ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСАДКОВ ОЗЕРА ЭЛЬГЫГЫТГЫН (ЧУКОТКА) – ИНДИКАТОРЫ ИСТОЧНИКОВ СНОСА И ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В НЕОПЛЕЙСТОЦЕНЕ 1 Минюк. - презентация

1 ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСАДКОВ ОЗЕРА ЭЛЬГЫГЫТГЫН (ЧУКОТКА) – ИНДИКАТОРЫ ИСТОЧНИКОВ СНОСА И ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ В НЕОПЛЕЙСТОЦЕНЕ 1 Минюк П.С., 1 Борходоев В.Я., 1 Горячев Н.А., 2 Венрих Ф. 1 Северо-Восточный КНИИ ДВО РАН, Магадан 2 Институт геологии и минералогии, Кельнский ун-т, Кельн

2 Певек Анадырь Билибино Марково

3 Воронинс- кая свита Пыкарваамская свита Коэквуньская свита Эргываамс- кая свита Схематическая геологическая карта района озера. Меловые породы Q

4 Диаграмма (Na 2 O+K 2 O) – SiO 2 (Le Maitre et al., 2002) для вулканических пород района оз. Эльгыгытгын. Геохимические данные по (Белый, Белая, 1998) Доминирующие породы эргываамской и пыкарваамской свит попадают в риолитовую зону. Они главный источник обломочного материала, поступающего в озеро Доминирующие породы эргываамской и пыкарваамской свит попадают в риолитовую зону. Они главный источник обломочного материала, поступающего в озеро

5 Глубокие скважины бурения озера. Мощность осадков 315 м

6 Метод и оборудование Сплошной отбор образцов 2 см мощности Породообразующие элементы определены методом рентгенофлуоресцентного анализа на спектрометрах СРМ- 25 и S4 Pioneer Редкие элементы определены на спектрометрах VRA-30 и S4 Pioneer Для оценки относительного содержания органики использованы потери при прокаливании. Образцы в течение часа прогревались при температурах 550°C и 1000°C Определены содержания SiO 2, Al 2 O 3, TiO 2, Fe 2 O 3, MnO, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, P 2 O 5, Rb, Zr, Sr, Y, Nb, Ba, Ni, Cr

7 При интерпретации геохимических кривых, сопоставлении с изотопными кривыми, выделении стадий учитывались: Радиоуглеродные и оптиколюминесцентные даты; Магнитохронология (событие Блейк, Брюнес-Матуяма; Палинологические и диатомовые данные; Органическая геохимия, биогенный опал; Литологические признаки; Скорости осадконакопления; Магнитные свойства

8 SiO 2 - Al 2 O 3 - Fe 2 O 3 - MgOTiO 2 - ZrRb - K 2 O - Al 2 O3 CaO-SrBa-K 2 OCr-Ni Коэффициенты корреляции (c) между главными и редкими элементами осадков оз. Эльгыгытгын Выделяется несколько групп элементов с высокими коэффициентами корреляции Исследовано 1215 образцов.

9 Chemical index of alteration CIA = [Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +CaO+Na 2 O+K 2 O)] 100 Chemical index of alteration CIA = [Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +CaO+Na 2 O+K 2 O)] 100 Chemical index of weathering CIW = [Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +CaO+Na 2 O)] 100 Chemical index of weathering CIW = [Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +CaO+Na 2 O)] 100 Chemical Proxy of Alteration CPA = Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +Na 2 O) 100 Chemical Proxy of Alteration CPA = Al 2 O 3 / (Al 2 O 3 +Na 2 O) 100 Index B (CaO* + Na 2 O + K 2 O) / (Al 2 O 3 + CaO* + Na 2 O + K 2 O) Index B (CaO* + Na 2 O + K 2 O) / (Al 2 O 3 + CaO* + Na 2 O + K 2 O) Silica–Titania Index STI = [(SiO 2 /TiO 2 ) / ((SiO 2 /TiO 2 ) + (SiO 2 /Al 2 O 3 ) + (Al 2 O 3 /TiO 2 ))] 100 Silica–Titania Index STI = [(SiO 2 /TiO 2 ) / ((SiO 2 /TiO 2 ) + (SiO 2 /Al 2 O 3 ) + (Al 2 O 3 /TiO 2 ))] 100 Plagioclase Index of Alteration PIA = [(Al 2 O 3 –K 2 O) / (Al 2 O 3 + CaO +Na 2 O–K 2 O)] 100 Plagioclase Index of Alteration PIA = [(Al 2 O 3 –K 2 O) / (Al 2 O 3 + CaO +Na 2 O–K 2 O)] 100 Гидролизный модуль ГМ = (Al 2 O 3 +TiO 2 +Fe 2 O 3 +MnO)/SiO 2 Гидролизный модуль ГМ = (Al 2 O 3 +TiO 2 +Fe 2 O 3 +MnO)/SiO 2 Отношения Rb/Sr, Ba/Sr, SiO 2 /Al 2 O 3, Потеря при прокаливании (LOI), Магнитная восприимчивость, намагниченность Отношения Rb/Sr, Ba/Sr, SiO 2 /Al 2 O 3, Потеря при прокаливании (LOI), Магнитная восприимчивость, намагниченность Используемые индексы и отношения

10 Распределение отдельных элементов и индексов по разрезу Желтые полосы – осадки теплых стадий, нумерация стадий (MIS) по Bassinot et al., 1994 Теплые стадии: >> SiO 2, CaO, Na 2 O, K 2 O, Sr. Холодные стадии: >>Al 2 O 3, TiO 2, Fe 2 O 3, MgO, Ni, Cr, индексов изменения

11 Постоянное отношение для осадков теплых стадий Разброс отношения для осадков холодных стадий Потеря Al 2 O 3 для осадков холодных стадий Осадки холодных стадий более измененные Уменьшение размерности осадков холодных стадий Положительная корреляция между Fe 2 O 3 и TiO 2 Grain size proxy Al 2 O 3 - SiO 2 и Fe 2 O 3 - TiO 2 диаграммы для осадков Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии Уменьшение отношения SiO 2 /Al 2 O 3 связано с уменьшением размера зерен

12 TiO 2 и Fe 2 O 3 - Al 2 O 3 диаграммы для осадков. Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии Больший разброс для осадков холодных стадий Потеря Al 2 O 3 Более измененные осадки или Другие источники сноса для осадков холодных стадий Ti/Al отношение постоянно в современных профилях выветривания. При сильном выветривании Ti/Al отношение увеличивается из-за потери Al-содержащих фаз

13 Разброс данных показывает, что общее Fe 2 O 3 и TiO 2 не связаны с магнитной восприимчивостью Диаграммы TiO 2 и Fe 2 O 3 – Магнитная восприимчивость Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии

14 Линейное распределение показывает, что Fe и TiO 2 связаны с парамагнитной компонентой намагниченности (Jsp) Связаны с парамагнитными минералами - Fe-и Ti- содержащими глинистыми минералами, силикатами, сульфидами… Диаграммы TiO 2 и Fe 2 O 3 – Парамагнитная компонента Js Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии

15 Позитивная корреляция между Cr и Ni Большие содержания Cr и Ni в осадках холодных стадий и в стадии 11 Осадки холодных стадий и стадии 11 имеют высокие значения потерь при прокаливании = много органики Обогащение Cr и Ni связано с органикой Ni - Cr диаграмма Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии

16 Диаграмма P 2 O 5 (%) - MnO (%). Красные (голубые) символы- Теплые (холодные) стадии Прямая корреляция фосфора и марганца (лучшая для осадков теплых стадий) Осадки холодных стадий на границе с теплыми обогащены P 2 O 5 и MnO Большая концентрации в нижних частях холодных субстадий 6.4, 6.6, 7.4, 8.4 и оптимальной 11.3

17 Фосфор и марганец связываются с вивианитом Состав вивианита по данным спектроскопии (QemScan), показывающий фосфор, железо и примесь марганца Фосфор и марганец связываются с вивианитом Состав вивианита по данным спектроскопии (QemScan), показывающий фосфор, железо и примесь марганца Fe Mn P Al K Mn Fe vivianit_z3_an3_p1

18 Отношение Fe/Mn больше для осадков холодных стадий, предполагая более восстановительную среду при накоплении Диаграмма Fe 2 O 3 (wt %) - MnO (wt %). Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии, Фиолетовые – оптимальная 11.3, зеленые- холодные 6.6, 7.4 ст. Отношение Fe/Mn часто используется как индикатор окислительной - восстановительной среды. В воде редуцированные формы Fe менее стабильны, чем Mn, поэтому отношение Fe/Mn в осадках больше в восстановительной среде

19 Осадки озера – продукты выветривания, изменения местных коренных вулканитов Тернарные диаграммы, показывающие тренд выветривания осадков и вулканических пород Красные (голубые) символы - теплые (холодные) стадии

20 Геохимическая характеристика самой теплой стадии 11 Самые высокие концентрации SiO 2, (>биогенного опала) Разбавление Al 2 O 3,TiO 2,MgO,Na 2 O,K 2 O, CaO, Sr, Rb, Sr, Ba Разбавление магнитной восприимчивости Обогащение органикой, MnO, P 2 O 5, Ni, Cr Самая высокая палеопродуктивность Окислительная среда

21 Геохимическая характеристика холодной стадии 7.4 Максимальные содержания TiO 2, Fe 2 O 3, Zr, MnO, P 2 O 3 Восстановительная среда, максимальные отношения MnO/Fe 2 O 3 Образование тонкодисперсного вивианита и сидерита Самая низкая палеопродуктивность Постоянный ледовый покров Высокие уровни химического изменения осадков

22 Распределение отдельных элементов и индексов по разрезу Желтые полосы – осадки теплых стадий Границы среднего и верхнего неоплейстоцена (основание теплой стадии 5.5) и нижнего и среднего неоплейстоцена (основание теплой стадии 11) геохимически наиболее ярко выражены, нижняя граница неоплейстоцена по геохимии не выделяется