Инд. авторы:	Леонова Г.А, Бобров В.А., Кривоногов С.К., Богуш А.А, Бычинский В.А., Мальцев А.Е., Аношин Г.Н.
Заглавие:	Биогеохимические особенности формирования сапропеля в бессточных озерах прибайкалья ( на примере озера очки)
Библ. ссылка:	Леонова Г.А, Бобров В.А., Кривоногов С.К., Богуш А.А, Бычинский В.А., Мальцев А.Е., Аношин Г.Н. Биогеохимические особенности формирования сапропеля в бессточных озерах прибайкалья ( на примере озера очки) // Геология и геофизика. - 2015. - Т.56. - № 5. - С.949-969. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG20150506; РИНЦ: 23527749;
Реферат:	rus: Биогеохимия органических осадков озер (сапропелей) мало изучена в Сибирском регионе. В данной статье на примере оз. Очки (Прибайкалье) показаны особенности формирования химического состава сапропеля, обусловленные низким рН и малой минерализацией озерной воды. Основным источником органики является зоо- и фитопланктон, который, помимо конституционных химических элементов, избирательно концентрирует щелочные, щелочноземельные и халькофильные элементы и переводит их в осадок. Расчеты коэффициентов обогащения ( EF ) показали значительное обогащение планктона фосфором и халькофильными элементами. Расчеты вклада планктона в элементный состав сапропеля (Me био) дали высокие значения для P (≈100 %), Cd (57), Br (45), Hg (40), Se и Na (30), Zn (23), K (21), Ca (15). Распределение элементов в 3.2-метровой толще сапропеля довольно равномерное. Литофильные элементы (Al, Sc, Ti, Y, Zr, Nb) и лантаноиды в основном поступают в озеро с терригенным материалом. Повышенные концентрации подвижных элементов (Cd, Sb, Sn, Pb, Zn) в верхнем слое сапропеля имеют антропогенную природу. Повышение содержания Cu и Zn в отдельных слоях сапропеля, вероятно, обусловлено поступлением глубинных подземных вод, а Hg, Cd и Sb - лесными пожарами. eng: The biogeochemistry of organic lacustrine sediments (sapropels) has been poorly studied in Siberia. In this paper we show the specifics of sapropel formation caused by low pH and mineralization of water by the example of Lake Ochki in Cisbaikalia. The main sources of organic matter are zoo- and phytoplankton, which concentrate mostly basic chemical elements and also some alkaline, alkali-earth, and chalcophile elements and more them to the sediment. The calculated enrichment factors (EF) have shown that the lake plankton is strongly enriched with phosphorus and chalcophile elements. The calculations have also revealed a great contribution of the plankton to the elemental composition of sapropel (Mebio, %): P (≈100), Cd (57), Hg (40), Se and Na (30), Zn (23), K (21), and Ca (15). Elements are rather uniformly distributed throughout the 3.2 m thick sapropel layer. Lithophile elements (Al, Sc, Ti, Y, Zr, Nb) and LREE are mostly from a terrigenous source. The high contents of mobile elements (Cd, Sb, Sn, Pb, Zn) in the upper part of sapropel are probably due to anthropogenic factors. The high Cu and Zn contents in some sapropel layers are probably related to the inflow of deep-level groundwaters, and the elevated contents of Hg, Cd, and Sb might have been caused by forest fires.
Ключевые слова:	органогенные осадки (сапропели); Живое вещество (планктон); chemical species of elements; organic sediments (sapropel); Live material (plankton); Biosedimentation; biophile elements; биоседиментация; биофильные элементы; формы нахождения химических элементов;
Издано:	2015
Физ. характеристика:	с.949-969
Цитирование:	1. Алекин О.А. Химический анализ вод суши. Л., Гидрометеоиздат, 1954, 202 с. 2. Арнаутов Н.В. Стандартные образцы химического состава природных минеральных веществ. Новосибирск, ИГиГ СО АН СССР, 1990, 219 с. 3. Атлас Байкала / Ред. Г.И. Галазий. М., Роскартография, 1993, 160 с. 4. Барам Г.И., Верещагин А.Л., Голобокова Л.П. Применение микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектированием для определения анионов в объектах окружающей среды // Журнал аналитической химии, 1999, т. 54 (9), с. 962-965. 5. Барышев В.Б., Колмогоров Ю.П., Кулипанов Г.Н., Скринский А.Н. Рентгенофлуоресцентный элементный анализ с использованием синхротронного излучения // Журнал аналитической химии, 1986, т. XLI, вып. 3, с. 389-401. 6. Безрукова Е.В., Кривоногов С.К., Такахара Х., Летунова П.П., Шичи К., Абзаева А.А., Кулагина Н.В., Забелина Ю.С. Озеро Котокель - опорный разрез позднеледниковья и голоцена юга Восточной Сибири // ДАН, 2008, т. 420 (2), с. 248-253. 7. Безрукова Е.В., Тарасов П.Е., Кулагина Н.В., Абзаева А.А., Летунова П.П., Кострова С.С. Палинологическое исследование донных отложений озера Котокель (район озера Байкал) // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (4), с. 586-595. 8. Бобров В.А., Кренделев Ф.П., Гофман А.М. Гамма-спектрометрический анализ в камере низкого фона. Новосибирск, Наука, 1975, 58 с. 9. Бобров В.А., Богуш А.А., Леонова Г.А., Краснобаев В.А., Аношин Г.Н. Аномальные проявления концентраций цинка и меди в торфянике верхового болота Южного Прибайкалья // ДАН, 2011, т. 439, № 6, с. 784-788. 10. Бобров В.А., Федорин М.А., Леонова Г.А., Маркова Ю.Н., Орлова Л.А., Кривоногов С.К. Исследование элементного состава образцов сапропеля озера Кирек (Западная Сибирь) методом РФА СИ // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2012, № 5, с. 90-96. 11. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем // Соросовский образовательный журнал, 1998, № 5, с. 23-29. 12. Ветров В.А., Кузнецова А.И. Микроэлементы в природных средах региона озера Байкал. Новосибирск, НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1997, 234 с. 13. Водяницкий Ю.Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах. М., ГНУ Почвенный институт им. В. В. Докучаева РАСХН, 2008, 86 с. 14. Волков И.И., Севастьянов В.Ф. Перераспределение химических элементов в диагенезе осадков Черного моря // Геохимия осадочных пород и руд. М., Наука, 1968, с. 144-167. 15. Волков И.И., Фомина Л.С. Рассеянные элементы в сапропелевых илах Черного моря и их взаимосвязь с органическим веществом // Литология и полезные ископаемые, 1971, № 6, с. 3-15. 16. Воронин В.И. Биоиндикация крупномасштабных техногенных повреждений лесов Восточной Сибири: Автореф. дис. … д.б.н. Красноярск, 2005, 46 с. 17. Залесский М.Д. О силурийской водоросли, образующей кукерсит - горючий сланец // Журнал микробиологии, 1916, т. III (3-4), с. 444-449. 18. Залесский М.Д. Изучение микроскопического строения касьяновского сапропелевого угля Черемховского бассейна // Материалы по общей и прикладной геологии, 1928, вып. 92, с. 1-16. 19. Ивановский Л.Н. Псевдоледниковые формы рельефа в долине реки Выдриной (Южное Прибайкалье) // География и природные ресурсы, 2006, № 4, с. 161-167. 20. Карпов И.К., Чудненко К.В., Бычинский В.А. Программное средство расчета химических равновесий минимизацией термодинамических потенциалов: краткая инструкция к программному продукту «Селектор-С». Иркутск, 1997, 105 с. 21. Карякин А.В., Грибовская И.Ф. Эмиссионный спектральный анализ объектов биосферы. М., Наука, 1979, 208 с. 22. Кордэ Н.В. Биостратификация и типология русских сапропелей. М., Изд-во АН СССР, 1960, 219 с. 23. Кордэ Н.В. Биостратиграфия отложений озера Котокель // Мезозойские и кайнозойские озера Сибири. М., Наука, 1968, с. 150-170. 24. Кривоногов С.К. Осадконакопление во впадинах Байкальской рифтовой зоны в позднем плейстоцене и голоцене: Автореф. дис. … д.г.-м.н. Новосибирск, ИГМ СО РАН, 2010, 32 с. 25. Ламакин В.В. Ледниковые отложения в береговой полосе Байкала // Краевые формы рельефа материкового оледенения // Труды Комиссии по изучению четвертичного периода, 1963, вып. 21, с. 126-147. 26. Леонова Г.А., Бобров В.А. Геохимическая роль планктона континентальных водоемов Сибири в концентрировании и биоседиментации микроэлементов. Новосибирск, Академ. изд-во «Гео», 2012, 308 с. 27. Леонова Г.А., Бобров В.А., Лазарева Е.В., Богуш А.А., Кривоногов С.К. Биогенный вклад микроэлементов в органическое вещество современных озерных сапропелей (на примере оз. Кирек) // Литология и полезные ископаемые, 2011, № 2, с. 115-131. 28. Леонова Г.А., Бобров В.А., Богуш А.А., Мальцев А.Е. Сапропели: богатства со дна озер // Наука в России, 2014, № 1, с. 28-35. 29. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Комплексообразование ионов металлов в природных водах // Гидробиологический журнал, 1983, т. 19, № 3, с. 83-95. 30. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л., Гидрометеоиздат, 1986, 270 с. 31. Лиштван И.И., Лопатко М.З. Использование сапропеля в народном хозяйстве // Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве. Минск, Наука и техника, 1976, с. 5-13. 32. Лукашев К.И., Ковалев В.А., Жуховицкая А.Л., Хомич А.А., Генералова В.А. Геохимия озерно-болотного литогенеза. Минск, Наука и техника, 1971, 280 с. 33. Меленевский В.Н., Леонова Г.А., Конышев А.С. Результаты исследования органического вещества современных осадков озера Белое (Западная Сибирь) по данным пиролитических методов // Геология и геофизика, 2011, т. 52 (6), с. 751-762. 34. Оболкин В.А., Кобелева Н.А., Ходжер Т.В., Колмогоров Ю.П. Элементный состав нерастворимой фракции зимних атмосферных выпадений в некоторых районах Южного Прибайкалья // Оптика атмосферы и океана, 2004, т. 17 (5-6), с. 414-417. 35. Осипов Э.Ю. Реконструкция оледенения последнего ледникового максимума плейстоцена на северо-западе Баргузинского хребта (Северное Прибайкалье): Автореф. дис. … к.г.н. Иркутск, 2003, 26 с. 36. Плаксин Г.В., Кривонос О.И. Термохимическая переработка озерных сапропелей: состав и свойства продуктов // Российский химический журнал, 2007, т. L1, № 4, с. 140-147. 37. Поплавко Е.М., Иванов В.В., Орехов В.С., Тархов Ю.А. Особенности металлоносности горючих сланцев и некоторые предположения об их генезисе // Геохимия, 1978, № 9, с. 1411-1418. 38. Потонье Г. Сапропелиты // Нефтяное и сланцевое хозяйство (пер. с нем.) / Под ред. К.П. Калицкого, Н.Ф. Погребова. Петроград, Изд-во Народного Комиссариата путей сообщения, 1920, 209 с. 39. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши / Ред. А.Д. Семенов. Л., Гидрометеоиздат, 1977, 534 с. 40. Руководство по методам гидробиологического анализа поверхностных вод и донных отложений / Ред. В.А. Абакумов. Л., Гидрометеоиздат, 1983, 240 с. 41. Сапожников В.В., Пастернак А.Ф. Исследование разложения пеллет при имитации их погружения в водной толще // Океанология, 1988, т. XXVIII, вып. 2, с. 316-321. 42. Сущеня Л.М. Количественные закономерности питания ракообразных. Минск, Наука и техника, 1975, 208 с. 43. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. М., Мир, 1988, 384 с. 44. Топачевский И.В. Сапропели пресноводных водоемов Украины // Геология и полезные ископаемые Мирового океана, 2011, № 11, с. 66-72. 45. Флора и фауна водоемов и водотоков Байкальского заповедника / Под ред. Т.М. Корнеевой, О.Т. Русинек. Вып. 92, М., 2001, 82 с. 46. Хазина И.В. Реконструкция природно-климатических обстановок среднего-позднего голоцена Новосибирского Приобья (по палинологическим исследованиям осадков оз. Белое) // Геология и геофизика, 2006, т. 47 (8), с. 971-978. 47. Ходжер Т.В. Исследование состава атмосферных выпадений и их воздействия на экосистемы Байкальской природной территории: Автореф. дис. … д.г.н. М., 2005, 44 с. 48. Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложение / Ред. В.Н. Шарапов. Новосибирск, Академ. Изд-во «Гео», 2010, 287 с. 49. Штин С.М. Озерные сапропели и их комплексное освоение. М., Изд-во МГГУ, 2005, 373 с. 50. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Концентрационная функция морских гидробионтов: роль в геохимии черных сланцев // Геохимия, 1990, № 4, с. 483-494. 51. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Неорганическое вещество углей. Екатеринбург, Изд-во УрО РАН, 2002, 422 с. 52. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. Екатеринбург, УрО РАН, 2005, 655 с. 53. Ball J.W., Nordstrom D.K. User’s manual for WATERQ4F, with revised thermodynamic date base and rest cases for calculating speciation of major, trace, and redox elements in natural waters. California, MenloPark, 1991, 189 p. 54. Blyakharchuk T.A. Four new pollen section tracing the Holocene vegetational development of the southern part of the West Siberian Lowland // The Holocene, 2003, 13 (5), p. 715-731. 55. Bobrov V.A., Phedorin M.A., Leonova G.A., Kolmogorov Yu.P. SR XRF element analysis of sea plankton // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., 2005, A 543, p. 259-265. 56. Brown G.E., Foster A.L., Ostergren J.D. Mineral surface and bioavailability of heavy metals: A molecular-scale perspective // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999, v. 96, p. 3388-3395. 57. Cramp A., Sullivan G. Neogene sapropels in Mediterranean: a review // Mar. Geol., 1999, v. 153, p. 11-28. 58. Emeis K., Weissert H. Tethyan-Mediterranean organic carbon-rich sediments from Mesozoic black shales to sapropels // Sedimentology, 2009, v. 56, p. 247-266. 59. Gallego-Torres D., Martinez-Ruiz F., De Lange G.J., Jimenez-Espejo F.J., Ortega-Huertas M. Trace-elemental derived paleoceanographic and paleoclimatic conditions for Pleistocene Eastern Mediterranean sapropels // Palaeogeogr., Palaeoclimatol., Palaeoecol., 2010, v. 293, p. 76-89. 60. Govindaraju K. Compilation of working values and description for 383 geostandards // Geostand. Newslet., 1994, v. 18, p. 1-158. 61. Horiuchi K., Matsuzaki H., Osipov E., Khlystov O., Fujii S. Cosmogenic 10Be and 26Al dating of erratic boulders in the southern coastal area of Lake Baikal, Siberia // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B, 2004, v. 223 (24), p. 633-638. 62. Ishiwatari R., Fujino N., Brincat D., Yamamoto S., Takahara H., Shichi K., Krivonogov S.K. A 35 kyr record of organic matter composition and d13C of n-alkanes in bog sediments close to Lake Baikal: Implications for paleoenvironmental studies // Org. Geochem., 2009, v. 40, p. 51-60. 63. Knicker H., Hatcher P.G. Sequestration of organic nitrogen in the sapropel from Mangrove Lake, Bermuda // Org. Geochem., 2001, v. 32, p. 733-744. 64. Krivonogov S.K., Takahara H., Yamamuro M., Preis Yu.I., Khazina I.V., Khazin L.B., Kuzmin Ya. V., Safonova I.Y., Ignatova N.V. Regional to local environmental changes in southern Western Siberia: Evidence from biotic records of mid to late Holocene sediments of Lake Beloe // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 2012a, v. 331-332, p. 177-193. 65. Krivonogov S.K., Yamamuro M., Takahara H., Kazansky A.Y., Klimin M.A., Bobrov V.A., Safonova I.Y., Phedorin M.A., Bortnikova S.B. An abrupt ecosystem change in Lake Beloe, southern Western Siberia: Palaeoclimate versus local environment // Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol., 2012b, v. 331-332, p. 194-206. 66. Li Y. Distribution patterns of the elements in the ocean: A synthesis // Geochim. Cosmochim. Acta, 1991, v. 55, p. 3223-3240. 67. Moller T., Schulz H., Hamann Y., Dellwig O., Kucera M. Sedimentology and geochemistry of an exceptionally preserved last interglacial sapropel S5 in the Levantine Basin (Mediterranean Sea) // Mar. Geol., 2012, v. 291-294, p. 34-48. 68. Passier H.F., Middelburg J.J., de Langea G.J., Bottcher M.E. Modes of sapropel formation in the eastern Mediterranean: some constraints based on pyrite properties // Mar. Geol., 1999, v. 153, p. 199-219. 69. Phedorin M.A., Bobrov V.A., Goldberg E.L., Navez J., Zolotaryov K.V., Grachev M.A. Comparison of synchrotron radiation X-ray fluorescence with conventional techniques for the analysis of sedimentary samples // Geostand. Newslett.: J. Geostand. Geoanal., 2000, v. 24 (2), p. 205-216. 70. Shcherbov B.L., Lazareva E.V. Migration factors of radionuclides and heavy metals during forest fires in Siberia // Adv. Environ. Res., 2010, v. 4, p. 99-120. 71. Shichi K., Takahara H., Krivonogov S.K., Bezrukova E.V., Kashiwaya K., Takehara A., Nakamura T. Late Pleistocene and Holocene vegetation and climate records from Lake Kotokel, central Baikal region // Quat. Int., 2009, v. 205, p. 98-110. 72. Shotyk W., Cheburkin A.K., Appleby P.G., Fankhauserd A., Kramers J.D. Two thousand years of atmospheric arsenic, antimony, and lead deposition recorded in an ombrotrophic peat bog profile, Jura Mountains, Switzerland // Earth Planet. Sci. Lett., 1996, v. 145, p. E1-E7. 73. Stankevica K., Klavins M., Rutina L. Accumulation of metals in sapropel // Mater. Sci. Appl. Chem., 2012, v. 26, p. 99-105. 74. Tarasov P.E., Bezrukova E.V., Krivonogov S.K. Late Glacial and Holocene changes in vegetation cover and climate in southern Siberia derived from a 15 kyr long pollen record from Lake Kotokel // Clim. the Past, 2009, v. 5, p. 285-295. 75. Vine J.D., Tourtelot E.B. Geochemistry of black shale deposits // Econ. Geol., 1970, v. 65 (3), p. 253-272. 76. Wetzel R.G., Likens G.E. Limnological analyses. N.Y., Springer Verlag, 1991, 391 р.