Аутигенный барит в отложениях палеотермоцирка полуострова Ямал

Изучение аутигенного минералообразования в криолитозоне представляет значительный научный интерес, однако до сих пор этим процессам уделяется недостаточное внимание. В данной работе впервые подробно описан и изучен аутигенный барит, обнаруженный в мерзлых синкриогенных отложениях, вскрывающихся в термоцирке полуострова Ямал, с целью оценки его потенциала как индикатора экзогенных криогенных процессов. Исследование выполнено с применением комплекса современных методов, включая сканирующую электронную микроскопию, рентгеноспектральный микроанализ и геохимические исследования. Особое внимание уделено применению оригинальной методики изготовления полимерных реплик, позволившей сохранить первичные текстурно-структурные особенности мерзлых грунтов. Результаты исследования подтверждают ключевую роль криогенных процессов в образовании барита, формирующего характерные розеточные агрегаты в микропустотах ледогрунта. Установлено, что его образование связано с процессами перераспределения и концентрирования солей при промерзании, при этом ключевую роль играют специфические геохимические условия, благоприятствующие связыванию сульфатов именно с барием. Эти условия обеспечили процессы термоденудации, в том числе таяние подземных льдов и переотложение прибрежно-морских и субаэральных пород. Полученные данные позволяют рассматривать аутигенный барит как перспективный индикатор криогенных процессов в многолетнемерзлых породах и важны для понимания реакции криолитозоны на внешние воздействия, что особенно актуально в контексте современных климатических изменений, ведущих к активизации термокарста и термоденудации.

1. Базарова Е.П., Кадебская О.И., Рубцова М.Н., Коротченкова О.В., Кононов А.М. Криогенный рапидкрикит из малой нижнеудинской пещеры (Восточная Сибирь). Криосфера Земли. 2023;27(3):3–14. https://doi.org/10.15372/KZ20230301

2. Thomas H.R., Сleall P., Li Y.-C., Harris C., Kern-Luetschg M. Modelling of cryogenic processes in permafrost and seasonally frozen soils. Geotechnique. 2009;59(3):173–184. https://doi.org/10.1680/geot.2009.59.3.173

3. Фотиев С.М. Дискуссионные проблемы геокриологии: обзор достижений. Криосфера Земли. 2020;24(3):3–17. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2020-3(3-17)

4. Слагода Е.А., Новоселов А.А., Королева Е.С., Кузнецова А.О., Бутаков В.И., Тихонравова Я.В., Зазовская Э.П. Следы криогенных процессов в поздненеоплейстоценовых отложениях Пур-Тазовского междуречья Западной Сибири. Криосфера Земли. 2022;26(1):21–35. https://doi.org/10.15372/KZ20220103

5. Zak K., Onac B.P., Kadebskaya O.I., Filippi M., Dublyansky Y., Luetscher M. Cryogenic mineral formation in caves. In: A. Persoiu, S.-E. Lauritzen (eds.). Ice Caves. Pt 6. Cambridge: Elsevier Inc.; 2018. P. 123–162. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-811739-2.00035-8

6. Зигерт Х.Г. Минералообразование в условиях вечной мерзлоты. В кн.: Строение и тепловой режим мерзлых пород. Новосибирск: Наука; 1981. C. 14–21.

7. Слагода Е.А. Криолитогенные отложения Приморской равнины моря Лаптевых: литология и микроморфология. Тюмень: Экспресс; 2002. 120 с.

8. Рогов В.В. Основы криогенеза. Новосибирск: ГЕО; 2009. 208 с.

9. Слагода Е.А., Крылов А.В., Попов К.А., Опокина О.Л., Дроздов Д.С., Рогов В.В., Курчатова А.Н., Орехов П.Т., Ермак А.А., Ходжер Т.В., Томберг И.В., Суслова М.Ю., Жученко Н.А., Абрамов А.А. Криолитологическое строение первой террасы острова Белый в Карском море: микростроение и признаки криолитогенеза (Часть 2). Криосфера Земли. 2014;18(1):12–22.

10. Курчатова А.Н., Рогов В.В. Аутигенные карбонаты в отложениях ледового комплекса приморских равнин Восточной Арктики. Криосфера Земли. 2013;18(3):60–69.

11. Письменюк А.А., Семенов П.Б., Тарасевич И.И., Лейбман М.О., Бабкин Е.М., Нестерова Н.Б., Мальшев С.А., Стрелецкая И.Д., Шатрова Е.В., Хомутов А.В. Исследования четвертичных отложений и подземных льдов Центрального Ямала. Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2021;(8):173–176. https://doi.org/10.24412/2687-1092-2021-8-173-176

12. Лейбман М.О., Хомутов А.В. Стационар «Васькины дачи» на центральном Ямале: 30 лет исследований. Криосфера Земли. 2019;23(1):91–95. https://doi.org/10.21782/KZ1560-7496-2019-1(91-95)

13. Бабкина Е.А., Хомутов А.В., Бабкин Е.М., Лейбман М.О. Мониторинг глубины протаивания и температуры многолетнемерзлых пород на севере Ямало-Ненецкого АО. Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2022;(9):20–28. https://doi.org/10.24412/2687-1092-2022-9-20-28

14. Бутаков В.И., Слагода Е.А., Заватский М.Д., Иванов В.И. Газовый состав и микроорганизмы в подземных льдах российской Арктики. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023;334(9):63–75. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/9/4084

15. Курчатова А.Н., Рогов В.В. Методы электронной микроскопии в геокриологии. Москва; Тюмень: МГУ им. М.В. Ломоносова, ТИУ; 2020. 134 с.

16. Брушков А.В. Засоленные многолетнемерзлые породы арктического побережья, их происхождение и свойства. Москва: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова; 1998. 324 с.

17. Трофимов В.Т., Красилова Н.С. Засоленные мерзлые грунтовые толщи арктического побережья России и их инженерно-геологические особенности. Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. 2017;92(4):49–57.

18. Killawee J.A., Fairchild I.J., Tison J.-L., Janssens L., Lorrain R. Segregation of solutes and gases in experimental freezing of dilute solutions: Implications for natural glacial systems. Geochimica et Cosmochimica Acta. 1998;62(23–24):3637–3655. https://doi.org/10.1016/S0016-7037(98)00268-3

19. Леин А.Ю., Лейбман М.О., Саввичев А.С., Миллер Ю.М., Пименов Н.В. Изотопно-биогеохимические особенности подземного пластового льда полуостровов Югорского и Ямала. Геохимия. 2003;10:1084–1104.