Главная – Журналы – Поиск по журналам

Два параллельных керна BDP-96-1 (200 м) и BDP-96-2 (100 м) были получены в 1997 г. при бурении на вершине подводного хр. Академический в точке с координатами 53^o41'48'' с.ш. и 108^o21'06'' в.д. и датированы палеомагнитным методом. Корреляция данных палеомагнитного анализа с мировой магнитной шкалой показала, что возраст осадков на глубине 200 м равен 5 млн лет. Средняя скорость осадконакопления оставалась постоянной на протяжении этого времени и составляла около 4 см за тысячу лет. Предыдущие палинологические исследования керна скв. BDP-96-1 были выполнены с шагом в 2 м, что соответствует временному интервалу ~45-50 тыс. лет. В настоящей статье представлены результаты детального палинологического анализа верхних 30 м керна. Анализ выполнен с шагом в 20 см, что соответствует временному интервалу около 4-5 тыс. лет. Возраст исследованного интервала керна BDP-96-1 охватывает большую часть эпохи Брюнес и, с учетом потерянных верхних 630 см, укладывается в возрастные рамки от ~170 до 780 тыс. л.н. По данным палинологического анализа осадков этого интервала выделяется 13 смен в структуре растительного покрова региона: 7 периодов господства лесной растительности как зональной формации и 6 периодов ее значительной деградации. Выделенные этапы изменения в структуре растительного покрова Восточной Сибири соотнесены со стадиями изменения объемов глобального льда, записанными в океанической изотопно-кислородной шкале. О глубине похолоданий судить довольно трудно, поскольку спектры осадков этих периодов бедны по количеству пыльцевого материала. Тем не менее, совершенно очевидно, что лесная растительность на территории Восточной Сибири в периоды похолоданий полностью не исчезала. Все основные представители современных древесных растений продолжали существовать и в условиях оледенений плейстоцена. Происходила перестройка в структуре растительного покрова. Значительно сокращались площади лесной растительности. В условиях влажного холодного климата начала межледниковий и заключительных этапов оледенений преобладали лиственничные и еловые северо-таежные леса, которые позднее замещались пихтовыми и кедровыми. В условиях умеренно-теплого и относительно сухого климата середины межледниковых периодов развивались лиственнично-сосновые и кедровые среднетаежные леса. Очевидно в это же время максимально распространялась и степная растительность. Сравнение анализа частоты и характера смен типов растительности в интервале времени от 170 до 780 тыс. л.н. в исследуемом регионе с таковыми для разных регионов Северного полушария показывает, что растительность Восточной Сибири откликалась на глобальные изменения климата параллельно с изменениями растительности в других регионах.

В статье приведена детальная стратиграфия (разрешение 500 лет) донных отложений оз. Байкал (скв. BDP-96-2) в рамках эпохи Брюнес. В осадочном разрезе мощностью 35 м показано распределение диатомовых (25 видов и разновидностей), спикул губок и цист золотистых водорослей. В исследуемом разрезе выделены 31 локальная диатомовая зона, обеспечивающие подробное стратиграфическое расчленение осадков оз. Байкал. Распределение створок диатомовых водорослей и диатомовые зоны скоррелированы с морской изотопной стратиграфией. Показана роль климата в видообразовании планктонных диатомовых в озере. Более 21 новых вида диатомовых появляются и затем исчезают в исследуемом разрезе. Вымирание диатомовых видов происходит при наступлении оледенений, а появление новых видов приурочено к межледниковым этапам. Это свидетельствует о климатическом контроле над эволюцией планктонных диатомовых в оз. Байкал.

Проведен спикульный анализ отрезка керна скв. BDP-96-1, соответствующего возрасту позднего плиоцена. Образцы датированы методом палеомагнитного анализа. Обнаружены 42 типа спикул, из которых 15 встречаются у современных губок Байкала, а 27 еще не описаны. Анализ изменения видового состава и количественных характеристик спикул губок в донных осадках позволил выделить три периода в развитии спонгиофауны: 3,1–2,9, 2,9–2,5, 2,5–2,1 млн лет назад. Спонгиофауна первого периода соответствует условиям тепловодного водоема, во втором периоде из состава спонгиофауны выпадает большинство теплолюбивых и фоссильных видов, что говорит о резком похолодании, в третьем – начинается восстановление спонгиофауны, которая, однако, не достигает того расцвета, который предшествовал периоду похолодания. Полученные результаты хорошо согласуются с данными палинологического и диатомового анализа исследованного участка керна.

В работе предпринята попытка изучения цикличности (периодичности) процессов эволюции Земли, отображение которых может выражаться в структуре и состоянии геологического разреза. Конкретная задача работы - выявление периодичности изменений окружающей среды и климата Центральной Азии путем анализа каротажных диаграмм, полученных при изучении скважин, пробуренных в донных осадках оз. Байкал в процессе выполнения международного проекта "Байкал-бурение". В качестве базового метода выявления циклической структуры сигнала использован аппарат вейвлетного анализа. Полученные в результате анализа данные соответствуют известным периодам, выявленным М. Миланковичем, и позволяют предположить наличие циклов 13-14; 16-27; 35-57 и 75-120 тыс. лет в изменении климата Центральной Азии.

На основе сравнения состава осадков ледниковых и межледниковых интервалов за период от позднего плиоцена до плейстоцена и голоцена из различных частей Байкальского бассейна, обосновывается использование ассоциаций глинистых минералов осадков оз. Байкал как индикаторов прошлых изменений среды и климата. В методической части работы представлены оптимальные способы подготовки образцов к рентгеновскому анализу, а также развит предложенный ранее метод структурного моделирования спектров глинистых минералов как наиболее приемлемый для изучения байкальских осадков. Ассоциации глинистых минералов в районе впадения в Байкал р. Селенга и на Академическом хребте весьма близки, что указывает на незначительный вклад локальных источников осадочного материала в их формирование. Выявленное сходство позволяет говорить о единстве обширного водосбора Байкала в контексте процессов эрозии, выветривания и поставки обломочного материала.
Несмотря на постоянство гемипелагических условий седиментации в рассматриваемых точках глубоководного бурения, в обоих кернах проявлена четкая зависимость составов ассоциаций глинистых минералов от палеоклиматических обстановок. Ледниковые интервалы как позднеплейстоценовый, так и позднеплиоценовый схожи и резко обогащены хорошо раскристаллизованной слюдой (мусковитом) и плагиоклазом, что свидетельствует об усилении процессов физического выветривания в условиях холодного климата. На межледниковых интервалах наблюдается повышенное содержание тонкодисперсного иллита, указывающее на его вторичное происхождение при выветривании. Кроме того, значительно возрастает содержание смектитовых слоев в иллит-смектите, что может являться показателем более теплого и влажного климата.
Интервал нижней части бурового керна с возрастом более 4,5 млн лет характеризуется аномальным составом: большим количеством иллит-смектита с высоким содержанием смектитовой компоненты, хлорит-смектитом и незначительным содержанием иллита и мусковита. Подобная минеральная ассоциация байкальских осадков соответствует климату, значительно более теплому по сравнению с современным.

Анализ глинистых минералов проводился для современных и более древних (возраст 900 лет) осадков, отобранных вдоль профиля в Северном бассейне оз. Байкал, Юго-Восточная Сибирь, который протянулся с запада на восток. Целью настоящих исследований было использование глинистых минералов для определения характеристик осадков восточной и западной частей оз. Байкал и определения их связи с водосборными бассейнами и с особенностями седиментации. Не считая иллита, который является самым распространенным минералом вдоль профиля, минералогия глин осадков восточной и западной частей различна. Минералогический состав глин западной части характеризуется высоким содержанием хлорита, низкими содержаниями смектита и каолинита и достаточно хорошей степенью кристалличности всех глинистых минералов. Напротив, минералогический состав глин восточной части отличается более низким содержанием хлорита, более высокими содержаниями смектита и каолинита и низкой степенью кристалличности глинистых минералов. Предполагаем, что различия геологической обстановки и морфологии водосборных бассейнов приводят к различиям между осадками западной и восточной частей озера в результате различных механизмов выветривания и переноса, предшествующих непосредственному осаждению осадков. Содержание смектита и область пика отношения иллит/смектит являются возможными индикаторами различия между доминирующими осадками из западной и восточной частей. Из этой интерпретации следует, что турбидиты, сконцентрированные в центре профиля, заданного от мыса Заворотный вкрест простирания Байкала (профиль Заворотный), привнесены из западной части водосборного бассейна. Значительная вариация в распределении глинистых минералов на протяжении нескольких сот лет, наиболее отчетливо проявленная в содержании смектита и отношении иллит/хлорит, говорит о существенных изменениях условий, контролирующих осадконакопление в Северном бассейне. Это должно учитываться при использовании распределения глинистых минералов в осадках оз. Байкал для палеореконструкций.

В статье рассматриваются результаты литологического изучения разреза донных отложений оз. Байкал, вскрытых скважинами под 354-метровой толщей воды.
Впервые установлена структурно-геохимическая специализация глинистых минералов в донных отложениях оз. Байкал до глубины более чем 100 м. С помощью вычислительной процедуры "Симплекс" рассчитан количественный состав минеральных фаз тонкопелитовой фракции. Показано, что смектиты представлены бейделлитом, монтмориллонитом и в меньшей степени нонтронитом. Практически они отражают гамму разновидностей минералов этой группы, которая характерна для автохтонного и аллохтонного генезиса. Терригенные смектиты в осадках – это отголоски семиаридного или семигумидного климата в миоцене и в меньшей степени в плиоцене. Расцвет диатомовых и пики содержания смектитов можно связать с таянием ледников и льдов, режеляционные воды которых способны транспортировать терригенные смектиты, а также нести значительное количество растворенного кремнезема, необходимого для постройки кремнистого скелета этой разновидности фитопланктона. Кроме того, резерв смектитов значительно возрастал в процессе аутигенного минералообразования. Доказательством этого служат исследования образцов на растровом электронном микроскопе.

В ходе настоящего исследования были изучены магнитные свойства и проведен гранулометрический анализ керна двух скважин BDP-93 (100 м), пробуренных на Бугульдейской перемычке в оз. Байкал, расположенном на юге Восточной Сибири. Преобладание положительного наклонения остаточной намагниченности керна указывает на его принадлежность эпохе Брюнес ( 80 тыс. лет). Были обнаружены некоторые геомагнитные экскурсы в обоих кернах. Сравнивая датировки по ¹⁴C с линией регрессии палеомагнитных данных, они оцениваются 100 и 120 тыс. лет (событие Блейк), 310 и 340 тыс. лет (Калабрийский хребет, событие 1). Эти геомагнитные события, возможно, включают двойные экскурсы. Сравнение магнитных свойств осадков с содержанием диатомей и биогенного кремнезема показывает низкое содержание магнитных минералов в межледниковые периоды и высокое - в ледниковые. Однако эта закономерность плохо проявляется в нижних 60 м керна. Начиная с отметки 40 м петромагнитные характеристики и другие параметры говорят об изменении условий седиментации, что, вероятно, связано с изменением источника сноса. Полученные результаты показывают, что региональные условия осадконакопления оказывали влияние на обстановку седиментации на Бугульдейской перемычке.

В работе обсуждается способ определения урана и тория в донных осадках. Способ основан на использовании монохроматических пучков синхротронного излучения с разными энергиями для получения спектров РФА СИ (рентгенофлюоресцентный анализ с использованием синхротронного излучения) и применении итерационной процедуры совместной обработки полученных спектров. Корректность предлагаемого метода доказана сравнением приводимых в работе результатов анализа содержаний U и Th в осадочных образцах разного происхождения с соответствующими данными для тех же образцов, полученными ранее методами ИНАА и ICP-MS. Приведены записи U и Th в осадках буровой колонки BDP-96-2 (оз. Байкал) с разрешением в 2 тыс. лет для интервала 40–780 тыс. лет. Доказано, что на протяжении всей эпохи Брюнес (780 тыс. лет) изменения содержания U и U/Th отражают глобальные изменения климата, и их отклик аналогичен обнаруженному ранее при исследовании осадочных колонок оз. Байкал в пределах двух последних ледниковых периодов (до 220 тыс. лет).

Предлагается методика определения возраста глубоководных отложений Байкала по измерениям отношений радиоактивности изотопов тория и урана в различных фракциях аутогенной части осадка. Установлен торий-урановый возраст шести горизонтов скв. BDP-96-2, идентифицированы усредненные параметры гравитационного уплотнения отложений. Выявлено хорошее согласование экстраполируемых с учетом уплотнения осадка торий-урановых возрастов с палеомагнитными на всем протяжении керна скв. BDP-96-2.