п-ов Таймыр

 sh kinteturku озеро Кинтэтурку 
 
 
 
Широта: 73°27’52” с.ш.
Долгота: 96°26’21” в.д.
Площадь: 2,5 км2
Площадь водосбора: 12,1 км2
 
 
 

Озеро Кинтэтурку расположено в центре полуострова Таймыр, в бассейне р. Верхней Таймыры, в 550 км к северо-востоку от г. Норильск, в подзоне северной («типичной») тундры.

Урез воды озера находится на отметке 58 м над современным уровнем моря.

Озеро лежит в чаше бассейна среди гряд высотой до 157-191 м. Гряды и их склоны сложены четвертичными морскими песчано-алевритовыми отложениями с небольшим количеством крупнообломочного материала (галька, валуны). Озеро, судя по линеаментам (восток-северо-восток и север-северо-запад) имеет тектоническое заложение, как и гряды, в которых оно расположено, но также как и близлежащие озёра связано с вытаиванием подземного льда. Площадь озера 2,5 км2, максимальная длина 2 км, максимальная ширина 1,2 км.

Озеро имеет несколько мелких притоков по ограниченной площади водосбора (12,1 км2) и один водоток, вытекающий из озера в основном в период снеготаяния. В межень сток из озера может прекращаться в результате перегораживания истока вытекающей реки галечным береговым валом. Измеренные глубины в озере достигают 20 м, но средняя глубина озера менее 10 м.

Исследования оз. Кинтэтурку проводились в конце июля 2012 г. в ходе российско-шведской экспедиции «Таймыр-2012». Они включали батиметрическую съемку котловины озера и отбор колонок донных отложений, геоморфологические иследования и описание растительности водосборной территории. В центральной части озерной котловины с глубины 15 м (приблизительно в одной точке) гравитационной трубкой Uwitec отобрано пять поверхностных кернов донных отложений (длина 25-35 см). Из них в настоящее время изучаются 2 керна: керн 2055-2 – в ААНИИ, г. С.-Петербург (в сотрудничестве со специалистами из Казанского и Якутского университетов), керн 2055-4 – в Институте минералогии УрО РАН, г. Миасс.

 

Керн 2055-2 (длина – 31 см, глубина отбора – 17,5 м).

 

Проводится комплекс анализов, направленных на реконструкцию изменений палеоклимата в позднем голоцене. Аналитическое разрешение – 1 см.
Визуальное литологическое описание колонки, а также изучение структурно-текстурных особенностей донных отложений в прозрачно-полированных шлифах (ППШ). Подготовка осадков для приготовления ППШ осуществлялась по методике (Kemp et al., 2001).
Анализ физических свойств осадков («абсолютная» влажность, 105°С, объемная плотность)
Гранулометрический анализ (рентгеновский абсорбционный анализатор SediGraph 5100).
Биогеохимический анализ – измерение содержаний общего и органического С и общего N в осадках (элементный анализатор Vario EL III, Elementar).
Диатомовый анализ – в процессе выполнения.
Кладоцерный анализ – в процессе выполнения.

 

Керн 2055-4 (длина – 30 см, глубина отбора – 17,4 м).

 

Проведены геохимические и минералогические анализы, направленные на оценку антропогенного загрязнения территории за историческое время (Удачин и др., 2013). Аналитическое разрешение – 1 см.
Анализ микроэлементов, метод – масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-масс-спектрометр ELAN 9000).
Рентгенофазовый анализ валовой и глинистой фракций осадков (рентгеновские дифрактометры XRD-6000 и ДРОН-2.0).

№ керна Координаты  Характеристика керна глубина отбора, м мощность, см виды анализов
 2055-2 73°27’52,0”с.ш.  96°26’21,3”в.д.  Глинистые алевриты 17,5 31
  • гранулометрия
  • анализ физических свойств осадков
  • биогеохимия
  • структурно-текстурные особенности
2055-4 73°27’52,0”с.ш.  96°26’21,3”в.д. Глинистые алевриты 17,4 30
  • анализ микроэлементов
  • рентгенофазовый анализ валовой и глинистой фракций осадков

 

Батиметрическая схема оз. Кинтэтурку

S зеркала озера - 2,5 км2

Сред.глубина - 10 м

Макс.глубина - 20 м

Н уреза воды - 58 м н.у.м.

 

 

Литология, гранулометрия оз. Кинтэтурку Отложения колонки 2055-2 в целом сложены серым глинистым алевритом с примесью тонкого песка, хотя гранулометрический анализ показал, что состав их не столь однороден и колеблется в пределах глина-алеврит. С другой стороны, в составе алевритовой фракции преобладает тонкий алеврит (10-2 мкм), так что можно сказать, что на всем протяжении разреза структура отложений остается тонкозернистой и меняется слабо. О том же свидетельствует анализ шлифов, в которых можно наблюдать достаточно однородную биоморфно-алевро-пелитовую структуру отложений, хотя содержание обломочных (минеральных и биогенных) частиц не остается постоянным. Текстура, представленная в шлифах, массивная, микрослоистости не выявлено.

 

 

Результаты рентгеноструктурного анализа (керн 2055-4)

пробы

Минеральный состав (прибл. вес. %)   R-фактор  

  гидратированный  

хлорит*

  иллит      кварц     плагиоклаз     КПШ  
  1 инт.0-1 см  10,9  11,4  43,0  26,3  8,4  0,378
  2 инт.1-2 см  10,3  9,2  47,7  28,6  8,2  0,372
  3 инт.2-3 см  11,1  10,0  44,2  26,7  8,2  0,372
  5 инт.4-5 см  9,5  9,4  41,6  29,3  10,2  0,405
  7 инт.6-7 см  9,0  10,0  42,0  29,0  9,9  0,374
  9 инт.8-9 см  11,4  11,4  41,9  26,5  8,9  0,407
  11 инт.10-11 см  11,5 11,1   40,4  27,0  10,0  0,367
  13 инт.12-13 см  12,5  11,7  39,5  26,5  9,9  0,377
  15 инт.14-15 см  11,2  11,4  44,0  24,4  8,9  0,379

 17 инт.16-17 см

 12,5  8,9  39,2  28,0  11,3  0,432
  19 инт.18-19 см  11,2  9,1  40,8  30,0  9,1  0,396
  21 инт.20-21 см  10,5  10,1  44,9  26,4  8,1  0,368 
  23 инт.22-23 см  9,4  11,4  42,8  27,7  8,7  0,378
  25 инт.24-25 см  8,3  7,2  45,7  30,2  8,6  0,369
  27 инт.26-27 см  9,2  12,0  44,8  25,8  8,6  0,383
  29 инт.28-29 см  10,2  9,0  41,6  29,7  9,4  0,383

 * - под гидратированным хлоритом подразумевается  хлорит со смектитовыми слоями (неупорядоченный смешанослойный минерал хлорит-смектит)


Расчет содержаний проведен методом Ритвельда с использованием программы SIROQUANT.

 

Анализ проведен на дифрактометре SHIMADZU XRD-6000, Cu-анод, графитовый монохроматор в интервале углов 3 - 80 градусов.


Для диагностики глинистых минералов были исследованы воздушно-сухие, насыщенные глицерином и прокаленные при 550 градусах препараты проб в интервале углов 3 - 16 градусов; анализ проводился на дифрактометре ДРОН-2.0, Cu-анод, графитовый монохроматор.

 

image009

 воздушно-сухой  насыщенный глицерином  прокаленный при 550 градусах
 image010  image011  image012

 Анализы выполнены в Институте минералогии Уральского отделения РАН.

 

Литостратиграфия  оз. Кинтэтурку

Содержание Сорг (1.5-2.1%, среднее – 1.7%) и соответственно органического вещества (ОВ) в отложениях низкое, что говорит не о низкой биопродуктивности, а, в первую очередь, о значительном размере данного озера и его водосбора. Известна обратная зависимость содержания ОВ в донных отложениях от площади водного зеркала и водосбора озер (Мартынова, 2010). О соотношении аллохтонной и автохтонной составляющих ОВ можно примерно судить по отношению C/N (Meyers et al., 2001). Значение показателя в керне меняется в пределах 9-13.4 (среднее – 11.2), что свидетельствует о смешанном составе ОВ, в котором преобладает автохтонная составляющая. Таким образом, по содержанию Сорг в осадках в данном случае можно судить об изменениях биопродуктивности озера в прошлом. Так, например, в подошве разреза фиксируется один из максимумов в содержании Сорг и при этом наблюдается минимум в распределении показателя C/N, что, вероятно, говорит о повышенной биопродуктивности для соответствующего временного интервала.

 

Интересно, что в шлифе выше этого пика наблюдается горизонт, в котором концентрируются в значительном количестве остатки створок диатомовых водорослей (чего не наблюдалось больше нигде в разрезе). Биоморфный компонент отложений в шлифах (органические остатки) представлен редкорассеянным тонким растительным детритом – в основном это ткани растений, а также полуразложившимся неразличимым ОВ в виде бурых комков и сгустков. Остатки диатомей встретились только в указанном выше горизонте.


Более полно проинтепретировать данные можно будет после получения результатов микропалеонтологических анализов (диатомовые водоросли, кладоцеры) и датирования.


 geohim kenteturku1  

В донных отложениях озера Кинтэтурку (керн 2055-4) в количественном отношении преобладают две минеральные фазы – кварц и плагиоклаз (около 42 и 28%, соответственно); в подчиненных количествах отмечены гидратированный хлорит, иллит и калиевый полевой шпат. Степень вариабельности содержаний пяти основных минеральных фаз по разрезу 30-см колонки не превышает ±4%.


Для пары Cu-Zn значения фактора обогащения не превышают 2.5 в двух пробах, что, в соответствии с практикой количественных оценок геохимии объектов окружающей среды, позволяет отнести концентрации этих элементов в донных отложениях озера к фоновым.

 

Для пары Cd-Sb аномальными представляются концентрации Sb в интервале 15–16 см с фактором обогащения 12 и Cd в интервале 26–27 см с фактором обогащения 5.5. Для Pb явно аномальной концентрацией в 96 мг/кг является проба интервала 1–2 см с фактором обогащения 7.5. (Удачин и др., 2013)


diagramma

 

Заключение по результатам спорово-пыльцевого анализа керна из оз. Кинтэтурку, п-ов Таймыр.


Всего методом спорово-пыльцевого анализа было исследовано 28 проб из керна мощностью 31 см. В каждой пробе подсчитывалось как минимум 300 пыльцевых зерен. Помимо спор и пыльцы при проведении анализа отмечались и подсчитывались также водоросли и споры грибов. По результатам работы построена диаграмма (с использованием программ Tilia и CorelDraw). Процентное содержание таксонов рассчитывалось от общей суммы пыльцы древесных растений и трав. Ввиду отсутствия динамики в спорово-пыльцевом спектре (СПС), пыльцевые зоны на диаграмме выделены не были. Процентное содержание пыльцы древесных и кустарниковых к пыльце трав остаётся практически постоянным на протяжении всего керна и составляет 50% на 50%.
Доминантами среди древесных и кустарниковых пород являются Betula sect. Nanae (до 33%) и Alnus fruticosa (до 18%). Также постоянно присутствует в спектре пыльца Salix (до 5%) и Pinus (до 12%). Стоит также отметить, что почти во всех пробах были встречены пыльцевые зерна cf. Hippophae (облепиха), а также широколиственных древесных пород, что свидетельствует о дальнем ветровом заносе пыльцы.
Среди травянистых растений доминируют Cyperaceae (до 31%), Poaceae (до 20%) и Artemisia (до 7%). Пыльца Ericales, Saxifraga, Chenopodiaceae и Caryophyllaceae также постоянно присутствует в СПС, но её процентное содержание не превышает 3%.
Среди споровых растений доминантами являются Sphagnum (до 8%), Bryophyta (до 2%) и Polypodiophyta (до 2%). Остальные споры представлены в единичных количествах и частично могут быть дальнезаносными.
Переотложенные дочетвертичные пыльца и споры присутствуют во всех пробах в количестве 2-9%, что может быть связано как с водным, так и с ветровым заносом.
Пресноводные водоросли представлены, в основном, Pediastrum и Botryococcus, но их содержание невелико (не более 3%). Сильной динамики в их присутствии не наблюдается, а значит, условия их обитания оставались достаточно стабильными.
Присутствие спор грибов, преимущественно копрофагов, свидетельствует о наличии крупных травоядных животных в районе озера.

Для определения средней скорости осадконакопления за последние ~100 лет в озере Кентэтурку (п-ов Таймыр) был применен 210Pb-метод датирования донных отложений. Данные по содержанию изотопа Pb-210 в отдельных слоях отобранного из озера осадочного керна N 2055-1 представлены в Таблице 1.

 

 Концентрации 210Pb в отдельных слоях осадочной колонки N 2055-1

 

Слой, см Содержание 210Pb, Бк/кг
0-2 153.0 ± 4.3
4-6 66.8 ± 6.0
6-8 39.2 ± 1.75
10-12 26.3 ± 1.85
14-16 24.1 ± 1.6
18-20 22.5 ± 1.6
20-24 25.9 ± 2.1

 

Как видно из Таблицы 1 не поддержанный радиоактивным равновесием (избыточный) Pb-210 содержится только в первых ~ 9 см керна донных осадков. Концентрация поддержанного равновесием Pb-210 рассчитывалась как среднее арифметическое концентраций Pb-210, определенных для нижележащих слоев (10 - 24 см), и составляет 24.7± 1.8 Бк/кг.
Вычитая данное значение из значений по содержанию Pb-210 в слоях 0 - 8 см Таблицы 1, получаем концентрации избыточного Pb-210 в этих слоях:

 

Концентрации 210Pbизб в отдельных слоях осадочной колонки (ст. 3904)

 

Слой, см Содержание 210Pbизб, Бк/кг
0-2 128.3 ± 4.7
4-6 42.1 ± 6.3
6-8 14.5 ± 2.5

 

Как видно из Таблицы 2, содержание 210Pbизб уменьшается с глубиной. Учитывая то, что характер уменьшения определяется законом радиоактивного распада и значением периода полураспада для Pb-210 равным 22.2 года, и, применяя модель постоянной начальной концентрации [2], нами было рассчитано, что слой донных осадков исследуемого озера в промежутке между горизонтами 0 – 2 см и 6 – 8 см накопился за 69.8 ± 5.6 лет.
Согласно принятой модели [2] скорость осадконакопления на протяжении вычисленного промежутка времени была постоянна, а значит, может быть оценена как 0.9 ± 0.1 мм/год, если вести отсчет от середины верхнего и середины нижнего слоя.

 

Для получения более точного значения средней скорости осадконакопления и установления подробной картины её изменения во времени следует произвести более детальный, посантиметровый отбор первых 9 см донных осадков в данном водоёме.

Изучение структурно-текстурных особенностей донных отложений в прозрачно-полированных шлифах (ППШ). Подготовка осадков для приготовления ППШ осуществлялась по методике (Kemp et al., 2001). 

Структурно-текстурные особенности донных отложений в прозрачно-полированных шлифах  оз. Кентэтурку