Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

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

Порода

№ пр

Глуб,

см

Na

K

Ca

Mg

SO4

Cl

–H2О

HO

Водораств.

ост.

Донные осадки

Глина алеврито-карбонатн.

1

0–15

1,02

0,01

0,1

0,16

3,41

0,8

0,25

94,2

5,75

Глина алеврито-карбонатн. (мергель)

2

15–31

1,32

0,02

0,12

0,21

3,08

1,01

0,78

93,35

6,54

Алеврит глино-карбонат.

3

72–160

0,85

0,01

0,21

0,12

1,48

0,9

0,15

96,15

3,73

Глина (мергель)

4

160–260

1,65

0,01

0,24

0,23

3,3

1,21

0,88

92,41

7,52

Глина алевр.

22

0–30

0,89

0,03

0,24

0,20

2,75

0,98

0,78

94,03

5,87

Глина алеврит-карбонатная (у уреза)

20

 

1,74

0,04

0,76

0,18

2,08

1,25

2,01

90,81

9,06

Песок алврит.-карбонатный (м.Кейинчияк)

8

0–35

0,08

0,15

0,46

0,09

99,15

0,78

Корки незасоленных грунтов

Соляно-гипсовая (Аджибай)

10

Поверх.

1,48

0,01

1,21

0,08

2,85

1,81

0,35

92,09

7,79

Соляная корка (Аджибай)

21

Дно

2,15

1,78

0,1

3,7

2,45

0,28

89,45

10,46

Соляные породы (минералы)

мирабилит

А-09-02

 

14,33

0,06

0,16

0,32

32,57

0,6

51,8

0,1

99,94

Мирабилит (глуб. СКВ.)

40

9–12

15,2

0,02

1,24

0,6

39,02

0,7

42,94

0,08

99,9

Галит-астрах. Порда (о. Возрожд. Вост. Арал)

35

дно

25,28

0,08

0,18

3,76

34,91

24,25

11,25

0,18

99,89

Гипсовая корка (пролив м-у Зап. и Вост. Аралом

30

Дно,

борт

2,07

0,004

2,05

0,14

1,58

3,05

0,12

90,98

9,02

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.


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074