Комплексный подход к типизации состава поровых вод донных осадков северо-западной части арктического шельфа Баренцева и Карского морей

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Данная статья посвящена исследованию поровых вод донных отложений слабоизученных районов северо-западной части шельфа российской Арктики. Исследования проводились на образцах поровых вод современных донных отложений (мощностью до 3 м), отобранных в ходе полевых морских экспедиций в северной части Баренцево-Карскоморского шельфа. Рассмотрены процессы формирования химического состава поровых вод, их происхождения и эволюции, взаимодействия со вмещающим осадком, с газами и органическим веществом. Выделены характерные особенности этих процессов в условиях низких температур и с учётом специфики четвертичной истории развития региона. Получение новых сведений о системе «поровые воды-донные осадки» крайне актуально как для общего понимания процессов арктического седиментогенеза шельфовых морей, так и для поиска месторождений углеводородов на шельфах российской Арктики. Типизация компонентного состава поровых вод донных отложений проводилась путем комбинирования статистического и геохимического подходов. В результате удалось выделить четыре различных типа поровых вод (седиментационные, диагенетические, опресненные и переходного типа). Установлено, что химический состав большинства исследованных образцов поровых вод относится к седиментационному типу. Этот тип вод не претерпел значительных изменений в процессе раннего диагенеза и соответствует составу морской воды. В части образцов поровых вод был установлен диагенетический тип поровых вод, сформированный за счет проявления процессов сульфатредукции и свидетельствующий о начале дигенетических преобразований в направлении прямой метафоризации состава. Станции с более слабым проявлением диагенетических процессов были отнесены к переходному типу. К опресненному типу были отнесены станции, в плотных маловлажных образцах которых было выявлено снижение минерализации поровых вод за счет почти пропорционального уменьшения концентраций основных макрокомпонентов. Используемый в статье подход кластеризации химических анализов поровых вод может быть использован для других арктических районов.

Об авторах

Наталья Евгеньевна Шиндина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: shindina-98@mail.ru
аспирант; Геологический факультет;

Екатерина Сергеевна Казак

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: kanigu@mail.ru
в. н. с.; факультет Геологический;

Список литературы

  1. Современные осадки морей и океанов (Труды совещания. 24-27 мая 1960 г.) / [Редколлегия: акад. Н. М. Страхов и др.]. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1961. 646 с.
  2. Шиндина Н. Е., Казак Е. С. Исследование донных отложений Арктического шельфа: стратегические задачи, приоритетные цели, методология // Геология, география и глобальная энергия. 2025. № 2(97).
  3. Коротков А. И., Павлов А. Н., Юровский Ю. Г. Гидрогеология шельфовых областей. Л.: Недра, 1980. 216 с.
  4. Валяшко М. Г., Гурский Ю. Н., Гричук Д. В. О направлении развития химического состава поровых вод в донных отложениях морей и океанов // Литология и полезные ископаемые. 1979. № 4. С. 43-63.
  5. Гурский Ю. Н. Иловые воды морей и океанов и процессы формирования их химического состава // Закономерности формирования химического состава природных вод. 1981. С. 32-64.
  6. Гурский Ю. Н. Геохимия процессов формирования химического состава поровых (иловых) вод морских отложений и их классификация // Геохимия природных вод. Ленинград: Гидрометиздат, 1985. С. 242-251.
  7. Кречетов П. П., Дианова Т. М. Химия почв. Аналитические методы исследования: Учеб. пособие. М.: МГУ, 2009. 248 с.
  8. Казак Е. С., Шиндина Н. Е. Лабораторные методы определения состава поровых вод слабопроницаемых отложений // Вестн. Моск. ун-та. Серия 4: Геология. 2025. 64(1). С. 30-40. doi: 10.55959/MSU0579-9406-4-2025-64-1-30-40 EDN: OWRCKM.
  9. Валяшко М. Г. Геохимические закономерности формирования месторождений калийных солей. М.: Изд-во МГУ, 1962.
  10. Гурский Ю. Н. Геохимия литогидросферы внутренних морей. Том 1. М.: ГЕОС, 2003. С. 247-265. EDN: QKFWUB.
  11. StatSoft, Inc. STATISTICA (data analysis software system), version 10. 2011. URL: www.statsoft.com.
  12. Дюран Б. Кластерный анализ / Б. Дюран, П. Оделл. М.: Статистика, 1977. 128 с.
  13. Казак Е. С., Корзун А. В., Ахманов Г. Г., Бакай Е. А. Геохимия поровых вод донных отложений в северо-восточной части шельфа Баренцева моря // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2021. № 5. С. 39-54. EDN: LNMCZN.
  14. Ахманов Г. Г., Соломин Г. В., Петрова Е. В. и др. Инженерно-геологические особенности и переуплотнение глинистых неоплейстоценовых отложений северо-восточной части Баренцева моря // Грунтоведение. 2022. № 2. С. 13-26. doi: 10.53278/2306-9139-2022-2-19-13-26 EDN: TBCZLR.
  15. Сулин В. А. Условия образования, основы классификации и состав природных вод, в частности воды нефтяных месторождений. Ленинград: Изд-во Академии наук СССР, 1948. 107 с.
  16. Павлова Л. Г. Геохимия иловых вод в условиях арктического ледово-морского седиментогенеза: диссертация на соискание ученой степени доктора географических наук. Мурманск, 2001. 290 с. EDN: VMOKHZ.
  17. Demina L. L., Dara O., Alekseeva T., Budko D., Novichkova E., Politova N., Solomatina A., Bulokhov A., Aliev R. Elemental and mineral composition of the Barents Sea recent and late pleistocene−holocene sediments: a correlation with environmental conditions // Minerals. 2020. Vol. 10, № 7. P. 593. doi: 10.3390/min10070593 EDN: YYELPH.
  18. Павлидис Ю. А., Богданов Ю. А., Левченко О. В., Мурдма И. О., Тарасов Г. А. Новые данные о природной обстановке в Баренцевом море в конце валдайского ледниковья // Океанология. 2005. Т. 45, № 1. С. 92-106. EDN: HRVYVT.
  19. Горшкова Т. И. Органическое вещество современных шельфовых осадков северных морей СССР // Проблемы геологии шельфа. М.: Наука, 1975. С. 66-72.
  20. Сигачева Л. Ю., Видищева О. Н., Ахманов Г. Г. и др. Геохимические характеристики органического вещества донных отложений северной части Баренцева моря как индикатор миграции углеводородов из недр // Георесурсы. 2023. Т. 25. № 4. С. 42-57. doi: 10.18599/grs.2023.4.3 EDN: KBNPOK.
  21. Сигачева Л. Ю., Валиева Э. И., Видищева О. Н. и др. Органическое вещество донных осадков северо-восточной и северной частей Баренцевоморского шельфа (по результатам экспедиций TTR-19 и TTR-20) // Успехи органической геохимии: Материалы 2-й Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых. Новосибирск, 2022. С. 247-250. doi: 10.25205/978-5-4437-1312-0-247-250 EDN: UWWKCT.
  22. Stein R., Fahl K. Total organic carbon in surface sediments // PANGAEA, 2004. URL: https://doi.org/10.1594/PANGAEA.137002.
  23. Розанов А. Г. Геохимические особенности глубоководных донных отложений Карского моря (Новоземельская впадина, желоб Святой Анны) // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 709-722. doi: 10.7868/S0030157415030156 EDN: UDEUIJ.
  24. Лейн А. Ю., Маккавеев П. Н., Савичев А. С. и др. Процессы трансформации взвеси в осадок в Карском море // Океанология. 2013. Т. 53. № 5. С. 643-679.
  25. Meister P., Herda G., Petrishcheva E., Gier S., Dickens G. R., Bauer C., Liu B. Microbial Alkalinity Production and Silicate Alteration in Methane Charged Marine Sediments: Implications for Porewater Chemistry and Diagenetic Carbonate Formation // Front. Earth Sci. 2022. V. 9. P. 1-18.
  26. Ахманов Г. Г., Соловьева М. А., Пятилова А. М. и др. Следы "останца" ледникового щита и современная флюидоразгрузка на дне ССВ Баренцева моря: данные геолого-геофизических и геохимических исследований в экспедиции TTR-20 // Морские экспедиционные исследования России в 2022 году: Тезисы докладов конференции "Итоги экспедиционных исследований в 2022 году в Мировом океане, внутренних водах, на архипелаге Шпицберген и полуострове Камчатка". М.: МИРЭА, 2022. С. 62-66.
  27. Егошина Е. Д., Видищева О. Н., Полудеткина Е. Н. и др. Состав и происхождение газов из донных отложений СВ Баренцева моря (по результатам экспедиции TTR-19) // Maresedu-2020: Труды IX международной научно-практической конференции "Морские исследования и образование". Т. 3. 2020. С. 86-89.
  28. Киль А. О., Полудеткина Е. Н., Токарев М. Ю. и др. Проявления флюидоразгрузки в верхней части разреза и на морском дне прогиба уединения, Северо-Карский бассейн (по данным экспедиции TTR-21) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. Вып. 9. 2022. С. 117-122. doi: 10.24412/2687-1092-2022-9-117-122 EDN: LTLLYF.
  29. Леин А. Ю., Кравчишина М. Д., Павлова Г. А. и др. Солевой состав и биогенные элементы в современных иловых водах Баренцева моря (данные 1997–2019 гг.) // Система Баренцева моря (сборник). 2021. С. 370-398. doi: 10.29006/978-5-6045110-0-8/(28) EDN: CBBNYF.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).