Диссертация выполнена в Институте геохимии им. АЛ. Виноградова Сибирскою Отделения РАН г. Иркутск.
Офнпнальыс оппоненты:
Доктор гсолого-минсралоппгсских паук Е.В. Девяткин
Доктор гсолого-киксралоппсских наук А.А. Рассказов
Доктор географических наук М.Г. Гросвальд
Веду щая орі аниіанни: Институт Океанолог л: :А
• ' *, • 9 • ' .V-V
Защита состоится У. S & 1999 г. в .v , -ді '
диссертационного совета Д.003.50.01. Ин<* г;, ...ЙЦцыхн
внутренних морей РАН по адресу: 109180 у] • ^ • «.\. •>;* пер. 22.
Факс: (095)- 953-5588, e-mail: о£Бсе@Узе'л • -гК<г ;
С диссертацией в виде научного доклі. v • > : ■ •'' ■ блиотекс
Института литосферы окраинных и внутргёкк; Щ-И>
• . '. : *\; *
'С ' у ^ в *.
Диссертация в виде научного доклада разосл ан \ . . 1999 г.
' Г0С>7/::;£Т8ЕННАЯ В*ЖЛ£КА
о $568 ^ о %
d
Ученый секретарь диссертационною совета
кд-.-.м.и. / •л‘" ' v~—Власова Н.К.
J
Ахгуалыюлгт. исследований. История формировании осадочного заполнения крупных коптннсптаиьиьрс рифтовых бассейнов, состав и особенности строения донных отложений, з также седнменгацкоин1.сс процессы, принимающие участие в их формирования, являются вали: ими к актуальными проблемами не только в плане академического интереса, но и в направлении разведки и поиска месторождений углеводород ного сырья в хонгшкмтдмыгых областях. Понимание процессов седиментации, анализ текстур и структур осадков в современном рифтовом бассейне позволят оценить строение и состав заполнений древних континентальных рифтовых бассейнов, потенциальных для поиска нефти и гага. Второе направление исследований касается проблем реконструкции климата прошлого на основе изучения коитилеитальнш отложекяй. Озерные осадки в этом плане являются аналогами морских и признаются наиболее перспективными для исследований палеоклиматов конпшезтеапыгмх районов. В этом огношеяин изучение изменения климата Северною Полушария а кайнозое на оено&е байкальских сглюжемпА представляет значительный научный и практический интерес в плане использований отих данных для оценки климатических изменений грядущих зпох. Этот интерес обусловлен, в первую очередь, наступающим потеплением климата Земли, которое, как считают многие ученые, происходит в результате антропогенною воздействия.
Недавними псследоаадйямй получено огромное количество дяминых и легальных шыеоклиматпчесхих заянсей. Полав.шюшес большинство этих записей получено нз морских Счюсейиов Количество лкннкмх континентальных аапеовдимигачестх летописей в настоящее время не значительно. г. подобные записи из Азии ограничиваются лессовыми записями Китая. В гоже время для районов Северной н Центральной Азии имеется большое количество различных палеоглнматкческнх материалов. Одаахо ях деталынхггъ и полнота не могут сравниться с морскими л ледовыми летолясями. Для лучшего аоішмапк* климатических изменений Земля необходимы детальные климатические записи нз коипитентальных районов, иаэтому особый интерес представляют донные об особенностях изменения климата в центре Евразийского коптюзекта Отсутствие подобных материалов и дослужило причиной создания проекта СО РАН «Байкал-Бурсяио, частью которого и являются данные исследования.
Цеди и тала чи работы. Главной целью неелсдсвзиия было изучение тоолипаческос о строения осадочной толщи озеро Байкал для получения длинных непрерывных цапсоклпуатичсских заігисей из осадочной тодцщ озеро Байкал. Следующей важной целью работы ялтялась проведение по этим запасам реконструкции пялсок-твчетез Центральной Азии в позднем кайнозое, а также вьвгвлетгис особенностей климатических изменений г центральной чзеги Евразия по сравнению с морскими регионами Земли.
Для достижения этях целей необходимо было: 1. Вмдогп. основные элементы строєная осадочгюго чехла озера и реконструировать ведущие обстановки седиментации в байкальской котііоаіягс, а также оценить роль тектонического фактора я формітровапни и сохранении осадочной записи. 2. Определить районы наиболее перспективные для получения, как коротких, но детальных, так и длинных непрерывных лалеоклимагюксесих записей. 3. Выявить наиболее информативные ііалсохіитмаги'Кхкік: с ні Папы в осадках Мера. 4. Получить осадочные керны, содержащие изиболее детальные а полные лапсоклииатгцгсскис записи как дпя интервала голоцен*послсдикй ледлчешмдй период, так и Для Поздисго авйпозЭя. 5. ОдСШГГЬ непрерывность полученных осадочных разретов и отсутствие переотпоженкй. 6. Пояучтггь дос го верную яозрастиую модель для подученных записей.
В ходе этой работы решались также следующие задачи:
1. Корреляция полученных разрезов между собой и разработка стратиграфической схемы
аякок озера
2. Корреляция изученных разрезов и иалеокяимашчсских записей с ивгетпыми морскими.
: топь»:и и континентальными разргздиа и записями.
3. Расчет спектральных характеристик* хлямзтипеских сигналов, записанных в осадках озера,
»•меика ролл астрономических факторов в байкальской климатической записи.
4. Выя влей ке отлпчкй байкальской климатической записи от известных вдммгпмчеелкх
•I зеей и оценка особсяностсй «онтниемтадьного ответ« на вэдеяения орбитальных параметров
Земли ло сравнению с морскими записями.
Научная повит»а работы заключается в следующем:
J
составлял 90-99%. В случае использования роторного бурения, выход керна уменьшатся, не снижаясь, однако, ниже 70%.
В работе использовался целый комплекс геохимических методов исследования донных отложений. Определение содержания биогенного кремния проводилось традиционным методом Мортлока (Mortlock and Froelich, 1989) с экстракцией биогенного кремния содовым расгвором. Определение содержания биогенною углерода осуществлялось по методу Тюрина и биогенного азота но Кьельдалю, а также на CHN анализаторе (Pcrkin-lilmcr CHJN 2400). Изотопное отношение омС органического вещества донных отложений осуществлялось с применением масс- снектромсгрических методов с использованием Pec Ike Bclcmnitc стандарта.
Относительное обилие створок диатомовых водорослей в осадках определялось в световом микроскопе полухоличествепным методом с использованием временных препаратов. Для кернов BDP96-1 и 2 обилие диатомовых определялось количественным методом с использованием посюяниых препаратов. Приготовление последних и схема учета створок проводилась согласно методике, разработанной в Лимнологическом институте СО РАН (Грачев н др., 1997). Определение диатомовых, их фотографирование проводилось в световом к сканирующем электронном микроскопе в Институте геологических паук Национальной Академии Наук Белоруссии д.г.н. Г. К. Хурссвнч и ас. С. А. Фсдснсй.
Строение осадочного чехла озера изучалось с использованием высокоразрешающей (3.5 kHz) акустической системы с разрешением мснсс 0.5 м и проникновением в толщу осадков до глубины 30-50 м, а также одноканальной системой (50-3000 Hz) с разрешением мснсс метра и проникновением в осадки до 200-400 м.
Апробация работы. Результаты исследований по томе диссертации опубликованы 126 печатных работах, в том числе, в 6 монографиях и книгах, а также представлялись на всесоюзных и международных симпозиумах и конференциях Совещание по Истории Озер (1979; 1983, 1987); Лимнологическое совещание (Иркутск- 1977; 1981; 1985); Международный Геологический Конгресс (Токио-1992; Пекин-1996); Международный Симпозиум
Палеоклимагы и Эволюция Палеогеографических Обстановок d Геологической Истории Земли (Петрозаводск -1998), Годичное Совещание Американскою Геофизического Союза (Филадельфия-1993; Сан-Франциско-1994; Бостон-1998): Годичное Совещание Геологического Общества Америки (Снэтел-1994; Новый Орлеан-1995; Солт Лэйк Сити-1997): Международный конгресс INQUA (Москва-1982; Пекин-1991, Южная Африка-1999); Международный Ссдиментологичсский Конгресс (Бразилия-1994); 16 Региональное Европейское Совещание (Франция-1995); Международный Лимно-Геологичсский Конгресс (Дания-199S, Франция 1999); Международный Симпозиум по Рифтовым Континентальным Бассейнам (Бельгия-1998). Международный Симпозиум - Байкал как Участок Мирового Наследия: Результаты международного сотрудничества (Улан-Удэ-1998), Международном Симпозиуме по Байкалу (Япония-1998) и многих других.
Работа выполнялась в Лаборатории геохимии донных отложений и налеоклимага института Геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, в лаборатории стабильных изотопов Университета штага Южная Каролина, США и в лаборатории палсшшмнологии Лимнологического института СО РАН. Исследования по теме диссертации проводились в рамках международного проекта «Байкал-Буренке», в работе которого принимали участие сотрудники Института Геохимии СО РАН, Лимнологического института СО РАН, Института Земной Коры СО РАН, Байкальского Экологического Музея СО РАН, Института Океанологии РАН, Южного отделения института Океанологии РАН, Зоологического института РАН, Геологического института Белорусской АН. На разных этапах в выполнении работ участвовали ученые США (Геологическая службы США, Университет штата Род Айленд, Университет штата Южная Каролина, Мичиганский университет и Масачусстсхий университет), Японии (Байкальский экологический ценгр Японии), Германии (Институт полярных исследований), Бельгии (Католический Университет).
Анализы биогенного кремния, оргаиического углерода н азота, изотопного состава углерода проводились в Институте Геохимик СО РАИ. изотопной лаборатории университета гптата Южная Каролина и Геологической службе США. Определение содержания биогенного кремния, органического углерода и общего азота, а также подсчет содержания сгворок диатомовых и герркгенных компонентов (песок, алеврит, глина) в кернах донных отложений, полученных
6
поршневыми и гравитационными трубками, выполнялись в Палеолимнологической лаборатории Лимнологи ческот института СО РАН в 1989-1993 г. Радиоизотоинос определение возраста осадков проводилось в Институте океанология РАН (2:5Pb, l37Cs и |4С), Университете плата Южная Касолина (2|0РЬ и l37Cs), в Геологической Службе США (14С) и в Институте геохимия СО РАИ (2 ,}Pb, L>7Cs, 2>8U и 2W J-1Th). Падеомагшггные исследования кериов донных отложений осуществлялись в Университете штата Род Айленд, США, Институте геохимии СО РАИ и в палеомагнигной лаборатории ВостСнбНИИГГИМС.
Благодарности. Автор глубоко благодарен Г.С. Голдыреву, Б.Ф. Лугу, Н.С. Резникову, В.Г. Сиделевой, В.А. фиалкову, сотрудничество с которыми положило начато выполнению данной работы и позволило автору сформулировать основные направления этот исследования. Искреннюю благодарность автор выражает М.И. Кузьмину, А.А. Прокопенко, А.Н. Гвоздкову, Г.К. Хурсевич, Е. В. Ксрберу, Л.В. Зубкной и Т.Е Афониной за кооперацию, дружескую поддержку, помощь и обсуждение полученных материалов. Автор благодарен М.И. Арсснюк, В.Ф. Гслетию, И.А. Калашниковой, Г.В. Калмычкову, Е.В. Корнаковой, Ф.И. Лазо, О.Г. Левиной, Е.В. Столбовой, О.М. Хпыстову, Т.И. Храм попой, С.А. Федене, М.К. Шимараевой за оказание неоценимой помощи в проведении полевых к аналитических работ. Глубокую признательность автор выражает капитану О.Г. Калинину, а также всему экипажу НИС «Г'.Ю. Верещагин» за их помощь в проведении экспедиционных работ на озере Байкал и отборе проб донных отложений. Автор благодарен коллективу ГНПП «Недра», буровому и обеспечивающему коллективам, а также В Н. Хахасву, Л.А. Певзнеру, В. Качукову, Д. Лыкову, А. В. Горегляду за их самоотверженный труд в разработке, планировании и проведении буровых работ на Байкале. Автор считает своим долгом выразить благодарность и признательность своим зарубежным друзьям и коллегам: Д. Брода, П. Брэдбэри, Е. Вада, Е. Иноучи, Т. Каваю, Д. Кингу, С. Колману, Г. Мэтсумото, X. Нелсону, Д. Пеку. С. Пилскалн, Р. Тунэлу, С. Фовел, Д. Хатчинсон, К. Шольцу и особенно Д. Ф. Вилямсу за совместные научные и экспедиционные исследования, предоставление данных, обсуждение материалов и плодотворные дискуссии, а также за дружескую поддержку и финансовую помощь.
Данная работа являлась составной частью проекта «Байкал Бурение» программы «Глобальные Изменения...» PAII и выполнялась при финансовой поддержке Сибирского Отделения Российской Академии Наук, Министерства Науки России, а также гратов РФФИ 97-05-65319, 97-05-340, 97-05-96383 и др. Финансирование работ в рамках международного проекта «Baikal Drilling Project» также осуществлялось Национальным Научным Фондом США (гранты EAR-9119537, F.AR-931720401, EAR-9614770), Агентством Науки и Технологий Японии, а также Геологической службой США.
Структура и объем доклада. Доклад состоит из введения, 2 глав и 9 разделов, содержит 72 страниц текста, включая 14 рисунков и синек трудов из 126 наименований.
Введение .1 f
Отсутствие длинных непрерывных и легальных палсовлиматических записей из Центральной Азии вызвало необходимость поиска и получения подобных данных. Известно, что озерные отложения являются одним из наиболее перспективных архивов палсоклнматичоской информации. Однако почему именно озеро Байкал было выбрано как объект подобных исследований? На это имеется несколько важных причин. Во-первых, огромный возраст озера, превышающий 40 млн.лег (Логачев и др., 1974). Во-вторых, паличне многокилометровой (более 7,5 км) осадочной голщи (Hutchinson et al., 1992). В-третьих, из-за своих огромных размеров п глубины озеро никогда не пересыхало во время теплых периодов. Озеро также никогда не перемерзало до дна и озерные осадки не выпахивались ледниками во время ледниковых эпох, как это имело место в большинстве озёр Северного Полушария. Вес эго предполагает, что осадки озера содержат длинную и непрерывную осадочную летопись. Кроме этого размещение озера в центре огромного материка и его высокое широтвос положение делает Байкал очень чувствительным к изменению орбитальных параметров Земли. Эти факторы определили выбор озера Байкал как объекта для получения длинных палеоклкматических записей из континентальной части Азин.
- Київ+380960830922