ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В ПОЛИГОНАЛЬНО-ЖИЛЬНЫХ ЛЬДАХ КЛЮЧЕВЫХ РАЙОНОВ КРИОЛИТОЗОНЫ КАРСКОГО РЕГИОНА

Abstract

Актуальность исследования. Информация о составе, льдистости и геохимических особенностях мерзлых пород необходима при освоении нефтегазоконденсатных месторождений Ямала, Гыдана и Таймыра. Среди факторов, определяющих экологию тундровых ландшафтов криолитозоны, большое значение имеют подземные льды, в том числе полигонально-жильные, и последствия их вытаивания. Гидрохимический состав и содержание редкоземельных элементов в сингенетических жилах фиксируют информацию об источниках влаги и условиях, при которых происходило их формирование. Соотношение основных ионов и распределение редкоземельных элементов в растворе может быть использовано для оценки влияния на состав льда атмосферных осадков, морских и вулканических аэрозолей, антропогенного загрязнения. Цель: выявить источники поступления химических элементов и оценить влияние типа льдовыделения на гидрохимический состав и распределение редкоземельных элементов в различных генетических типах льда – полигонально-жильном, морском, озерном и фирновом льдах. Объекты: полигонально-жильный лед, вмещающие его отложения, сезонные льды, поверхностные воды, отобранные в экспедициях ИКЗ ТюмНЦ СО РАН в 2009–2014 гг. Методы исследования химического состава: масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, атомно-абсорбционная спектрометрия, эмиссионная фотометрия, хроматография. Результаты. Установлено, что на химический состав полигонально-жильных льдов, изученных в прибрежной зоне ключевых участков о. Белый, о. Сибирякова, Западного Ямала и Западного Таймыра, имели влияние морские и континентальные аэрозоли. Сингенетические полигонально-жильные льды, пресные и ультрапресные по минерализации, сформированы при промерзании талых вод, которые содержат сорбированные снегом морские аэрозоли – взвешенные в атмосфере твердые и жидкие частицы. Полигонально-жильные льды в удаленном от моря районе оз. Сохонто не имеют признаков морского влияния по соотношению основных ионов. Полигонально-жильные льды с минеральными включениями формировались не только за счет талых снеговых вод с аэрозолями континентального происхождения, но и за счет надмерзлотных вод. В полигонально-жильных льдах выявлено увеличение содержаний лантаноидов в водорастворимой форме по сравнению с кларковыми значениями и современными поверхностными льдами. По цериевой аномалии в большинстве изученных сингенетических ледяных жил подтверждается участие морских аэрозолей. По распределениям редкоземельных элементов выявлено характерное для полигонально-жильных льдов соотношение легких и тяжелых редкоземельных элементов равное 0,9, и соотношение лантана к остальным лантаноидам, равное 0,2. Морской лед наследует минерализацию и состав морской воды. Озерный лед различается по глубине и отражает сезонное изменение гидрохимического состава при ледоставе и повышение концентрации морских аэрозолей в снеге, перекрывающем озерный лед. Фирновый лед полярного Урала имеет очень низкую минерализацию, в нем отсутствуют примеси морского аэрозоля. В полигонально-жильных льдах голоценового и неоплейстоценового возраста реализован природный механизм накопления редкоземельных элементов в водорастворимой форме в комплексе с железом, торием и иттрием. Вытаивание ледяных жил может приводить к поступлению редкоземельных элементов в поверхностные воды.