CC BY
29
В статье «Семь механизмов фос-фогенеза» [2] я рассмотрел два случая океанского фосфогенеза в связи с аноксией.
В первом случае (шельфовый апвел-линг) фосфогенез генетически не связан с аноксией. Здесь повышенная биопродуктивность поверхностных вод (повышенное значение фактора Р — [3]) порождает два следствия: (а) возникновение аноксии в придонных водах вследствие расхода кислорода на окисление необыкновенно обильного ОВ; (б) возрастание концентрации фосфора в поровых водах по той же причине — разложения ОВ [1].
Во втором случае аноксия имела глобальный характер: вследствие нарушения океанской циркуляции наступали так называемые океанские анокси-ческие события (например, в палео-Атлантике в мелу выделяют ряд таких событий, обозначаемых как OAE — ocean anoxic event). Здесь аноксия также сопровождалась формированием углеродистых осадков, но уже не вследствие усиления фактора Р (биопродуктивности поверхностных вод), а по причине повышения значения фактора F т. е. вследствие усиленной фоссилизации ОВ [3], опять-таки с обогащением по-ровых вод фосфатом [1].
В итоге я пришел к выводу, что только во втором случае между аноксией и фосфогенезом существует прямая генетическая связь (именно аноксия породила фосфатонакопление), тогда как в первом случае они связаны только парагенетически (поскольку оба явления были порождены одним и тем же фактором — апвеллин-гом).
Однако изучение не морской, а озерной седиментации заставляет рассмотреть еще одну возможную связь концентраций фосфора в воде с аноксией.
Оказывается, гидробиологи давно установили такую связь! В зоне так называемого гиполимниона (т. е. в глубокой части озера) вследствие слабой
ЕЩЕ РАЗ ОБ АНОКСИИ
Д. г.-м. н.
Я. Э. Юдович
циркуляции нередко развивается аноксия. И тогда происходит восстановительное растворение гидроксидов Ре(Ш), с переходом Бе2+ в воду. Это имеет два важных следствия для озерного фитопланктона:
— во-первых, появление в воде биологически доступного Бе2+ весьма положительно сказывается на продуктивности планктона;
— а во-вторых, растворение гидроксидов Ре(Ш) ведет к освобождению захваченного ими фосфора; гидробиологи давно установили, что такой внутренний ресурс фосфата является важной статьей баланса фосфора в озере, сильно влияющей на биопродуктивность фитопланктона [6, 7].
Может ли этот механизм иметь какое-либо значение для фосфатонакоп-ления в морских (а не озерных) черных сланцах? Вполне вероятно, что может — при двух условиях:
(а) накопление углеродистых осадков происходит в депрессионных фациях на шельфе, представляющих собой как бы «озера в море»;
(б) терригенный материал, поступающий в депрессии, обогащен железистыми продуктами размыва латерит-ной коры выветривания на соседней суше — вариант совершенно реальный для прибрежно-морских осадков теплой гумидной зоны.
В этом случае наступление аноксии в наддонных водах депрессии приведет к обильному удобрению вод фотической зоны (которая вследствие мелководья может простираться почти до дна) фосфором (и железом!) — что повысит биопродуктивность планктона и соответственно усилит седиментацию Сорг и Рорг — с последующим освобождением Р043- в по-ровую воду в диагенезе и формированием фосфоритов «по схеме Батурина», т. е. по тому же механизму, как и в осадках зон шельфового апвеллин-га [1]. Особенность такого механизма в том, что никакого апвеллинга не требуется.
И ФОСФОГЕНЕЗЕ
Можно ли распознать такой механизм фосфатонакопления в черных сланцах?
Поначалу кажется, что диагностика несложна — просто по повышенной железистости черных сланцев, в частности по повышенному значению железного модуля ЖМ [4]. Однако важным и крайне серьезным ограничением такого механизма фосфогенеза может явиться то, что оксиды и гидроксиды железа из латеритных кор поступают в осадок не в одиночестве, а вместе с оксидами и гидроксидами А1 [5] А последние, также обладая отличными сорбционными свойствами в отношении фосфат-иона, воспримут наступление аноксии совершенно «равнодушно» и свой фосфор в воду не отдадут. Именно такое явление описано в закисленных лесных озерах Чехии, где значительная часть терригенного поступления А1орг (т. е. каких-то фульватов или гуматов А1) подвергается фотохимическому разложению, переходит в ионную форму, которая благополучно гидролизуется и уходит в осадок, увлекая с собой немалую часть фосфата, жизненно важного для фитопланктона. И после наступления аноксии в гиполим-нионе гидроксиды Бе свой фосфор возвращают в озеро, а гидроксиды А1
— нет [6, 7].
Поэтому остается неясным: в какой мере терригенный А1, поступающий в депрессионный осадок вместе с терригенным Ре(Ш), сможет ослабить благотворное влияние растворяющихся гидроксидов Ре(Ш) на биопродукцию и косвенно — на фосфатонакопление?
Очевидно, что этот вопрос нуждается в основательном исследовании.
Во всяком случае, факты удобрения морских вод фосфором, связанным с терригенным Ре(Ш), были недавно доложены на Гольдшмидтовс-кой геохимической конференции в Ванкувере (июль, 2008) двумя финскими аспирантками [8]. Они изучали
формы фосфора в осадках Финского залива методом последовательной экстракции, позволяющим раздельно определить доли фосфора: (1) растворенного в поровых водах плюс слабосвязанного; (2) связанного с гидроксидами Бе; (3) подвижного Рорг; (4) связанного с оксидами А1; (5) акцессорного в апатите; (6) остаточного неподвижного Рорг.
Среди прочего было подчеркнуто значение формы (2), которая в периоды аноксии, в отдельных фациях залива, может отдавать свой фосфор в воду и таким образом поддерживать эвтро-фикацию залива, имеющую следствием массовое «цветение» цианей. Это — одна из возможных причин того, что,
несмотря на заметное уменьшение техногенного загрязнения Балтики, эвтро-фикация залива снижается гораздо медленнее, чем ожидалось. Очевидно, воды залива подпитываются фосфором, депонированным в осадках в форме PFe(OH)3 и ^рг
[8].
Литература
1. Баmуpuн Г Н. Фосфатонакопле-ние в океане. М.: Наука, 2004. 4б4 с. 2. Юдовт Я. Э. Семь генотипов фос-фогенеза // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО PAH, 200б. № б (138). С. 2—б. 3. Юдотч Я. Э., Kempuc М. П. Геохимия черных сланцев. Л.: Наука, 1988. 272 с. 4. Юдовт Я. Э., Kempuc М. П. Основы литохимии. СПб.: Наука,
2000. 479 с. 5. Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Элементы-примеси в черных сланцах. Екатеринбург: УИФ Наука, 1994. 304 с. 6. Kopacek J., Borovec J., Hejzlar J., Ulrich K.U, Norton S. A., Amirbahman A. Aluminum control of phosphorus sorption by lake sediments // Environ. Sci. Technol. 2005. Vol. 39, № 22. P. 8784—8789. 7. Kopacek J., Klementova S., Norton S. Photochemical production of ionic and particulate aluminum and iron in lakes // Environ. Sci. Technol. 2005. Vol. 39, № 10. P. 3656— 3662. 8. LukkariK., LeivuoriM. Chemical character and burial of sediment Phosphorus in the Gulf of Finland (Baltic Sea) // Geochim. Cosmochim. Acta, 2008. Vol. 72, № 12S. P. A573.
ЭКСПЕДИЦИИ ИНСТИТУТА ГЕОЛОГИИ НА ЮЖНЫЙ ОСТРОВ НОВОЙ ЗЕМЛИ
В 1973 и 1976 гг. Институт геологии Коми филиала АН СССР проводил исследования геологического строения, структурно-тектонических особенностей, стратиграфии, магматизма и эндогенной минерализации Южного острова Новой Земли. С разной степенью детальности были изучены разрез по-зднепротерозойско-кембрийских и палеозойских отложений, позднепротерозойские и девонские магматические породы, обследованы все известные рудные месторождения и рудопроявления и открыт ряд новых, выделены важнейшие рудные формации и выявлены основные закономерности их формирования и локализации.
Необходимость проведения исследований на этом острове была обусловлена итогами предыдущих работ на острове Вайгач и Пай-Хое, где сотрудниками института был установлен ряд интересных зон различной минерализации, которые, по их соображениям, протягивались и на Новую Землю.
Эти соображения были выдвинуты М. В. Фишманом, который был тогда директором института, и Н. П. Юшкиным в письме от имени Института геологии в адрес Генерального штаба Министерства обороны СССР, куда пришлось обратиться за разрешением о проведении экспедиционных
исследований на Южном острове Новой Земли. Дело в том, что Новая Земля в связи с безлюдностью территории и наличием благоприятных природных (географических и геофизических) условий закрытым Постановлением Совета Министров СССР от 31 июля 1954 г. за № 1559-699 была объявлена «Объектом 700» — Северным (Ново-земельским) ядерным полигоном СССР, подчиненным Министерству
обороны СССР в виде 6-го Управления ВМФ (Боярский и др., 1997). Перед назначенной указанным постановлением правительственной комиссией, в которую входили известные ученые
— академики М. А. Садовский и Е. К. Федоров, была поставлена задача вы-
бора места для создания полигона.
В связи с созданием полигона Советское правительство обратилось к председателю Новоземельского островного совета Тыко Вылке с просьбой рассмотреть вопрос о переселении жителей архипелага на материк. После общего схода жителей архипелага, на котором было принято решение «всем возвратиться на родину отцов и дедов — на Большую землю, в бескрайнюю печорскую тундру», немногочисленная группа местных жителей, насчитывающая 298 человек ненцев и русских поморов, была отселена на материк (Боярский и др., 1997; Шитиков, 1998). На Новой Земле с сентября 1954 г. началось формирование Новоземельского ядерного полигона, разбитого на четыре зоны: зона «А» — губа Черная, зона «Б» — губа Белушья, зона «В»
— Рогачево, зона «Д» — губа Митюшиха на юге Северного острова (Шитиков, 1998), и в течение длительного периода, вплоть до принятия в 1990 г. всем известного моратория, на Новой Земле проводились испытания ядерного оружия.
Разрешение институтом было получено, и началась подготовка к проведению коллективной новоземельской экспедиции. В состав экспедиции
Н. И. Тимонин на Новой Земле на радиосвязи: «Я — УГИ -72, прием!»
