Научная статья на тему 'Реконструкция минерального состава глубоководных байкальских осадков на основе их химического состава'

Реконструкция минерального состава глубоководных байкальских осадков на основе их химического состава Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
118
24
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОЗ. БАЙКАЛ / ДОННЫЕ ОСАДКИ / ГЛИНЫ / СМЕШАНОСЛОЙНЫЕ АЛЮМОСИЛИКАТЫ / СИМПЛЕКС-МЕТОД / ПАЛЕОКЛИМАТ / LAKE BAIKAL / BOTTOM SEDIMENT / CLAY MINERALS / MIXED-LAYER CLAY MINERALS / SIMPLEX-METHOD / PALEOCLIMATE

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Ощепкова Анастасия Владимировна, Кузьмин Михаил Иванович, Бычинский Валерий Алексеевич

Предложен метод расчета стехиометрических формул смешанослойных глинистых минералов, который позволяет использовать симплекс-метод для количественной оценки минерального состава донных отложений оз. Байкал по их петрохимическому составу. Полученные результаты показывают хорошую сходимость с данными рентгенофазового анализа и отражают палеоклиматические изменения в регионе (по скважинам BDP-96, BDP-98, Академический хребет).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Ощепкова Анастасия Владимировна, Кузьмин Михаил Иванович, Бычинский Валерий Алексеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Mineral composition reconstruction of Baikals deep-water deposit based on chemical composition

The calculation method of stoichiometric formulas of mixed-layer clay minerals which allows to use simplex-method for quantitative estimation of mineral composition of bottom sediment of the lake Baikal based on petrochemical composition is offered. The received results show good convergence with the X-ray analyses data and reflect paleoclimatic changes in the region (drill holes BDP-96, BDP-98, the Academic ridge).

Текст научной работы на тему «Реконструкция минерального состава глубоководных байкальских осадков на основе их химического состава»

Серия «Науки о Земле» И З В Е С Т И Я

2013. Т. 6, № 1. С. 122-132 Иркутского

Онлайн-доступ к журналу: государственного

http://isu.ru/izvestia университета

УДК 550.8.052:551.8:552.52

Реконструкция минерального состава глубоководных байкальских осадков на основе их химического состава

A. В. Ощепкова (oshepkova-anasta@mail.ru)

М. И. Кузьмин (mikuzmin@igc.irk.ru)

B. А. Бычинский (val@igc.irk.ru)

Аннотация. Предложен метод расчета стехиометрических формул смешанослой-ных глинистых минералов, который позволяет использовать симплекс-метод для количественной оценки минерального состава донных отложений оз. Байкал по их петрохимическому составу. Полученные результаты показывают хорошую сходимость с данными рентгенофазового анализа и отражают палеоклиматические изменения в регионе (по скважинам ВБР-96, ВБР-98, Академический хребет).

Ключевые слова: оз. Байкал, донные осадки, глины, смешанослойные алюмосиликаты, симплекс-метод, палеоклимат.

Введение

Актуальным направлением современных научных исследований является создание глобальных и региональных моделей эволюции климата и окружающей среды. Климатические изменения наиболее хорошо отражаются в осадках океанов, но не менее важным является изучение изменений климата на континентах. Как правило, континентальные климатические летописи составляются из отдельных коротких разрезов, расположенных в разных точках планеты, что затрудняет их сопоставление. В этом отношении впадина оз. Байкал является исключительно перспективным объектом получения климатической континентальной летописи: в ее 8-километровом осадочном разрезе записана 25-30-миллионная история региона [2].

Важнейшей характеристикой осадков, особенно с точки зрения поиска в них палеоклиматических сигналов, является наличие в них глинистых минералов. К глинистым минералам следует относить природнодисперсные слоистые и слоисто-цепочечные алюмосиликаты, образующиеся преимущественно при химическом выветривании пород, а также при постсе-диментационном преобразовании донных отложений.

Изучение кристаллической структуры глинистых минералов позволяет установить взаимосвязь процессов гипергенного преобразования пород с климатическими эпизодами, соответствующими по возрасту исследуемым этапам осадконакопления. Установлено, что в период похолодания преобладает физическая эрозия, характеризующаяся грубозернистыми ма-лоизмененными осадками, содержащими незначительные количества гли-

нистого вещества. При потеплении более интенсивными становятся химическое выветривание и, соответственно, интенсифицируются процессы почвообразования, связанные с формированием глин [7; 10].

Корректная идентификация глинистых минералов в поликомпонент-ных образцах осадков и осадочных горных пород представляет собой сложную задачу. Одним из эффективных методов ее решения является применение современных математических методов обработки порошковых рентгеновских дифракционных спектров. Рентгенофазовый анализ (ХКО) заключается в распознании кристаллических фаз на основе присущих им значений межплоскостных расстояний и соответствующих интенсивностей линий рентгеновского спектра, он позволяет определить количество тех или иных фаз в смеси. С помощью рентгеноструктурного анализа определяют размеры элементарной ячейки минерала, его сингонию, вид симметрии, а затем расшифровывают кристаллическую структуру [4; 10].

Однако применять ХКО-метод для определения минерального состава осадочного разреза, мощность которого может достигать нескольких километров, нецелесообразно. Симплекс-метод - это процесс направленного решения системы уравнений по шагам, который начинается с опорного решения и в поисках лучшего варианта движется по угловым точкам области допустимого решения, улучшающих значение целевой функции до тех пор, пока целевая функция не достигнет оптимального значения. Такой метод позволяет быстро и с удовлетворительной точностью оценить количество глинистых минералов по химическому составу осадка. Обязательное условие данного подхода - химическому составу исследуемого интервала должен точно соответствовать исходный набор минералов, из которого выбираются наиболее вероятные компоненты. Однако смешанослойные минералы - это твердые растворы, переслаивающиеся двух-трехслойные алюмосиликаты с адсорбированными элементами в межслоевых пространствах. Вследствие их сложного строения, формулы глинистых смешанос-лойных минералов не представляются в виде строгой стехиометрической формулы, а записываются в виде K[(MgFe+3 Я+3)3,(813_х Я1+х) 010](0Н Б)2. Но такой вид записи не может быть применен в расчетах симплекс-методом, как и идеальная модель твердого раствора. Поэтому была поставлена задача расчета химического состава глинистой части осадка, на основе которой возможно вычисление обобщенной стехиометрической формулы слоистых силикатов.

Для этого исходный химический состав осадка был пересчитан: удалены такие элементы, как титан, марганец, содержащиеся в долях процента в исходной пробе, и присутствующие в минералах в виде изоморфных примесей. Удалена также и сера, которая, вероятно, входит в состав органического вещества. Из пересчитанного общего химического состава вычтен состав неслоистых минералов (кварц, полевые шпаты) и слоистых, присутствующих в исходной породе (мусковит, хлорит, каолинит), содержание которых определено рентгенофазовым методом. Полученная разница соответствует химическому составу гипергенных смешанослойных минералов, представляющих глинистую часть осадка (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав глинистых минералов по скважине ВБР-96 (атомные количества)

Глу- бина, м Химический состав Al Ca Fe K Mg Na Si H O

17,52 Общий 0,3256 0,0424 0,1004 0,0540 0,0628 0,0742 0,9249 1,3212 3,3247

Неслоистых минералов 0,2983 0,0093 0,0260 0,0598 0,0323 0,0381 0,5963 0,2298 1,8717

Глинистых минералов 0,0273 0,0331 0,0744 0,000 0,0305 0,0361 0,3286 1,0914 1,4530

32,41 Общий 0,303 0,035 0,092 0,053 0,057 0,070 1,020 0,804 3,193

Неслоистых минералов 0,281 0,010 0,019 0,052 0,029 0,053 0,678 0,228 2,002

Глинистых минералов 0,022 0,025 0,074 0,000 0,028 0,016 0,341 0,575 1,191

67,94 Общий 0,343 0,044 0,092 0,060 0,071 0,080 0,912 0,810 3,073

Неслоистых минералов 0,275 0,010 0,015 0,055 0,023 0,050 0,611 0,210 1,842

Глинистых минералов 0,067 0,034 0,077 0,005 0,048 0,031 0,300 0,600 1,231

98,25 Общий 0,577 0,035 0,171 0,099 0,051 0,128 0,987 2,211 4,407

Неслоистых минералов 0,254 0,005 0,017 0,056 0,020 0,034 0,506 0,180 1,571

Глинистых минералов 0,323 0,030 0,155 0,042 0,031 0,093 0,481 2,031 2,836

На его основе, согласно методике, предложенной в [1] и [9], выполнен расчет стехиометрических формул глинистых минералов. Стехиометрические формулы гидрослюд и монтмориллонитов при интерпретации данных объединены в одну группу - иллит-смектиты. В качестве опорных данных для расчета стехиометрических формул иллит-смектита, монтмориллонита и хлорит-смектита использованы химические составы проб, хорошо соответствующие по глубине и содержанию биогенного кремнезема образцам донных отложений, для которых минеральный состав определен XRD-методом. С целью точного отображения некоторых особенностей вычислительных процедур ниже приведено их подробное описание. Расчеты рекомендовано проводить в программном продукте Microsoft Office Excel

Принципы расчета стехиометрических формул глинистых минералов по результатам химического анализа

Расчет формулы гидрослюды (табл. 2)

Производим перерасчет суммы оксидов на 100 %.

Находятся молекулярные количества каждого компонента. Для этого вычисляется отношение весового процента к молекулярному весу оксида.

Рассчитываются атомные количества кислорода умножением молекулярного количества компонентов на число анионов в его формуле.

Подсчитывается сумма атомных количеств кислорода.

Определяется делитель (расчетный фактор), как частное от числа атомов кислорода в теоретической формуле минерала (для минералов гидрослюдистой группы оно равно 22) и суммы всех атомных количеств кислорода.

Находятся числа каждого из катионов в формуле минерала произведением соответствующего ему атомного количества на расчетный фактор. Число атомов кислорода, согласно основному условию всех расчетов, приравнивается к теоретическому.

Коэффициенты вычисляются умножением числа анионов на коэффициент катионов и делением на коэффициент анионов. Поскольку алюминий в глинистых минералах может находиться как в четверной (А11¥), так и в шестерной (А1¥1) координации, то оценить его соотношения в этих позициях можно, добавив недостающее количество алюминия к кремнию, для того чтобы их формульный коэффициент был равен 8. Соответственно, оставшееся количество алюминия принимается как А1У1. Количество кислорода и ОН-группы в данных условиях не рассчитывается, а берется из теоретической формулы гидрослюд. Коэффициенты сокращаем на 2 и получаем формулу 1.

N30,59К0,27СаоЛ9МВ0Д9ре1,08А11,06А10,97813,03О10(ОН)2 (1)

Таблица 2

Расчет стехиометрической формулы гидрослюды (скважина ВБР-96, глубина 98,25 м)

Оксиды одержание (вес. %) Пересчет на 100 % Молек. кол-во Атомн. кол-во кислорода Кол-во анионов Итоговая формула

О 00 34,45 44,07 0,734 1,467 12,106 8І 3,03

А1203 19,67 25,16 0,247 0,740 6,110 аГ 0,49

БеО 14,75 18,87 0,263 0,263 2,167

МяО 1,47 1,89 0,047 0,047 0,386 аГ 1,55

СаО 2,00 2,56 0,046 0,046 0,377 Бе 1,08

№20 3,46 4,42 0,071 0,071 0,589 Мя 0,19

К2О 2,37 3,03 0,032 0,032 0,266 Са 0,19

Сумма: 78,17 100 2,666 N3 0,59

К 0,27

22

Расчетный фактор 8,252

Расчет формулы монтмориллонита (табл. 3)

После того как химический состав нормирован на 100 %, вычисляются атомные отношения катионов: произведение весовых процентов на коэффициент катиона делится на молекулярный вес оксида. Полученные величины для удобства дальнейших расчетов увеличивают, умножая на 104. Затем определяется сумма атомных количеств основных катионов минерала без обменных катионов (без Ка и воды). Определяют делитель, он равен отношению суммы атомных отношений катионов к числу катионов в октаэдрическом и в тетраэдрическом слоях (для монтмориллонита оно равно 6). Доля каждого катиона в формуле будет равна частному атомного отношения оксида и делителя. В расчете данной стехиометрической формулы число кислорода и воды не рассчитывалось, а было взято из теоретической формулы монтмориллонита. Формула рассчитанного монтморилонита имеет вид:

Ка0,55М£0,18А10,73ре0,91А1и7812,83010(0Н)2(Н20)4 (2)

Таблица 3

Расчет стехиометрической формулы монтмориллонита (расчетный) (скважина ББР-96, глубина 98,25 м)

Оксиды Содержание (вес. %) Пересчет на 100 % Атомные кол-ва катионов, х104 Доля катиона Итоговая формула

8102 34,45 35,29 5872 2,83 81 2,83

АЪОз 19,67 20,15 3953 1,90 аГ 1,17

Бе20з 14,75 15,11 1892 0,91

МйО 1,47 1,51 374 0,18 аГ 0,73

СаО 2,00 2,05 366 0,18 Бе 0,91

Ка20 3,46 3,54 1142 0,55 мй 0,18

Н2О 21,81 22,36 5154 Са 0,18

Ка 0,55

Сумма: 97,61 100,00 12457

6

Расчетный ( актор 2076,138

Полученные формулы гидрослюды и монтмориллонита при интерпретации результатов симплекс-расчетов объединяются в смешанослойное образование иллит-смектит.

Расчет формулы хлорит-смектита (табл. 4)

Рассчитанные атомные отношения катионов увеличиваются на 104. Производится расчет атомных количеств катионов умножением молекулярного количества компонентов на число катионов в его формуле. Рассчитывается количество анионов умножением молекулярного количества на коэффициент аниона, затем находится сумма атомных количеств кислорода.

Таблица 4

Расчет хлорит-смектита (скважина BDP-96, глубина 17,52 м)

Оксиды Пересчет на 100 % Молек. кол-во х104 Атомные количества Коэф. Итоговая формула

анионы катионы

SiO2 48,03 7993 15986 7993 1,83 Si 3,43

AI2O3 3,38 664 1991 1327 0,30 Al 0,57

Fe2O3 14,45 1810 5429 3619 0,83 Fe 1,55

MgO 2,99 742 742 742 0,17 Mg 0,32

CaO 4,51 804 804 804 0,18 Ca 0,35

K2O 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 K 0,00

Na2O 2,72 877 877 1755 0,40 Na 0,75

H2O 23,92 26552 26552 53103 12,17

Сумма 100,00 52381

Расчетный фактор 12 Доп. множитель:

4365,07 1,87

Определяется делитель (расчетный фактор), как частное от деления суммы всех атомных количеств кислорода на число атомов кислорода в теоретической формуле минерала, для хлорит-смектитов это число равно 12. Находятся числа каждого из катионов в формуле минерала произведением соответствующего ему атомного количества на расчетный фактор. Число атомов кислорода, согласно основному условию всех расчетов, приравнивается к теоретическому. Сумма кремния и алюминия должна быть равна 4, для этого пересчитываются коэффициенты, умножая их на дополнительный множитель. В расчете данной стехиометрической формулы число кислорода и воды не рассчитывалось, а было взято из их классической формулы хлорит-смектита. Формула хлорит-смектита имеет следующий вид:

Nao. 75Ca0. 35Fe1. 55Mg0.32Al0. 57SÍ3. 43O10(OH)8 (3)

Следует отметить, что авторы методики [1] рекомендуют производить проверку арифметических вычислений: сумма положительных зарядов должна быть равна сумме отрицательных. Но этот критерий может не выполняться при расчетах формул смешанослойных глинистых минералов: они в разных пропорциях находятся в донных осадках, и электронейтральность проявляется в общей сумме всех фаз.

Рассчитанные формулы содержат меньшее количество калия и увеличенное содержание натрия и кальция по сравнению с классическими формулами гидрослюд и смектитов. Отличие связано с преобразованиями, протекающими в процессе выветривания: выносе из межслоевых промежутков структуры K и замещении его положения молекулами воды и обменными катионами, в основном Na и Ca [5].

Состав и содержание глинистых минералов в осадках

оз. Байкал по данным математического моделирования

Успешные работы по проекту «Байкал Бурение» позволили получить керны байкальских осадков до 600-метровой глубины [3; 6; 8]. Наиболее информативными оказались глубоководные скважины на Академическом хребте вскрывшие 200-метровую (ББР-96) и 600-метровую (ББР-98) толщу осадков. Установлено, что палеоклиматические изменения, отображенные в донных отложениях чередованием литологических горизонтов с различными комплексами минералов, в первую очередь глинистых, четко прослеживаются в донных осадках оз. Байкал [2; 3; 6; 8].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Академический хребет представляет собой поднятие, отделенное от берегов 600-метровыми котловинами, препятствующими поступлению грубого терригенного материала. Мощность осадков на вершине хребта в районе бурения составляет около 1000 м. Осадки представлены алевропе-литовыми биогенными илами, в них полностью отсутствуют турбидные прослои. Грубый материал представлен лишь отдельными линзами, что связано с переносом песчаного материала по льду. Разрез имеет ритмичность, проявляющуюся в чередовании диатомовых илов и терригенного глинистого осадка, прослеживающуюся на протяжении всего 200-метрового керна скважины ББР-96. Установленные литологические особенности указывают на постоянство осадконакопления и отсутствие поступления осадочного вещества с берегов [3]. Материал, слагающий осадок, поступал только из водной толщи, что делает керны, полученные на Академическом хребте, наиболее удобными для изучения палеоклиматических изменений.

Колебания климата могут быть достаточно точно установлены по содержанию в осадке биогенного кремнезема, представленного в основном створками диатомовых водорослей. Хотя диатомовые водоросли чутко реагируют на изменение температуры окружающей среды, не менее точно теплые и холодные климатические эпизоды можно оценить по общему химическому составу осадков.

Соотношение глинистых минералов характеризует климатический режим осадкообразования. Большая длина керна не позволяет с высоким шагом разрешения провести минералогический анализ всего керна. При помощи описанных выше методов рассчитаны формулы глинистых минералов для разных глубин байкальских осадков (табл. 5). Это позволяет адекватно установить связь изменения состава глинистых минералов со сменой условий, в которых протекали процессы выветривания в прошлом.

В табл. 6 приведено сравнение результатов расчета минерального состава и аналитических определений, приведенных в монографии

Э. П. Солотчиной [10]. Следует отметить, что достигнута высокая степень согласования. Ограничения вводились только на величину влагосодержа-ния (потери при прокаливании).

Таблица 5

Стехиометрические формулы смешанослойных алюмосиликатов

Иллит- смектиты Мон- тморил- лониты N80. 44М£о. 37АІ0. 32рЄо. 98І3. 99А10. 0іОіс(ОН)2(Н2О)4 Мао. 2-М-§0. 34АІ0. 27^Єо. 98І4Оіо(ОН)2(Н2О)4 Ма0. 35-М-§0. 55А10. 19^е0. 88вІ3. 43А10. 57О10(ОН)2(Н2О)4 Ма0. 55МЙ0. 18А10. 73^е0. 9^2. 83А11. 17О10(ОН)2(Н2О)4

Гидро- слюды Ма0. 46Са0. 42Мё0. 39рЄі. 05А10. 35§і4О10(ОН)2 Ма0. 21Ко. 005Са0. 32-М-§0. 3бРе1. 05А10. 29§і4О10(ОН)2 Ма0. 38Ко. 06Са0. 42-М-ёо. 59РЄ1. 06А10. 56А10. 27§І3. 73О10(ОН)2 Ма0. 59Ко. 27Са0. 19МЙ0. 19^1. 08А11. 06А10. 97§І3. 03О10(ОН)2

Хлорит-смектиты Ма0. 75Са0. 35РЄ1. 55-М-ёо. 32А10. 57§І3. 43О10(ОН)8 Ко. 01Ма0. 34Са0. 26рЄі. 53Мёо. 29А10. 46^і3. 54О10(ОН)8 Ко. 09Ма0. 56Са0. 3іБЄі. 41Мёо. 44А11. 24^і2. 76О10(ОН)8 К0. 3Ма0. 66Са0. цБЄі. іМ§0. 11А12. ввії. 7О10(ОН)8

Таблица 6

Минеральный состав осадков оз. Байкал, скв. ББР-96, Академический хребет

Глубина, м Терригенный компонент осадка (100 %)

неслоистые минералы слоистые силикаты

Кварц Полевой шпат Иллит- смектит Иллит Муско- вит Хло- рит Хлорит- смектит Каоли- нит

18,45 ХИБ 12,6 12,6 34,0 23,0 6,7 4,0 5,2 1,9

Расчет 18,2 12,5 33,0 13,4 9,9 1,1 6,2 5,4

Расхождение -5,6 0,1 1,0 9,6 -3,2 2,9 -1,0 -3,5

32,59 ХИБ 17,7 16,8 31,8 0 20,8 6,4 4,1 2,6

Расчет 23,6 11,8 32,8 0 19,6 1,8 4 6,4

Расхождение -5,9 5,0 -1,0 0 1,2 4,6 0,1 -3,8

67,85 ХИБ 14,4 15,8 32,9 0 21,9 5,2 7,8 2,1

Расчет 16,2 14,7 32,3 0 22,7 4,2 6,1 3,7

Расхождение -1,8 1,1 0,6 0 -0,8 1,0 1,7 -1,6

98,13 ХИБ 10,5 11,7 38,2 16,2 10,4 2,2 9,6 1,2

Расчет 22,2 10,9 34,6 25,6 0,6 0 0,5 5,8

Расхождение -11,7 0,8 3,6 -9,4 9,8 2,2 9,1 -4,6

Примечание. ХИБ - рентгенофазовый анализ; Расчет - минеральный состав, определенный с помощью симплекс-метода; Расхождение - разница в расчете между рентгенофазовым анализом и расчетным составом.

В данном примере разработанный метод использован для определения минерального состава тех горизонтов, где в первом случае проводился только минералогический анализ [10], а во втором - химический, в то время как минералогический состав был неизвестен. Использованы химические составы проб, взятых с глубин, близких к тем, для которых определен минеральный состав. Критерием подобия служило содержание биогенного кремнезема проб, что позволяет считать, что эти пробы взяты из интервалов накопленных в сходных климатических условиях. Как можно убедиться, решение, полученное симплекс-методом, достаточно точно соответствует данным рентгенофазового анализа (см. табл. 6).

Метод был применен для расчета минерального состава по среднему химическому составу для скважины ББР-98 (табл. 7). Анализировались теплые и холодные климатические эпизоды, которые были установлены предварительно по содержанию кремнезема. Минералогический состав, рассчитанный симплекс-методом, хорошо отражает климатические изменения: в периоды похолодания увеличивается содержание неслоистых минералов в осадках, а также мусковита и хлорит-смектита. В осадках, накопленных в теплый климатический период, преобладают глинистые смеша-нослойные минералы, среди которых в большом количестве содержится иллит и иллит-смектит.

Таблица 7

Расчет минералогического состава по среднему химическому составу

(скважина ББР-98)

Интервалы керна: 0-100 м 100-200 м 300-450 м 450-600 м

Климат: Тепло Холод Тепло Холод Тепло Холод Тепло Холод

Кварц 5,51 6,41 15,53 13,95 10,30 11,27 6,08 6,08

Альбит 10,44 13,05 5,07 8,16 6,51 8,39 9,25 9,25

Анортит 1,96 1,98 1,42 1,43 1,43 1,44 1,41 1,41

КПШ 0,84 0,85 0,28 0,29 0,29 0,29 0,28 0,28

Сумма неслоистых минералов: 18,75 22,29 22,30 23,83 18,53 21,39 17,02 17,02

Мусковит 16,14 24,83 0,00 18,55 0,00 18,20 0,07 0,00

Хлорит 0,00 8,59 1,93 1,79 2,94 0,29 0,00 0,00

Каолинит 12,34 7,33 16,74 19,47 15,34 20,82 15,90 15,90

Иллит 9,25 0,00 24,22 0,00 25,98 0,00 26,76 26,76

Иллит- смектит 40,87 32,77 32,08 27,10 34,89 27,56 34,68 34,68

Хлорит- смектит 2,13 3,73 2,18 8,65 4,54 8,50 4,96 4,96

Сумма слоистых силикатов: 80,73 77,25 77,15 75,56 83,69 75,37 82,37 82,30

Выводы

Сопоставлены теплые (18,45; 98,13) и холодные (32,59; 67,85) интервалы. Масштаб отличий определяется следующим фактором: список минеральных фаз, полученных ХКО-методом, не совпадает с общим химическим составом. В нем не учитываются такие элементы, как сера, марганец, титан, потери при прокаливании и ряд других. Поэтому по минеральному составу, полученному данным методом, невозможно точно определить полный химический состав данной пробы, что не позволяет оценить точность математических вычислений. Тем не менее, представленные результаты расчета минерального состава хорошо сопоставимы с данными рент-

генофазового анализа. Следовательно, используя предлагаемые в данной статье подходы, мы можем качественно оценить весь объем накопленной химико-аналитической информации по байкальским донным осадкам и выбрать те короткие интервалы керна, исследование которых XRD-методом (или любым другим) даст наиболее ценные сведения о климатических изменениях.

Разработанный способ оценки условных кристаллохимических формул в сочетании с симплекс-методом позволяет оценить минеральный состав байкальских осадков, отлагавшихся в различных условиях климата и окружающей среды.

Список литературы

1. Булах А. Г. Руководство и таблицы для расчета формул минералов / А. Г. Булах. - М. : Недра, 1964. - 131 с.

2. Глобальные и региональные изменения климата и природной среды позднего кайнозоя в Сибири / отв. ред. А. П. Деревянко. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2008. - 511 с. - (Интеграционные проекты СО РАН ; вып. 16).

3. Глобальные похолодания Центральной Азии в позднем кайнозое согласно осадочной записи из озера Байкал / Е. Б. Карабанов [и др.] // ДАН. - 2000. - Т. 370, № 1. - С. 61-66.

4. Ковба Л. М. Рентгенофазовый анализ / Л. М. Ковба, В. К. Трунов. - М. : Изд-во Моск. ун-та, 1976. - 231 с.

5. Котельников Д. Д. Глинистые минералы осадочных пород / Д. Д. Котельников, А. И. Конюхов. - М. : Недра, 1986. - 247 с.

6. Глубоководное бурение на Байкале - основные результаты / М. И. Кузьмин [и др.] // Геология и геофизика. - 2001. - Т. 42, № 1-2. - С. 8-34.

7. Милло Ж. Геология глин / Ж. Мило. - Л. : Недра, 1968. - 359 с.

8. Геохимия современной седиментации оз. Байкал / В. Д. Пампура [и др.] //

Геология и геофизика. - 1993. - Т. 34, № 10-11. - С. 52-67.

9. Расчет структурной формулы глинистых минералов. Методические указания. / Т. В. Вакалова, И. Б. Рева. - Томск : Ротапринт ТПУ, 2007. - 20 с.

10. Солотчина Э. П. Структурный типоморфизм глинистых минералов осадочных разрезов и кор выветривания / Э. П. Солотчина. - Новосибирск : Академ. изд-во «Гео», 2009. - 234 с.

Mineral composition reconstruction of Baikal’s deep-water deposit based on chemical composition

A. V. Oschepkova, M. I. Kuzmin, V. A. Bichinskii

Annotation. The calculation method of stoichiometric formulas of mixed-layer clay minerals which allows to use simplex-method for quantitative estimation of mineral composition of bottom sediment of the lake Baikal based on petrochemical composition is offered. The received results show good convergence with the X-ray analyses data and reflect paleoclimatic changes in the region (drill holes BDP-96, BDP-98, the Academic ridge).

Key words: Lake Baikal, bottom sediment, clay minerals, mixed-layer clay minerals, simplex-method, paleoclimate.

Ощепкова Анастасия Владимировна Институт геохимии СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а старший лаборант тел.: (3952) 42-60-34 Иркутский государственный университет 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 студент

тел.: (3952) 20-16-39

Кузьмин Михаил Иванович советник РАН, академик РАН Институт геохимии СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского 1а тел.: (3952) 42-60-34

Oschepkova Anastasia Vladimirovna

Institute of Geochemistry SB RAS

1A, Favorsky st., Irkutsk, 664033

laboratory assistant

tel.: (3952) 42-60-34

Irkutsk State University

1, K. Marx st., Irkutsk, 664003

student

tel.: (3952) 20-16-39

Kuzmin Mikhail Ivanovich Councilor RAS, Academic RAS Institute of Geochemistry SB RAS 1A, Favorsky st., Irkutsk, 664033 tel.: (3952) 42-60-34

Бычинский Валерий Алексеевич кандидат геолого-минералогических наук старший научный сотрудник Институт геохимии СО РАН 664033, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а тел.: (3952) 42-60-34 Иркутский государственный университет 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1 доцент

тел.: (3952) 20-16-39

Bichinskii Valerii Alekseevich

Ph. D. in Geology and Mineralogy,

Senior Researcher

Institute of Geochemistry SB RAS

1A, Favorsky st., Irkutsk, 664033

tel.: (3952) 42-60-34

Irkutsk State University

1, K. Marx st., Irkutsk, 664003

docent

tel.: (3952) 20-09-39

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.