Ионный состав пластовых ледяных залежей Ямала: Бованенково, Еркутаяха и Мордыяха Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Арктика и Антарктика

Правильная ссылка на статью:

Васильчук Ю.К. Ионный состав пластовых ледяных залежей Ямала: Бованенково, Еркутаяха и Мордыяха // Арктика и Антарктика. 2024. № 2. DOI: 10.7256/2453-8922.2024.2.71097 EDN: UY1DJX URL: https//nbpubMTCOiiÄ)rary_read_article.plp?id=71097

Ионный состав пластовых ледяных залежей Ямала: Бованенково, Еркутаяха и Мордыяха

Васильчук Юрий Кириллович

СКСЮ: 0000-0001-5847-5568

доктор геолого-минералогических наук

профессор; кафедра геохимии ландшафтов и географии почв; Московский государственный

университет имени МВ. Ломоносова

119991, Россия, г. Мзсква, ул. Ленинские Горы, 1, оф. 2009 И vasilch_geo@mail.ru

Статья из рубрики "Многолетнемерзлые породы и подземные льды Арктики. Антарктики и горных регионов" 001:

10.7256/2453-8922.2024.2.71097

Е01\1:

иУЮ^

Дата направления статьи в редакцию:

22-06-2024

Аннотация: Цель статьи - определить качественный и количественный ионный состав изучаемых трех пластовых ледяных залежей в центральной и южной частях Ямала: а) Бованенково, на берегу оз.Ханикосито; б) в верховьях р. Мордыяха и в) в долине р. Еркутаяха, сравнить его с ионным составом известных пластовых льдов Ямала (Бованенково, Харасавэй, Марре-Сале, Нейто, Юрибей, Сабетта) и сопряженных территорий (Гыда, Танама, Усть-Порт, Ледяная Гора) и на основании этого выявить генетическое сходство изучаемых залежей с пластовыми льдами, природа которых более определенна. Все они относятся к ультрапресным льдам с концентрацией основных ионов от 20 до 40 мг/л. В ионном составе пластового льда Бованенково, на берегу оз. Ханикосито заметно преобладают катионы натрия, достигая 38,95 мг/л и калия до 21,76 мг/л в сильнопузырчатом прозрачном льду. В ионном составе пластового льда в верховьях р. Мордыяха заметно преобладают катионы натрия, достигая 68,51 мг/л в ледогрунте и 6,1 мг/л в чистом льду. Средняя концентрация анионов хлора в

пластовой ледяной залежи в верховьях р. Мордыяха заметно варьирует в разных типах льда и составляет 2,27 мг/л. В ионном составе пластового льда в долине р. Еркутаяха наблюдается примерно равное количество катионов натрия, достигающих 3,64 мг/л и калия и магния до 2,71 и 2,56 мг/л. Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи в долине р. Еркутаяха варьирует в разных типах льда и составляет 0,76-1,48 мг/л. Ионный состав 3 изученных мощных залежей пластового льда в центральной и южной частях Ямала ближе всего к ионному составу голоценовых внутригрунтовых пластовых ледяных залежей близ пос. Сабетта и позднеплейстоценовых инфильтрационно-сегрегационных льдов у пос. Гыда. Это является основанием для вероятностного отнесения изучаемых пластовых льдов к залежам внутригрунтового типа, возникших при автохтонном промерзании межмерзлотных водоносных горизонтов.

Ключевые слова:

многолетнемерзлые попроды, пластовый лед, макроэлементы, катионы натрия, катионы калия, анионы сульфатов, анионы хлора, река Еркутаяха, река Мордыяха, Бованенково

Работа выполнена в рамках проекта Российского научного фонда (грант № 23-17-00082).

Введение

Химический состав ледяных пластов чаще всего пресный или ультрапресный, что в равной мере присуще и ледникам (и погребенным ледниковым льдам), и внутригрунтовым подземным льдам. Встречаются так же пресные пласты, залегающие в засоленных породах, и редко - засоленные льды в засоленных породах, поэтому химический состав может быть только вспомогательным показателем природы ледяных залежей.

Одним из важных критериев для оценки природы пластовых ледяных залежей является приуроченность наиболее крупных массивов к территориям низменностей, которые в позднем плейстоцене испытывали влияние морских трансгрессий. Это п-ова Югорский, Ямал, Гыданский, Таймыр, Чукотка, Новосибирские о-ва, север Юкона, дельта р.Маккензи, острова Канадского арктического архипелага. Очень редки пластовые залежи на севере, в центральной части и на юге Якутии, в пределах Магаданской области, на Аляске (вне побережий), в Монголии, Китае и т.п.

Анализ большого массива данных о минерализации подземных льдов в разных районах криолитозоны России позволил автору разработать следующую классификацию: ультрапресные льды с минерализацией (мг/л) менее 50, пресные - 50-200, опресненные - 200-400, слабосоленые - 400-1000, среднесоленые - 1000-5000, сильнозасоленные -более 5000 мг/л.-1^-

Цель статьи - определить качественный и количественный ионный состав изучаемых трех пластовых ледяных залежей в центральной и южной частях Ямала: а) Бованенково, на берегу оз.Ханикосито; б) в верховьях р.Мордыяха и в) в долине р. Еркутаяха, сравнить его с ионным составом известных пластовых льдов Ямала (Бованенково, Харасавэй, Марре-Сале, Нейто, Юрибей, Сабетта) и сопряженных территорий (Гыда, Танама, Усть-Порт, Ледяная Гора) и на основании этого выявить генетическое сходство изучаемых

залежей с пластовыми льдами, природа которых более определенна.

Рис. 1. Карта расположения исследованных пластовых льдов но п-ове Ямал:

1 - 2 - сплошное с поверхности распространение многолетнемёрзлых пород (северная зона), 1 - низкотемпературных сингенетических многолетнемёрзлых пород, подстилаемых эпигенетическими (тундровая подзона), 2 - высокотемпературных многолетнемёрзлых пород - преимущественно эпигенетических (лесотундровая подзона); 3 - массивно-островного и островного с поверхности распространения многолетнемёрзлых пород (северо-таежная подзона); 4 - границы мерзлотных зон и подзон; 5 - расположение изученных пластовых льдов: Бо - Бованенково, Мо - в верховьях р. Мордыяха, Ер - в долине р. Еркутаяха

Методы

Для проб из пластовых льдов использована методика выполнения измерений массовой концентрации катионов Са2 + , Mg2+, Na+, К+, NH4"1" в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01738, Диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00 мг/дм3, а для определения анионов -использована методика выполнения измерений массовой концентрации СГ, S042~,N03~ в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01724, Диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00

мг/дм3 и методика выполнения измерений массовой концентрации ионов в пробах природной, питьевой и сточной воды методом ионной хроматографии ПНД Ф 14.1:2:4.

132-98, Диапазон определяемых концентраций по катионам 0,10-150,00 мг/дм3. Средства измерения: ионный хроматограф «Стайер», предел детектирования по хлорид-иону 0,02 мг/л.

Определения изотопного состава кислорода и водорода во льду жил выполнялось в лаборатории стабильных изотопов географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова на масс-спектрометре Delta-V Plus с использованием комплекса газ-бенч. Для калибровки измерений использовались Международные стандарты V-SMOW, GRESP,

SLAP. Погрешность определений составила ±1 %о для б2Н и ±0,4 %о для б180. Значения

б180 и б2Н выражены в промилле относительно VSMOW.

У нас появилось предположение, пока недостаточно подтвержденное экспериментально, о том, что позднеплейстоценовые подземные льды могут содержать примесь водорода постседиментационного происхождения. Известно, что обычно позднеплейстоценовые отложения с высоким содержанием органики имеют весьма специфический, отличающий их от голоценовых, сероводородный запах. Это, скорее всего, результат освобождения защемленных пузырьков сероводорода при оттаивании мерзлых толщ и льдов. Возможно, форма нахождения сероводорода в подземных льдах не совсем обычна, и

даже из расплавов позднеплейстоценовых льдов сероводород выделяется не сразу. При повторном измерении изотопного состава одних и тех же образцов позднеплейстоценовых льдов методом уравновешивания на масс-спектрометре с применением газ-бенча по измерениям значений б180 воспроизводимость результатов

была практически идеальной, в то время как результаты измерение величин б2Н различались в отдельных образцах (как правило, это 1-3 образца из 100) на несколько промилле. Повторные измерения в этих же сериях образцов стандартов БМО\Л/-\/ и С1БР обнаруживали идеальную сходимость для значений б2Н. Также в этих повторных измерениях хорошая сходимость и повторность результатов обнаружена для величин б2Н других видов льдов или вод подобного явления. Поэтому при интерпретации данных мы отдавали предпочтение распределению б180 в пластовых льдах.

Результаты

Пластовые залежи у пос. Бованенково. Территория в окрестностях пос. Бованенково относится к районам с наибольшей концентрацией пластовых льдов на Земле, наравне с низовьями р. Маккензи. Гетерогенные автохтонные и аллохтонные пластовые залежи у пос.Бованенково мощностью от первых метров до нескольких десятков метров, протяженностью в горизонтальных направлениях на сотни метров (иногда более километра) встречены в скважинах и во многих естественных обнажениях Бованенковского ГКМ. Часто ледяные пласты вскрываются рядом с газодобывающими сооружениями. Пластовые льды чаще прослеживаются под останцами третьей и второй террас (с абсолютными отметками от 15-20 до 40 м), а также в пределах поймы.Г5,7,15,16,20,22,30,311 даже ПОд руслом реки Сеяха были отмечены пластовые льды мощностью от 7 до 9 м.

Рис. 2. Мощные пластовые льды на территории Бованенковского ГКМ. Фото Д Ю.Некрасова

К настоящему времени удалось проанализировать данные примерно с 3 тыс. скважин глубиной от 10 до 100 м, пробуренных в пределах территории Бованенковского ГКМ на междуречье рек Надуйяха и Нгурияха, из которых в 260 были вскрыты пластовые

льды,Г5'311 Основная масса ледяных залежей размещается в позднеплейстоценовых породах прибрежно-морского генезиса, реже - в аллювиальных, склоновых или озерно-болотных осадках. Пластовые льды перекрываются либо глинистыми морскими и прибрежно-морскими осадками, либо суглинистыми делювиальными осадками.

Первые слагают цоколи террас и покрыты сверху слоем более молодых

позднеплейстоценовых песчано-суглинистых осадков.

Вторые покрывают склоны террас плащом мощностью 1-6 м. Иногда пластовые залежи перекрываются более молодыми голоценовыми озерно-болотными отложениями.

Пластовые льды, чаще всего, имеют форму линз разной толщины, выклинивающихся по простиранию. Бурение сотен скважин, вскрывших лед, показывает, что кровля залежей льда располагается как непосредственно у подошвы сезонно-талого слоя на абсолютных отметках 25-30 м, так и на глубинах более 50 м от дневной поверхности. Подошва этих залежей была встречена на глубинах от 1 до 57 м.

Вариации стабильных изотопов кислорода и водорода. Изотопно-кислородный состав (значения б180) образцов, отобранных из пластовых льдов, варьирует от -12,49 до -22,95%о. Значения б2Н колеблются от -91,7 до -177,1%о. Дейтериевый эксцесс (с1ехс) изменяется от 3,4 до 10,6%о.

В ранее опубликованных работах^5,20,30! показано, что значения б180 в пластовых льдах Бованенковского месторождения варьируют от -11,23 до -25,2%о. По данным проведенных В.И. Соломатиным и М.А. Коняхиным 142 определений, более 60%

значений б180 попадают в сравнительно узкий диапазон от -16 до -20%о.

Значения б180 в белесом пузырчатом льду составляют от -18,4 до -22,4%о (в среднем равно -20,4%о), в "хрустальном" льду б180 варьирует от -17,4 до -25,4%о (в среднем -22,7%о), в ледогрунте б180 составляет -12,5%о.

Ю. К.Васильчук-^ также получил весьма однородный изотопный профиль по пластовым льдам, вскрытым на глубине от 28 до 32 м в скважине 34-Р, где значения б180 варьировали от -16,95 до -18,29%о, а величины б2Н - от -131,7 до -146%о.

Такие же однородные изотопные профили были получены и по пластам 1 и 3, где вариации значений б180 не превысили 1%о, а вариации б2Н составили менее 4%о.

В скважине 34-Р в интервале глубин от 28,5 до 32,4 м изотопный состав пластового льда достаточно однороден. Значения б180 варьируют от -16,95 до -18,89%о, б2Н - от -131,7 до -146,0%о (таким образом, диапазон вариаций б180 составляет 1,94%о, а б2Н -14,3%о).

По средним абсолютным значениям этот лед является наиболее изотопически тяжелым по сравнению с другими изученными здесь пластовыми залежами. Среднее значение б180 равно -18,1%о, среднее значение б2Н = -140,6%о.

Изотопно-кислородная и дейтериевая кривые имеют одинаковую конфигурацию, что, скорее всего, указывает на равновесные условия фракционирования при формировании пластового льда.

В пластовой залежи № 1 изотопные значения в ледяном шестиметровом пласте очень однородны и варьируют по значениям б180 от -21,55 до -22,74%о, а по б2Н - от -163,1 до -171,3%о. Таким образом, диапазон вариаций значений б180 составил 1,19%о, а б2Н - 8,2%. Среднее значение б180 составило -22,14%о, а среднее значение б2Н равно -167,14%о.

Характер изотопных кривых указывает на то, что эти незначительные изменения содержания стабильных изотопов происходят синхронно для величин б180 и для б2Н.

В пластовой залежи №3 изотопные значения в двухметровой толще льда очень

однородны: значения б180 варьируют от -22,4 до -23,13%о, а б2Н - от -173,1 до -

177,1%о (т.е. изменения значений б180 не превышают 1%о, а изменения б2Н не больше

5%о). Среднее значение б180 составляет -22,78%о, среднее значение б2Н равно -175,2%о. Изменение содержания дейтерия также происходит согласно изменению

содержания стабильного кислорода

Вместе с тем в одном из обнажений была встречена пластовая залежь №4, содержание стабильных изотопов в которой очень значительно варьирует и составляет по величине

б180 около 10%о, а по б2Н около 80%о.

В верхнем образце льда с глубины 0,2 м отмечены максимальные изотопные значения (б180 = -12,49%о; б2Н = -91,7%о), а минимальные значения зафиксированы на глубине 0,9 и 1,9 м (б180 менее -22%о; б2Н менее -169%о). Если не брать в расчет верхний образец с аномально тяжелыми значениями, то величина б180 в интервале глубин 0,3-2,8 м варьирует от -16,85 до -22,75%о, а б2Н - от -129,6 до -171,9%о. Таким образом, диапазон вариаций по значениям б180 составляет 5,9%о, а по б2Н достигает 42,3%о. Среднее значение б180 равно -19,13%о, средняя величина б2Н —146,3%о

Такие существенные вариации, как было показано ранее Ю. К. Васильчуко^р!, с большой долей достоверности свидетельствуют о льдовыделении при промерзании водонасыщенных грунтов в условиях закрытой системы (линзы сингенетических сегрегационных льдов в устье реки Гыда характеризовались экстремально большими

вариациями значений б180 от -16 до -34%о).

Характер распределения стабильных изотопов в пласте 4 заставляет думать о первоначальном формировании изотопически более тяжелого льда в самой верхней и в

самой нижней частях пласта, где значения б2Н выше (-130%о), и о последующем

образовании центральной части пласта, где значения б2Н заметно ниже (-140%о).

Пластовый лед в долине р.Сеяха (Мутная) на берегу оз.Ханикосито, у пос.

Бованенково.

Строение и изотопный состав ледяной залежи Бованенково, на берегу оз.Ханикосито. На территории Бованенковского НГКМ исследовано обнажение пластовых льдов в северной части озера Ханикосито (точка Л). Обнажение пластового льда вскрывается в бортах термоцирка по его периметру (рис. 5, 6). Вершина термоцирка располагается в 130 м от берега озера. Видимая часть обнажения имеет

ширину около 30 м, высоту б m.J^I В разрезе в вершине вскрываются:

0-12 см - оторфованный бурый легкий суглинок с включениями сфагновых мхов.

12-20 см - серовато-бурый средний суглинок с выраженной угловато-крупитчатой структурой.

20-85 см - оглеенный сизоватый средний суглинок

85-200 см - серый и бурый ледогрунт (табл. 1.) 200-600 см - пластовый лёд.

Дж. Васильчук и И.Шоркуновым произведен горизонтальный отбор образцов на глубине 3 м через каждые 5-10 см, и вертикальный отбор до глубины б м.-^l

Рис. 3. Пластовый лёд на территории Бованенковского ГКМ, на берегу оз.Ханикосито. Фото Дж. Ю. Васильчук

Таблица 1. Описание отложений верхней части толщи, вмещающей позднеплейстоценовые пластовые льды в районе Бованенковского НГКМ, на берегу оз.Ханикосито. Из-^1

Глубина, см Описание Пачка

85-95 Ледогрунт мелкошлировый (мощность шлиров льда 0,5-3 мм на расстоянии 2 мм-1 см) I (85-125 см) пласт ледогрунта прослеживающийся вдоль всего разреза. Переход к нижележащей пачке постепенный по размеру и кол-ву обломков суглинка, а также по характеру криогенной структуры.

100-110 Ледогрунт с сетчатой криотекстурой, с вклчениями грунта размером от 1 до 3 см

110-125 Прозрачный лед с пузырьками воздуха и призматическими осколками суглинка

130-150 Мелкосетчатая криогенная текстура, осколки грунта размером 1-3 мм. II (130-170) ледогрунт, суглинок бурого цвета со

К'пуп нпгрти ятя я ктшптрктп/пя

150-170 лед прозрачный с пузырьками воздуха льдом

170-180 III а - песчано-суглинистый ледогрунт, с сетчатой криотекстурой (размер ячеек от 2-3 мм до 2-3 см)

180-190 180-190 III б - песок слоистый, с массивной криотекстурой и тонкими шлирами льда, наклоненных под углом 45°

190-200 III в - наклонная линза песка во льду

210-220 Песок сильно оглиненный, со среднешлировой криотекстурой

По пластовому льду в долине р.Сеяха (Мутная) на берегу оз.Ханикосито получены довольно высокие значения б180, варьирующие от -17,9 до -20,5%о и б2Н, варьирующие от -137,5 до -150,2%о. Еще более высокие значения изотопного состава получены по перекрывающему пластовый лед ледогрунту: значения б180 от -12,6 до -14%о и величины б2Н от -97,5 до -ЮБДУоо.-1^51

Рис. 4. Отбор образцов из пластового льда на территории Бованенковского ГКМ, на берегу оз.Ханикосито. Фото Дж. Ю. Васильчук

Ионный состав пластового подземного льда у пос. Бованенково. В ионном составе пластового льда Бованенково, на берегу оз.Ханикосито заметно преобладают катионы

Ыа+, достигая 38,95 мг/л в мутном льду с крупными включениями суглинка и К+ до 21,76 мг/л в сильнопузырчатом прозрачном льду с крупными кристаллами (табл. 2).

Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи Бованенково, на берегу оз.Ханикосито составляет 3,13 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 1,73 до 27,02 мг/л. Средняя концентрация сульфатов составляет 1 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 0,22 до 4,1 мг/л.

Таблица 2. Ионный состав пластового годземнаю льда ьзваненкобо. в долике р.Сеяна (Мутная) на берегу оз.Ханикосито точка /1, отбор образцов по горизонтали 8 сентябри 2015 г

по

ле- Глу-

вой бина, мэ'. К*. Mg2', а". NQ3', 50Л

№ м Тип льда мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л

Лед, прозрачный,

11л 3,0 крупhü кристаллический J.01 1,31 1,60 гл! 1,90 0,10 и, 70

Лед, мутный, серсвэго-белесый с

примесью тонки* глинистых

12л 3,0 малиц и осколков грунта 5,73 2,15 1,37 2.05 4,92 0.10 US

Лед, мутный, «роеат<*о цвета.

мощностью до Е-10 см,

13л 3,0 кристаллы до 5см 4,42 1,47 1,В4 3,52 3,06 0,10 0.74

Прозрачный лед,

крупнокристаллический с

14л 10 удлиненными пузырьками 2,97 0,91 0,74 1.44 1.S9 0.10 0.44

Мутный полосчатый лед с

осколками суглинка от од до 5

15л 3,0 мм с редкими пузырьками. 3,30 0.36 0,90 2,16 2,44 0,10 0.60

20 см слой. Сильно мутный,

контрастно-полосчатый лед

серый с большим количеством

включений суглинка, размером

от 1 мм да 0,5-2 ем, местами

линзы ледагрумэ шириной 3-4

16л З.о см 9,20 3,16 3,44 7,66 3,76 0,10 1,56

прозрачный, местами

мутноваиый, слабо полосчатый,

крупнокристаллический лед со

значительной примесью

тониодисперсного суглинка.

Пузырьки по границе со

17л 3,0 следующим слоем. 3,13 1,25 1,29 2,90 1,76 0,10 0,62

мутный, светло-серый

тонко полосчатый лед с мелкими

до з мм включениями суглинку и

большим количеством

тонкодислгрсного суглинка

неравномерно

дифференциро ванного по

высоте. Местами крупные

скопления пузыры*0й воздуха

13л 3,0 размером около 1мм 2,37 1,03 0,91 6,97 1,63 0,10 0.4Я

Более темный, серый

тонкослоистый лед, мутный с

большим количеством

включений суглинка размером

1Эл 3,0 до 1 см. 13,07 2,90 4,09 9,41 2,90 0.1П 1,з2

Мутный лед. Голоски неясно

выражены. Крупные включении

суглинка в воде призм

20л 3,0 ра зме ра ми до 4 см. 9,40 2.24 3,47 6,77 4,56 0,10 1,32

Тонкополскчагый лед. темно-

серый, шириной 5 см СЛОЙ с

мелкими включениями суглинка

21л 3,0 РЗДОРОМ До 4 мм 16,73 3,05 4,15 11,24 7,ез 0,10 ¡,3В

Продолжение таблицы 2. Ионный состав пластового подземного льда Боааненково

Круяно-палосчэтый лед, светло-

серый, мутный с полосами более

прозрачного льда шириной 0,5 —

22л з.о 1 см. 3,71 1.54 1,9в 4.61 1,66 0.10 0.76

крупнополосчатый, мутный

серый с редким н крупными

включениями суглинка. местами

мелкокристаллическая структура

грани которой подчеркнуты

23л 3,0 пленками суглинка 3,55 1,41 1,23 3,23 1,66 0.23 1,29

светло-серый лед. мутный

а я 3,0 ШирОИОПОЛОСЧаТЫЙ (1-3 см) 9,30 2Г32 2,ЕЭ 6,51 з,во 0,10 1,90

мелкополосчатый, очень

мутный, темно-серый лед с

включениями суглинка 3-7 мм,

25л 3,0 ширина волнистых голос 0,5-4мм 4,35 1.20 1,15 2.67 2,14 0,13 0,75

Светло-серый мутиый лед с

редкими мелкими пузырьками

воздуха 0,5 мм и редкими

26л 3,0 включениями суглинка о,5-4мм 12,70 2Г32 2,91 6,89 4,17 0,10 1.22

Полосчатый лед. мутный с ясно

выраженными полосками

прозрачного льда без

суглинистых включений с

27л 3,0 редкими пузырьками 5,99 2.01 1,60 4.06 2,75 0.10 0.91

Прозрачный лед из замка

складки, прослои шириной около

0-15 см, лед Практически

прозрачный с небольшими

зонами мутного льда с очень

2Вл 3.0 TÜ Н* Ü ДИН !1 epiL И t: IM Су Г Л ИН k-jM 9,74 г.17 £74 7,51 4,33 0,10 1,52

Лед прозрачный, кристаллы 2-5

см. с редкими пузырьками до 1

29л 3,0 мм диаметром 2,86 0,76 0,78 1,60 1,76 0.10 0,57

Лед, прозрачный.

к руг нок ристал лич есми й

кристаллы до 2-5 см с редкими

30л зго пузырьками до 1 мм диаметром 1,57 3,04 0,11 0Д5 0,10 0,22

Сильнопузырчатый прозрачный

лед, крупнокристаллический 1-2-

46л 3,0 4 см, пузырьки крулные до 1 см 5,01 21,76 0,61 1Г9Д 27,02 0,10 0,27

Мутный лед, светло-серый с

крупными включениями суглинка

49л 3,0 до 1 см 38, Э5 8,54 12,48 24r4S 1Э,Э4 0,57 3,07

Прозрачный лед с редкими

пузырьками льда и средними

50Я 3,0 кристаллами 12,90 3,83 5,32 10.3S 14,69 0,51 4,10

Определение химического состава пластового льда в районе Бованенковского НГКМ

показало, что в составе ионов преобладают Ыа+, Са2+ и НСО3". Концентрация натрия

варьирует от 1,6 до 9,4 мг/л, в некоторых образцах достигая значений 12,7-16,8 мг/л, кальция - от 6,9 до 11,2 мг/л, концентрация гидрокарбонатов варьирует от 13,4 до 25,5 мг/л. Общая минерализация льда изменяется от 9,7 до 70,4 мг/л, составляя в среднем 33 мг/л. Лед, содержащий включения суглинка, как правило, характеризуется наиболее высокими значениями преобладающих ионов и минерализации, в образце льда с

крупными включениями суглинка содержание Ыа+, Са2+ и НСО3" составило 39, 34,5 и 62

мг/л, соответственно, а минерализация достигла 168 мг/л.-!-^! Соотношение С1-/504?" в большинстве образцов льда составило 2-4, в трех образцах достигало значений до 100 Значения соотношения С1-/5042" выше 20-40 отмечено в солоноватоводных подрусловых таликах рек бассейна Обской губы и в соленых водах крипэгов Центрального Ямала.

wo -5, iS.o 5 м.о

л"

s и. о

о

5 ¡о.о

1s.g

5 6,0 Э

£ ю.о | 15,0

? 23 0 □

" 15,0

ао.о

нЧН-ч-Ч

11л 4 1Ж 14л 15л

4,4.

Vr

2äl JOffl

я к' ■

Ca2'

■ er я NO,

50.

ОБрицы, отебрЭнние По горизонтали

Рис. 5. Ионный состав пластового подземного льда Бованенково, в долине р.Сеяха (Мутная) на берегу оз.Ханикосито

Пластовые ледяные залежи в верховьях р.Мордыяха

Строение и изотопный состав ледяной залежи в верховьях р.Мордыяха.

Гетерогенная пластовая ледяная залежь с парагенетическим сочетанием автохтонного сегрегационного ледяного пласта (рис. 6, а) и автохтонного инъекционного пластового льда (рис. 6, б) с сингенетическими повторно-жильными льдами в верховьях р.Мордыяха исследована нами в августе 2011 г. Здесь залежь мощностью более 4 м с нормальной горизонтальной слоистостью по латерали переходит в вертикально-слоистый лёд и рассекается мощными 4-5-метровыми сингенетическими повторно-жильными льдами (рис. б, 7). Это весьма редкое сочетание в едином разрезе пластовых и сингенетических повторно-жильных льдов. Ранее на территории Российской криолитозоны такие сочетания встречались единично.

В августе 2011 г. Ю.К. Васильчуком и H.A. Буданцевой была описана новая пластовая ледяная залежь (рис. 6), располагающаяся в верховьях р.Мордыяха на центральном

Ямале, на абсолютных отметках 66-70 m.J-Ш

Здесь ледяная залежь мощностью более 4 м с нормальной горизонтальной слоистостью по латерали переходит в вертикально слоистый лёд (см. рис. 7).

Гетерогенная ледяная залежь рассекается мощными 4-5-метровыми сингенетическими повторно-жильными льдами (см. рис. 7, а). Ледяные жилы, сложены вертикальнослоистым желтовато-серым льдом

Слои льда вскрываются в левой части обнажения под углом 65-75°. В центральной части обнажения лед относительно чистый, и слоистость просматривается за счет прослоев льда разного цвета. Ширина этих прослоев от 1-3 до 10-15 см.

Влево этот лед постепенно переходит в ледогрунт также косо-вертикально ориентированный. Грунтовые прослои представлены серой супесью. Ближе к периферии залежи, влево, количество грунта возрастает, и примерно в 10 м от центральной

ледяной части пластовая залежь заканчивается и вмещающими отложениями здесь является серый песок.

Вправо от центральной части, где фиксируется косо-вертикальнослоистый лёд, в верхней части расположена несколько более поздняя вкладка, представленная горизонтально-слоистым льдом. Ширина этой вкладки около 10-12 м, высота - 2,5-3 м.

Распределения значений б180 и б2Н вполне отвечает гетерогенному происхождению

пластов

Ш1

Изотопный состав льды и косо-вертикально ориентированного ледогрунта, расположенного в левой части обнажения демонстрирует весьма незначительные изотопные вариации: изменение значений б180 во льду составляет около 1%, - от -22,4 до -23,3%о, что указывает на сегрегационный характер льдообразования в условиях открытой системы.-'-Ш

Рис. 6. Гетерогенная пластовая ледяная залежь: парагенез вертикальнослоистого (а) и горизонтальнослоистого ( б) внутригрунтовых инъекционно-сегрегационных пластовых льдов, а также рассекающего их плейстоценового повторно-жильного льда в толще ка з а н це в с ки х отл о ж е н и й в верховьях р.Мордыяха, Центральный Ямал (по

Ю .К.ВасильчукуГ7,11!): 1 - сегрегационный горизонтально-и субгоризонтальнослоистый леди ледогрунт; 2 - инъекционный вертикальнослоистый л ё д и ледогрунт; 3 -перекрывающий суглинок; 4 - оплывина; 5 - повторно-жильный лёд

Рис. 7. Пластовый лёд в верховьях р. Мордыяха ГКМ: вертикальнослоистый( а ) и горизонтальнослоистый (б). Фото H.A. Буданцевой (а) и Ю.К. Васильчука (б)

Ионный состав пластового подземного льда в верховьях р.Мордыяха. В ионном составе пластового льда в верховьях р.Мордыяха заметно преобладают катионы Na+, достигая 68,51 мг/л в ледогрунте и 6,1 мг/л в хрустальном и стекловатом льду с небольшим количеством включений супеси (табл. 3).

Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи в верховьях р.Мордыяха заметно варьирует в разных типах льда и составляет: в хрустальном и стекловатом льду с небольшим количеством вертикальных включений супеси 2,27 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 1,12 до 6,76 мг/л. Средняя концентрация сульфатов в хрустальном и стекловатом льду составляет 2,36 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 1,22 до 4,1 мг/л.

Средняя концентрация анионов хлора в ледогрунте составляет 7,0 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 2,50 до 15,96. Средняя концентрация сульфатов в ледогрунте составляет 9,76 мг/л, а разброс в разных частях залежи - от 3,03 до 20,27 мг/л.

Таблица 3. Ионный состав пластового и повторно-жильного подземного льда в верховьях р.Мордыяха

Номер образца Тип льда Глубина, м мг/л к+, мг/л Мд2+, мг/л Са2+, мг/л СГ, мг/л мг/л БО42-, мг/л

Пластовый лёд в термоцирке

11-УиУ-2/3 Пластовый лед, стекловатый, вертикально-слоистый, в 6 м от правого края пласта 6 6,10 1,59 0,56 0,74 1,12 2,78 4,45

11-УиУ-2/4 6,5 1,44 0,96 0,55 1,30 1,72 4,42 1,57

11-УиУ-2/5 Ледогрунт 7 16,33 3,10 1,71 1,95 2,50 10,60 20,27

11-УиУ-2/6 7,5 68,51 4,96 3,31 2,71 15,96 8,13 5,99

11-УиУ-2/7 Ледогрунт, в 1 м левее обр.2/3 6 6,20 1,52 1,65 2,26 2,54 3,55 3,03

11-УиУ-2/8 Хрустальный лед с небольшим количеством вертикальных включений супеси светло-серой 6 1,69 1,46 0,66 0,87 1,71 3,49 1,73

11-УиУ-2/9 Тот же лед, на 2 м левее обр.2/3 6 2,62 1,57 0,96 1,05 2,27 6,36 1,97

11-УиУ-2/10 Тот же лед, на 3 м левее обр.2/3 6 3,42 1,41 0,81 0,82 1,12 4,93 2,90

11-УиУ-2/11 Тот же лед, на 4 м левее обр.2/3 6 2,91 0,94 0,52 0,75 1,22 1,91 2,00

Тпт *р прл

11-YuV-2/12 на 4 м левее обр.2/3 и на 1 м ниже 7 4,10 1,58 0,88 0,76 6,76 2,61 1,98

11-YuV-2/13 Пылеватый темно-серый льдистый вертикально- слоистый песок со льдом 9-10 144,00 7,30 5,28 2,52 80,00 14,23 16,81

Пластовые ледяные залежи в долине р.Еркутаяха

Строение и изотопный состав ледяных залежей в долине р.Еркутаяха.

Гетерогенная пластовая ледяная залежь-^- с парагенетическим сочетанием автохтонного сегрегационного ледяного пласта и автохтонного инъекционного пластового льда на левом берегу исследована нами в июле 2010 г. на Южном Ямале, в урочище Яролабхана, близ разъезда 10 на 222 км железной дороги Обская-Бованенково, в 4 км ниже железнодорожного моста. Это самое южное из изученных на Ямале местонахождений пластовых льдов. В обнажении высотой 18-20 м, сложенном преимущественно слоистыми песками, вскрывается лёд двух типов: в центральной части вскрыт шток деформированного льда вертикального направления, а на контакте с ним по обеим сторонам - дислоцированная слоистая пластовая залежь (рис. 8, 9).

Изученное Ю.К. Васильчуком и H.A. Буданцевой обнажение пластового льда располагается на Южном Ямале, на левом берегу р.Еркутаяха (68РГ18" с.ш., 68° 51'39" в.д.).Г7,1°1 Это самое южное из изученных на Ямале местонахождений пластовых льдов.

В обнажении высотой 15-18 м вскрывается дислоцированная пластовая залежь общей протяженностью около 100 м, которую вмещают преимущественно слоистые пески. Наиболее полно ледяная залежь вскрыта в цирке.

В центральной части цирка пластовая залежь залегает прямо под слоем сезонного протаивания, она здесь резко задрана кверху и срезана, скорее всего, постгенетическим субаквальным протаиванием. В апикальной части цирка залежь перекрыта голоценовыми озёрно-болотными осадками мощностью около 1 м.

По обе стороны от центральной части залежи ледяные слои круто наклонно падают (см. рис. 8 и 9) и уже через 15 м кровля ледяной залежи оказывается на глубине 8 м.

Лед внутри залежи характеризуется существенно различной криотекстурой. Это преимущественно лёд четырёх типов: 1) лёд чистый матовый белый, с большим количеством газовых ксеногенных включений; 2) лёд "хрустальный" прозрачный, иногда с включениями грунта; 3) лёд серый со стальным отливом, слоистый, слоистость параллельна наклону верхней поверхности ледяной залежи; 4) лед серый блочный, залегает в виде черепицы.

В общем сложении залежи нами-1-^1 выделена центральная дислоцированная часть -шток с вертикально и субвертикально залегающими слоями льда (лёд здесь хрустальный и грязно-серый с большим количеством минеральных включений) и две периферийные части, сложенные горизонтальнослоистым льдом (лёд здесь преимущественно серый со стальным отливом, слоистый, матовый белый и серый блочный). Горизонтальная

слоистость этих двух частей залежи меняется на наклонную на контакте с центральным штоком. Такой контакт свидетельствует о воздействии льда центрального штока на залегание горизонтальнослоистого льда.

С востока на запад слоистый лёд общей протяженностью более 100 м крутонаклонно падает и уже через 15 м кровля этой ледяной залежи оказывается на глубине более 8 м. Лед слоистый, слоистость параллельна наклону верхней поверхности ледяной залежи.

Строение ледяного комплекса на р.Еркутаяха и исследование спорово-пыльцевых остатков во льду, продемонстрировавшее почти исключительно тундровые пыльцу и споры, позволило более определённо ответить на вопрос о генетической принадлежности изученной залежи. В апикальной части залежи лёд инъекционный, а в дистальных частях по обеим сторонам от центральной инъекции лёд сегрегационный (рис. 10), т.е. ледяная залежь гетерогенная автохтонная, образованная сочетанием

сегрегационного и инъекционного пластовых льдов,Г7'101

Я^ I 1 ... ' |4

Рис. 8. Гетерогенная пластовая ледяная залежь: парагенез сегрегационного и инъекционного ледяных пластов в толще казанцевских отложений в долине р.Еркутаяха на юге Ямала (по Ю.К.Васильчуку и др.-Ш^-):

1 - сегрегационный горизонтально-и субгоризонтальнослоистый лёд; 2 - инъекционный вертикальнослоистый лёд; 3 - голоценовые озёрно-болотные суглинки и супеси с торфом; 4 - пески, вмещающие ледяную залежь; 5 - оплывина

Для изотопных и гидрохимических определений было отобрано 33 образца пластового льда из разных фрагментов обнажения и изо льда разных типов.

Вариации стабильных изотопов кислорода и дейтерия в залежи существенны: во льду чистом, матовом, белом значения б180 изменяются от -19,64%о до -20,54%о, а значения б2Н - от -152,4%о до -156,9%о, во льду "хрустальном" прозрачном значения б180 варьируют от -19,24%о до -20,24%о, а б2Н от -149,6%о до -160,7%о

Во льду сером, прозрачном со стальным отливом значения б180 изменяются от -19,44%о до -21,33%о, а величины с12Н от -150,3%о до -163,8%о, а во льду сером блочном и грязно-сером значения б180 более отрицательные и они варьируют от -22,13%о до -23,42%о, а значения б2Н от -165,5%о до -172,7%о.

Оценивая весь диапазон изменчивости б180 (около 4%о) и б2Н (около 20%о) можно говорить о сравнительно малых колебаниях изотопного состава, следовательно, исходная вода для льда всех типов была одной и той же или близкой по изотопному составу.

К тому же изотопные различия практически не превысили обычную изотопную разницу, возникающую вследствие фракционирования при промерзании свободной воды.

Сравнительно небольшой диапазон вариаций изотопного состава говорит скорее в пользу внутригрунтовой природы залежей, хотя существенные различия в текстуре льда заставляют думать, что деформированный и вертикально-слоистый лёд в центральной части залежи скорее имеет инъекционную природу.

Выявлены различия и в степени окатанности кварцевых частиц - во льду штока они неокатанные, а в горизонтально-слоистом периферийном льду окатанность кварцевых частиц хорошая.

Это указывает на различные источники поступления воды для питания вертикально-слоистого льда центрального штока и горизонтально-слоистого периферийного льда.

Рис. 9. Пластовый лёд в долине р. Еркутаяха Фото Ю.К. Васильчука

Рис. 10. Структура пластового льда в долине р. Еркутаяха Фото Ю.К. Васильчука

Ионный состав пластового подземного льда в долине р. Еркутаяха. В ионном составе пластового льда в долине р. Еркутаяха наблюдается примерно равное

количество катионов Ыа+, достигающих 3,64 мг/л, К+ и Мд2+до 2,71 и 2,56 мг/л во льду грязно-сером с большим количеством минеральных включений (табл. 4). Среди катионов

доминируют N03" и сульфаты (БО^2') до 5,61 и 6,35 мг/л, соответственно.

Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи в долине р. Еркутаяха варьирует в разных типах льда и составляет: в хрустальном и молочно-белом льду 0,76 мг/л, во льду сером с большим количеством включений 1,46 мг/л, а в вертикальнослоистом льду центрального штока 1,48 мг/л.

Таблица 4. Ионный состав пластового подземного льда, располагающегося на левом

берегу р.Еркутаяха, южный Ямал, в июле 2010 г. (точка 10-Уи\/-Уегк)

№ образца Тип льда Высота над урезом р.Еркутаяха, м мг/л к+, мг/л Мд2+, мг/л Са2+, мг/л СГ, мг/л мг/л БО42-, мг/л

Горизонтальнослоистый периферийный лёд

10-4 иЧ-Уегк/1 Хрустальный лед 1 1,17 0,83 1,51 2,86 1,09 0,41 4,71

Ю-УиУ-Уегк/2 Хрустальный лед 0,7 1,53 0,73 0,24 1,21 1,80 4,29 0,82

Ю-УиУ-Уегк/З Хрустальный лед 0,6 1,33 0,76 0,43 1,32 1,47 4,97 1,05

Ю-УиУ-Уегк/4 Лед молочно-белый 1 0,93 0,43 0,96 1,30 1,02 0,98 3,49

Ю-УиУ-Уегк/5 Лед молочно-белый 0,7 1,19 0,66 0,11 0,83 1,32 4,69 0,28

Ю-УиУ-Уегк/б Лед молочно-белый косослоистый 0,6 0,60 0,22 0,05 0,24 0,51 1,01 0,10

Ю-УиУ-Уегк/7 Лед стальной серый с включениями грунта 1 0,45 0,37 0,37 0,68 0,36 0,48 0,45

Ю-УиУ-Уегк/10 Лед молочно-белый, близ верхнего контакта с прозрачно-серым 0,7 0,65 0,18 0,04 0,11 0,65 1,07 0,10

Ю-УиУ-Уегк/11 Лед хрустальный 1 2,24 0,89 0,36 2,10 2,28 5,61 0,27

Ю-УиУ-Уегк/12 0,9 1,08 0,74 0,87 1,79 0,83 1,19 1,53

Ю-УиУ-Уегк/13 0,8 1,12 0,37 0,66 1,24 0,95 0,97 1,02

Ю-УиУ-Уегк/14 0,7 1,42 0,78 0,71 1,14 1,63 2,43 0,67

Вертикальнослоистый лёд центрального штока

Ю-УиУ-Уегк/15 Лед хрустальный 10 2,97 1,07 0,92 0,77 0,95 1,60 0,94

Ю-УиУ-Уегк/1б Лед хрустальный 9,5 1,39 0,11 2,02 3,95 1,46 2,29 6,35

Ю-УиУ-Уегк/17 Лед хрустальный 9 1,54 0,38 0,06 0,41 1,55 1,43 0,36

Ю-УиУ-Уегк/18 Лед прозрачный серый 8,5 1,08 0,23 0,22 0,90 1,52 1,14 0,19

Ю-УиУ-Уегк/19 Лед серый 8 1,67 0,80 0,45 3,17 1,92 0,76 0,59

Горизонтальнослоистый периферийный лёд

Ю-УиУ-Уегк/20 Лед грязно-серый с большим количеством включений 8,2 3,37 1,38 1,39 2,18 0,90 3,48 2,15

Ю-УиУ-Уегк/21 8 3,64 2,71 2,56 1,99 2,73 4,45 5,94

Ю-УиУ-Уегк/22 Лед серый 7,5 2,02 1,32 0,99 1,87 1,35 5,36 1,64

Ю-УиУ-Уегк/23 Лед серый прозрачный 7 0,87 0,68 0,51 0,91 0,80 1,62 0,77

Ю-УиУ-Уегк/24 Лед серый 6,5 1,63 0,27 0,16 1,23 1,50 0,10 0,18

Ю-УиУ-Уегк/2б Лед серый блочный, залегает в виде черепицы 1,15 0,42 0,46 0,07 2,25 0,45 1,55 0,28

Ю-УиУ-Уегк/27 Лед серый 1,35 0,25 0,19 0,08 0,11 0,15 0,53 0,05

Ю-УиУ-Уегк/28 Лед серый 1,5 0,41 0,24 0,05 0,11 0,28 0,56 0,07

Ю-УиУ-Уегк/29 Лед серый 1,63 0,56 0,11 0,10 2,08 0,38 0,01 0,06

Ю-УиУ-Уегк/ЗО Лед серый 1,75 0,27 0,21 0,14 0,20 0,15 0,05 0,15

Ю-УиУ-Уегк/31 Лед серый 1,9 0,22 0,10 0,15 0,18 0,24 0,04 0,26

Ю-УиУ-Уегк/32 Лед серый 2,05 0,40 0,10 0,05 2,41 0,26 0,04 0,25

Ю-УиУ-Уегк/ЗЗ Лед серый 2,2 0,39 0,10 0,10 0,24 0,18 0,64 0,24

Ю-УиУ-Уегк/34 Лед серый 2,35 0,44 0,10 0,10 0,08 0,18 0,01 0,13

Ю-УиУ-Уегк/35 Лед серый 2,5 0,12 0,22 0,05 0,27 0,24 0,01 0,15

Совместный анализ распределения ионного пыльцевых остатков в пластовой залежи на внутригрунтовая (автохтонная) гетерогенная)

состава, стабильных изотопов и спорово-р.Еркутаяха позволяет заключить, что это пластовая залежь Д7-10!

Дискуссия

Распределение солей в подземных пластовых льдах Западной Сибири весьма различно. Это связано и с разной степенью «загрязнения» пластового льда минеральными включениями, а также с разным механизмом формирования залежей и различной

природой воды - ресурса питавшего ледяные пласты.

Голоценовые пластовые льды близ пос. Сабетта. В толще лайды пластовые льды, имеют различную мощность и глубину залегания. Как правило, пластовые залежи приурочены к песчаным отложениям и только в одном случае пластовый лед постилается маломощным супесчаным горизонтом. Пластовые залежи имеют ярусное расположение по глубине,

так четырьмя скважинами вскрыты пластовые льды трех ярусов^-^^!; линзы льда мощностью около 1 м или чуть менее залегают на глубинах 2, 4 и 8 м от поверхности. Ледяная пластовая залежь нижнего яруса при этом может иметь протяженность более 50 м. Одной из скважин была вскрыта пластовая залежь верхнего яруса, имеющая

мощность около 3 м (залегает на глубинах от 2 до 5 м от поверхности).

Голоценовые пластовые льды в толще первой террасы могут быть весьма протяженными - более 50 м и мощными - более 2 м. Интересно, что в этих случаях пласты имеют продолжение в толщу лайды. В ряде случаев пластовые залежи верхних ярусов пронизаны повторно-жильными льдами.

Минерализация льда изученных залежей заметно варьирует: от 13,5 мг/л до 81,9 мг/л.-^1 В белом и коричневом неслоистом льдах преобладают хлориды.

Таблица 4. Геохимический состав голоценовых пластовых ледяных залежей близ пос. Сабетта на северо-востоке п-ова Ямал

М, мг/л (ТОБ, СГ , БО42-, М03, к+, Са2+, Мд2+,

мкСм) РН мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л б180

скв.42 (156) 0,6-3,4 м, лед коричневый, вертикальнослоистый

40,64 -

(102,5) 7,9 5,24 7,37 0,11 7,66 3,36 2,44 6,86 25,93

скв 17(60) 6,9-9,2 м, Лед белый

13,52 -

(13,5) 8 2,99 1,23 0,15 1,95 0,93 0,62 3,26 15,15

скв.12 (32) 5,5-7,0 м Лед, коричневый, неслоистый

81,9 (233) 7,5 24,41 3,39 0,17 23,54 3,26 4,35 9,8 19,61

Ультрапресный коричневый вертикально-слоистый лед (минерализация 40,64 мг/л) характеризуется хлоридно-сульфатно-магниевым составом; лед - слабощелочной (рН -7,9), залегает в песчаной толще. Содержание карбонатов в нем 29,14 %-экв, что может быть соотнесено с постепенным промерзанием вмещающих песков. Соотношение

СГ/Б042" в нём составляет 0,96.По химическому составу этот лед ближе всего к

химическому составу вод Обской губы, приводимому С.М.ФотиевымСоотношение С1-/Э042" в Обской губе составляет 0,84, т.е. во льду сульфат ионов несколько больше, что закономерно при промерзании песчаного водонасыщенного коллектора.1121

Коричневый неслоистый ультрапресный лед (81,9 мг/л) имеет хлоридно-натриевый состав и слабо-щелочной рН, соотношение СГ/Б042" составляет 9,77. По данному соотношению, а также по содержанию анионов и катионов, к этому льду близки значения среднего состава пресных пластовых льдов на Ямале.-^! Заметим также, что близкие

значения имеет также вода Карского моря. Другой образец коричневого неслоистого льда (229,28 мг/л) также характеризуется хлоридно-натриевым составом, и нейтральным

рН, но соотношение СГ/БСЦ2" в нем существенно выше - 68,91, что связано с очень низким содержанием сульфат-ионов, что часто отмечается в криопэгах, особенно под руслами рек. Прямых аналогов среди пресных или солоноватых подземных льдов этому образцу коричневого неслоистого льда авторы не обнаружили. Наиболее близкие

коричневому льду значения соотношения СГ/БСЦ2" а также состав, как анионов, так и катионов, характерен для подрусловых таликов рек бассейна Обской губы - 27,67 и для среднего состава солоноватых пластовых льдов на Ямале - 2б,39.-'-^1

Белый лед - наиболее пресный из всех изученных в разрезах скважин в устье р.Сабеттаяха. Его минерализация составляет 10,92-13,52 мг/л. Хотя лед ультрапресный, но имеет хлоридно-магниевый и хлоридно-кальциевый состав, рН слабощелочной (8,00-

8,01). Соотношение СГ/БО^" - в пределах 3,29-4,95. Похожий химический состав отмечен для среднего состава текстурообразующих льдов Ямала,1271 а также для речных вод'-^'- Ямала значения соотношения С1-/5042", соответственно, - 4,30 для текстурообразующих льдов - 4,67 для речных вод бассейна рек Карского моря.

Особенности химического состава подземных пластовых льдов разного типа в устье р. Сабетта демонстрируют образование подземных льдов за счет питания грунтовыми, озерными, болотными и атмосферными водами. Анализ криогидрохимических особенностей пластовых льдов в устье р.Сабетты позволяет предположить, что вертикально слоистый коричневый лед сформировался при промерзании песков, насыщенных водами Обской губы; коричневый неслоистый лед мог сформироваться в результате промерзания вод подозерного талика, происхождение белого ультрапресного льда также можно связать с озерными и речными водами .Г12'32!

Пластовые льды в низовьях Ямальского Юрибея. Ледяные пласты, вскрывающиеся в низовьях р.Юрибей на Западном Ямале исследованы Ю.К.Васильчуком в 1987 г. в

разрезе останца казанцевской равнины в низовьях Ю рибея Она залегает здесь в толще темно-серых суглинков. Криогенная текстура их в зоне контакта со льдом средне-и крупносетчатая, среднешлировая. На глубине 15 м в широком, более 20 м, полукруглом цирке вскрывается мощное ледяное тело. Строение ледяного тела сложное. В осевой части пласта располагается ледяное ядро трапециевидной формы шириной в нижней части 3, в верхней - 2,5 м. На контакте с этим ядром наблюдается ледогрунт, состоящий из прослоев льда мощностью до 0,5 м и суглинка мощностью 0,2-0,3 м, причем наклон слоев льдогрунта повторяет направление боковой поверхности ядра. Угол наклона слоев 40°.

Ледяной пласт при этом, вероятно, сформировался в результате неоднократных инъекций воды и суспензии с последующим сегрегационным разделением ее на лед и грунт.

Анализ водной вытяжки из вмещающего пласт льда суглинистого грунта и прослоев грунта в толще льдогрунта показал идентичность их состава. Общее количество водно-растворимых солей во вмещающих отложениях изменяется от 0,09 до 0,3%, в прослоях грунта - около 0,3%. И в тех, и в других наблюдается преобладание сульфатов (до 1,8 мг-экв) и хлора (до 1,4 мг-экв) и подчиненное значение гидрокарбонатов (до 0,2 мг-экв). Среди катионов резко доминируют ионы натрия (до 3,5 мг-экв), а содержание ионов кальция (не более 0,1 мг-экв) и магния (до 0,14 мг-экв) крайне невелико. Таким

образом, вмещающие отложения и прослои грунта во льду характеризуются слабым хлоридно-сульфатно-натриевым засолением, что позволяет предполагать отложение осадков в условиях неглубокого слабозасоленного морского бассейна.

В химическом составе воды из льда центрального ядра наблюдается незначительное преобладание гидрокарбонат-иона (до 1,1 мг-экв) и меньшее содержание хлор- и сульфат-ионов (до 0,3-0,8 мг-экв). Среди катионов резко преобладает натрий-ион (до 1,7 мг-экв), тогда как содержание ионов кальция и магния не более 0,1 мг-экв. Из приведенных данных следует, что ионный состав льда отличается от состава водной вытяжки вмещающей породы и прослоев грунта во льду, хотя налицо аналогия их катионных групп.

Для исследования генезиса вмещающих отложений были привлечены также данные анализа фораминифер (аналитик Г. Н. Недешева). Установлено, что в разрезе отражены два этапа осадконакопления. Нижняя часть разреза (интервал глубин 19-21 м) сформировалась в условиях мелководного бассейна с пониженной соленостью и температурами, не превышающими 2°, о чем говорит обедненный комплекс бореально-арктических форм фораминифер. Доминирующие виды Elphidium subclavatum, Cassidulina subacuta, Cassandra teretis. Выше по разрезу фораминиферы встречаются единично (Elphidium subclavatum, Cussidulina subacuta), содержание натрий- и хлорид-ионов уменьшается от сотых до тысячных долей процента, что указывает на форми! рование толщи в условиях нарастающего похолодания и понижения солености.

Промерзание отложений, слагающих массив в низовьях Юрибея, началось, судя по наличию сингенетической ледяной жилы в песках казанцевской свиты, перекрывающих среднечетвертичные суглинки, в начале верхнечетвертичного времени. Суглинки промерзали эпигенетически. После того как фронт промерзания достиг водоносного горизонта, он частично промерз; при этом в пласте значительно повысилось внутрипластовое давление. Промерзание грунта обусловило возникновение деформаций в суглинистой толще, появление в них трещин. Нарушение сплошности кровли над водоносным промерзающим горизонтом повлекло за собой интенсивный выброс воды, находящейся под большим давлением, вверх. Структурные особенности перекрывающих суглинков приводили к тому, что в верхней части разреза напорные воды проникали в толщах по контакту между плитчатыми отдельностями, формируя льдогрунт с вертикальнослоистой толстошлировой криотекстурой. После разгрузки в результате выброса вод, внутригрунтовое давление падает. В дальнейшем промерзание охватывало нижезалегающие водоносные горизонты, в результате чего происходили повторные инъекции, которые внедрялись в уже деформированную верхнюю часть разреза и замерзали в виде штока. Судя по неоднородности строения пластов, структуры, цвета льда и состава спор и пыльцы, такие инъекции происходили неоднократно.-I-^I

Пластовые льды в среднем течении Ямальского Юрибея. В 1977 г. в среднем течении этой реки по правому берегу в пределах возвышенности Хой изучен-^ более хорошо обнажившийся сложный по строению массив мерзлых толщ, содержащий субвертикальные слои (штоки) льда (рис. 11).

В этом массиве в верхней части обнажения вскрыты дислоцированные слоистые пески коричневые и охристо-желтые общей мощностью до 10 м. Под ними по крутопадающему (близкому к субвертикальному) контакту располагаются темно-серые тяжелые суглинки мощностью 10-11 м. В верхней части они слегка опесчаненные, имеют массивную криогенную текстуру, которая сменяется в нижней части на слоистую. В этих суглинках

залегают два «пласта» льда. Первый из них имеет видимые размеры 2,5X4 м. Он залегает субвертикально (на рис. 11 он находится слева и имеет более светлую окраску), нижний его конец закрыт осыпью. На контакте его с вмещающими суглинками верхнего слоя наблюдается прослой тонкозернистого тонкослоистого песка темно-серого цвета; мощность прослоя 0,1 м.

Рис. 11. Обнажение ледяных пластов погребенного седиментационного (слева) и инъекционного (справа) генезиса в среднем течении Юрибея (Ямал). Фото А. И. Спиркина

Слоистость суглинистых пород, непосредственно контактирующих с этим пластом горизонтальная, без следов деформаций и смятия, ориентирована согласно направлению длинной оси пласта. На некотором удалении от него суглинки сильно дислоцированы, смяты в антиклинальную складку (см. рис. 11). В пласте выделяется два вида текстуры льда. Верхняя часть пласта мощностью 2 м состоит из белого льда с большим количеством пузырьков воздуха, нижняя часть - из прозрачного льда. Второй «пласт» льда вскрывается в 5 м выше по течению (справа от первого) и на 0,6-0,8 м ниже первого. По форме в обнажившемся срезе он напоминает грушу. Слои вмещающей породы над ним сильно деформированы, особенно в апикальной части, где наблюдаются разрывные нарушения. Криотекстура очень сильнольдонасыщенной вмещающей породы вокруг этого «пласта» сетчатая, причем вертикальные шлиры выражены отчетливее горизонтальных. Сказанное свидетельствует о том, что это «пласт» инъекционного генезиса, причем он сформировался существенно позже первого пласта.

Но если верхний пласт осадочного (седиментационного) льда, то почему же он залегает в настоящее время не горизонтально, а субвертикально? Какие силы придали ему это неестественное для седиментационного пласта положение?

По мнению В.Т. Трофимова и Ю.К. Васильчук^21, сложное строение этот массив получил позже седиментации пласта льда и промерзания вмещающих его суглинистых отложений. Создание такого специфического строения связано с внедрением масс воды и суспензии из нижележащих толщ во время их эпигенетического промерзания в

верхнечетвертичное время. Их инъекция, центр которой находился около одного из концов пластового захороненного льда, обусловила сильный «разворот» пласта и вмещающих его пород и создание сложной «складки», отчетливо видной на рис. 11.

Минерализация пластовых льдов в среднем течении Ямальского Юрибея - от 20 до 300 мг/л. Таким образом, нередко даже в пределах одного массива могут встречаться пластовые льды самого различного генезиса, на первый взгляд, казалось бы, несовместимые, так как инъекционные льды, как правило, считаются показателем эпигенетического промерзания толщ, а погребенные - сингенеза.

Пластовый лед близ Марре-Сале. Дислоцированные пластовые ледяные залежи инъекционного генезиса в районе Марре-Сале были изучены И.Д.Стрелецкой с

соавторами^25,26! и Е.А.Слагодой с coa вторам и.Пластовые льды в районе Марре-Сале залегают преимущественно в нижних частях береговых уступов высотой до 20-30 м и приурочены к дислоцированным отложениям морского и прибрежно-морского

генезиса Видимая мощность этих отложений достигает 20 м, в их составе

преобладают глины и суглинки с прослоями песков и супесей.

Прослои серо-желтых и бурых песков и супесей резко выделяются на фоне темно-серых глин и подчеркивают дислоцированность толщи. Толщина песчаных и супесчаных прослоев обычно не превышает 0,5-1,0 м, а их доля составляет чуть более 12% от суммарной мощности обследованных разрезов.

В интервале от 5,5 до 4,5 м над уровнем моря обнаружен пластовый лед. Проведенное геохимическое опробование разрезов, как не содержащих, так и содержащих пластовые льды, показало, что отложения засолены. Состав водно-растворимых солей в отложениях преимущественно хлоридно-натриевый, степень засоления обычно увеличивается вниз по разрезу, достигая в глинах 0,9%, в песках и супесях - 0,2%. В разрезах, содержащих пластовые льды, количество водно-растворимых солей сокращается при приближении к залежи.

Пластовый лед в разрезе является пресным (общая минерализация изменяется от 39,0 до 67,0 мг/л) и по соотношению ионов отличается от порового раствора перекрывающих и подстилающих песчано-глинистых отложений. В расплавах пластового льда отсутствуют сульфаты и существенно больше гидрокарбонатов. В отличие от атмосферных осадков льды содержат больше магния и меньше кальция и натрия. Минерализация расплавов льда, отобранных в разных частях залежи, различная: минимальная величина отмечается в центре залежи (39 мг/л), а к верхнему и нижнему контактам она возрастает (67 и 54 мг/л, соответственно). От центра залежи к контактам увеличивается содержание хлор и магний-ионов. Скорее всего, соли попадали в опресненные грунтовые воды до промерзания толщи из засоленных песков, которые играли роль водоносного горизонта, и из размываемых глин. Степень засоления песков на нижнем контакте льда в несколько раз выше, чем в перекрывающих залежь песках, минерализация порового раствора увеличивается здесь до 2362,4 мг/л. Вероятно, это связано с тем, что при промерзании

часть солей отжималась вниз.-^1

Е.А.Слагода с coa втора ми^41 выявили четкое отличие нижней залежи, залегающей согласно с вмещающими морскими глинами, от других типов льда. Лед нижней залежи характеризуется относительно повышенными значениями минерализации (до 350 мг/л) за счет хлоридов натрия (более 50 % от суммы солей), пониженным содержанием гидрокарбонатов кальция и магния (менее 10 %). Проба льда из одной из расчисток

характеризуется типичным для морской воды соотношением основных ионов: (rNa+ +

гК+)/гСГ и гМд2+/гСГ, равным 0,9 и 0,2 соответственно. Химический анализ образцов льда из верхней залежи характеризуется гидрокарбонатным натриево-кальциевым составом, что типично для пресных вод выщелачивания. Верхние части ледяных лакколитов в песчаных отложениях менее минерализованы по сравнению с нижними горизонтальными участками залежи в льдистых суглинках, в которых широко распространены грунтовые включения и ледогрунтовые прослои. С ростом минерализации во льду горизонтальных участков верхней залежи отмечено преобладание гидрокарбонатов натрия по сравнению с суммой гидрокарбонатов кальция и магния, что Н.П. Анисимова отметила как характерный признак для промерзающих замкнутых таликов в песчаных отложениях. Максимальная минерализация выявлена в линзовидных включениях прозрачного льда с крупными пузырьками воздуха, здесь отмечено высокое содержание хлоридов натрия (до 70 % от суммы солей при среднем содержании 20-40

Пластовый лед верхней залежи в районе Марре-Сале, залегающей в отложениях таберального комплекса и синкриогенных озерно-аллювиальных отложениях, по данным А.Н. Бутакова^1,2! имеет минерализацию от 33 до 274 мг/дм3 при среднем значении 94

мг/дм3, гидрокарбонатно-хлоридный, гидрокарбонатный, кальциево-магниево-натриевый и натриевый состав. Пластовый лед нижней залежи имеет минерализацию от 23 до 455

мг/дм3 при среднем значении 155 мг/дм3, гидрокарбонатно-хлоридный и хлоридный, кальциево-магниево-натриевый, кальциево-натриевый и натриевый состав.

Пластовый лед Бованенково. С.М. Фотиев проанализировал данные химического состава пластовых льдов Бованенково, приведенные в работах Ю.Б. Баду, В.В. Баулиным, Ю.К. Васильчуком, Г.И. Дубиковым, М.М. Корейшей, Л.Н. Крицук, М.О. Лейбман, И.Д Стрелецкой, Н.А. Шполянской и др. и показал зависимость химического состава пластовых льдов от их минерализации. В ионном составе льда с минерализацией от 10 до 300 мг/л обычно превалируют ионы НСО3", а в солевом составе - бикарбонаты. Такой

состав льда формировался при активном участии озерных вод. В ионном составе льда с минерализацией от 300 до 1000 мг/л и особенно от 1000 до 10 000 мг/л преобладают

ионы СП и Na+, а в солевом составе - морские соли или хлориды.Такой состав льда формировался при активном участии либо морской воды, либо криометаморфизованной морской воды. С.М. Фотиев предположил, что морские воды проникали в пласт льда. Они меняли первичный гидрокарбонатный состав льда на хлоридный и повышали его ничтожную минерализацию до 300-1000 мг/л и более.

Пластовый лед в районе пос. Харасавэй. Пластовая залежь, вскрывающаяся в обнажении второй террасы вблизи пос. Харасавэй, вертикальной мощностью более 1,5-2 м, была неоднократно детально описана и опробована, поэтому интересно сравнить результаты гидрохимического опробования. И. 16,21,281 Химический анализ льдов из второй террасы показывает, что все льды пресные, гораздо реже - слабозасоленные, минерализация их составляет от 40 до 700 мг/л, а ионный состав меняется по площади и глубине. Соотношение между различными анионами не остается постоянным: по преобладающему аниону льды могут относиться либо к гидрокарбонатному, либо к сульфатному, либо к хлоридному классу; по ведущему катиону все они объединяются в группу натрия. Лед блоков монолитного льда характеризуется меньшей минерализацией по сравнению с текстурообразующим 70-140 мг/л. Солевой состав, в целом, имеет следующую зависимость СП > НСО3- > SO42- и Na+ + К+ > Са2+ > Мд2+, что указывает

10.7256/2453-8922.2024.2.71097 на морское происхождение воды.-!-^-

Интересные данные получены М .А.Великоцким и Ю .В.МудровыгД^- при изучении распределения солей во льдах различных типов. В молочно-белом льду наибольшее количество солей (143 мг/л) наблюдается в середине линзы, а в прозрачном (160 мг/л и 213 мг/л) - в верхней и нижней ее частях.

По наблюдениям В.В.Орлянского^И залежи подземных льдов приурочены к контактной зоне песчаных и глинистых отложений. Он отмечает тесную связь между формами и размерами ледяных тел и характером деформаций подошвы глинистой толщи. Линзовидные залежи льдов приурочены в куполовидным деформациям на подошве глинистой толщи с расстоянием между крыльями складок на подошве в несколько десятков метров и амплитудой около 10-20 м. Химический состав подземных льдов, обнажающихся в абразионном уступе морского побережья в районе пос. Харасавэй, характеризуется преимущественно гидрокарбонатно- и сульфатно-хлоридно-натриевым

составом с содержанием сухого остатка 10-80 мг/л.-^1

Химический анализ льдов из второй террасы показывает, что все льды пресные, гораздо реже - слабозасоленные, минерализация их составляет от 40 до 700 мг/л, а ионный состав меняется по площади и глубине. Соотношение между различными анионами не остается постоянным. Льды, относящиеся к гидрокарбонатному классу, имеют кислую реакцию, к сульфатному и хлоридному - слабокислую и нейтральную. Степень минерализации льда и степень засоления вмещающих эти льды отложений существенно различаются. Отмечается резкое снижение засоленности по мере приближения к залежи льда.

Пластовый лед на берегу озера Нейто. Пластовый лед в песчано-глинистой толще в районе оз. Ней-То образует горизонтальные или слабо наклонные сложнопостроенные

залежи, в которых Г.И. Дубикос/17,18! выделил 3 типа льда. 1). Лед А - молочно-белого цвета, непрозрачный, с минимальным (не более I %) содержанием минеральных примесей и большим числом пузырьков газа диаметром 0,5-3,5 мм. Лед крупнокристаллический, неслоистый, глыбового сложения и приурочен всегда к верхним частям пластовых залежей. 2). Лед Б - стекловидный, прозрачный, крупно- и мелкокристаллический, темного цвета в обнажениях, содержит редкие включения отдельностей глин и взвеси песчаных и глинистых частиц, а также редкие пузырьки газов в зонах мелких кристаллов. Этот тип наблюдается во всех частях пластовых залежей и распространен как самостоятельно, так и в сочетании с другими типами. 3). Лед В всегда черного цвета, содержит большое количество минеральных примесей и часто именуется ледогрунтом. Примеси по составу не всегда соответствуют окружающим породам, часто встречаются чуждые минеральные включения: песчанистые глины с включениями гравия. Включения имеют вид грунтовой взвеси, "плавающей" во льду, мелких отдельностей слоистой глины и сгустков глинистых частиц. В химическом составе этих трех разновидностей пластовых залежей льда выявлены существенные различия.

Минерализация, содержание иона СГ и отношение Ыа+/Са2+ возрастает от льда А ко льду В в связи с увеличением количества минеральных примесей. В этом же

направлении отношение ЭМд2+/ЭСГ сокращается, а преобладающий гидрокарбонатно-хлоридно-натриевый тип льда сменяется хлоридно-натриевым или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевым. В пластовых льдах содержание ионов Ыа+ значительно преобладает над содержанием ионов Са2+ и Мд2+ особенно в ледогрунте. Отношение ЭМд2+/ЭСГ у всех типов льда (средние значения для льда А - 0,83; для льда Б - 0,49 и

для льда В - 0,2) типично для вод морского типа. Солевой состав льдов пластовых залежей имеет зависимость НСО3" > СГ > БСЦ2" (65 % случаев) и Ыа+ > Са2+ > Мд2+ (81% случаев), которая также присуща водам морского типа,Г17'181

Пластовый лед в долине р. Сеяха (Мутная). В береговых обнажениях р. Сеяха видимая мощность пластов составляет 5-10 м, реже до 20 м, а видимая протяженность - 100-150

м.-Ч^! Горизонтально залегающие пласты льда состоят из параллельных слоев чистого льда, чередующихся с прослоями льда, загрязненного минеральными включениями (от песчаной мути до угловатых осколков плотной глины) размером 3-4 мм. Лед слабо минерализован (0,02-0,06 г/л), в ионном составе преобладают гидрокарбонаты, магний, кальций и натрий при повышенном содержании хлоридов близ контактов с вмещающей породой.[20 с. 141]

Пластовые льды в отложениях первой террасы р.Гыда. Отложения первой террасы в

устье р.Гыда датируются предголоценовым временем - 10-14 тыс. лет назад -£121. у пос.Гыда пластовые линзообразные залежи встречены в парагенезе с повторно-жильными льдами. Пласты льда высотой до 0,4 м, шириной до 8 м залегают здесь в оторфованных прослоях песка, слагающих террасу.

Таблица 4. Минерализация и ионный состав пластового внутригрунтового

инфильтрационно-сегрегационного льда близ пос. Гыда. Из Ю.К. ВасильчуксГ3, том- 2- СТР-

38-391

Сухой НС03", Ыа +

Полевой Глубина, остаток, мг/л мг/л СГ, БО42-, Са2+, Мд2+, + к+,

№ м мг/л мг/л мг/л мг/л мг/л рн

303- 44 18

УиУ/9 2,8 4 7 8 2 1 7,2

303- 32 12

УиУ/8 2,9 4 6 2 1 6 7,0

303- 48 12

\uVf7 3,1 5 7 2 1 8 6,8

303- 56 12

УиУ/6 3,5 3 8 2 1 7 6,3

303- 68 18

УиУ/5 3,7 7 12 4 2 9 6,55

303- >40 12

\uVf4 3,8 5 10 2 1 9 6,05

303- 40 12

УиУ/З 4,4 5 7 3 1 7 7,3

303- 48 15

\uVf2 4,5 6 11 4 2 6 6,95

303- 66 24

УиУ/1 4,6 8 12 4 7 3 7,5

Отметим заметное сходство ионного состава пластового внутригрунтового инфильтрационно-сегрегационного льда близ пос. Гыда с вновь исследованными нами залежами на Ямале.

Пластовый лед в среднем течении р. Танама. Информативны данные о солености позднеплейстоценовой залежи пластового льда в среднем течении р. Танама. Здесь

разные части пласта характеризуются существенно различной минерализацией.^ В апикальной части пласта наблюдаются колебания по степени минерализации от 90 до 390 мг/л,. а дистальной она колеблется от 40 до 150 мг/л. Это дает основание думать, что либо пласт долгое время находился в морской воде (ил» из нее образовался), если он аллохтонный, либо в сложении пласта принимает участие лед, образовавшийся в результате внедрения воды из разных по степени минерализации водоносных горизонтов» если он внутригрунтовый-автохтонный (второе нам кажется менее вероятным).

На возможное морское происхождение грунтов указывает и их химический состав. Даже у песков из верхней части разреза минерализация превышает 0,2%, а у суглинков она достигает 0,6%, что указывает на засоленную среду осадконакопления. Весьма показательна и минерализация льда. Химический состав пласта сходен с составом современных припайных льдов Карского моря, величина минерализации в нем достигает 194-390 мг/л, причем преобладают в нем сульфаты (45-178 мг/л) и хлориды (36-51 мг/л),

характерные для морских льдов.

Пластовый лед близ пос. Усть-Порт на Енисее. В 1965 г. Б.И.Втюриным были описаны залежи сегрегационного льда в трех обнажениях по обоим берегам р.Енисей. Первоначально к сегрегационному типу он отнес лишь 2 маломощные пластовые залежи подземного льда, встреченные в прибрежно-озёрных песчаных позднесанчуговских или казанцевских отложениях на правобережье Енисея в б км ниже Усть-Порта. Первый пласт, мощностью 0,4 м был пройден на глубине 5,8-6,2 м от поверхности террасы, второй, мощностью 0,75 м - на глубине 7,6-8,35 м. Разделяющий их слой разнозернистого пылеватого песка имеет ненарушенную четкую горизонтальную слоистость. В кровле верхнего пласта супесь илистая и тонкозернистый пылеватый песок с заметной горизонтальной слоистостью. В подошве нижнего пласта - разнозернистый горизонтально-слоистый, с пачками косо-волнистого и волнисто-слоистого песка. Местами довольно отчетливо проявляется ленточноподобная слоистость.

Контакты пластов льда и грунта четкие, прямолинейные вверху и мелковолнистые внизу. Лед очень чистый в верхнем пласте и со значительным количеством примесей газа и пылеватых частиц и песка в нижнем. Соответственно, размер зерен льда верхнего пласта крупнее, чем нижнего. Кристаллографическая ориентировка упорядоченная, преимущественно вертикальная. Химический анализ льда обоих пластов показал гидрокарбонатно-натриевый состав и малую минерализацию (около 50 мг/л), несколько увеличивающуюся (до 90 мг/л) в нижней части второго слоя.

Пластовая залежь Ледяная Гора. Широко известная (высотой до 40 м) залежь Ледяная Гора, расположенная на широте полярного круга на Енисее, В. И. Соломатиным, Е. Г. Карповым и многими другими отнесена к погребенному глетчерному типу. Между тем, распределение солей во льду нуждается в тщательном анализе и комментариях - здесь минерализация колеблется от 10-80 мг/л в верхней части залежи до 200-340 мг/л в ее средней и нижней частях. И хотя качественный состав солей здесь не морской и преобладают гидрокарбонаты и кальций, но он отнюдь и не высокогорный, то есть глетчерное происхождение залежи из анализа химсостава отнюдь не следует. Эта обстоятельство сторонниками гляциалистской версии не замечается, пожалуй, лишь Н. Н. Романовский (устное замечание) дал интересную трактовку этого: повышенная минерализация может быть следствием насыщения солями в результате циркулирования

подземных вод под телом теплого ледника и последующего их замерзания в виде наледей на контакте с глетчерным льдом, то есть в данной интерпретации Ледяная Гора не глетчерный лед, а парагенез глетчерного и наледного ледяных тел.

Для понимания природы льда в залежи Ледяная Гора для нас самым важным является, что она скорее всего позднеплейстоценового возраста (причем даже вероятно старше

40 тысяч лет-^-) и так же как расположенная вблизи - в районе оз. Маковское -залежь, описанная Ю. А. Лаврушиным, пережила период голоценового «оптимума», свидетельствуя о непрерывности существования многолетнемерзлых пород и в этих, сравнительно южных районах Западно-Сибирской криолитозоны.

С.М.Фотиев-'-^1 сопоставив химический состав большинства пластовых льдов с химическим составом поверхностных и подземных вод и обнаружив большое сходство химического состава пластовых залежей с озёрными водами пришел в выводу, что озерные воды - единственный источник пресных вод, способный обеспечить регулярное поступление в толщу мерзлых морских засоленных отложений огромных объемов пресной воды и формирование мощных (до 30-50 м), выдержанных по простиранию пластов льда. В этом наши выводы с выводами С.М.Фотиева во многом совпадают, во всяком случае, по нашим данным, озёрные воды если не единственный, то важнейший

источник питания пластовых льдов.

По соотношению СГ /БСЦ2" три изученные залежи пластового льда в центральной и южной частях Ямала близки к составу снежника в долине р.Сеяха (Мутная) и сегрегационному льду на первой террасе о.Белый (табл. 5).

Таблица 5 . Соотношение хлоридов и сульфатов в пластовых льдах и возможных источниках поступления воды в них, север Западной Сибири

Объект Концентрация анионов, мг/л Соотношение СГ /5042" Источник

СГ Б042"

Пластовый подземный лед Бованенково, в долине р.Сеяха (Мутная) на берегу оз .Ханикосито 3,13 1,0 3,13 Данная работа

Пластовый подземный лед в верховьях р.Мордыяха, хрустальный и стекловатый лед с небольшим количеством вертикальных включений супеси 2,27 2,36 0,96 Данная работа

Пластовый подземный лед в верховьях р.Мордыяха, ледогрунт 7,0 9,76 0,72 Данная работа

Пластовый подземный лед на левом берегу р.Еркутаяха, горизонтальнослоистый периферийный лёд, хрустальный и молочно-белый 0,76 0,75 1,01 Данная работа

Пластовый подземный лед на левом берегу р.Еркутаяха, горизонтальнослоистый периферийный лёд , серый с большим количеством включений 1,46 2,14 0,68 Данная работа

Пластовый подземный лед на левом берегу р.Еркутаяха, вертикальнослоистый лёд центрального штока 1,48 1,69 0,88 Данная работа

Лед коричневый, скв. 12, обр 8 70,61 7,23 9,77 Васильчук и др.Ш1

Лед коричневый, скв. 12, обр 9 75,8 1Д 68,91

Лед белый, скв. 17, обр. 38 55,67 11,25 4,95

Лед белый, скв. 17, обр.39 55,61 16,92 3,29

Лед коричневый вертикальнослоистый, скв. 42 34,53 35,92 0,96

Сегрегационный лед на первой террасе о.Белый 14,2 13,2 1,08 Васильчук, Васильчук-Ш!

Пластовый лед третья морская терраса, р.Надуйяха 24 17 1,41 Стрелецкая, Лейбман-1^-

Атмосферные осадки на севере Ямала 7 9 0,78

Речная вода, р. Сеяха Мутная 12 10 1,2

Снежник на севере Ямала -долина р.Сеяха (Мутная) 7 13 0,54

Криопэг в долине р.Надуйяха 37778 764 49,45

Пресный пластовый лед на Ямале, средний состав 62,4 6,2 10,06 Фотиев-^1

Вода Карское море 89 10 8,9

Солоноватый пластовый лед на Ямале, средний состав 95,0 3,6 26,39

Подрусловые талики рек бассейна Обской губы 83 3 27,67

Ультрапресный пластовый лед на Ямале, средний состав 36,9 12,6 2,93

Снег на Ямале 45,5 6,8 6,69

Озерные воды 39,8 5,3 7,51

Текстурообразующие льды 54,2 12,6 4,30

Речные воды бассейна рек Карского моря 64,4 13,8 4,67

Речные воды 25,6 11,8 2,17

Дождь на Ямале 32,6 18,7 1,74

Вода, Обская губа 27 32 0,84

Инъекционные льды 31,4 20,2 1,55

Дождевые осадки на Ямале 32,6 18,7 1,74

Выводы

1 . Исследован ионный состав 3 мощных залежей пластового льда в центральной и

южной частях Ямала: а) Бованенково, на берегу оз.Ханикосито; б) в верховьях р.Мордыяха и в) в долине р. Еркутаяха. Все они относятся к ультрапресным льдам с концентрацией основных ионов от 20 до 40 мг/л.

2. В ионном составе пластового льда Бованенково, на берегу оз.Ханикосито заметно преобладают катионы Na+, достигая 38,95 мг/л в мутном льду и К+ до 21,76 мг/л в сильнопузырчатом прозрачном льду. Средняя концентрация анионов хлора составляет 3,13 мг/л, а сульфатов - 1 мг/л.

3. В ионном составе пластового льда в верховьях р.Мордыяха заметно преобладают катионы Na+, достигая 68,51 мг/л в ледогрунте и 6,1 мг/л в хрустальном и стекловатом. Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи в верховьях р.Мордыяха заметно варьирует в разных типах льда и составляет 2,27 мг/л, а сульфатов - 2,36 мг/л.

4. В ионном составе пластового льда в долине р. Еркутаяха наблюдается примерно равное количество катионов Na + , достигающих 3,64 мг/л, К+и Мд2+до 2,71 и 2,56 мг/л. Среди катионов доминируют NO3" и сульфаты (SO42") до 5,61 и 6,35 мг/л, соответственно. Средняя концентрация анионов хлора в пластовой ледяной залежи в долине р. Еркутаяха варьирует в разных типах льда и составляет: в хрустальном и молочно-белом льду 0,76 мг/л, во льду сером горизонтальных прослоев 1,46 мг/л, а в вертикальнослоистом льду центрального штока 1,48 мг/л. В ионном составе пластового льда в долине р. Еркутаяха наблюдается примерно равное количество катионов Na+ до 3,64 мг/л, а также К+ и Мд2+ до 2,71 и 2,56 мг/л. Среди катионов доминируют NO3" и

сульфаты (SO42") до 5,61 и 6,35 мг/л, соответственно.

6. Ионный состав 3 изученных мощных залежей пластового льда в центральной и южной частях Ямала ближе всего к ионному составу голоценовых внутригрунтовых пластовых ледяных залежей близ пос. Сабетта и позднеплейстоценовых инфильтрационно-сегрегационных льдов у пос. Гыда. Это является основанием для вероятностного отнесения изучаемых пластовых льдов к залежам внутригрунтового типа, возникших при автохтонном промерзании межмерзлотных водоносных горизонтов.

Благодарности

Автор благодарен H.A. Буданцевой, Д.Ю.Некрасову, Дж.Ю .Васильчук, И. Г. Шоркунову и Л.Б. Блудушкиной за предоставленные материалы и помощь в полевых исследованиях.

Библиография

1. Бутаков В.И. Особенности формирования геохимического состава подземных льдов Карского региона // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Тюмень, 2022. 25 с.

2. Бутаков В.И., Слагода Е.А., Опокина О. Л., Томберг И.В., Жученко H.A. Особенности формирования гидрохимического и микроэлементного состава разных типов подземных льдов мыса Марре-Сале // Криосфвра Земли. 2020. Том XXIV. № 5. С. 29-44. doi.org/10.21782/KZ 1560-7496-2020-5(29-44).

3. 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.

4. Васильчук Ю.К. Пластовые ледяные залежи // Криосфера нефтегазокоденсатных

месторождений полуострова Ямал. Том 1. Криосфера Харасавейского газоконденсатного месторождения. Тюмень-СПб.: Недра, 2006. С. 160-193.

5. Васильчук Ю.К. Пластовые ледяные залежи в пределах Бованенковского ГКМ (Центральный Ямал) // Инженерная геология. 2010. №3. С. 50-67.

6. Васильчук Ю.К. Гомогенные и гетерогенные пластовые ледяные залежи в многолетнемёрзлых породах // Криосфера Земли. 2011. Том 15. №1. С. 40-51.

7. Васильчук Ю.К. Изотопные методы в географии. Часть 2: Геохимия стабильных изотопов пластовых льдов. В 2-х томах. - М.: Издательство Московского университета, 2012. Том I. - 472 с.

8. Васильчук Ю.К. Геохимический состав подземных льдов севера Российской Арктики // Арктика и Антарктика. 2016. № 2. С. 99-115. DOI: 10.7256/2453-8922.2016.2.21378 URL: https ://е-nota bene.ru/arctic/arti cle_21378.html

9. Васильчук Ю.К., Петров О.М., Васильчук А.К. Некоторые замечания о стратиграфическом значении залежи пластового льда в казанцевских отложениях центрального Гыдана // Бюллетень комиссии по изучению четвертичного периода. Вып. 55. М.: Наука, 1986. С. 111-117.

10. Васильчук Ю.К., Буданцева H.A., Васильчук А.К. Вариации 5180, 5D и содержание пыльцы и спор в автохтонной гетерогенной пластовой ледяной залежи на реке Еркутаяха на Южном Ямале 11 Доклады Российской Академии Наук. 2011. Том 438. №3. С. 400-405.

11. Васильчук Ю.К., Васильчук А.К., Буданцева H.A. Изотопный и спорово-пыльцевой состав пластовой ледяной залежи на реке Мордыяха, Центральный Ямал //Доклады Российской Академии Наук. 2012. Том 446. №2. С. 204-208.

12. Васильчук Ю.К., Буданцева H.A., Васильчук А.К., Подборный Е.Е., Суллина А.Н., Чижова Ю.Н. Голоценовые многоярусные пластовые льды в устье реки Сабеттаяха, полуостров Ямал // Криосфера Земли. 2015. №4. С. 39-53.

13. Васильчук А.К., Васильчук Ю.К. Инженерно-геологические и геохимические условия полигональных ландшафтов острова Белый (Карское море) // Инженерная геология. 2015. №1. С. 50-65.

14. Васильчук Ю.К., Буданцева H.A., Васильчук А.К., Подборный Е.Е., Чижова Ю.Н. Пластовые льды в голоценовых отложениях Западной Сибири // Криосфера Земли. 2016. №1. С. 36-50.

15. Васильчук Ю.К., Буданцева H.A., Васильчук Д.Ю., Васильчук А.К., Гаранкина Е.В., Чижова Ю.Н., Шоркунов И.Г. Изотопно-геохимический состав пластовых ледяных залежей на междуречье рек Мордыяха и Сеяха (Мутная), Центральный Ямал // Арктика и Антарктика. 2018. № 1. С.50-75. DOI: 10.7256/2453-8922.2018.1.25833 URL: https://e-notabene.ru/arctic/article_25833.html

16. Великоцкий M.А., Мудров Ю.В. К истории развития многолетнемёрзлых пород на севере Западной Сибири // Развитие криолитозоны Евразии в верхнем кайнозое. М.: Наука, 1985. С. 29-42.

17. Дубиков Г.И. Парагенез пластовых льдов и мерзлых пород Западной Сибири // Пластовые льды криолитозоны. Якутск, ИМЗ СО АН СССР, 1982. С. 24-42.

18. Дубиков Г. И. Состав и криогенное строение мерзлых толщ Западной Сибири. М.: Изд-во "Геос", 2002. - 246 с.

19. Кореновская И.М., Тарасов М.Н. К вопросу о формировании ионного состава и минерализации льда пресных вод при различных условиях // Гидрохимические материалы. 1968. Том XLVII. С. 77-87.

20. Крицук Л.Н. Подземные льды Западной Сибири. М.: Науч. мир. 2010, 352 с.

21. Орлянский В.В. Формирование и пространственное размещение залежей подземных льдов на Ямале // Криогенные процессы и явления в Сибири. Якутск: изд. ИМ СО АН СССР, 1984. С. 22-31.

22. Пармузин С.Ю., Суходольский С.Е. Пластовые льды Среднего Ямала и их роль в формировании рельефа // Пластовые льды криолитозоны. Под ред. проф. А.И.Попова. Якутск: Изд. ИМ СО АН СССР, 1982. С. 51-61.

23. Трофимов В.Т., Баду Ю.Б., Васильчук Ю.К., Фирсов Н.Г. и др. Экзогеодинамика Западно-Сибирской плиты (пространственно-временные закономерности) / Под ред. проф. В.Т. Трофимова М.: Изд-во Моск. ун-та, 1986. 246 с.

24. Слагода Е.А., Опокина О.Л., Рогов В.В., Курчатова А.Н. Строение и генезис подземных льдов в верхненеоплейстоцен-голоценовых отложениях мыса Марре-Сале (Западный Ямал) // Криосфера Земли. 2012. Том XVI. №2. С. 9-22.

25. Стрелецкая И.Д., Лейбман М.О. Криогеохимическая взаимосвязь пластовых льдов, криопэгов и вмещающих их отложений Центрального Ямала // Криосфера Земли. 2002. Том VI. №3. С. 15-24.

26. Стрелецкая И.Д., Каневский М.З., Васильев А.А. Пластовые льды в дислоцированных четвертичных отложениях Западного Ямала // Криосфера Земли. 2006. Том X. №2. С. 68-

27. Фотиев С.М. Закономерности формирования ионно-солевого состава природных вод Ямала // Криосфера Земли. 1999. Том 3. № 2. С. 40-65.

28. Хименков А.Н. Формирование криогенного строения морских отложений / Автореф.дисс. на соиск.уч.ст.канд. геол.-мин. наук. М.: ПНИИИС, 1985. 23 с.

29. Ji X., Abakumov Е., Polyakov V., & Xie X. Mobilization of geochemical elements to surface water in the active layer of permafrost in the Russian Arctic// Water Resources Research. 2021. 57. e2020WR028269. https://doi.org/10.1029/2020WR028269

30. Michel F.A. The relationship of massive ground ice and the Late Pleistocene history of Northwest Siberia // Quaternary International. 1998. Vol. 45/46. P. 43-48.

31. Vasil'chuk Yu.K., Vasil'chuk A.C., Budantseva N.A., Chizhova Ju.N. Papesch W., Podborny Ye.Ye. 14C age, stable isotope composition and pollen analysis of massive ice, Bovanenkovo gas field, Central Yamal Peninsula // Geography, Environment, Sustainability. 2014. Vol. 7. N2. P. 49-70. doi: 10.24057/2071-9388-2014-7-2-49-70

32. Vasil'chuk Yu.K., Murton J.B. Stable isotope geochemistry of massive ice // Geography, Environment, Sustainability. 2016. N3(9). P. 4-24. doi: 10.15356/2071-9388_03v09_2016_01

33. Vasil'chuk Yu., Budantseva N., Vasil'chuk A., Chizhova Ju., Podborny Ye., Vasil'chuk J. Holocene multistage massive ice, Sabettayakha river mouth, Yamal Peninsula, northernwest Siberia // GeoRes J. 2016. Vol. 9. P. 54-66. doi: 10.1016/j.grj.2016.09.00.

Результаты процедуры рецензирования статьи

В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.

Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.

Предмет исследования являются, по мнению автора, обследование и анализ ионного состава пластовых ледяных залежей в условиях эксплуатации холодного климата Ямала: Бованенково, Еркутаяха и Мордыяха.

Методология исследования исходя из анализа статьи можно сделать вывод о использовании проб из пластовых льдов использована методика выполнения измерений массовой концентрации катионов Са2 + , Mg2 + , Na + , К + , NH4+ в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01738, Диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00 мг/дмЗ, для определения анионов - использована методика выполнения измерений массовой концентрации СГ, S042-,N03- в пробах питьевой, минеральной, природной и сточной

воды методом ионной хроматографии ФР.1.31.2005.01724, диапазон определяемых концентраций 0,10-20,00 мг/дмЗ и методика выполнения измерений массовой концентрации ионов в пробах природной, питьевой и сточной воды методом ионной хроматографии ПНД Ф 14.1:2:4. 132-98, Диапазон определяемых концентраций по катионам 0,10-150,00 мг/дмЗ на ионном хроматографе «Стайер», предел детектирования по хлорид-иону 0,02 мг/л. В лаборатории стабильных изотопов географического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова проводилось определения изотопного состава кислорода и водорода во льду жил выполнялось на масс-спектрометре Delta-V Plus с использованием комплекса газ-бенч.

Автором также использовался метод литературного анализа, сравнительных характеристик географических объектов и процессов, метод построения диаграмм. Актуальность затронутой темы связано с тем, что химический состав ледяных пластов чаще всего пресный или ультрапресный, что в равной мере присуще и ледникам, и погребенным ледниковым льдам, и внутригрунтовым подземным льдам. Одним из важных критериев для оценки природы пластовых ледяных залежей является приуроченность наиболее крупных массивов к территориям низменностей, которые в позднем плейстоцене испытывали влияние морских трансгрессий. Исследования автора статьи на основе анализа большого массива данных о минерализации подземных льдов в разных районах криолитозоны России позволили разработать классификацию, помогают понять механизм в холодном российском климате и дает возможность проанализировать систему и ее компоненты.

Научная новизна заключается в попытке автора статьи на основе проведенных исследований исследован ионный состав трех мощных залежей пластового льда в центральной и южной частях Ямала ближе всего к ионному составу голоценовых внутригрунтовых пластовых ледяных залежей и позднеплейстоценовых инфильтрационно-сегрегационных льдов, что является основанием для вероятностного отнесения изучаемых пластовых льдов к залежам внутригрунтового типа, возникших при автохтонном промерзании межмерзлотных водоносных горизонтов.

Стиль, структура, содержание стиль изложения результатов достаточно научный. Статья снабжена богатым иллюстративным материалом, отражающим процесс создания системы фасадной теплоизоляционной композитной с наружными штукатурными слоями. Таблицы, фотографии и схемы, и графики иллюстративны.

Библиография весьма исчерпывающая для постановки рассматриваемого вопроса, но не содержит ссылки на нормативно-правовые акты.

Апелляция к оппонентам представлена в выявлении проблемы на уровне имеющейся информации, полученной автором в результате анализа.

Выводы, интерес читательской аудитории в выводах есть обобщения, позволяющие применить полученные результаты. Целевая группа потребителей информации в статье не указана.