Научный журнал

Современные наукоемкие технологии

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

• Авторы
• Файлы
• Литература

Ощепкова А.В. 1

---

1 Иркутский государственный университет

Статья в формате PDF

466 KB

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

2. Коллектив авторов. Глубоководное бурение на Байкале – основные результаты. // Геология и геофизика, 2001, т. 42, №1 – 2, с. 8 – 35.

3. Коллектив авторов. Позднекайнозойская палеоклиматическая запись в осадках озера Байкал (по результатам исследования 600-метрового керна глубокого бурения). // Геология и геофизика, 2000, №1, т. 41, с. 3 – 32.

4. Кузьмин М.И. Химический состав осадков глубоководных байкальских скважин как основа реконструкции изменений климата и окружающей среды / М. И.Кузьмин, В.А. Бычинский, Е.Б. Кербер, А.В. Ощепкова, А.В. Горегляд, Е.В. Иванов. – Геология и геофизика. – 2014. – №1, т. 55 № 1 с. 98-123..

5. Ощепкова А.В. Расчет минерального состава донных отложений оз. Байкал по петрохимическому составу / А.В. Ощепкова, В.А. Бычинский // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVII Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. Т. 1. – С. 134–136.

6. Ощепкова А.В. Реконструкция минерального состава глубоководных байкальских осадков на основе их химического состава / А.В. Ощепкова, М.И. Кузьмин, В.А. Бычинский // Известия Иркутского государственного университета. – Серия «Науки о Земле». – 2013. – Т. 6. - № 1. – С. 122–132.

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

Актуальным направлением современных научных исследований является создание глобальных и региональных моделей эволюции климата и окружающей среды. Наиболее детальные палеоклиматические летописи составлены по результатам изучения донных осадков океанов. На континентах получение палеоклиматической информации затруднительно, в Центральной Азии уникальным объектом изучения палеоклимата является озеро Байкал, содержащее многокилометровую толщу осадков, накопившихся непрерывно.

В ходе международного научно-исследовательского проекта Байкал-бурение пройдены скважины в байкальских осадках и получен керн до 600-метровой глубины. Наиболее перспективными для изучения палеоклиматических обстановок являются осадки Академического хребта, в которых пробурены скважины BDP-96 и BDP-98. Хребет отделен от берега глубоководными котловинами, осадочный материал поступает только из водной толщи.

Проведенные ранее исследования показали, что значимым индикатором изменения климата и окружающей среды являются глинистые минералы (Солотчина, 2009, Коллектив, 2000, 2001 и др.) Большой объем осадочной толщи затрудняет применение высокоточных методов минералогического анализа, каким является рентгенофазовый анализ (XRD). В этом случае целесообразно применение математических методов, одним из которых является симплекс-метод, позволяющий по химическому составу качественно оценить минеральный состав осадков (Кузьмин и др., 2014).

Симплекс-метод – это решение системы уравнений по шагам, которое 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 смешанослойных минералов не представляются в виде строгой стехиометрической формулы, а записываются с использованием переменных коэффициентов. Такой вид записи не может быть применен в расчетах симплекс-методом, как и идеальная модель твердого раствора.

С целью применения симплекс-метода были проведены расчеты условных стехиометрических формул глинистых смешанослойных минералов. Терригенная составляющая осадка была пересчитана на 100 %, чтобы точно представить химический состав осадка в виде стехиометрических формул минералов. Были удалены такие элементы как титан, марганец, содержащиеся в долях процента в исходной пробе, и присутствующие в минералах в виде изоморфных примесей. Химический состав, соответствующий глинистой части осадка, был получен как разница между общим химическим составом и пересчитанными на химический состав минералов, определенных рентгенофазовым анализом – это неслоистые кварц, полевые шпаты и слоистые каолинит, мусковит и хлорит.

На основе полученного химического состава глинистых минералов, согласно методике, предложенной Булахом А.Г. (Булах, 1964), выполнен расчет стехиометрических формул таких минералов, как иллит-смектит, монтмориллонит и хлорит-смектит. В качестве опорных данных для расчета стехиометрических формул использованы химические составы проб которые по глубине и содержанию биогенного кремнезема хорошо соответствуют образцам донных отложений, для которых минеральный состав определен XRD–методом (Ощепкова, Бычинский, 2013, Ощепкова и др., 2013).

Симплекс-метод был применен для расчета минерального состава по среднему химическому составу для скважины BDP-98 (табл. 1). Анализировались теплые и холодные климатические эпизоды, которые были установлены предварительно по содержанию кремнезема. На основании палеомагнитных данных, анализа керна и расчета скорости осадконакопления, были установлены следующие возрастные закономерности. Интервалу керна 110–270 м соответствует временной интервал 2,5–6,5 млн лет; на глубине 277 м возраст осадков – 6,56 млн лет. На основе расчета скорости осадконакопления в комплексе с другими методами установлены следующие датировки: на глубине 400 м возраст осадков составляет 8,8 млн лет; на глубине 480 м – 9,4 млн лет; на глубине 600 м – приблизительно 10,3 млн лет (Коллектив, 2000).

Библиографическая ссылка