МИКРОБНЫЕ СООБЩЕСТВА КУЛЬДУРСКИХ ТЕРМАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ИХ УЧАСТИЕ В НАКОПЛЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИИ

Abstract

Ссылка для цитирования: Микробные сообщества кульдурских термальных источников и их участие в накоплении микроэлементов и минералообразовании / Е.Г. Лебедева, Н.А. Харитонова, И.В. Брагин, Т.В. Кузьмина  // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 1. – С.116-125. Актуальность исследований продиктована тем, что несмотря на многолетние режимные наблюдения за температурой и химическим составом термальных вод, сведения о населяющих термальные воды и бактериальные маты микроорганизмах и их биогеохимической роли практически отсутствуют. Цель: изучить состав, численность функциональных групп бактерий в воде и в микробных матах, формирующихся в различных температурных зонах, и исследовать их роль в накоплении микроэлементов и образовании минералов в термальных источниках Кульдур. Объектами исследования являлись термальные подземные воды месторождения Кульдур следующих скважин № 1-87, 2-87, 3-87, 3-51, 5-51, а также микробные маты, формирующиеся в озерах и ручьях по изливу термальных источников Кульдур. Методы: химические и микробиологические методы. Для анализа содержаний в воде микроэлементов пробы анализировали с помощью масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой. Определение содержание хлорофилла а в микробных матах проводили спектрофотометрически в этанольных экстрактах. Численность различных физиологических групп бактерий определяли на различных селективных средах методом Коха и предельных разведений. Культуры чистили методом истощающего штриха. Элементный анализ микробных матов проводили методом ISP-MS на спектрометре. Фазовый состав минералов определяли с помощью ренгено-фазового анализа на дифрактометре. Результаты. Показано, что термальные воды исследуемых скважин являются щелочными, низкоминерализованными, в составе катионов преобладает натрий, среди анионов превалирует хлор, фтор и сульфат ион. Среди микроэлементов доминирует литий, мышьяк и стронций. В изученных скважинах термальных вод отмечена низкая численность бактерий различных физиологических групп, при этом их количество было выше в более низкотемпературных водах. В микробных матах различных термальных зон отмечен разный состав физиологических групп бактерий, при этом преобладали микроорганизмы геохимического цикла серы, железа и марганца. Показано присутствие в составе всех отобранных матов цианобактерий, для которых характерно наличие хлорофилла а. Выявлено значительное накопление микробными сообществами многих редкоземельных элементов (особенно легких) – ванадия, а также урана и тория. В микробных матах отмечено преимущественное осаждение кремния в виде кварца и плагиоклаза.