Геохимические особенности голоценового разреза сапропеля озера Минзелинское (Западная Сибирь)

Abstract

Сапропель, озерный биогенный осадок, преимущественно состоит из остатков фотосинтезирующих водных растений и является важным хранилищем углерода. Поэтому исследование сапропелевых озер имеет не только теоретическое, но и прикладное (сельское хозяйство, химическая промышленность, медицина) значение. Цель работы: изучить вещественный и химический состав пятиметрового керна оз. Минзелинское (Новосибирская область), полученного в центральной его части. Методы исследования: атомно-абсорбционная спектрометрия, масс-спектрометрический метод с индуктивно связанной плазмой, рентгенофлуоресцентный анализ, элементный термический CHNSанализ, посев и подсчет микроорганизмов, радиоуглеродное датирование, силикатный рентгенофлуоресцентный анализ, рентгеноструктурный (рентгенофазовый) анализ, метод высокоразрешающей полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием HPGe детектора, потеря при прокаливании (зольность), растворение карбонатов, титриметрический, турбидиметрический и фотометрический методы. Результаты: Установлено, что в течение последних 6000 лет (голоцен) в озере Минзелинское формировались органоминеральные отложения, состоящие из двух слоев: макрофитогенный сапропель (0-290 см) и торфянистый сапропель (290-460 см). Озеро развивалось в два этапа: оно образовывалось как заболоченная низина и лишь позднее стало озером. Отношение органики к минеральной части составляет: 40 и 60 % в интервале 0-25 см, 30 и 70 % - в интервале 25-400 см и 20 и 80 % - в интервале 400-460 см, соответственно. За 6000 лет накоплено 13,8 г/см2углерода: в макрофитовом слое - 6,7 г/см2, в торфянистом - 7,07 г/см2, со средней годовой скоростью накопления углерода 23 мг/см2. Неодинаковое обогащение горизонтов осадка химическими элементами отражает изменения типов растительности и проходящих в них биохимических реакций. Несмотря на различия слоев, их химический состав показывает пригодность сапропелей оз. Минзелинское для хозяйственного использования

Sapropel is biogenic lake sediment. It mainly consists of photosynthetic aquatic plants residues, and it is the important carbon storage. Therefore, the study of sapropelic lakes has not only theoretical but also applied value (agriculture, chemical industry, medicine). The main aim of the study: investigation of the matter and chemical composition of the fivemeter long sediment core of Lake Minzelinskoe, Novosibirsk region, obtained in the central part of the lake. Methods used in the study: atomic absorption analysis, atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma, Xray fluorescence analysis, CHNS elemental analysis, sowing and counting microorganisms, radiocarbon dating, silicate Xray fluorescence and Xray diffraction analysis, highresolution gammaspectrometry a semiconductor using a HPGe detector, loss on ignition, dfissolution of carbonates, titrimetric, turbidimetric and photometric methods. Results: It was ascertained that during the last 6000 years organicmineral deposits of Lake Minzelinskoe have been formed (the Holocene). They consist of two layers: macrofitogenic sapropel (0-290 cm) and peaty sapropel (290-460 cm). The lake developed in twostages: first, it was formed as swampy lowland and then became a lake. The ratios of mineral to organic portions of the sediment are 40 and 60 % (interval 0-25 cm), 30 and 70 % (25-400 cm), and 20 and 80 % (400-450 cm), respectively. For 6000 years 13,8 g/cm2of carbon was accumulated: in macrophyte layer - 6,7 g/cm2, in peaty - 7,07 g/cm2, with an average speed of carbon receipt 23 mg/cm2 per year. Unequal enrichment of different sediment layers by chemical elements reflects the changes in vegetation types and related biochemical reactions. Despite the layer differences, their chemical composition is rather stable, and it shows economic usability of the Lake Minzelinskoe sapropels