the legend. Stratigraphic units: PR3 - Neoproterozoic, not dismembered; Cambrian Formations: G1us - Usolie, G1-2ln -Litvintsev, G3vl - Verkholensk (Dulisma; burgundy triangle - sample); Jurassic Formations: J1bk - Baikal, J1cr - Cheremkhovo (lower subformation or Zalari basal facies), J1db - Dabat, J1-2ps - Sis-Sayan. Vertical hydrochemical zones are identified in the Irkutsk-Listvyanka section. OA4/8 values are given for the Dulisma section. The Irkutsk-Listvyanka profile is modified after [Pinneker et al., 1968].
Таблица 1. Диапазоны ОА4/8 и [U] в глубинной воде Южного Байкала, в подземных водах Иркутского Предбайкалья и нефтегазоконденсатного месторождения Дулисьма
Table 1. Ranges of ОА4/8 and [U] in deep waters from the southern part of Baikal Lake, groundwaters of Irkutsk Prebaikalia and the Dulisma oil and gas condensate field
Зона Вода, разновозрастные породы Концентрация U, мкг/дм3 ОА4/8
min max min max
Южный Байкал, однородный резервуар
Умеренное нарушение циклического равновесия изотопов U
Глубины от первых метров до >1000 м 0.44 0.46 1.95 1.99
Иркутское Предбайкалье, латеральные зоны
Существенное нарушение циклического равновесия изотопов U
Олхинская Неопротерозой - нижний кембрий 0.1 1.37 3.58 15.92
Голоустенская Неопротерозой 0.018 1.37 2.73 4.09
Худяковская Нижний кембрий (отложения под слоем юрских песчаников) 0.01 1.01 2.20 9.37
Умеренное нарушение циклического равновесия изотопов U
Радищево Юра 0.2 0.87 1.99 2.21
Ангарская Юра и плиоцен - квартер 3.5 6.9 2.07 2.50
Большекотовская Нижний докембрий и юра 0.03 2.5-3.5 1.67 2.48
Огоньковская Нижний докембрий 0.046 15 1.53 2.74
Шовная Милониты 0.035 3.8 1.06 3.29
Слабое нарушение циклического равновесия изотопов U
Ангасольская Нижний докембрий 0.02 0.28 1.35 1.51
Листвянская Нижний докембрий 0.25 2.8 1.06 1. 98
Большереченская Юра 0.012 0.014 1.49 2.02
Академическая Юра 0.44 0.86 1.38 1.73
Хамардабанская Коллизионный метаморфический террейн 0.25 0.41 1.23 1.45
Дулисьма, вертикальные зоны
Умеренное и существенное нарушение циклического равновесия изотопов U
Абс. высота 205 м, скв. 6К-1 Верхоленская свита, средний кембрий 6.6 2.11
Абс. высота 25-180 м, скв. 3К-1, 14К-1 Литвинцевская свита, нижний - средний кембрий 0.12 0.44 3.49 4.01
Абс. высота -45...-53 м, скв. 504, 512, 1104 Литвинцевская свита, нижний - средний кембрий 0.09 0.49 5.85 5.88
Абс. высота -45. -103 м, скв. 17К-1,18К-1 Литвинцевская свита, нижний - средний кембрий 0.11 0.28 7.04 7.22
2.44 дм3/мкг), отражающим прогрессирующее растворение эвапоритового компонента карбонатов. В скважинах пресной воды дер. Большой Луг, наряду с трендом растворения эвапоритового компонента, проявлен тренд, направленный параллельно оси абсцисс до максимального значения 1/и = 10.53 дм3/мкг при ОА4/8 = 4.43. Три пробы родниковой воды из Голо-устенской гидрогеохимической зоны соответствуют наименее неравновесным составам подземных вод Ол-хинской гидрогеохимической зоны.
В Худяковской гидрогеохимической зоне воды родников и скважин находятся в поле распространения юрских отложений с отдельными выходами нижнекембрийских пород. Повышенные значения ОА4/8 (4.289.37) связаны с поступлением вод из эвапоритовой нео-протерозойско-нижнекембрийской толщи. Между тем [и] в пробах этой территории снижается до 0.01 мкг/дм3.
В отличие от чисто эвапоритового тренда вод Олхин-ской зоны, воды Худяковской зоны дают весьма протяженный тренд подземных вод, которые скапливаются и циркулируют в покрышке юрских песчаников. В отличие от вод Большереченской зоны, в Худяковской зоне эти воды содержат компонент высокого ОА4/8.
Данные по пресным и минеральным водам Дулись-мы, нанесенные для сравнения, показывают рассеяние точек тренда растворения эвапоритового компонента в диапазоне значений 1/и, проявляющемся при добавлении компонента пресных вод.
4.2. Зоны слабого нарушения равновесия изотопов U
Циклическое равновесие изотопов урана слабо нарушено в подземных водах зон, не проявляющих деформационной активности: в метаморфических породах
Шарыжалгайского блока (Листвянской, ОА4/8 = 1.061.98, Ангасольской, ОА4/8 = 1.35-1.51), в юрских отложениях осадочного чехла Сибирской платформы в При-иркутской впадине (Академической, ОА4/8 = 1.38-1.73, Большереченской, ОА4/8 = 1.49-2.02) и в метаморфических породах слюдянского комплекса Хамардабанско-го террейна (Слюдянской, ОА4/8 = 1.23-1.45) (рис. 4).
В родниках Большереченской гидрогеохимической зоны определен интервал 1/и = 71-83 с интервалом ОА4/8 = 1.49-2.02 (см. рис. 3). Максимальное ОА4/8,
близкое по значению ЮБР, принимается в качестве восстановленного компонента воды Южного Байкала (т.е. характеризуется низкими концентрациями урана). Этот компонент представляет собой артезианские напорные воды, для которых свойственна низкая минерализация (ОМ < 0.5 г/дм3) [Ртпекег et а1., 1968]. Относительное снижение ОА4/8 свидетельствует о смешении ЮБР с менее восстановленным компонентом подземных вод (в предельном выражении такой компонент дает подземная вода из зоны окисления).
ОА4/8 16
i
12
4 à
<■>2 m
root
£§ I
Ь g §
roroo m
ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЗОНЫ ИРКУТСКОГО ПРЕДБАЙКАЛЬЯ ♦ Олхинская а Голоустенская ■ Худяковская х Большереченская о ДУЛИСЬМА
f о ♦ж
Восстановленные воды с высоким ОА4/8
Высокое ОА4/8 Умеренное ОА4/8 ВКБВ
ЮБР
Низкое ОА4/8
х В
Снижение ОА4/8 при смешении ВКБВ с менее восстановленным компонентом
20
40
60
1/U, дм3/мкг
80
100
120
Рис. 3. Диаграмма ОА4/8 - 1/U подземных вод Олхинской, Голоустенской, Худяковской и Большереченской гидрогеохимических зон Иркутского Предбайкалья в сопоставлении с данными по подземным водам Дулисьмы. ЮБР - Южно-Байкальский резервуар. ВКБВ - восстановленный компонент байкальской воды (с низким [U]).
Fig. 3. Diagram OA4/8 vs 1/U for groundwaters from the Olkha, Goloustnoe, Khudyakovo and Bolshaya Rechka hydrogeochemical zones of Irkutsk Prebaikalia in comparison with the data on groundwaters from the Dulisma field. ЮБР - South Baikal reservoir. ВКБВ -reduced component of Baikal water (low [U]).
8
0
OA4/8
2.2
1.0 I
ОКБВ ЮБР Умеренное ОА4/8
ВКБВ?
^^ V Низкое ОА4/8 (1/U=23.5)
Г —
! ... смешение. —
Добавление
1.4
метеорной воды без изменения ОА4/8
• Щ та -
75 А>ТЩГВ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЗОНЫ
^ ^^ # Листвянская Ж Академическая
— Ангасольская а Хамардабанская
5 10
1/U, дм3/мкг
Рис. 4. Диаграмма ОА4/8 - 1/U подземных вод со слабым нарушением равновесия изотопов U.
E - компонент застойных вод равновесного урана из зоны окисления (E - equilibrated, ОА4/8 ^ 1). ОКБВ - окисленный компонент байкальской воды (с высоким [U]). ГВ - горная вода. ВКБВ - восстановленный компонент байкальской воды (с низким [U]), возможно, присутствующий в виде примеси в водах Академической зоны. Fig. 4. Diagram OA4/8 - 1/U for groundwaters with the slightly imbalanced equilibrium of U isotopes.
E - equilibrated component of stagnant water from the oxidation zone (ОА4/8 ^ 1). ОКБВ - oxidized component of Baikal water (high [U]). ГВ - mountain water. ВКБВ - reduced component of Baikal water (low [U]), possible admixture to waters of the Academic zone.
В районе пос. Листвянка опробовались родники и скважины в аллохтонных пластинах Ангарского надвига, сложенных метаморфическими породами платформенного фундамента и юрскими конгломератами байкальской свиты. Подземные воды Листвянской зоны дают пучок точек, расходящийся от высоких концентраций равновесного и зоны окисления. Крутой тренд пучка точек при пониженных значениях 1/и (повышенном [и]) восходит к ОА4/8 = 1.98, соответствующему значению в воде Южного Байкала. Тренд обусловлен смешением застойной воды из зоны окисления с водой озера. Пологий тренд ограничивает пучок точек при повышенных значениях 1/и (пониженном [и]) и значениях ОА4/8, не превышающих 1.33. Этот тренд отражает смешение застойных вод из зоны окисления с компонентом, который образуется в результате взаимодействия метеорных вод с метаморфическими породами. Такой состав характерен для поверхностных и подземных вод горных территорий [СИаЬаых et а1., 2008] и обозначается здесь как компонент горной воды (ГВ).
В подземных водах других зон со слабым нарушением равновесия изотопов и (Ангасольской, Хамарда-банской) значения ОА4/8 и 1/и не обнаруживают явной связи с параметрами вод Южного Байкала. Подобно подземным водам Листвянской зоны, подземные воды ограниченно разбавлены метеорными водами в Слю-дянской зоне (1/и = 2.1-2.9) и сильнее разбавлены в Ангасольской зоне (1/и = 3-9). Фигуративные точки пяти родников Академической зоны дают линейный тренд смешения от точки ОА4/8 = 1.53, 1/и = 0.17 до точки ОА4/8 = 1.73, 1/и = 8.33. Точка пересечения с линией, субпараллельной оси абсцисс, при значении ОА4/8 ЮБР дает значение 1/и = 23.5, которое может соответствовать конечному восстановленному компоненту байкальской воды, входящему в виде примеси (около 40 % и менее) в подземные воды Академической зоны.
4.3. Зоны умеренного нарушения равновесия изотопов U
Подземные воды только с умеренным ОА4/8 (соответствующим значению ЮБР и превышающим его) определены в двух зонах: Ангарской (плиоцен-четвертичные отложения в Ангарском разломе, ОА4/8 = 2.072.50) и Радищево (юрские отложения северной части г. Иркутска и пригорода, ОА4/8 = 1.99-2.21) (рис. 5). Умеренное ОА4/8 сочетается со значениями ниже ЮБР в трех зонах: Большекотовской (метаморфические и магматические породы раннего докембрия вблизи Об-ручевского сброса, ОА4/8 = 1.67-2.48) (рис. 6), Огонь-ковской (метаморфические и магматические породы раннего докембрия вблизи северо-северо-восточной надвиговой границы Шарыжалгайского блока, ОА4/8 = 1.53-2.74) (рис. 7) и Шовной (милониты Главного Саянского разлома между фундаментом Сибирского па-леоконтинента и Хамардабанским террейном, ОА4/8 = 1.06-3.29) (рис. 8).
На диаграмме рис. 5 фигуративные точки подземных вод Ангарской зоны характеризуются вариациями ОА4/8 и 1/и, отражающими дифференцированное проявление деформационных эффектов в активном Ангарском разломе (значительные изменения ОА4/8 при относительно небольших вариациях 1/и). Фигуративные точки подземных вод зоны Радищево распределяются вдоль оси абсцисс при значении ОА4/8, слегка превышающем значение резервуара Южного Байкала. Такой состав подземных вод отражает смешение компонента ЮБР с трещинной водой метеорного происхождения при вариациях окисленности среды выше и ниже, чем в воде Южного Байкала. Вода ЮБР является преобладающим компонентом подземных вод зоны Ра-дищево, в отличие от подземных вод Академической зоны, в которой она выступает в качестве компонента -примеси (см. рис. 4).
OA4/8 3.0
2.6
2.2
1.4
1.0
I
s *
э- œ га -&
-8-
ф
Повышение ОА4/8 при смешении Умеренное °М/8 воды ЮБР с трещинно-метеорной водой
I
Ст 23 ОКБВ А
i-L
ЮБР
ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ЗОНЫ а Ангарская а Радищево
ВКБВ----
Низкое ОА4/8
0 2 4 6 8
1/U, дм3/мкг
Рис. 5. Диаграмма ОА4/8 - 1/U родниковых вод в зонах Ангарской и Радищево. ЮБР, ОКБВ, ВКБВ - обозначения на рис. 4. Fig. 5. Diagram OA4/8 vs 1/U for spring waters from the Angara and Radishchevo hydrogeochemical zones. ЮБР, ОКБВ, ВКБВ - see Fig. 4 for full names.
В береговой приозерной Большекотовской зоне выявляется резкое различие компонентного состава родниковых и скважинных вод (см. рис. 6). В тех и других участвует компонент резервуара Южного Байкала. В родниковой воде озерный компонент ЮБР обедняется ураном в восстановленной среде с переходом в компонент ВКБВ. Компонент смешения с ВКБВ отличается повышенным ОА4/8, обусловленным деформационным эффектом, и повышенным [и], свидетельствующим о вскрытии трещинами окисленных пород. В отличие от родников, скважины вскрыли байкальскую воду в застойной окисленной среде со смешением компонентов,
подобным крутому тренду подземных вод Листвянской зоны (см. рис. 4). В скважине ВК-6 (глубина 24 м) для воды получено значение ОА4/8 = 1.96, соответствующее компоненту ЮБР, в скважине ВК-7 (глубина 45 м) - пониженное значение ОА4/8 (1.67). Концентрации и (соответственно 2.5 и 3.5 мкг/дм3) почти на порядок превысили содержание в глубинной байкальской воде.
Подземные воды Огоньковской гидрогеохимической зоны по компонентному составу и также могут иметь связь с резервуаром Южного Байкала посредством проникновения вод по ослабленным пологим разрывам Ангарского надвига. Огоньковская гидроизотопная зона
OA4/8 3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
O^
Умеренное OA4/8 Низкое OA4/8
ВКБВ
з *
m
10
20
1/U, дм3/мкг
30
40
Рис. 6. Диаграмма ОА4/8 - 1/U подземных вод Большекотовской гидрогеохимической зоны.
Компоненты: E, NE - соответственно равновесного и неравновесного урана (с высоким [U]); ЮБР, ОКБВ, ВКБВ - обозначения на рис. 4.
Fig. 6. Diagram OA4/8 vs 1/U for groundwaters from the Bolshie Koty hydrogeochemical zone.
Components: E, NE - equilibrated and non-equilibrated, respectively (high [U]). ЮБР, ОКБВ, ВКБВ - see Fig. 4 for full names.
OA4/8
2.6 -,
ТЕРРИТОРИИ
ЕВ
2.2
1.8 -
1.4 -
1.0
ЮБР
NE
▲ ♦
+
Огоньки Тещин Язык Трудный
СУ
Умеренное OA4/8 _ А_|—| ВКБВ_____
4,4=
ГВ
♦ 0
Низкое OA4/8 Ст. 22 ж
Добавление к составу ГВ метеорной воды без изменения OA4/8
20
25
0 5 10 15
1/U, дм3/мкг
Рис. 7. Диаграмма ОА4/8 - 1/U подземных вод Огоньковской гидрогеохимической зоны.
NE - компонент неравновесного урана (с высоким [U]) и умеренным ОА4/8 (с низким [U]). ЮБР, ВКБВ, ГВ - обозначения на
рис. 4. ВКБВ нуждается в обосновании дополнительными данными.
Fig. 7. Diagram OA4/8 vs 1/U for groundwaters from the Ogonki hydrogeochemical zone.
NE - non-equilibrated (high [U]) and moderate OA4/8 (low [U]). ЮБР, ВКБВ, ГВ - see Fig. 4 for full names. ВКБВ should be substantiated by additional data.
находится в кристаллических породах фундамента, надвинутого на осадочный чехол, поэтому в компонентном составе U подземных вод не исключается возможность проявления характеристик автохтона отложений осадочного чехла. В районе железнодорожной станции Огоньки имеется родник, характеризующийся значением ОА4/8, которое дает состав ВКБВ (см. рис. 7). В Огоньковской зоне родник с такой характеристикой урана пока единственный, поэтому состав ВКБВ нуждается в дополнительном обосновании с выделением тренда смешения.
Вода самоизливающейся скважины (ст. TYAZ) аномально обогащена ураном ([U] = 15 мкг/дм3) при умеренном возрастании ОА4/8 (2.44). На диаграмме ОА4/8 - 1/U состав TYAZ характеризует неравновесный компонент (NE - non-equilibrated U), от которого протягивается тренд точек подземных вод участка Трудный к составу, обозначенному как компонент ГВ. Воды родника ст. 22 образуют протяженный тренд смешения подземных вод этого компонента с метеорными водами.
В милонитах Шовной гидрогеохимической зоны (рис. 8) проводилось детальное опробование вод в скважинах (глубиной от 60 до 120 м) и родниках. Определены интервалы ОА4/8 от 1.06 до 3.29 и [U] от 0.035 до 3.8 мкг/дм3 [Chebykin et al., 2015; Rasskazov et al., 2015b].
На диаграмме ОА4/8 - 1/U (рис. 8) состав U ст. 45, близкий к циклическому равновесию (ОА4/8 ~ 1) с повышенным [U] (низкими значениями 1/U), характеризует зону окисления, не затронутую деформациями (компонент Е). Деформации выразились в возрастании ОА4/8 при повышенном [U] (ст. 8) и при снижении концентраций U на других станциях опробования. Преобладают значения: ОА4/8 = 2.3-2.5, 1/U = 5-7. Редкие образцы образуют тренд смешения компонента E зоны
окисления и преобладающего состава циркулирующей воды. Максимальное значение ОА4/8 = 3.29 определено в скважине ст. 27.
Рассредоточение фигуративных точек вдоль оси абсцисс вод из родников, опробованных в низких точках рельефа (ст. 29, 66), свидетельствует об активном водообмене, сопровождающемся смешением подземных трещинных вод из деформационной зоны с водами метеорного происхождения.
5. ОБСУЖДЕНИЕ
В вариациях ОА4/8 и [и] подземных вод охарактеризованных гидрогеохимических зон прослеживается связь подземных вод Иркутского Предбайкалья с резервуаром Южного Байкала, выявляется наложение деформационного и химического эффектов, фиксируется смешение подземных вод с контрастными гидрогеохимическими характеристиками.
5.1. Гидроизотопная характеристика резервуара
Южного Байкала и ее значение для изучения обмена озерных и подземных вод
При существующей динамике водообмена для полной смены огромного резервуара оз. Байкал (23.6 тыс. км3) требуется не более 400 лет [Votintsev, 1961]. Отношение активностей 234и/238и показательно для определения источников вод, участвующих в водообмене резервуара Южного Байкала, - стока поверхностных и подземных вод в озеро и проникновения вод из озера под сопредельные территории.
На поверхности южной части озера были получены значения ОА4/8 1.95±0.27 [Edgington et а1., 1996]. Подобный диапазон варьирующихся значений был определен также в р. Селенге и ее притоках. Было высказано предположение о привносе около 80 % урана в озеро
OA4/8 3.5 -,--
Высокое OA4/8
3.0 -
2.5 -
1.5 -
1.0 -
f! ^
Ст. 27
к
Преобладающие циркулирующие трещинные воды
Умеренное OA4/8
tu
Ч *
Ст. 8
Ст. 66
Повышение OA4/8 при смешении ♦
_ ЮБР и ВКБВ с трещинно-метеорной водой
с. of : 29,_
о —-Q—jU---------------♦--*]вкбв|—
ЮБР
/
//
/ а
Л
Низкое OA4/8
Ст. 45
0
10
20
25
30
15
1/U, дм3/мкг
Рис. 8. Диаграмма ОА4/8 - 1/U подземных вод Шовной гидрогеохимической зоны. Усл. обозначения см. рис. 5. ЮБР, ВКБВ -обозначения на рис. 4.
Fig. 8. Diagram ОА4/8 vs 1/U for groundwaters from the Suture hydrogeochemical zone. See Fig. 5 for the legend. ЮБР, ВКБВ - see Fig. 4 for full names.
2
этой рекой [Pampura et э1., 1996]. В р. Селенге были определены сезонные вариации ОА4/8 и [и] [Chebykin et al., 2012, 2018].
В качестве не менее важного показателя связи байкальских и подземных вод, вместе с отношением изотопов урана, используется отношение изотопов стронция. Для проб воды, отобранных в Южном Байкале с глубины от первых метров до 1000 м и более, которые дали преимущественные интервалы ОА4/8 = 1.95-1.99 и [и] = 0.44-0.46 мкг/дм3 (с повышением в отдельных пробах [и] до 0.53 мкг/дм3) [Rasskazov et al., 2015a], были определены значения 8^г/8^г = ~0.70863 (частично в расширенном диапазоне 0.70850-0.70885) и ^г] = 98-100 мкг/дм3. Измерения по пробам воды р. Селенги, отобранным в дельте реки и в г. Улан-Удэ, обнаружили повышенные значения ОА4/8 (2.07 и 2.24) и [и] (соответственно 1.43 и 1.19 мкг/дм3) при пониженных значениях 8^г/8^г (0.70763 и 0.70796) и повышенных £г] (240 и 180 мкг/дм3).
Совместные и^г-изотопные данные для воды Южного Байкала были опубликованы прежде в работе [Ота-baux et al., 2011] для двух образцов, отобранных с поверхности вблизи южного берега озера. По одному из них (В^ 31) полученные результаты были сопоставимы с указанными данными по воде р. Селенги: и = 0.52 мкг/дм3, ОА4/8 = 2.042, Sг = 131 мкг/дм3, 8^г/8^г = 0.70788; по другому образцу (ВР 3) было получено сравнительно низкое ОА4/8 (1.924) при [и] = 0.46 мкг/дм3 и повышенное 8^г/8^г (0.70858) при ^г] = 83 мкг/дм3.
Следовательно, U-Sr-изотопная систематика, с одной стороны, дает эталон однородного глубинного резервуара Южного Байкала, с другой стороны, служит чувствительным индикатором контаминации поверхностных и прибрежных вод озера, которая выражается в расширении диапазонов концентраций и изотопных отношений U и Sr относительно значений однородного глубинного Южно-Байкальского резервуара.
На диаграмме ОА4/8 - 87Sr/86Sr резервуар Южного Байкала вписывается в систему смешения подземных вод из милонитов Шовной зоны, которая характеризуется конечными компонентами E (endmember of U in secular equilibrium) и NE (endmember of non-equilibrated U) (рис. 9).
Фигуративные точки подземных вод из архейских и протерозойских гнейсов и гранитов Шарыжалгайского выступа заметно смещены правее U-Sr изотопной системы подземных вод из шовных милонитов. Обогащение подземных вод радиогенным изотопом 87Sr отражает его накопление в древнейших породах, обогащенных радиоактивным рубидием. Высокое отношение 87Sr/86Sr, таким образом, служит маркером источников подземных вод из пород Шарыжалгайского выступа.
Проникновение воды Южного Байкала в береговую Листвянскую зону отчетливо проявлено в виде компонента неравновесного U в крутом тренде смешения подземных вод (см. рис. 4). Такому проникновению способствует распространение пологих надвиговых разрывов в береговых породах оз. Байкал (см. рис. 2).
(б)
NE
(а)
ЫБ - конечный компонент неравновесного и
Б - конечный компонент и в циклическом равновесии
OA4/8
0.50 E
3.0 -
2.5 -
2.0 -
1.5 -
1.0 -
0.5
NE Ст. 27
- 0.01 -- 0.05
ЮБР
--- 0.10 С?/ \ •
\ Ф £
Подземные воды
из милонитов Шовной
гидрогеоизотопной зоны 0.50
E
0.700 0.705 0.710 0.715 0.720 0.725 0.730
87Sr/S6Sr
Рис. 9. OA4/8-87Sr/86Sr система смешения подземных вод из милонитов Шовной гидрогеохимической зоны. Fig. 9. OA4/8-87Sr/86Sr mixing system of groundwaters from milonites of the Suture hydrogeochemical zone.
От компонента Е с равновесным и, однако, также протягивается пологий тренд, не связанный с байкальской водой. Компонент смешения этого тренда с неравновесным и имеет сходство с и-изотопной характеристикой подземных вод из береговой Ангасольской зоны, не обнаруживающей связи с резервуаром Южного Байкала.
Из резервуара Южного Байкала вода поступает в Иркутское водохранилище и далее в р. Ангару вдоль активного Ангарского разлома (гидрогеохимические зоны Ангарская и Радищево). В подземных водах из юрских отложений в зоне Радищево (на северо-северо-во-сточном побережье р. Ангары) [и] дает расширенный интервал значений (0.20-0.87 мкг/дм3) при слабом возрастании ОА4/8 до 1.99-2.21 относительно значения Южно-Байкальского резервуара, который может играть здесь роль буфера для образования протяженного тренда варьирующихся значений 1/и с добавлением трещинно-метеорной составляющей (см. рис. 5).
В подземных водах из юрских отложений в Академической зоне (на юго-юго-западном побережье р. Ангары) показатели ОА4/8 (1.38-1.73) существенно ниже байкальских, хотя интервал [и] (0.44-0.86 мкг/дм3) перекрывается значением концентрации и в воде Южного Байкала. На этой территории компонент воды Южного Байкала не образует какого-либо тренда смешения с подземными водами (см. рис. 4).
Буферирующая роль воды резервуара Южного Байкала, подобная воде зоны Радищево, проявляется в
значениях ОА4/8, соответствующих южно-байкальскому и несколько уступающих этому значению в напорных артезианских водах Большереченской гидрогеохимической зоны (см. рис. 3). В интерпретации параметра ОА4/8 как показателя вод резервуара Южного Байкала весьма вероятно, что глубинная южно-байкальская вода проникала по ослабленным при рифтогенезе пологим разрывам, связанным с Ангарским надвигом, не только в береговые породы фундамента Листвянской и Большекотовской зон и юрские отложения байкальской свиты Ангарских Хуторов, но и в юрские отложения гидрогеохимических зон Большереченской и Ради-щево, а также, предположительно, в породы платформенного фундамента Огоньковской зоны (рис. 10).
5.2. Деформационный эффект вариаций ОА4/8
Деформационный эффект максимально выражен в воде скважины ст. 27 из милонитов Шовной гидрогеохимической зоны (см. рис. 8, 9). Мониторинг ОА4/8 в воде этой станции показал процесс подготовки и реализации сильного землетрясения на Южном Байкале. Наблюдения начались в январе - октябре 2013 г., когда на Южном Байкале проявилась слабая сейсмическая нестабильность. Значения ОА4/8 часто колебались в интервале 3.20-3.29. Усиление сейсмической нестабильности отразилось в импульсном снижении ОА4/8 до значений ниже 3.0 с переходом после максимума 04.03.2015 г. к малоамплитудным вариациям ОА4/8, на фоне которых случилось землетрясение Голоустное
103°30' 104°00' 104°30' 105°00'в.д.
Рис. 10. Схема проникновения воды ЮБР вдоль разломов Иркутского Предбайкалья. Усл. обозначения см. рис. 1. ВКБВ? обозначает предварительное заключение об Огоньковской ветви проникновения воды ЮБР.
Fig. 10. Penetration of the ЮБР water along faults of the Irkutsk Prebaikalia. See Fig. 1 for the legend. ВКБВ? - preliminary conclusion on the Ogonki branch of the ЮБР water penetration.
с магнитудой 4.7. В дальнейшем землетрясения отсутствовали и значения ОА4/8 плавно менялись с относительным возрастанием квазипериодов от 10 до 16 месяцев. Частые колебания ОА4/8, начавшиеся 03.08.2018 г., известили о начальной фазе новой сейсмической нестабильности территории (рис. 11, а).
Дополнительная (более наглядная) информация о сейсмоопасном состоянии в Южно-Байкальской впадине получена при анализе временных вариаций 234и. Землетрясение Голоустное произошло на фоне снижающихся концентраций 234и с приближением к абсолютному минимуму значений ст. 27 (рис. 11, б).
5.3. Гидрогеохимический эффект вариаций ОА4/8
Значения ОА4/8 повышаются существенно в воде из эвапоритовых слоев. Возрастание параметра не имеет
прямой зависимости от общей минерализации. В рассолах наблюдается снижение ОА4/8 относительно значений слабоминерализованных вод. Так, в рассоле 300-метрового карьера кимберлитовой трубки Нюрбинской, отобранном 05.07.2014 г. (ОМ = 206 г/дм3), получено невысокое ОА4/8 (3.55), сопоставимое с интервалом ОА4/8 малоглубинных соленых вод газоконденсатно-го месторождения Дулисьма (ОМ = 11-14 г/дм3). В рассоле из глубоких слоев этого месторождения (ОМ = 6769 г/дм3) получен интервал более высоких значений ОА4/8 (7.04-7.22) (см. рис. 2, табл. 1).
Самое высокое ОА4/8 определено в слабоминерализованной воде, извлекаемой скважиной в Олхин-ской зоне с глубины 350 м. Минеральная вода продается под брендом «Иркутская» с обозначением состава: гидрокарбонаты - 225-350 мг/дм3, сульфаты - 600-
OA4/8 Слабая
Время: день, месяц, год
Время: день, месяц, год
Рис. 11. Временные вариации ОА4/8 (а) и концентраций 234U (б) в воде ст. 27 с оценкой интервала сейсмоопасного состояния в Южно-Байкальской впадине.
Fig. 11. Temporal variations of ОА4/8 (а) and 234U concentration (б) in water from sampling site 27, and an estimation of seismic hazard interval for the South Baikal Basin.
1100 мг/дм3, хлориды - 200-460 мг/дм3, кальций - 200320 мг/дм3, магний - 50-150 мг/дм3, натрий+калий -100-350 мг/дм3.
Мониторинг вод показал, однако, более широкие вариации концентраций элементов. Так, в пробе воды, отобранной 20.06.2013 г., содержалось 162 мг/дм3 Са, а в ежегодных июньских пробах содержание Са последовательно возросло к 2018 г. до 470 мг/дм3 при резком снижении в 2019 г. до 320 мг/дм3. Сходным образом варьировались концентрации Sr (от 1540 мкг/дм3 в 2013 г. до интервала 4500-4600 мкг/дм3 в 2017-2018 гг. со снижением до 3100 мкг/дм3 в 2019 г.). Очевидно, что растворение карбоната в период наблюдений сначала усиливалось, а затем снижалось.
В пробе 20.06.2013 г. было определено ОА4/8 = 11.82, в пробах 16.06.2014 г., 27.06.2015 г., 11.06.2017 г. и 13.06.2018 г. получен возрастающий ряд значений ОА4/8, соответственно 13.32, 14.41, 15.48 и 15.92 с относительным снижением к величине 15.71 в пробе 13.06.2019 г. (рис. 12). Концентрация и в минеральной воде находилась в интервале 0.47-0.50 мкг/дм3 и возрастала при максимальном химическом растворении карбоната в 2017-2018 гг. до интервала 0.53-0.58 мкг/дм3.
5.4. Смешение модифицированных компонентов Южно-Байкальского резервуара с компонентом подземных вод умеренного ОА4/8
Умеренное ОА4/8, отражающее эффект нарушения равновесия и по деформационному механизму Чер-дынцева - Чалова, кроме подземных вод Шовной зоны, показывают подземные воды гидрогеохимических зон Ангарской и Радищево, в долине и на правобережье р. Ангары (см. рис. 5).
В ходе мониторинга родника Радищево-1с в течение 23 месяцев (с декабря 2012 г. до ноября 2014 г.) выделилось три группы вод: 1) группа возрастания ОА4/8 в верхнем пределе от 2.04 до 2.15 в период с 15.12.2012 г. до 24.08.2013 г., 2) группа хаотических вариаций ОА4/8
в интервале 2.04 до 2.15 в период с 20.09.2013 г. до 26.04.2014 г. и 3) группа пониженных ОА4/8 в интервале 2.01-2.06 в период с 03.05.2014 г. до 18.10.2014 г. Первые две группы характеризовались узким диапазоном [и] = 0.37-0.43 мкг/дм3. В третьей группе [и] последовательно снижался от 0.35 до 0.15 мкг/дм3. Источники и сменялись 07.09.2013 г. - 20.09.2013 г. и 26.04.2014 г. - 03.05.2014 г. В финальной пробе, отобранной на этой станции 01.11.2014, ОА4/8 было максимальным (2.19) при минимальной концентрации и (0.15 мкг/дм3) (рис. 13, а, б).
Этот мониторинг отразил временную смену состава подземных вод гидрогеохимической зоны Радище-во со снижением [и], сопровождающимся вариациями ОА4/8. Определяющую роль играл компонент, близкий к составу ЮБР. С течением времени компонент чистого деформационного эффекта ЫЕ1 сменился компонентом ЫЕ2 смешения воды ЮБР с трещинно-мете-орной водой.
В Ангарской зоне получен иной ряд наблюдений вод родника, расположенного ниже плотины Иркутской гидроэлектростанции (ст. 3с-24), с 17.11.2012 г. до 01.11.2014 г. Этот ряд разделился на две разновременные группы составов с одним диапазоном ОА4/8 (рис. 14). Одна группа сменилась другой 04.10.2013 г. -19.10.2013 г. До этого времени ОА4/8 в верхнем пределе возрастало от 2.39 до 2.50 с повышением [и] от 3.4 до 4.1 мкг/дм3, после смены ОА4/8 в верхнем пределе снижалось от 2.50 до 2.40 при сравнительно низком [и] = 2.80-3.30 мкг/дм3. Концентрации и разновременных групп не перекрывались между собой. Рассеянный характер распределения фигуративных точек групп отразил слабую сейсмическую нестабильность Ангарского разлома.
На диаграмме ОА4/8 - 1/и облака точек разновременных групп с одинаковым диапазоном ОА4/8 разделены по значению 1/и = 0.29-0.30 дм3/мкг. Отдельная проба, отобранная 05.09.2015 г., показала значение
Ca, мг/дм3 OA4/8
Время: день, месяц, год
Рис. 12. Временные вариации ОА4/8 и содержания кальция в минеральной воде из Олхинской скважины. Fig. 12. Temporal variations of OA4/8 and calcium content in mineral water from the Olkha well.
(o) OA4/8 2.25 т
07.09.2013 26.04.2014
2.15-
2.05-
1.95
Группа 1
01.11.2014
Группа 3
(e) OA4/8 2.25
2.15
] ____'j
20.09.2013 03.05.2014
18.10.2012 06.05.2013 22.11.2013 10.06.2014 27.12.2014
(б) U, мкг/дм3 0.5
0.4 0.3 0.2 0.1
Группы 1-2
I Группа 3
V
ь)
01.11.2014
18.10.2012 06.05.2013 22.11.2013 10.06.2014 27.12.2014
2.05
1.95
NE 1
NE 2
Группы 1-2
^oVj
01.11.2014
„J Группа 3
W
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0
1/U, дм3/мкг
6.0
7.0
Рис. 13. Временные вариации ОА4/8 (а), U (б) и соотношения ОА4/8 - 1/U (е) в водах трех групп родника из зоны Радищево (ст. 1с).
Fig. 13. Temporal variations of ОА4/8 (а), U (б), and ОА4/8 vs 1/U (е) in the three groups of water samples from a spring in the Rad-ishchevo zone (St. 1s).
(а) OA4/8 2.55 "1
2.50-
2.45-
2.40-
2.35
(в) OA4/8 2.55 !
Группа 1 /
*** \«ш /«»♦♦♦ ♦
/ ♦ ♦
05.09.2015
ф
Ф--
V'
(б) U, мкг/дм3 4.5 "1
4.13.73.32.9 2.5
Группа 1 / %
с* ♦ ♦ ✓—■■—'
Группа 2
05.09.2015
(jv л- у- -(.к ^
Рис. 14. Временные вариации ОА4/8 (а), [U] (б) и соотношения ОА4/8 - 1/U (е) в пробах вод двух групп родника 3с-24 Ангарской зоны.
Fig. 14. Temporal variations of ОА4/8 (а), [U] (б), and ОА4/8 vs 1/U (е) in the two groups of water samples from spring 3c-24 in the Angara zone.
Г
> сФ-
F
\V
Г
2.50 -
2.45 -
2.40 -
2.35
Группа 1
Группа 2
0.23
0.27
0.31 1/U, дм3/мкг
0.35
[U] = 3.1 мкг/дм3, соответствующее интервалу [U] второй группы при значении ОА4/8 = 2.48, близком к верхнему пределу. Этот мониторинг отразил смену подземных вод в активном Ангарском разломе со снижением [U], но без явного изменения ОА4/8. Сравнивая результаты наблюдений родника 3с-24 (рис. 14) с результатами наблюдений по роднику 1с зоны Радищево (см. рис. 13), можно видеть сходные временные тенденции, выражающиеся в уменьшении роли компонента ЮБР (или в случае ст. 3с-24 производного от ЮБР компонента ОКБВ) относительно других компонентов, участвующих в смешении.
5.5. Смешение модифицированных компонентов Южно-Байкальского резервуара с компонентом подземных вод высокого ОА4/8
Такой характер смешения проявлен в подземных водах Худяковской зоны (см. рис. 3). При группировании по времени отбора проб родника ст. Hud (рис. 15, а, б) в течение 11 месяцев 2014 г. первые три пробы, отобранные зимой и в начале весны (группа 1: 11.01.2014 г. -10.03.2014 г.), дали тренд снижения ОА4/8 от 5.47 до 5.15 при одном значении [U] (0.020-0.021 мкг/дм3). Пять последующих весенних проб (группа 2: 22.03.2014 г. -17.05.2014 г.) показали возрастание ОА4/8 от 4.78 до
5.33 с уменьшением [и] от 0.036 до 0.026 мкг/дм3. Две осенние пробы (группа 3: 04.10.2014 г. и 01.11.2014 г.) обозначили соответственно максимальное и минимальное значения ОА4/8 = 5.54 и 4.28 при [и] = 0.024 и 0.010 мкг/дм3.
На диаграмме ОА4/8 - 1/и (рис. 15, в) отобразились два тренда смешения сильно неравновесного компонента ЫЕ из эвапоритовых отложений неопротерозоя -нижнего кембрия с модифицированными компонентами Южно-Байкальского резервуара: группы 2 - с ОКБВ, групп 1 и 3 - с восстановленным компонентом, который, подобно ОКБВ, обнаруживает относительное понижение ОА4/8. Если принять этот компонент как соответствующий ВКБВ, 1/и в таком гипотетическом компоненте должно достигать ~200. Модифицированный компонент байкальской воды существенно уступает компоненту воды из эвапоритовых отложений. Состав воды (ОА4/8 = 2.20, [и] = 1.01 мкг/дм3), близкий к ОКБВ, определен в скважине водоснабжения дер. Худяково (ст. 123), дренирующей юрские песчаники.
Результаты этого мониторинга свидетельствуют о смене модифицированных компонентов ЮБР, играющих роль примесей для преобладающего (общего) компонента ЫЕ. В водах первой (зимне-весенней) группы компонент ЫЕ сочетался с небольшой примесью ВКБВ.
(о) OA4/8
6.0 т
(в)
5.5-
5.0-
4.5
4.0
Группа 1
'О
¥
/■/ Группа 2
Группа 3
22.11.2013 02.03.2014 10.06.2014 18.09.2014 27.12.2014
(б) U, мкг/дм3 0.04
0.03
0.02
0.01
Группа 1
Группа 2
Группа 3
OA4/8
6
5
Высокое OA4/8
4
3
NE
Группа 1
Группа 2
Группа 3
у & / &
ВКБВ
J1/U=200)
/ J*
/Ст. 123 ОКБВ
Умеренное ОА4/8
40 60 80
1/U, дм3/мкг
100
120
0
22.11.2013 02.03.2014 10.06.2014 18.09.2014 27.12.2014
Рис. 15. Временные вариации ОА4/8 (a), [U] (б) и диаграмма смешения ОА4/8 - 1/U (е) трех серий проб воды родника Худяковской зоны (ст. Hud).
На диаграмме (е) дополнительно показан состав вод скважины дер. Худяково (ст. 123) и показаны тренды смешения (объяснения в тексте).
Fig. 15. Temporal variations of ОА4/8 (a), and [U] (б), and the mixing diagram of ОА4/8 vs 1/U (е) for the three series of water samples from a spring in the Khudyakovo zone (st. Hud).
Diagram (е): composition of water from Khudyakovo village (st. 123), and mixing trends (explanations in the text).
Последующий переход к весенней группе 2 обозначил усиление роли ОКБВ. В осенней группе 3 первая проба соответствовала компоненту ЫЕ, вторая - увеличению примеси ВКБВ.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследована зональность в нарушении циклического равновесия изотопов урана в подземных водах на южном деформированном краю Сибирского палеокон-тинента с выходом в Хамардабанский террейн, аккре-тированный к палеоконтиненту в раннем палеозое. Определена роль воды из резервуара Южного Байкала как основного компонента подземных вод на побережье Байкала в участках распространения пологих разрывов Ангарского надвига и субвертикальных разрывов шовной зоны Главного Саянского разлома с современной сдвиговой компонентой, а также в активном Ангарском разломе и северо-восточном крыле этого разлома. Выделены тренды смешения компонентов подземных вод с разным ОА4/8 и [и] с участием напорных артезианских и метеорных вод.
Выделены гидрогеохимические зоны с химическим и деформационным эффектами. Первый эффект выражен в существенном возрастании ОА4/8 минерализованных подземных вод из эвапоритовых толщ осадочного чехла Сибирской платформы в трех зонах: Олхинской (неопротерозойско-нижнекембрийские отложения, ОА4/8 = 3.58-15.92), Худяковской (кембрийские отложения, перекрытые юрскими отложениями, ОА4/8 = 4.28-9.37) и Голоустенской (неопротерозойские отложения, ОА4/8 = 2.73-4.09). Второй эффект проявлен в умеренном возрастании ОА4/8 пресных вод из активных разломов, рассекающих породы пяти зон: Ангарской и Радищево (юрские и плиоцен-четвертичные отложения, ОА4/8 = 2.07-2.50 и 1.99-2.21, соответственно), Большекотовской и Огоньковской (метаморфические и магматические породы раннего докембрия, ОА4/8 = 1.67-2.48 и 1.53-2.74, соответственно) и Шовной (милониты между фундаментом Сибирского палеоконтинента и Хамардабанским террейном, ОА4/8 = 1.06-3.29).
Определены зоны слабого нарушения циклического равновесия изотопов урана подземных вод - неактивные в деформационном отношении территории раннего докембрия Шарыжалгайского блока (Ангасольская, ОА4/8 = 1.35-1.51, и Листвянская, ОА4/8 = 1.06-1.98), Академическая (юрские отложения, ОА4/8 = 1.38-1.73) и Хамардабанская (метаморфические породы аккрети-рованного террейна, ОА4/8 = 1.23-1.45). В Листвянской, Большекотовской, Шовной и Ангасольской зонах скважинами вскрыты застойные подземные воды участков окисления с равновесным ураном.
Данные мониторинга свидетельствуют о меняющихся во времени соотношениях компонентов подземных вод. В минеральной воде из скважины Олхинской зоны проявилось прогрессирующее химическое растворение эвапоритов, в результате которого за период наблюдений 2013-2018 гг. ОА4/8 возросло от 11.82
до 15.92, а в 2019 г. немного понизилось (до 15.71). Содержание Ca соответственно сначала повысилось от 162 мг/дм3 до 470 мг/дм3, а затем понизилось до 320 мг/дм3. В подземных водах Xудяковской зоны в течение 2014 г. менялись пропорции компонентов нео-протерозойско-нижнекембрийских эвапоритов, юрских песчаников и модифицированных компонентов ЮБР. В Шовной зоне значения ОА4/8 возрастали с усилением циркуляции подземных вод при открытии трещин и снижались при закрытии. С выходом на сейсмо-опасное состояние, продолжавшееся в течение нескольких месяцев, в воде ст. 27 последовательно снижались концентрации изотопа 234U, при минимальных значениях которого случилось Голоустное землетрясение с магнитудой 4.7.
7. БЛАГОДАРНОСТИ
Статья подготовлена в рамках госзадания по проекту ^K СО РАН № 0346-2019-0005. Работа поддержана Правительством Российской Федерации грантом на реализацию крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технического развития (Постановление Правительства Российской Федерации от 27 декабря 2019 г. № 1902), проект «Основы, методы и технологии цифрового мониторинга и прогнозирования экологической ситуации на Байкальской природной территории» (№ 2020-1902-01-071).
Прецизионные измерения ОА4/8 и [U] выполнялись Е.П. Чебыкиным, А.М. Ильясовой и А.П. Чебыкиным методом ICP-MS с подготовкой проб в лаборатории изотопии и геохронологии ^3K СО РАН) и с измерениями на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500 ce в центре коллективного пользования «Ультрамикроанализ» (ЛИН СО РАН). Постановка задачи исследований и подготовка статьи осуществлялась С.В. Рассказо-вым, Е.П. Чебыкиным, А.М. Ильясовой и И.С. Чувашовой. Остальные соавторы работы проводили опробование и принимали участие в обсуждении результатов. Авторы благодарят П.С. Бадминова и И.Г. ^юкову за помощь в опробовании воды оз. Байкал. Авторы благодарят двух анонимных рецензентов за конструктивные замечания, способствовавшие улучшению статьи.
8. ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES
Alekseeva L.P., Alekseev C.V., 2019. Geochemistry of Underground Ice, Salt Water and Brines of Western Yakutia. GEO, Novosibirsk, 214 p. (in Russian) [Алексеева Л.П., Алексеев С.В. Геохимия подземных льдов, соленых вод и рассолов Западной Якутии. Новосибирск: ГЕО, 2019. 214 с.]. https://doi.org/10.21782/B978-5-6043021-2-5.
Chabaux F., Bourdon B., Riotte J., 2008. U-Series Geochemistry in Weathering Profiles, River Waters and Lakes. Radioactivity in the Environment 13, 49-104. https://doi. org/10.1016/S1569-4860(07)00003-4.
Chabaux F., Granet M., Larqué Ph., Riotte J., Skliarov E.V., Skliarova O., Alexeieva L., Risacher F., 2011. Geochemical and Isotopic (Sr, U) Variations of Lake Waters in the Ol'khon Region, Siberia, Russia: Origin and Paleoenvironmental
Implications. Comptes Rendus Geoscience 343 (7), 462470. https://doi.org/10.1016/j.crte.2011.07.004.
Chalov P.I., 1975. Isotopic Fractionation of Natural Uranium. Ilim, Frunze, 236 p. (in Russian) [Чалов П.И. Изотопное фракционирование природного урана. Фрунзе: Илим, 1975. 236 с.].
Chebykin E.P., Rasskazov S.V., Vodneva E.N., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Seminsky A.K., Snopkov S.V., 2015. The First Results of Monitoring 234U/238U in Water from Active Faults of the Western Coast of Southern Baikal. Doklady Earth Sciences 460, 464-467. https://doi.org/10. 1134/S1028334X15020075.
Chebykin E.P., Sorokovikova L.M., Tomberg I.V., Vodneva E.N., Rasskazov S.V., Chuvashova I.S., Khodzher T.V., Grachev M.A., 2018. Seasonal Variability of Major and Trace Elements and the 234U/238U Ratio in the Selenga River - Main Tributary of Lake Baikal (Russian Part of the River). In: P. Vossen, D. Karthe, B. Gunsmaa, S. Enkhjargal (Eds), Book of Abstracts GMIT Symposium on Environmental Science and Engineering. GMIT, Nalaikh, 64-65.
Chebykin E.P., Sorokovikova L.M., Tomberg I.V., Vodneva E.N., Rasskazov S.V., Khodzher T.V., Grachev M.A., 2012. Current State of Waters of the Selenga River in the Territory of Russia According to the Main Components and Trace Elements. Chemistry in the Interests of Sustainable Development 20, 613-631 (in Russian) [Чебыкин Е.П., Сороко-викова Л.М., Томберг И.В., Воднева Е.Н., Рассказов С.В., Ходжер Т.В., Грачев М.А. Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. С. 613-631].
Cherdyntsev V.V., 1969. Uranium-234. Atomizdat Press, Moscow, 308 p. (in Russian) [Чердынцев В.В. Уран-234. М.: Атомиздат, 1969. 308 с.].
Cherdyntsev V.V., 1973. Nuclear Volcanology. Nauka, Moscow, 208 p. (in Russian) [Чердынцев В.В. Ядерная вулканология. М.: Наука, 1973. 208 е.].
Chipizubov A.V., Smekalin O.P., 1999. Paleoseismodis-locations and Related Paleoearthquakes at the Main Sayan Fault Zone. Geology and Geophysics 40 (6), 936-947 (in Russian) [Чипизубов А.В., Смекалин О.П. Палеосейсмо-дислокации и связанные с ними палеоземлетрясения по зоне Главного Саянского разлома // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 6. С. 936-947].
Danilovich V.N., 1949. New Data on the Angarsk Thrust. Bulletin of the Academy of Sciences. Geology Series 4, 6977 (in Russian) [Данилович В.Н. Новые данные об Ангарском надвиге // Известия Академии наук. Серия геологическая. 1949. № 4. С. 69-77].
Danilovich V.N., 1963. Arkogenic Type of Thrusts. Geology and Geophysics 2, 3-11 (in Russian) [Данилович В.Н. Ар-когенный тип надвигов // Геология и геофизика. 1963. № 2. С. 3-11].
Edgington D.N., Robbins J.A., Colman S.M., Orlandini K.A., Gustin M.-P., 1996. Uranium-Series Disequilibrium, Sedimentation, Diatom Frustules and Paleoclimate Change in Lake Baikal. Earth and Planetary Science Letters 142 (1-2), 2942. https://doi.org/10.1016/0012-821X(96)00085-4.
Finkel R.C., 1981. Uranium Concentrations and 234U/238U Activity Ratios in Fault-Associated Groundwater as Possible Earthquake Precursors. Geophysical Research Letters 8 (5), 453-456. https://doi.org/10.1029/GL008i005p00453.
Grudinin M.I., Chuvashova I.S. (Eds), 2011. Baikal. Geology. Human Being. ISU Publishing House, Irkutsk, 239 p. (in Russian) [Байкал. Геология. Человек / Ред. М.И. Груди-нин, И.С. Чувашова. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2011. 239 с.].
Logatchev N.A., Zorin Yu.A., 1992. Baikal Rift Zone: Structure and Geodynamics. Tectonophysics 208, 273-286.
Odintsova M.M., Gutova L.N., Bogdasheva LI., 1967. Stratigraphy. In: Jurassic Continental Sediments in the Southern Siberian Platform. Nauka, Moscow, 19-118 (in Russian) [Одинцова М.М., Гутова Л.Н., Богдашева Л.И. Стратиграфия // Юрские континентальные отложения на юге Сибирской платформы. М.: Наука, 1967. C. 19-118].
Pampura V.D., Sandimirov I.V., Gapon A.E., Chernaya L.I., Ulybusheva E.I., 1996. Distribution and Isotopic Composition of Uranium in the Calculated Runoff and Water of Lake Baikal. Reports of the Academy of Sciences 350 (6), 672-676. (in Russian) [Пампура В.Д., Сандимиров И.В., Гапон А.Е., Черная Л.И., Улыбушева Е.И. Распределение и изотопный состав урана в расчетном стоке и воде озера Байкал // Доклады АН. 1996. Т. 350. № 6. С. 672-676].
Pinneker E.V., Pisarsky B.I., Lomonosov I.S., Koldyshe-va R.Ya., Didenko A.A., Sherman S.I., 1968. Hydrogeology of the Baikal region. Nauka, Moscow, 170 p. (in Russian) [Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Ломоносов И.С., Колды-шева Р.Я., Диденко АА, Шерман С.И. Гидрогеология Прибайкалья. Москва: Наука, 1968. 170 с.].
Rasskazov S.V., Chebykin E.P., Ilyasova А.М., Vodneva E.N., Chuvashova I.S., Badminov P.S., Orgilyanov A.I., Kryukova I.G., Ageev A.O., 2015a. Concentrations and Isotopic Composition of Uranium and Strontium in Water of Lake Baikal. In: Geological Evolution of Water-Rock Interaction. Proceedings of Second All-Russia Scientific Conference with International Participation (September 06-11, 2015). Dal'nauka, Vladivostok, 397-399 (in Russian) [Рассказов С.В., Че-быкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Бадминов П.С., Оргильянов А.И., Крюкова И.Г., Агеев А.О. Концентрации и изотопный состав урана и стронция в воде оз. Байкал // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: Материалы второй Всероссийской научной конференции с международным участием (06-11 сентября 2015 г.). Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 397-399].
Rasskazov S.V., Chebykin E.P., Ilyasova А.М., Vodneva E.N., Chuvashova I.S., Bornyakov SA., Seminsky А.К., Snopkov S.V., Chechel'nitsky V.V., Gileva NA., 2015b. Creating the Kultuk Polygon for Earthquake Prediction: Variations of (234U/238U) and 87Sr/86Sr in Groundwater from Active Faults at the Western Shore of Lake Baikal. Geodynamics & Tectonophysics 6 (4), 519-553 (in Russian) [Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В., Чечельницкий В.В., Гиле-ва Н.А. Разработка култукского сейсмопрогностическо-го полигона: вариации (234U/238U) и 87Sr/86Sr в подземных водах из активных разломов западного побережья
Байкала // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 4. С. 519-554]. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-4-0192.
Rasskazov S.V., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Cheby-kin E.P., 2018. The 234U/238U Variations in Groundwater from the Mondy Area in Response to Earthquakes at the Termination of the Tunka Valley in the Baikal Rift System. Geodynamics & Tectonophysics 9 (4), 1217-1234 (in Russian) [Рассказов С.В., Ильясова А.М., Чувашова И.С., Чебыкин Е.П. Вариации 234U/238U в подземных водах Мондинского полигона как отклики землетрясений на окончании Тун-кинской долины в Байкальской рифтовой системе. Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1217-1234]. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0392.
Salnikova E.B., Sergeev S.A., Kotov A.B., Yakovleva S.Z., Steiger R.H., Reznitskiy L.Z., Vasil'ev E.P., 1998. U-Pb Zircon Dating of Granulite Metamorphism in the Sludyanskiy Complex, Eastern Siberia. Gondwana Research 1 (2), 195-205. https://doi.org/10.1016/S1342-937X(05)70830-3.
Seminsky K.Zh., Gladkov A.S., Lunina O.V., 2001. Tectono-physical Characteristics of the Angarsk Fault Zone (South of the Siberian Platform). Geology and Geophysics 42 (8), 1252-1262 (in Russian) [Семинский К.Ж., Гладков А.С., Лунина О.В. Тектонофизическая характеристика зоны Ангарского разлома (юг Сибирской платформы) // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 8. С. 1252-1262].
Seminsky K.Zh., Radziminovich Y.B., 2007. Seismicity of the South of the Siberian Platform: Spatio-Temporal Characteristics and Genesis. Physics of the Earth 9, 18-30 (in Russian) [Семинский К.Ж., Радзиминович Я.Б. Сейсмичность юга Сибирской платформы: пространственно-временная характеристика и генезис // Физика Земли. 2007. № 9. С. 18-30].
Skoblo V.M., Lyamina N.A., Rudnev A.F., Luzina I.V., 2001. Continental Upper Mesozoic of the Pribaikalie and Transbaikalia. SB RAS Publisher, Novosibirsk, 332 p. (in Russian) [Скобло В.М., Лямина Н.А., Руднев А.Ф., Лузина И.В. Континентальный верхний мезозой Прибайкалья и Забайкалья. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 332 с.].
Suvorov V.D., Mishen'kina Z.R., 2005. Structure of Sedimentary Deposits and Basement under the Southern Basin of Lake Baikal According to Correlated Seismic Refraction
Data. Geology and Geophysics 46 (11), 1159-1167 (in Russian) [Суворов В.Д., Мишенькина З.Р. Структура осадочных отложений и фундамента под Южной котловиной озера Байкал по данным КМПВ // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 11. С. 1159-1167].
Tokarev I., Zubkov A.A., Rumynin V.G., Polyakov V.A., Kuz-netsov V.Yu., Maksimov F.E., 2006. Origin of High 234U/238U Ratio in Post-Permafrost Aquifers. In: B.J. Merkel, A. HascheBerger (Eds), Uranium in the Environment. Mining Impact and Consequences. Springer, Berlin, Heidelberg, 847-856. https://doi.org/10.1007/3-540-28367-6_88.
Ulomov V.I., Bogdanov M.I., 2016. Set of General Seismic Zoning Maps for the Territory of the Russian Federation, 0SR-2016 (in Russian) [Уломов В.И., Богданов М.И. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации ОСР-2016].
Votintsev K.K., 1961. Hydrochemistry of Lake Baikal. Proceedings of the Baikal Limnological Station, USSR Academy of Sciences 20, 311 p. (in Russian) [Вотинцев К.К. Гидрохимия озера Байкал // Труды Байкальской лимнологической станции АН СССР. 1961. Т. 20. 311 с.].
Yamamoto M., Sato T., Sasaki K., Hama K., Nakamura T., Komura K., 2003. Anomalously High 234U/238U Activity Ratios of Tatsunokuchi Hot Spring Waters, Ishikawa Prefecture, Japan. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 255 (2), 369-373. https://doi.org/10.1023/a:10225 73208205.
Zamaraev S.M., Sizykh V.I., Meshalkin S.I., Novoksho-nov Yu.A., 1983. Structural Features of the Angarsk Thrust. Geology and Geophysics 5, 126-129 (in Russian) [Замара-ев С.М., Сизых В.И., Мешалкин С.И., Новокшонов Ю.А. Особенности строения Ангарского надвига // Геология и геофизика. 1983. № 5. С. 126-129].
Zverev V.L., Dolidze N.I., Spiridonov A.I., Cheshko A.L., Chkhenkeli Sh.M., 1975. Anomaly of the Even Uranium Isotopes in the Groundwater of Seismically Active Regions of Georgia. Geochemistry 11, 1720-1724 (in Russian) [Зверев В.Л., Долидзе Н.И., Спиридонов А.И., Чешко А.Л., Чхенкели Ш.М. Аномалия четных изотопов урана в подземных водах сейсмоактивных районов Грузии // Геохимия. 1975. № 11. С. 1720-1724].
