Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ЭВОЛЮЦИЯ ЛАНДШАФТОВ ОБСОХШЕГО ДНА АРАЛЬСКОГО МОРЯ

Курбаниязов А. К.,

6.1. Минерализация вод в остаточном водоеме Аральского моря

До начала антропогеновой регрессии хемогенное осадконакопление в Аральском водоеме (при высоком состоянии уровня моря) находилось на стадии образования карбонатов. В результате снижения уровня моря и с увеличением солености воды до 30 г/л и более процесс карбонатонакопления сменился гипсонакоплением. Восточнее бывшего острова Возрождения от Большого моря в пониженной части дна сохранился небольшой остаточный водоем площадью около 400–450 м2, глубиной до 1 м с минерализацией воды – 218 г/л, в котором накапливаются соли галит-астраханитового состава. К галогенным осадкам, нами отнесены (наряду с водорастворимыми солями) гипс и хемогенный карбонат.

Среди осадков Аральского моря хемогенные минералы представлены следующими: карбонатами кальция и магния (кальцит, доломит), сульфатами кальция (гипс), сульфатами натрия (мирабилит), сульфатами натрия и магния (астраханит) и хлоридами натрия (галит). Они образуют прослойки, пласты, отдельные включения и относятся к породообразующим минералам. Остальные галогенные минералы (глауберит, эпсомит) встречаются в небольшом количестве, в основном в виде включений, поэтому мы отнесем их к акцессорным.

Карбонаты среди донных осадков Арала представлены органогенными и хемогенными образованиями. Минералогический состав карбонатов представлен кальцитом, доломитом и арагонитом, который был детально изучен и представлен в [Берг Л.С., 1908]. Карбонаты подробно описаны в [Бродская Н.Г., 1952]. В этом же разделе коротко остановимся на хемогенном карбонате. Хемогенный карбонат образует субмикроскопические мелко- и тонкозернистые агрегаты (менее 0,01–0,002 мм). Кристаллы имеют неправильные и ромбовидные формы, собранные часто в агрегаты. Нами карбонаты специально не изучались, мы ограничились определением общей карбонатности осадков при проведении гранулометрического анализа, пересчета данных химических анализов и изучением под микроскопом шлифов и иммерсионных препаратов. Под микроскопом карбонаты узнаются по темным цветам интерференции и двупреломлением минеральных агрегатов. В минеральном составе карбонатов преобладает кальцит. Встречается он в виде ромбоэдров, иголочек и сферолитов размером от тысячных долей до 0,1 мм. Магнезиальный кальцит образует оолиты и карбонатные обрастания. Доломит встречается в осадках очень редко и находится в виде пелитоморфных зерен размером до 0,002 мм. По данным химического анализа наибольшая карбонатность отмечается в тонкозернистых осадках в Западной глубоководной зоне, где содержание карбоната в глинах достигает 45–51 %.Эти породы можно отнести к мергелям. Гипсы – исключительно хемогенные образования. Среди донных осадков Арала гипс, как породообразующий минерал, образует слои мощностью от 1 мм до 60 см и отдельные включения. Вещественный состав, разновидности кристаллов и распространение по всей акватории Арала детально изучены и описаны в [Блинов Л.К., 1956]. Мы остановимся на последних данных, полученных во время экспедиционных исследований 2010–2015 гг.

При современной минерализации воды в остаточном водоеме (110–147 г/л) по всей акватории водоема создались благоприятные условия для процессов гипсонакопления. Гипс был изучен по образцам, взятым по берегам и со дна пролива, соединяющего Западную и Восточную части моря. По бортам гипс образует твердую корку мощностью более 5 см светло-серого цвета с незначительной примесью стально-серой глины. Согласно полученным результатам химических анализов водорастворимые соли составляют 8,95 %, а кислотнорастворимая часть на 100 % состоит из гипса (табл. 15). Кристаллы гипса в шлифах и иммерсионных препаратах имеют преимущественно удлиненно призматические формы размером от 1 до 10 мм. В 2010 г. дночерпателем отобраны донные осадки в Западной глубоководной части и у бывшего острова Возрождения. Установлено, что содержание гипса составляет 0,6 и 73,17 % соответственно. В образцах глин и глинистых алевритах, взятых у уреза воды Западного остаточного водоема, солянокислой вытяжкой установлено содержание гипса от 7,2 до 18,5 %, хотя визуально гипса не наблюдается. Возможно в этом случае гипс очень тонкозернистый или пелитоморфный. Таким образом, отметим, что гипс относится к породообразующим минералам донных осадков Арала. Он образует прослои разной мощности и накопление его продолжается в остаточном водоеме наряду с водорастворимыми солями. Мирабилит – (Na2SO4∙10H2O). Среди донных осадков образует прослои мощностью 5–15 и более см рыхлых пород, загрязненных черным илом. Осаждается он из осолоняющейся рапы при температуре 0–18 °С при концентрации солей около 120–150 г/л. Кристаллы мирабилита водяно-прозрачные, короткопризматические, размером 3–5 мм.

Таблица 6.1

Химический состав водной вытяжки из соленосных пород Западного Арала

В настоящее время концентрация солей в воде Западного остаточного водоема Арала достигает 110–147 г/л. Это говорит о том, что в водоеме наступила стадия галогенеза и идет интенсивное накопление мирабилита. При современной минерализации не происходит накопление галита и астраханита. Тем не менее, в большинстве проанализированных проб (водная вытяжка) отмечается присутствие галита от 1 до 5,48 %, в некоторых пробах отмечается наличие астраханита. В большинстве случаев среди черных глин образуются зернистые скопления, загрязненные иловым материалом. При описании керна из скважины глубиной 5 м, пробуренной во время полевого сезона 2014 г. в Западной части Аральского моря, был обнаружен мирабилит. В интервале 9–12 см в черных алевритистых глинах встречается скопление столбчатых, водяно-прозрачных кристаллов мирабилита, которые образуют агрегаты диаметром 3–5 см, легко распадающиеся на отдельные кристаллы, покрывающиеся на свету белым налетом (обезвоженный мирабилит-пушонки тенардита). Химический анализ отобранного образца показал содержание мирабилита до 88 %.

В этом же году были отобраны донные осадки в Западном остаточном водоеме Аральского моря. Результаты анализа донных осадков показали, что содержание мирабилита в пробе А-09-02 составляет около 97,4 %. При слабом надавливании на мирабилит, помещенный на твердую поверхность, образуется белый порошок – тенардит. Таким образом, можно констатировать, что в остаточном водоеме Аральского моря происходит интенсивное накопление мирабилита.

Анализ образца соли, отобранного из остаточного водоема, образовавшегося восточнее бывшего о. Возрождения, показал, что основными породообразующими минералами в этом случае является астраханит – 51,74 % и галит – 40 %. Как акцессоры присутствуют тенардит – 7 % и гипс – 0,7 %. Таким образом основную породу можно характеризовать как галит-астраханитовую. Галит (NaCl) представлен мелко и средне-зернистыми рассыпчатыми зернами. Кристаллы имеют кубическую форму размером от 2–4 до 10 мм. Большие кристаллы бесформенные, со следами растворения. Цвет светло-серый или бесцветные, водяно-прозрачные. Галит кристаллизуется из рапы при минерализации 210–250 г/л.

Астраханит (Na2SO4∙MgSO4∙4H2O). На его долю приходится 51,75 % от веса породы. Представлен изометричными зернами неправильной формы, прозрачными или голубоватыми размером от 1 до 4 мм. Редко встречаются коротко-призматические бесцветные кристаллы.

Кристаллы астраханита выпадают из рапы вслед за галитом. Незначительное количество астраханита встречается в отобранном нами керне из глубоководной скважины со дна моря. Из-за малого количества материала химический анализ не проводился, мы ограничились изучением его под микроскопом в иммерсионных препаратах. Зерна астраханита чистые водяно-прозрачные, изометричные. Встречаются в небольших количествах зерна близкие по форме к коротко-призматической, размером 1–2 мм. Зерна явно дигенетического происхождения и кристаллизовались, по-видимому, в иловых водах повышенной минерализации внутри пустот алевритовых глин. Показатели преломления Ng – 1,486 ± 0,001, Np – 1,482 ± 0,001.При попадании воды на поверхность зерен возникают характерные фигуры растворения – треугольники.