Том 64, № 1 (2019)

Работа посвящена проблеме оценки вклада вод речного стока в морские воды Арктического шельфа, где на фоне опреснения интенсивно протекают процессы замерзания и таяния опресненных вод. Предложена модель смешения-модификации вод, которая учитывает формирование морского льда из опресненных вод на шельфе. Модель применена для интерпретации данных, полученных по материалам 63 и 69 рейсов НИС «Академик Мстислав Келдыш» (2015 и 2017 гг.).

Для вод шельфа моря Лаптевых в районе исследований установлено два источника водных масс — атлантических вод и вод реки Лены. Однако воды в данной зоне шельфа модифицированы, т.е. имеют более высокую соленость, чем ту, которая соответствует смешению двух установленных компонентов. Присутствие модифицированных вод, поступающих с шельфа моря Лаптевых, прослеживается в зоне континентального склона. Опреснение в зоне континентального склона достигает 15–27% и затрагивает глубины не более 20 м, на глубинах более 50 м оно практически исчезает.

Для расчета доли речного стока в модифицированных водах предложена модель смешения-модификации. Полученные данные были использованы для расчета доли речных вод по предложенной модели и по общепринятой модели трехкомпонентного смешения, опубликованной в работе Ostlund, Hut (1984). Сравнение результатов, полученных для шельфа моря Лаптевых при расчетах по обеим моделям, показало, что применение модели трехкомпонентного смешения к модифицированным водам приводит к завышению оценок вклада речных вод, которое может достигать 20%.

Предложен критерий, по которому каждый образец опресненных вод может быть отнесен к области применения либо модели смешения-модификации, либо модели трехкомпонентного смешения. При таком комплексном подходе расчеты будут освобождены от получения нереальных и отрицательных величин долей компонентов смеси, а также от завышенных оценок вклада речного компонента.

Hg и Cd — редкие химические элементы в составе магматогенной минерализации платиновых металлов и золота, — типичны для такой минерализации в Йоко-Довыренском плагиоперидотит- троктолит-габбро-норитовом интрузиве позднерифейского возраста в байкалидах Прибайкалья. Рассмотрены вариации состава, ассоциации, особенности распределения Hg- и Cd-содержащих минералов Pd, Pt, Au, Ag. Большая часть минералов благородных металлов (халькогениды и интерметаллиды Pd, Pt, Au послемагматические) слагают метакристаллы и просечки в сульфидах, силикатной матрице, на контактах тех и других; возникли при участии флюидов, порожденных кристаллизующимися сульфидными Fe-Cu-Ni расплавами. Они развиты в центральной части интрузива в сульфидоносных плагиолерцолитах (ПЛ) в низах интрузива, в сульфидоносных пегматоидных троктолитах (Т) в низах толщи троктолитов и в сульфидоносных пегматоидных анортозитах (А) вверху толщи троктолитов. От ПЛ к Т и далее к А существенно растет количество и разнообразие Hg-содержащих минералов, ртуть в них распределена крайне неравномерно; Cd-содержащие установлены только в А. В Т и А ведущие носители ртути: пневматолитовые (флюидно-метасоматические) мончеит и особенно поздний теларгпалит (Pd, Ag)3(Te, Pb, Hg), который содержит до 11 масс.% Hg. С теларгпалитом иногда ассоциируют Hg-электрум и кюстелит, потарит PdHg. В Т развит богатый Pb потарит, в А — потарит без Pb. Заметное количество Hg в минералах благородных металлов Йоко-Довыренского интрузива вероятное свидетельство того, что их формирование произошло в условиях закрытой системы при невысоких температурах. Количество потарита в А значительно выше, а содержание ртути в теларгпалите А заметно ниже (в среднем 2.9 мас.% Hg), чем в теларгпалите Т (в среднем 5.9% Hg). Возможно, потарит возник при эпигенетических процессах серпентинизации (низкоградного метаморфизма) за счет вещества пневматолитовых ртутьсодержащих теларгпалита, котульскита, звягинцевита. Этому соответствуют особенности распределения ртути в теларгпалите, котульските и звягинцевите Т и А, и значительно большая интенсивность метаморфизма А.

Исследованы состав и молекулярно-массовое распределение предельных углеводородов в стерильной пароводяной смеси из скважин и в высокотемпературных источниках Мутновского геотермального района и кальдеры Узон. В конденсате пароводяной смеси и термальных водах Мутновского района установлены низкомолекулярные н-алканы, образованные в результате термогенных процессов. Для кипящего грязевого котла в Донном фумарольном поле характерны углеводороды, происхождение которых связано, вероятно, с термокаталитическими превращениями биомассы термофилов. Отдельным типом молекулярно-массового распределения углеводородов характеризуется гейзер в кальдере вулкана Узон. Здесь установлены высокомолекулярные н-алканы, образование которых связано с двумя процессами: химическим ре-синтезом органических остатков растительного происхождения и биогенным синтезом при возможном участии бактерий и водорослей.

Адсорбция атомов Co, Mn, Fe на поверхности кальцита в условиях сверхвысокого вакуума, а также взаимодействие сформированных адсорбционных систем с водой исследованы методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Показано, что атомы Mn и Fe на поверхности кальцита образуют твердые растворы CaCO3/Mn(Fe)CO3, в то время как преимущественными соединениями при адсорбции Со являются СоО и Со3О4. При взаимодействии с водой поверхностные соединения Mn и Fe не претерпевают существенных изменений в отличие от оксидов кобальта, которые частично превращаются в растворимые гидроксилированные комплексы.

На основе калориметрических определений энтальпии образования кестерита (Cu2ZnSnS4) из простых сульфидов 2CuS + ZnS + SnS → Cu2ZnSnS4 рассчитана стандартная энтальпия образования Cu2ZnSnS4 (из элементов при давлении 105 Па): ∆fH0298.15(Cu2ZnSnS4) = -(467.62±2.28) кДж·моль-1.