Том 69, № 8 (2024)

Экспериментально определены эффективные растворимости (максимальные содержания) Ta и Nb в модельных гранитоидных литий-фтористых расплавах различной щелочности и глиноземистости при растворении Ta–Nb и Nb минералов: пирохлора, микролита, ильменорутила и ферротапиолита при T = 650–850 °C и P = 100 и 400 МПа, а также изучено распределение Ta и Nb в системах минерал–расплав. При растворении пирохлора в гранитоидных расплавах при P = 100 МПа и T = 650–850 °C наибольшие эффективные растворимости Nb (0.7–1.8 мас. %) определены в щелочном расплаве, они значительно (до 0.03–0.5 мас. %) уменьшаются в субглиноземистом и высокоглиноземистом расплавах. Повышение температуры увеличивает растворимость (содержание) Nb в расплаве. При растворении микролита получены сходные зависимости растворимости Ta. В высокоглиноземистом гранитоидном расплаве микролит остается устойчивым, в то время как пирохлор становится нестабильным. Установлено, что в щелочном и субглиноземистом расплавах уменьшение давления от 400 до 100 МПа не оказывает существенного влияния на растворение микролита и пирохлора, при этом в высокоглиноземистом расплаве содержания Ta и Nb заметно уменьшаются. Зависимости растворимости и распределения Nb между гранитоидными расплавами и ильменорутилом от щелочности–глиноземистости расплава сходны с таковыми при растворении колумбита и танталита. От них отличаются зависимости, полученные при растворении ферротапиолита, пирохлора и микролита.

Детально исследованы керны бурения торфяных отложений Выдринского болота мощностью 4.4 м и возрастом 13.1 кал. тыс. л. , сложенные низинным, переходным и верховым типами торфа. Рассмотрены процессы постседиментационных превращений болотных отложений в ходе раннего диагенеза , изучено распределение элементов , образование аутигенных минералов и химический состав болотных вод . Деструкция органического вещества начинается уже в верхних интервалах торфа на ранних стадиях диагенеза. Пирограммы не имеют четко выраженных высокотемпературных пиков, “зачатков” макромолекулярной структуры керогена, что указывает на малую степень преобразованности органического вещества торфа. Выявлена высокая численность органотрофных, аммонифицирующих, нитрифицирующих, фосфатмобилизирующих микроорганизмов, незначительное число Fe- и Mn-окисляющих микроорганизмов, сульфатредуцирующих бактерий. Присутствие органотрофных микроорганизмов по всему разрезу указывает на то, что биогеохимические процессы цикла углерода охватывают всю толщу торфяной залежи. Малое количества S (II) свидетельствует о низкой интенсивности процессов сульфатредукции. Для низинного торфа характерны высокие содержания Si, Al, Fe, Ca, Sr, Ba, Zr, La и аномальные — Cu, Zn, что является следствием формирования болота в условиях богатого минерального питания. В зольной части переходного торфа отмечается снижение содержаний Si, Fe, Sr, Br, K Si, Ca, Ba, Cu, Zn и La, которое отражает постепенное ослабевание связи торфяной залежи с подстилающими породами. В приповерхностном горизонте верхового торфа отмечается увеличение содержаний K, Mn, Zn, Hg, Pb и As, что связано с ростом запыленности атмосферы и антропогенным воздействием на болотную экосистему в XX и XXI веках. Для болотных вод низинного торфа характерны высокие содержания основных ионов, Al, Fe, Mn, Sr, для переходного — снижение РОУ, SO ₄ ^{2 –} , HCO ₃ ^– , Al, Fe, Ni, Ca, Mg. Олиготрофная толща характеризуется развитием оксидов и гидроксидов Fe, для переходных торфов отмечается присутствие вивианита, а эвтрофная часть торфяной залежи включает родохрозит и сульфиды Fe, Cu, Zn.

Проанализированы результаты многолетних исследований сопряженного распределения концентраций метана (СН ₄ ) и сульфидной серы (S _{сульфид} ) в донных отложениях водотоков степной зоны европейской части России. Помимо СН ₄ и S _{сульфид} в различных горизонтах отложений определены значения Eh и рН, влажность и плотность; в воде — содержания СН ₄ , сухого остатка и значения рН. Концентрации СН ₄ в воде водотоков изменяются от <0.1 до 2007.0 мкл/л (медиана 24.3 мкл/л), при этом наибольшее количество значений (72 %) приходится на диапазон 10.1–100.0 мкл/л. Концентрации СН ₄ и S _{сульфид} в донных отложениях водотоков достаточно высоки и варьируются соответственно в пределах от <0.01 до 51.0 мкг/г влажного осадка (медиана 1.35 мкг/г) и от <0.001 до 4.50 мг/г влажного осадка (медиана 0.813 мг/г). Обычно отмечается возрастание СН ₄ и S _{сульфид} от поверхностного слоя к подповерхностным горизонтам, после чего их концентрации снижаются. Отличием распределения S _{сульфид} от распределения СН ₄ является более частое нахождение максимальных концентраций S _{сульфид} в менее глубоких горизонтах отложений. Зафиксированы сезонные изменения в распределении СН ₄ и S _{сульфид} по вертикали отложений не только по уровню их концентраций, но и по расположению максимальных и минимальных значений. Наблюдается слабая прямая связь между концентрациями СН ₄ и S _{сульфид} , что указывает на синхронные процессы образования этих газов в отдельных слоях отложений изученных водотоков. Прямая связь, установленная между концентрациями СН ₄ в воде и 0–2 см слое донных осадков, свидетельствует об отложениях как важном источнике поступления СН ₄ в воду и его эмиссии в атмосферу.