USING OF BROMINE AS AN INDICATOR OF PALEOSALINITY BASED ON RESEARCH OF ONE OF THE LAKES OF KARELIAN COAST OF THE WHITE SEA
Authors:
1.
Vserossiyskiy nauchno-issledovatel'skiy geologicheskiy institut im. A.P. Karpinskogo (g. Sankt-Peterburg)
Russian Federation
Russian Federation
2.
Geologicheskiy institut KNC RAN (g. Apatity)
Russian Federation
Russian Federation
3.
Vserossiyskiy nauchno-issledovatel'skiy geologicheskiy institut im. A.P. Karpinskogo (g. Sankt-Peterburg)
Russian Federation
Russian Federation
Type:
Сonference article
Published:
06.01.2019
Subject area:
BBK 26 Науки о Земле
BISAC NAT010000 Ecology
BISAC NAT045050 Ecosystems & Habitats / Coastal Regions & Shorelines
BISAC NAT025000 Ecosystems & Habitats / Oceans & Seas
BISAC NAT045030 Ecosystems & Habitats / Polar Regions
BISAC SCI081000 Earth Sciences / Hydrology
BISAC SCI092000 Global Warming & Climate Change
BISAC SCI020000 Life Sciences / Ecology
BISAC SCI039000 Life Sciences / Marine Biology
BISAC SOC053000 Regional Studies
BISAC TEC060000 Marine & Naval
BISAC NAT010000 Ecology
BISAC NAT045050 Ecosystems & Habitats / Coastal Regions & Shorelines
BISAC NAT025000 Ecosystems & Habitats / Oceans & Seas
BISAC NAT045030 Ecosystems & Habitats / Polar Regions
BISAC SCI081000 Earth Sciences / Hydrology
BISAC SCI092000 Global Warming & Climate Change
BISAC SCI020000 Life Sciences / Ecology
BISAC SCI039000 Life Sciences / Marine Biology
BISAC SOC053000 Regional Studies
BISAC TEC060000 Marine & Naval
Language:
Russian
Keywords:
paleosoleness, paleogeographic conditions, bromine, late glacial, Holocene
Abstract (English):
Za schet izmeneniya otnositel'nogo urovnya Belogo morya v pozdnelednikov'e i golocene donnye otlozheniya ryada pribrezhnyh ozer formirovalas' v razlichnyh paleogeograficheskih usloviyah - v prilednikovom presnovodnom i morskom basseynah, pozzhe v presnovodnom ozere. Solenost' porovyh vod i sootvetstvenno materiala donnyh osadkov v osnovnom opredelyaetsya koncentraciey v nih soedineniy hlora. Razrabotana empiricheskaya formula, pozvolyayuschaya pereschitat' soderzhanie hlora na obschuyu solenost'. Sootnoshenie Cl/Br v donnyh osadkah prakticheski odinakovo i ne otlichaetsya ot normal'nogo v morskoy vode Cl/Br = 293. Takim obrazom izuchenie raspredeleniya broma po vertikal'nomu razrezu otlozheniy pozvolyaet harakterizovat' paleosolenost' donnyh osadkov.
Za schet izmeneniya otnositel'nogo urovnya Belogo morya v pozdnelednikov'e i golocene donnye otlozheniya ryada pribrezhnyh ozer formirovalas' v razlichnyh paleogeograficheskih usloviyah - v prilednikovom presnovodnom i morskom basseynah, pozzhe v presnovodnom ozere. Solenost' porovyh vod i sootvetstvenno materiala donnyh osadkov v osnovnom opredelyaetsya koncentraciey v nih soedineniy hlora. Razrabotana empiricheskaya formula, pozvolyayuschaya pereschitat' soderzhanie hlora na obschuyu solenost'. Sootnoshenie Cl/Br v donnyh osadkah prakticheski odinakovo i ne otlichaetsya ot normal'nogo v morskoy vode Cl/Br = 293. Takim obrazom izuchenie raspredeleniya broma po vertikal'nomu razrezu otlozheniy pozvolyaet harakterizovat' paleosolenost' donnyh osadkov.
Keywords:
paleosoleness, paleogeographic conditions, bromine, late glacial, Holocene
paleosoleness, paleogeographic conditions, bromine, late glacial, Holocene
Объектом изучения служили донные осадки безымянного малого озера в районе поселка Чупа на Карельском берегу Белого моря. За счет изменения относительного уровня Белого моря в позднеледниковье и голоцене котловины ряда малых озер ранее являлись неровностями дна приледникового пресного или морского водоёмов. Стратифицированная толща донных отложений из таких озёрных котловин соответственно формировалась в различных палеогеографических условиях - в приледниковом пресноводном и морском бассейнах, позже в пресноводном озере [2, 3]. Как показано в ряде работ, в том числе [1, 6] элемент группы галогенов - бром служит достаточно надежным индикатором степени палеосолености донных отложений. Вкратце сущность предложенного метода заключается в следующем: Соленость поровых вод и соответственно материала донных осадков в основном определяется концентрацией в них соединений хлора, составляющих приблизительно (NaCl+MgCl2) 88.7 % от общего состава содержащихся в них солей. В работах Кнудсена и Снежинского [4, 7] приводиться эмпирическая формула, позволяющая пересчитать содержание хлора на общую соленость S 0/00 =0.03+1.805 Cl 0/00. Соотношение Cl/Br для иловых вод поверхностных слоев осадков мирового океана практически одинаково и не отличается от нормального в морской воде Cl/Br = 293 [5]. Считается, что весь Br содержащийся в поровых водах отложений полностью сохранился в исследуемом материале. Таким образом изучение распределения брома по вертикальному разрезу позволяет характеризовать палеосоленость донных отложений. Методика работ заключается в следующем. Отобранные образцы изучаемого керна высушиваются до воздушно-сухого состояния. Считается, что весь Br содержащийся в поровых водах отложений полностью сохранился в исследуемом материале. Для определения брома использовался аналитический комплекс «СПЕКТРОСКАН МАКС-G». Следует отметить, что методикой предусматривается частичная компенсация влияния высокого (более 40%) содержании органического вещества в пробе, вызывающее завышение значения палеосолености. В разрезе изучаемых отложений выделяются следующие литологические разности: 900-850 см - ленточные глины, 850-690 см. чередующиеся пески, алевритистые пески и алевриты с органикой. 695-710 см. прослой алевритистой гиттии. И далее до отметки 420 см - гиттия бассейне [2, 3]. Нижняя часть исследуемого разреза представлена ленточными глинами Их расчетная палеосоленость близка к нулю, что соответствует представлению об их накоплении в приледниковом пресноводном бассейне. Выше по разрезу начиная с отметки 850 см происходит резкое увеличение значения расчетной палеосолености отложений до 80/00 затем после некоторого падения до 50/00 вновь увеличивающейся до11,70/00 на интервале опробования 817-819 см. Полученные данные могут говорить, что осолонение приледникового пресноводного озера происходило достаточно интенсивно и включало в себя два этапа, с некоторым периодом стабилизации между ними. Начиная с отметки 811 см. и до отметки 680 см. график изменения значений расчетной палеосолености принимает пилообразный характер, колеблясь в интервале от 1 до 9,50/00. Последнее говорит о том, что соленость прибрежного морского бассейна менялась, так как рассматриваемый интервал особенно на завершающем этапе формировался в условиях отчленяющегося водоема-залива. Далее наблюдается резкое снижение расчетной палеосолености до минимальных значений менее 10/00 отмеченных на интервале опробования 670-661 см. Вероятно, данный минимум фиксирует полное отчленение озерных котловин от моря. Начинается с отметки 661 см. палеосоленость начинает нарастать до значения 4,30/00 после чего приобретает достаточно монотонный волнообразный характер с незначительной амплитудой изменения палеосолености и достаточно выраженным общем тренде её понижения. Следует отметить, что заметное повышение палеосолености на отметке 661 соответствует резкому изменению литологического состава осадков. Существенно алевритистые отложения заменяются на озерные илы (гиттию), практически полностью слагающую осадки. Повышенные фоновые значения палеосолености выше отметки 661 см. вероятно обусловлены интенсивной сорбцией Br органическим веществом осадков, что приводит к завышению истинных значений палеосолености. Плавное уменьшения солености вероятно связано с остаточным постепенным опреснением озера. Интересны результаты сопоставления расчетной палеосолености бассейна с результатами диатомового анализа. Отмечено, что пики максимальных значений расчетной палеосолености соответствуют максимумам распространения мезогалоб и полигалоб обитающих в солоноватых водоёмах. Причем максимумы расчетной палеосолености, как правило несколько опережают максимумы распространенности этих видов диатомовых водорослей, что вполне объяснимо-сначала происходит некоторое осолонение водоема, и с некоторым запозданием развитие диатомовых обитающих в соленых водах. Исходя из полученных результатов, можно констатировать, что использование брома, как индикатора палеосолености, помогает уточнению палеогеографических условий образования донных осадков и отложений и соответственно изменения относительного уровня моря
1. Grigor'ev A.G., Zhamoyda V.A., Spiridonov M.A., Sharapova A.Yu., Sivkov V.V. Novye dannye po istorii razvitiya yugo-vostochnoy chasti Baltiyskogo morya ot pozdnelednikov'ya do sovremennosti. Regional'naya geologiya i metallogeniya, № 40, 2009. SS. 103-114.
2. Kol'ka V.V., Korsakova O.P., Shelehova T.S., Tolstobrova A.N. Vosstanovlenie otnositel'nogo polozheniya urovnya Belogo morya v pozdnelednikov'e i golocene po dannym litologicheskogo, diatomovogo analizov i radiouglerodnogo datirovaniya donnyh otlozheniy malyh ozer v rayone pos. Chupa (severnaya Kareliya) // Vestnik MGTU. 2015. T 18, № 2. S. 255-268.
3. Korsakova O.P., Kol'ka V.V., Tolstobrova A.N., Lavrova N.B., Tolstobrov D. S., Shelehova T. S. Litologiya i pozdnee-postlednikovaya stratigrafiya donnyh otlozheniy iz kotlovin izolirovannyh basseynov poberezh'ya Belogo morya (na primere malogo ozera iz rayona poselka Chupa, severnaya Kareliya) //Stratigrafiya i geologicheskaya korrelyaciya, 2016, tom 24, №3, s.1-21.
4. Snezhinskiy V.A. Prakticheskaya okeanografiya (raboty v otkrytom more). - L.: Gidrometeoizdat, 1951. - 559 s.
5. Shishkina O.V. Geohimiya galogenov v morskih i okeanicheskih osadkah i ilovyh vodah. - M.: Nauka, 1969. - 118 s.
6. Grigoriev A, Zhamoida V, Spiridonov M, Sharapova A, Sivkov V, Ryabchuk D. Late-glacial and Holocene palaeoenvironments in the Baltic Sea based on a sedimentary record from the Gdańsk Basin. Climate Research, special 26: Environmental change and socio-economic response in the Baltic region. 2011, v.48, n.1, p.13-21.
7. Knudsen M. Hydrographical Tables. G.E.C. Gad, Copenhagen. 1901. 63 pp.
