Арктика и Антарктика
Правильная ссылка на статью:
Буцанцева Н.А., Васильчук Ю.К. — Гидрохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов у города Анадырь // Арктика и Антарктика. - 2020. - № 4. DOI: 10.7256/2453-8922.2020.4.34659 URL: https;//nbpublish.com'library_read_article.php?id=34659
Гидрохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов у города Анадырь
Буданцева Надежда Аркадьевна
кандидат географических наук
старший научный сотрудник, Московский государственный университет им. МВ. Ломоносова (МГУ)
119992, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, стр. 19
И nadin.budanceva@mail.ru
Васильчук Юрий Кириллович
доктор геолого-минералогических наук
профессор, кафедра геохимии ландшафтов и географии почв, Московский государственный университет
имени МВ.Ломоносова
119991, Россия, г. Москва, ул. Ленинские Горы, 1, оф 2009 И vasilch_geo@mail.ru
Статья из рубрики "Многолетнемерзлые породы и подземные льды Арктики, Антарктики и горных регионов" DOI:
10.7256/2453-8922.2020.4.34659
Дата направления статьи в редакцию:
16-12-2020
Аннотация.
Выполнено исследование голоценовых повторно-жильных льдов, вскрытых в обнажении первой морской террасы вблизи г.Анадырь, на востоке Чукотского полуострова, на побережье залива Онемен. Полигональный рельеф четко прослеживается на поверхности первой морской террасы в районе исследований, размеры полигонов около 8х12 м. В обнажении террасы вскрыт торф мощностью около 1.5 м, подстилаемый супесью мощностью до 2 м, ниже залегает песок горизонтально-слоистый. Повторно-жильные льды залегают в торфе (головы жил) и в подстилающей супеси. Лед жил вертикально-слоистый, желтовато-серый. Ледяные жилы вскрыты также в обнажении торфяника мощностью до 2.5 м, вложенного в виде линзы с поверхности террасы. Для гидрохимического анализа отобраны образцы из трех наиболее полно вскрытых ледяных жил. Всего было отобрано 20 образцов льда из голоценовых жил, а также лед из современного жильного ростка и вода залива Онемен. Основным выводом проведенного
исследования является установление преимущественно атмосферного питания льда жил в первой половине голоцена. Показано, что минерализация исследованных жил низкая, не превышает 80 мг/л, в составе ионов преобладают Na+ , Са2+ и С1-. Близкие значения минерализации и ионного состава получены по современному жильному ростку. Полученные данные хорошо согласуются с данными по повторно-жильным льдам, исследованным в других районах Чукотки, как континентальным, так и прибрежным. Для большинства ранее опробованных жил значения минерализации не превышали 150 мг/л. Низкие значения минерализации жил в районе г.Анадырь демонстрируют их преимущественное формирование из зимних осадков, преобладание натрия и хлора в составе солей указывает на захват морских аэрозолей осадками или ветровой привнос капель с акватории залива Онемен на поверхность снежного покрова.
Ключевые слова: повторно-жильный лед, восточная Чукотка, минерализация, катионы, анионы, источник питания жил, торфяник, морская терраса, голоцен, морские аэрозоли
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант № 20-05-00782
Введение
Образование повторно-жильного льда происходит в морозобойных трещинах, чаще всего в результате их заполнения талой снеговой водой. Однако, в отдельных случаях в трещины может попадать и вода иного генезиса - озерная, речная и даже морская. Химический состав подземных льдов отражает особенности гидрохимической обстановки времени их образования или промерзания и может быть важным критерием для реконструкции палеофациальных условий. Химический состав подземных льдов, в том числе повторно-жильных, имеет неоднозначную зависимость от их местоположения. Несмотря на преобладание толщ морского генезиса в прибрежных районах Чукотских низменностей, анализ полученных к настоящему времени данных показывает, что более 50% ледяных жил, опробованных на Чукотке, имеет минерализацию менее 50 мг/л, и
почти 100% жил характеризуются минерализацией менее 150 мг/л -Ш. Сопоставление данных химического и изотопного состава повторно-жильных льдов позволяет более уверенно говорить об основном источнике питания жил.
Районы исследований и методы измерений
Выполнено исследование голоценовых повторно-жильных льдов, вскрытых в обнажении первой морской террасы вблизи г.Анадырь (б4°44'19" с.ш.,177°2б'45" в.д.) в июле 2017 г. Район исследований расположен на востоке Чукотского полуострова, на побережье залива Онемен (рис. 1).
Рис. 1. Расположение исследованных голоценовых повторно-жильных льдов в районе г.Анадырь, ранее исследованных авторами голоценовых повторно-жильных льдов на п-ове Дауркина (1 - У - пос.Уэлен, К - оз.Коолень, Лор. - с.Лорино, Лав. -пос.Лаврентия), а также позднеплейстоценовых и голоценовых повторно-жильных льдов в разных районах Чукотки и на о.Айон (2 - Ам. - р. Амгуэма, Тав. - р. Тавайваам, Р -
мыс. Рогожный, М - р. Майн, А - р. Анадырь). По данным из [1,2].
Рис. 2. Обнажение I морской террасы на побережье залива Онемен, в 2 км от г. Анадырь. Июль, 2017 г. Фото Ю.Васильчука
Климат полуострова суровый, резко континентальный во внутренних районах, морской на побережье. Продолжительность зимнего периода составляет до 10 месяцев в году. Средние температуры января варьируют от -15 до -40°С (среднемноголетнее значение -21°С), июля - от +5 до +12°С (среднемноголетнее значение +10°С), среднегодовое количество осадков составляет 200-500 мм. Многолетнемерзлые породы здесь широко распространены, их температура варьирует от -10°С в осевых частях горных хребтов и -4...-б°С в долинах рек и на побережьях; мощность мерзлых толщ варьирует от 200 до 700 м. Голоценовые повторно-жильные льды практически повсеместно распространены, особенно в северных и восточных районах
Полигональный рельеф четко прослеживается на поверхности первой морской террасы в районе исследований, размеры полигонов около 8х12 м. В обнажении террасы вскрыт торф мощностью около 1.5 м, подстилаемый супесью мощностью до 2 м, ниже залегает песок горизонтально-слоистый. Повторно-жильные льды залегают в торфе (головы жил) и в подстилающей супеси. Лед жил вертикально-слоистый, желтовато-серый. Ледяные жилы вскрыты также в обнажении торфяника мощностью до 2,5 м, вложенного в виде линзы с поверхности террасы.
Для гидрохимического анализа отобраны образцы из трех наиболее полно вскрытых ледяных жил. Жила 1 залегала на глубине около 2 м, ширина жилы в верхней части около 0.9 м, вскрытая вертикальная мощность не более 1.5 м.
Рис. 3. ПЖЛ 1. Фото Ю.Васильчука.
Ж ила 2 вскрыта в супеси под торфяником в обнажении озерно-болотной вкладки, ширина жилы около 1 м, вскрытая мощность около 0.5 м.
Рис. 5. ПЖЛ 3. Фото Ю.Васильчука.
Отбор образцов льда в жиле 1 проводился вдоль трех вертикальных профилей, в жиле 2 - вдоль горизонтальной оси на глубине 0.1 м, в жиле 3 - вдоль вертикальной оси в центре жилы. Также был отобран образец льда из современного ростка ледяной жилы (рис. б) и вода из залива Онемен.
Всего для химического анализа было отобрано 20 образцов льда из голоценовых жил (13 образцов из ПЖЛ №1, 5 образцов из ПЖЛ №2 и 2 образца из ПЖЛ №3, рис. 7), также отобран лед из современного жильного ростка и вода залива Онемен.
Рис. б. Жильный росток (показан стрелкой). Фото Ю.Васильчука
ПЖЛ №1 ПЖЛ №2 пжл №3
0 0.5 м
Рис. 7. Схема отбора проб льда из жил в районе г.Анадырь.
Ионный состав льда определялся на ионном хроматографе «Стайер» методом ионной хроматографии в лаборатории Эколого-геохимического научно-образовательного центра кафедры геохимии ландшафтов и географии почв Географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова. Предел детектирования по хлорид-иону составил 0.02 мг/л. В
пробах была определена общая минерализация и концентрация 7 ионов - Na+, К+, Мд2+,
Са2+, С1-, SO42- и N0^.
Результаты
Минерализация льда жил варьирует от 12.3 до 78.8 мг/л (таблица), составляя в среднем 33 мг/л. Ионный состав немного варьирует в разных жилах. В жиле, вскрытой в обнажении первой морской террасы (ПЖЛ №1) в составе ионов преобладает Na+ (от 3.1 до 6.7 мг/л, среднее значение 5.4 мг/л) и С1- (от 3.3 до 10.7 мг/л, среднее значение 6.4 мг/л). Содержание остальных ионов было достаточно низким (К+ не более 3.6 мг/л, Мд2+
не более 1 мг/л), содержание Са2+ также в целом оказалось довольно низким (от 0.8 до 3.1 мг/л), только в двух образцах его содержание составило 8.3 и 9 мг/л, содержание 2
504" в целом варьировало между 0.8 и 1.5 мг/л, в одном образце с наиболее высокой минерализацией (64.5 мг/л) содержание этого иона составило 19.7 мг/л. В нижней части жилы отмечено очень высокое содержание иона N03" - 82 мг/л, в остальных пробах льда его содержание варьировало от 0.5 до 5.6 мг/л (рис. 8).
Рис. 8. Концентрация катионов (а) и анионов (б) и средние значения концентрации ионов и минерализации (в) ПЖЛ №1
В жиле, вскрытой в торфянике, вложенном в первую морскую террасу (ПЖЛ №2), в ионном составе отмечено преобладание Са2+ (от 0.9 до 17.6 мг/л, среднее значение 7.5 мг/л) и С1" (от 2.6 до 7.9 мг/л, среднее значение 4.5 мг/л), содержание остальных ионов было достаточно низким - не более 6.7 мг/л, К+ не более 1.4 мг/л, Мд2+ не более
0.5 мг/л, 5042- не более 0.3 мг/л). В двух образцах отмечено высокое содержание иона
N03" - 23 и 27 мг/л, одно из них получено для грунтово-торфяной жилки, внедряющейся в ледяную жилу. В правой краевой части жилы отмечено заметное возрастание содержания Са2+ (рис. 9, а, б), здесь же отмечена и максимальная минерализация (67.578.7 мг/л), в 3 раза превышающая значения минерализации льда жилы в левой части.
Рис. 9. Концентрация катионов (а) и анионов (б) и средние значения концентрации
ионов и минерализации (в) ПЖЛ №2
Ограниченное количество данных по узкой жиле из торфяника (ПЖЛ №3) не позволяют рассматривать вариации значений содержания ионов, можно только отметить
преобладание Na+ и С1- в ионном составе, однако их содержание довольно низкое и не превышает 5 мг/л. Минерализация льда этой жилы наиболее низкая из всех изученных жил и составляет 12.3-18.3 мг/л (см. таблицу).
Современный ледяной росток также характеризуется низким значением минерализации (22.3 мг/л) и преобладанием в составе ионов Na+ (4.4 мг/л) и С1- (5 мг/л), содержание остальных ионов менее 2 мг/л. Вода залива Онемен имеет минерализацию 123 мг/л, в составе ионов преобладают Na+ (24 мг/л) и С1- (27.5 мг/л).
Таблица. Минерализация и содержание основных ионов во льду жил в районе г.Анадырь
Полевой номер
Глубина отбора/ расстояние от левого края, м
Концентрация ионов, мг/л
Na"
Минерализа- С1-/
к+ Мд2+ Са2+ С1- NOз- SO42- ция, мг/л SO42-
Обнажение I террасы. ПЖЛ №1
Отбор по вертикали на расстоянии 0,2 м от левого края жилы
17 Ап-13 0,5 6,22 1,57 0,53 8,29 5,42 0,78 0,83 59,3 6,5
17 Ап-7 0,8 6,22 1,44 0,43 0,97 7,06 0,61 0,74 27,52 9,5
17 Ап-6 0,9 7,17 3,61 1,02 8,9 10,67 5,62 19,7 64,52 0,5
17 Ап-1 1,0 6,68 1,92 0,37 0,91 7,58 0,46 0,96 29,37 7,9
Отбор по вертикали на расстоянии 0,4 м от левого края жилы
17 Ап-22 0,1 3,14 1,35 0,38 1,26 3,27 0,65 0,63 19,75 5,2
17 Ап-17 0,3 3,95 0,7 0,32 0,8 6,76 1,93 1,46 16,02 4,6
17 Ап-14 0,5 6,23 2,03 0,43 2,03 4,13 0,55 0,81 35,52 5,1
17 Ап-11 0,6 5,62 2,12 0,35 3,09 7,28 0,71 0,84 34,98 8,7
17 Ап-5 0,9 4,54 0,94 0,27 1,11 4,36 0,42 0,6 21,73 7,3
17 Ап-21 1,1 6,13 1,63 0,48 2,37 6,72 0,8 0,81 33,89 8,3
Отбор по вертикали на расстоянии 0,7 м от левого края жилы
17 Ап-25 0,1 3,8 1,7 0,48 1,80 8,05 1,2 0,81 22,27 9,9
17 Ап-18 0,3 5,84 1,45 0,38 1,57 6,15 0,91 0,81 28,94 7,6
17 Ап-3 1,0 4,72 1,49 0,46 1,47 5,21 82,0 0,83 22,32 6,3
Обнажение торфяника на поверхности I морской террасы
ПЖЛ №2. Отбор по горизонтали на глубине 0,1 м от кровли жилы
17 Ап-58
0,2
2,28
0,92
0,33
3,15
4,48
0,56
0,11
22,1
40,7
П Л Г-,
1 / ПМ - 49 0,3 3,31 1,41 0,38 1,1б 3,92 27,0 0,15 20,2 2б, 1
17 Ам-53* 0,7 б,б7 0,91 0,49 0,9 7,91 23,0 0,33 27,72 24
17 Ам-54 0,8 1,73 0,8 0,25 14,94 3,87 0,3 0,12 б7,49 32,3
17 Ам-55 0,9 1,57 1,01 0,2 17,5б 2,5б 0,5б 0,21 78,71 12,2
ПЖЛ №3. Узкая жила, отбор по вертикали
17 Ам-б1 0,15 4,17 1,47 0,43 0,11 5,01 0,57 0,21 18,29 23,9
17 Ам-б3 0,4 3,48 0,б 0,17 0,1 4,47 0,4 0,17 12,33 2б,3
Современный ледяной росток
17 Ам-5б 0,3 4,41 0,72 0,52 1,32 4,97 0,14 1,89 22,2б 2,б
Вода залива Онемен
24,07 2,01 3,47 8,09 27,48 3,02 12,б5 123,1 2,2
* - внедрение грунтово-ледяной жилы (лед и супесь)
Соотношение иона хлора и сульфат иона (СГ^042-) во льду жил в районе г.Анадырь варьирует от 0.5 до 40.7 (см.таблицу). В ПЖЛ №1 значение соотношения СГ^042-
варьирует от 0.5 до 9.9; низкие значения этого соотношения получены по современному ростку и воде залива Онемен (2.б и 2.2, соответственно). В жилах из торфяника
значения соотношения СГ^042- наиболее высокие и варьируют от 12.2 до 40.7.
Сопоставление гидрохимического состава голоценовых повторно-жильных льдов в районе г. Анадырь и других районов Чукотки
Ранее нами был исследован гидрохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов на п-ве Дауркина, расположенном в северо-восточной части Чукотки. Исследованные жильные массивы расположены вблизи морских акваторий (Чукотское и Берингово моря). Было установлено, что минерализация льда жил варьирует от 14 до 221 мг/л, но в большинстве случаев она не превышала 100 мг/л. В составе ионов во
льду исследованных жил отмечено преобладание Na+, Са2+и С1- и (с. Лорино, оз.
Коолень, пос. Уэлен), Са2+ и НСО3- (пос. Лаврентия) [4, 5]. Сравнение гидрохимического
состава голоценовых повторно-жильных льдов в районе г.Анадырь и других районов Чукотки показывает близкие значения по минерализации и преобладающим ионам.
По соотношению СГ^042- жилы в районе г.Анадырь близки к жилам в районе с.Лорино, для которых получены значения от 1.7 до 25.б (при доминировании в составе ионов натрия и хлора). При этом во льду современного жильного ростка в районе с.Лорино это соотношение составляет 2-5.5. для сравнения можно отметить, что в морской воде
значение соотношения СГ^042- близко к 11, более высокие значения (до 25) отмечены в криопэгах
Однако участие морской воды непосредственно в формировании жил в районе г.Анадырь почти исключается, на что указывает низкая минерализация льда (менее 100 мг/л), а также изотопный состав кислорода и водорода льда жил: линия наклона соотношения
б2Н-б18О для льда составляет 7.53, что близко к наклону для Глобальной Линии Метеорных Вод (ГЛМВ), для которой он равен 8[7]. Эти данные свидетельствуют о преимущественно атмосферном питании льда жил, за счет талого зимнего снега.
Большая доля Na+ и С1- в составе ионов обусловлена формированием жил вблизи морской акватории и захватом осадками морских аэрозолей.
Преимущественно атмосферное питание (на основе данных по минерализации, ионному и изотопному составу) было установлено для большинства повторно-жильных льдов, формировавшихся в голоцене на востоке Чукотки. Только для некоторых жил в районе с.Лорино показано возможное участие засоленных вод сезонно-талого слоя, на что могут указывать высокие значения СГ^042- и наклон линии соотношения б2Н-б18О жилы, равный 5.58 [5, 8].
Говоря о возрасте жил, исследованных на востоке Чукотки, можно отметить, что они
формировались в разные периоды голоцена. Ранее нами было показано [5, 7 8], что начало формирования жил в торфяниках близ пос. Уэлен и с.Лорино датируется около 11 тыс. калиб. лет назад. (гренландский период голоцена); в районе оз.Коолень процесс формирования ледяных жил начался около 6 тыс. калиб.лет назад (северогриппианский
период голоцена). В районе пос. Лаврентия 14С датирование вмещающих жилы отложений показало возраст от 4.8 до 2.5 тыс. калиб. лет назад (конец северогриппианского - первая половина мегхалайского периода голоцена).
Формирование исследованных нами повторно-жильных льдов в районе г. Анадыря происходило в между 9 и 6 тыс. лет назад (конец гренландского - первая половина северогриппианского периодов голоцена). Наличие торфяно-грунтовых жил в пределах торфяника, скорее всего, свидетельствуют о субаквальном протаивании ледяных жил в результате избыточного увлажнения поверхности торфяника. В дальнейшем, на стадии заболачивания и возобновления аккумуляции торфа, началась следующая стадия формирования ледяных жил. О росте жил в обстановке с высокой степенью биологической активности (формирующийся торфяник), может говорить также содержание нитратов (N03^ во льду исследованных жил - в некоторых образцах льда из ПЖЛ №1 и №2 получены весьма высокие значения (от 23 до 82 мг/л).
Исследования гидрохимического состава повторно-жильных льдов Чукотки, выполненное авторами и другими исследователями, показало, что по минерализации лед позднеплейстоценовых, голоценовых и современных жил в основном, пресный (минерализация не превышает 150 мг/л). Повторно-жильные льды позднеплейстоценового возраста, изученные на Чукотке в долинах рек Майн и Анадырь, а также на о. Айон, характеризовались довольно низкими значениями минерализации. На о.Айон, со всех сторон окруженном морем, минерализация жильного льда составила 40-110 мг/л, при этом преобладающим компонентом оказались гидрокарбонаты. В жилах в долине р. Майн, удаленных от побережья на сотни километров, минерализация льда поз дне пле йс то це но в о г о в оз ра ста в б о льшинс тв е обра з цо в не пре в ыша ла 60 мг /л, с ос та в преимущественно гидрокарбонатно-натриевый, хотя в отдельных образцах с более
высокой минерализацией (до 150 мг/л) отмечено заметное содержание хлоридов [1, 9]. Позднеплейстоценовые жилы вблизи г. Анадырь также оказались пресными,
минерализация не превышала 70 мг/л, в составе преобладали ионы Na+ и НСО3-, при повышенном содержании иона С1- (25% от общего ионного состава).
Минерализация льда голоценовых жил, исследованных на Чукотке, не превышала 100 мг/л. Даже на морской лайде о. Айон минерализация голоценовых повторно-жильных льдов не превысила б0-70 мг/л, несмотря на преобладание хлоридов - более 30% от общего содержания легкорастворимых солей. В этом случае близость моря в какой-то мере сказалась на составе повторно-жильных льдов, но все же морское влияние проявилось лишь косвенно; вода, формирующая жилы, несомненно, атмосферно-метеорного происхождения. Минерализация льда голоценовой жилы в районе г.Анадырь
варьировала от 30 до 58 мг/л, в составе ионов преобладали Na+ и К+, SO42- и НСО3-
По данным А.Н.Котова и С.Н.Бражник-2^ химический состав голоценовых повторно-жильных льдов, исследованных в верховьях р.Анадырь, гидрокарбонатно-кальциевый, минерализация составила 50-б0 мг/л. Химический состав голоценовых и современных повторно-жильных льдов на мысе Рогожном (залив Онемен, устье р.Анадырь) гидрокарбонатный натриевый, минерализация льда составляет 70-120 мг/л. Эти данные близки к полученным нами данным по жилам в районе Анадыря, и еще раз подтверждает преимущественно атмосферный источник питания жил.
Анализ химического состава голоценовых и современных повторно-жильных льдов на территории Чукотки показал, что его формирование зависит от состава атмосферных осадков. При этом происходит преобразование первичных вод как в сезонно-талом слое (СТС), так и в морозобойных трещинах. Криометаморфизм исходных вод при
льдообразовании увеличивает относительные содержания гидрокарбонатов и натрия Осредненные данные А.Н.Котова и С.Н.Бражник-2^ по минерализации и химическому составу атмосферных осадков и вод СТС Чукотки в различных районах в период формирования повторно-жильных льдов показывают, что химический состав повторно-жильных льдов гидрокарбонатно-натриевый, по типу минерализации они преимущественно пресные (минерализация не превышает 180 мг/л).
Минимальная минерализация (20-37 мг/л) отмечена в современных повторно-жильных льдах первой надпойменной террасы р.Тавайваам (север Нижне-Анадырской низменности). Их химический состав хлоридный и гидрокарбонатно-хлоридный натриевый. Атмосферные осадки этого района ультрапресные (минерализация 14 мг/л), химический состав хлоридно-натриевый. В пределах СТС происходит незначительное насыщение вод гидрокарбонатами кальция и магния, преобразование химического состава происходит при промерзании вод в морозобойных трещинах, минерализация формирующегося льда увеличивается как за счет гидрокарбонатов, так и за счет хлоридов В условиях более континентального климата на локальных участках формируются повторно-жильные льды с различным катионным составом. Так, в долине р.Амгуэмы в делювиальных отложениях встречены как гидрокарбонатные магниевые, так и гидрокарбонатные натриевые (голоценовые и современные) повторно-жильные льды с минерализацией до 80 мг/л. Химический состав атмосферных осадков в этом районе гидрокарбонатный натриевый, и доминирующее содержание магния в повторно-жильных льдах определяется гидролитическим расщеплением минералов ультраосновных пород
Для сравнения можно привести данные гидрохимического состава жильного льда, показывающие явное участие засоленных морских или поверхностных вод в формировании жил. Авторами было показано, что в Центральной Якутии в формировании повторно-жильных льдов принимали участие воды аласов, в которых происходило континентальное засоление в результате летнего испарения и концентрации солей. В жилах ледового комплекса Мамонтовой Горы было минерализация льда повышается
сверху-вниз от 80 до 476 мг/л, химический состав льда в основном гидрокарбонатно-кальциевый, значения рН колеблются в широком диапазоне от 4.4 до 7.6. В образцах с наибольшей минерализацией (свыше 300 мг/л) количество органического вещества колеблется от 53 до 102 мг/л, много закисного железа (часто более 40 мг/л). Содержание фтора достигает 17.7 мг/л, хотя обычное содержание его в жильных льдах не более 0.1 мг/л. Также установлена и повышенная засоленность вмещающих жилы отложений: величина сухого остатка варьирует от 0.05 до 0.1%, преобладают гидрокарбонаты. Участие вод неатмосферного происхождения подтверждается и результатами изотопно-кислородного анализа льда: по одной из жил в интервале глубин 2.6-6.7 м были получены значения б18О от -25.9 до -29.4%о, а в хвостовой части жилы на глубине 6.9-7.5 м получены значительно более высокие значения б18О - от -22.7 до -16.5%. Наклон линии соотношения б2Н-б18О в образцах льда с более низкими значениями изотопного состава составил около 8, что соответствует наклону для ГЛМВ, в образцах льда с более тяжелым изотопным составом наклон линии соотношения б2Н-
б18О составил 4.7, что заметно ниже ГЛМВ. Формирование в жильном массиве зон с высокими значениями изотопного состава и повышенной минерализацией, скорее свидетельствует о локальных процессах в пределах одного ландшафта, т.е. о затекании в морозобойные трещины минерализованной воды из очень небольшого испаряющегося
водоема
Исследование химического состава и минерализации голоценовых повторно-жильных льдов в низовьях р. Монгаталянгъяха на севере Гыданского п-ова показало участие
лагунно-морских вод Гыданской губы в формировании жил на пойме и лайде Пойменные и лагунно-морские отложения формировались под воздействием осолоненных вод северной части Гыданской губы, на что указывает преобладание ионов хлора и натрия. При этом засоленность отложений не превышает 0.2%, что позволяет их отнести к незасоленным. Для жил в целом получена низкая минерализация (не более 130 мг/л), что обусловлено их преимущественным формированием из талого снега. Однако, отдельные фрагменты жил характеризовались заметно более высокими значениями минерализации (для жил на пойме - до 260 мг/л, для жил на лайде - более 600 мг/л) и высокими значениями содержания хлора и натрия (для жил на лайде - более 300 и 150 мг/л, соответственно). Формирование таких зон высокой минерализации в теле жил указывает на смену фациальной обстановки при развитии полигональных массивов и прямом участии засоленных лагунно-морских вод в формировании жильного льда
Заключение
Минерализация голоценовых повторно-жильных льдов, вскрытых в толще морской террасы на побережье залива Онемен вблизи г.Анадырь, восточная Чукотка, варьирует от 12.3 до 78.8 мг/л, среднее значение составляет 33 мг/л. Среди катионов отмечено
преобладание Na+ (от 3.1 до 6.7 мг/л, среднее значение 5.4 мг/л), Са2+ (от 0.8 до 17.6
мг/л, среднее значение 3.6 мг/л) и С1- (от 2.6 до 10.7 мг/л, среднее значение 5.7 мг/л).
Низкие значения минерализации демонстрируют преимущественно атмосферный источник питания льда, т.е. зимние осадки, преобладание натрия и хлора в составе солей указывает на захват морских аэрозолей осадками или ветровой привнос капель с акватории залива Онемен на поверхность снежного покрова. Однако, формирование жил в пределах торфяников не исключает вероятности участия болотных вод в их пита нии.
Авторы благодарны Л.В.Добрыдневой за гидрохимические анализы образцов льда. Библиография
1. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций). М.: Изд. Отдел. Теоретических проблем РАН. МГУ, ПНИИИС. 1992. В 2-х томах. Т.1. 420 с. Т.2 264 с.
2. Котов, А.Н., Бражник С.Н. Химический состав повторно-жильных льдов Чукотки // Комплексные геокриологические исследования Чукотки. Магадан, СВК НИИ ДВО АН СССР, 1991. C. 39-48.
3. Колесников С.Ф., Плахт И.Р. Чукотский район // Региональная криолитология / под ред. А. И. Попова. М.:, изд-во МГУ, 1989. С. 201-217.
4. Буданцева Н.А., Васильчук Дж.Ю., Маслаков А.А., Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Геохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов северо-востока Чукотки // Арктика и Антарктика. 2017. № 2. С.34-53. DOI: 10.7256/24538922.2017.2.22980.
5. Буданцева Н.А., Маслаков А.А., Васильчук Ю.К., Баранская А.В., Белова Н.В., Васильчук А.К., Романенко Ф.А. Реконструкция зимней температуры воздуха раннего и среднего голоцена по изотопному составу ледяных жил восточного побережья полуострова Дауркина, Чукотка // Лёд и Снег. 2020. Т. 60. № 2. С. 251-262. doi: 10.31857/S2076673420020038
6. Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Инженерно-геологические и геохимические условия полигональных ландшафтов острова Белый (Карское море) // Инженерная геология. 2015. №1. С. 50-65.
7. Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Реконструкция зимней температуры воздуха в голоцене по стабильным изотопам из ледяных жил в районе города Анадырь// Лёд и Снег. 2019. Т. 59. № 1. С. 93-102. doi: 10.15356/2076-6734-2019-1-93-102
8. Vasil'chuk Yu.K., Budantseva N.A., Farquharson L.V., Maslakov A.A., Vasil'chuk A.C., Chizhova Ju.N. Isotopic evidence for Holocene January air temperature variability on the East Chukotka Peninsula // Permafrost and Periglacial Processes. 2018. Vol. 29. Iss. 4. P. 283-297. doi: 10.1002/ppp. 1991
9. Котов А.Н., Рябчун В.К. Криогенный комплекс позднеплейстоценовых отложений долины р.Майн. Препринт. Магадан: СВКНИИ. 1986. Часть I. Ледовый обрыв. 54 с. Часть II. Усть-Алганское обнажение и Мамонтов обрыв. 46 с.
10. Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Утяжеление изотопного состава повторно-жильных льдов Центральной Якутии вследствие активного испарения поверхностных вод // Арктика и Антарктика. 2017. № 3. С. 53-68. doi: 10.7256/2453-8922.2017.3.24541.
11. Буданцева Н.А., Васильчук Ю.К. Засоленность голоценовых отложений и повторно-жильных льдов в низовьях р.Монгаталянгъяха, полуостров Явай // Арктика и Антарктика. 2018. № 3. С. 66-83. doi: 10.7256/2453-8922.2018.3.27776.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не
раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Предметом исследования статьи является [имический состав подземных льдов
голоценовых повторно-жильных льдов, вскрытых в обнажении первой морской террасы
вблизи г.Анадырь. Основным методом исследования является гидрохимический анализ
образцов, отобраных из трех наиболее полно вскрытых ледяных жил. Отбор образцов льда в жиле 1 проводился вдоль трех вертикальных профилей, в жиле 2 - вдоль горизонтальной оси на глубине 0.1 м, в жиле 3 - вдоль вертикальной оси в центре жилы. Также был отобран образец льда из современного ростка ледяной жилы (рис. 6) и вода из залива Онемен. Ионный состав льда определялся на ионном хроматографе «Стайер» методом ионной хроматографии. Методом сравнительного анализа проводилось сопоставление гидрохимического состава голоценовых повторно-жильных льдов в районе г. Анадырь и других районов Чукотки. Глобальное потепление климата, наблюдаемое в последние десятилетия, определяют значительные изменения в криолитозоне. Химический состав подземных льдов отражает особенности гидрохимической обстановки времени их образования или промерзания и может быть важным критерием для реконструкции палеогеографических условий. Статья содержит новые данные об особенностях химического состава жильных льдов на различных территориях. Несмотря на преобладание толщ морского генезиса в прибрежных районах Чукотских низменностей, анализ полученных данных показывает, что химический состав повторно-жильных, имеет неоднозначную зависимость от их местоположения. Минерализация голоценовых повторно-жильных льдов, вскрытых в толще морской террасы на побережье залива Онемен вблизи г.Анадырь, восточная Чукотка, варьирует от 12.3 до 78.8 мг/л, среднее значение составляет 33 мг/л. Среди катионов отмечено преобладание Na+ (от 3.1 до 6.7 мг/л, среднее значение 5.4 мг/л), Са2+ (от 0.8 до 17.6 мг/л, среднее значение 3.6 мг/л) и С1- (от 2.6 до 10.7 мг/л, среднее значение 5.7 мг/л). Материал изложен хорошим научным языком, структура и содержание работы позволили полностью раскрыть заявленную тему. Библиография включает 11 источников, что позволяет рассмотреть аргументацию различных авторов по рассматриваемой в статье теме. Основным выводом статьи является утверждение, что низкие значения минерализации демонстрируют преимущественно атмосферный источник питания льда, т.е. зимние осадки, преобладание натрия и хлора в составе солей указывает на захват морских аэрозолей осадками или ветровой привнос капель с акватории залива Онемен на поверхность снежного покрова. Однако, формирование жил в пределах торфяников не исключает вероятности участия болотных вод в их питании. Рассматриваемая в статье тема представляет интерес для палеогеографов, геокриологов, климатологов, а также широкому кругу читателей, интересующихся северной проблематикой. Работа имеет научную и практическую ценность, поэтому может быть опубликована в журнале «Арктика и Антарктика».