Геохимический состав голоценовых повторно-жильных льдов северо-востока Чукотки

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, гранты № 17-05-00794 (геохимические расчеты) и №17-05-00793 (обобщение), изотопные исследования выполнены при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках проекта №14-27-00083 и бюджетного финансирования Московского университета имени М.В. Ломоносова с использованием масс-спектрометрического оборудования, приобретенного на средства Программы развития МГУ.

Введение

Химический состав повторно-жильных льдов лишь отчасти отражает особенности гидрохимической обстановки времени их образования так как образование повторно-жильного льда происходит в морозобойных трещинах, чаше всего в результате их заполнения талой снеговой водой. Однако в отдельных случаях в трещины может попадать и вода иного генезиса – озерная, речная и даже морская. Это происходит тогда, когда к весеннему половодью трещины не полностью еще закрыты, а также редких случаях, когда трещины продолжаются под неглубокими водоемами. Выявлению этих ситуаций в основном и способствует изучение гидрохимического состава ледяных жил.

Районы исследований и методы измерений

Чукотский полуостров расположен на крайнем северо-востоке Евразии. Чукотка омывается Чукотским морем Северного Ледовитого океана с севера и Беринговым морем Тихого океана с юга. Большая часть Чукотского полуострова занята нагорьями высотой до 1000 м. Низменности встречаются, как правило, вблизи крупных лагун.

Основные черты района (от Анадыря до Лаврентия) представлены слабоволнисто-бугристым рельефом, сформированным преимущественно флювиальной эрозией и морской абразией мезозойских блоков ^[1].

Климат полуострова суровый, на побережьях – морской, во внутренних районах – резко континентальный. Зима длится до 10 месяцев в году. Средние температуры января от –15 до –40 °С, июля – от +5 до +10 °С. Среднегодовое количество осадков 200–500 мм.

Повсеместно распространены многолетнемерзлые породы. Несквозные (мощностью до 30-40 м) талики встречаются только в нижнем течении крупных рек и под самыми крупными термокарстовыми озёрами. Температура мёрзлых пород составляет в среднем –10 °С в осевых частях горных хребтов и –4…–6 °С в долинах рек и на побережьях. Мощность мерзлых толщ меняется от 500–700 м в самых высоких частях хребтов до 200–300 м во внутренних долинах.

Голоценовые повторно-жильные льды практически повсеместно распространены, особенно в северных и восточных районах ^[2]. Детально исследованы голоценовые повторно-жильные льды (ПЖЛ) в трех районах северо-востока Чукотского п-ова: а) в окрестностях оз.Коолень; б) близ пос. Лаврентия; в) близ с. Лорино (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения изученных голоценовых полигональных массивов с повторно-жильными льдами на северо-востоке Чукотского полуострова

Голоценовые ПЖЛ на оз. Коолень. Олиготрофное озеро Коолень расположено в отрогах хребта Айнан на востоке Чукотского полуострова, в 13 км от побережья Чукотского моря. На южном берегу оз.Коолень, в 1,2 км от истока реки Кооленьваам (65°59′04″ с.ш., 170°58′47″ з.д.), на озерной пойме был заложен шурф глубиной 2 м. В шурфе вскрыты: торф рыже-коричневый, слабоопесчаненный, талый (глубина 0-0,4 м), под ним залегает торф коричневый, мерзлый, среднельдистый, криотекстура сетчатая (0,4-0,7 м), ниже – супесь серая (0,7-2 м). В толще залегает повторно-жильный лед с современным ростком (рис. 2). Лед жилы прозрачный, вертикально-слоистый, состоит из элементарных жилок шириной 0,4-0,6 см с воздушными пузырьками, вертикально ориентированными.

Рис. 2. Голоценовые повторно-жильные льды на побережье оз.Коолень. Фото Ю.Васильчука

¹⁴С датирование угля из культурного слоя из отложений поймы в районе древней стоянки охотников в восточной части котловины оз.Коолень ^[3] позволило определить примерный период формирования повторно-жильных льдов в этом районе – от 6 до 2 тыс. лет назад.

Голоценовые ПЖЛ у пос. Лаврентия. В 5 км к югу от пос. Лаврентия (65°35′02″ с.ш., 170°59′20″ з.д.) на морском побережье (высота 40 м над уровнем моря) в заросшем термоцирке описана ледяная жила (рис. 3).

Рис. 3. Ледяная жила в районе пос. Лаврентия. Фото А.Маслакова

Жила залегает в сильнольдистых суглинках с включениями гнезд и линз торфа мощностью 0,2 м, гальки и валунов. Криотекстура сетчатая, с линзами льда мощностью 2-3 см. Голова жилы залегает под сезонно-талым слоем (СТС) на глубине 50-80 см от поверхности. Вертикальная мощность обнажившегося фрагмента жилы 80-90 см, ширина 3,5 метра. Жила вытаяла снизу, на что указывает глубокая каверна под ней. Лёд жилы в основном чистый, иногда мутный серый, вертикально-слоистый, с вертикально ориентированными пузырьками воздуха длиной до 15 мм.

Голоценовые ПЖЛ у с. Лорино. Село Лорино расположено на берегу Мечигменского залива Берингова моря, в 40,5 км к западу от пос. Лаврентия (65°30′00″ с.ш., 171°43′00″ з.д.). В обнажении останца морской террасы высотой до 25 м вскрыт голоценовый торфяник видимой мощностью до 3 м, подстилаемый серой супесью с включениями гальки.

В 2015 г. были исследованы 3 фрагмента жил (рис. 4, а-в). Высота жил варьирует от 1 до 3 м, ширина – от 1,5 до 3,5 м. В следующем году исследовано соседнее обнажение. На глубине 0,5 м обнаружены ледяные жилы шириной в верхней части до 1,7-2 м. Одна из жил была вскрыта нефронтально и имела ширину в верхней части около 6 м и высоту более 3 м (рис. 4, г). Лёд жилы чистый, пузырчатый, с вертикальной структурой за счет пузырьков воздуха.

Рис. 4. Повторно-жильные льды в районе с. Лорино, исследованные в 2015 (а-в) и 2016 (г) гг. Фото А.Маслакова

Из вмещающего жилы торфяника выполнены радиоуглеродные определения. По торфу, вмещающему жилу №1 (см. рис. 4, а), с глубины 1,2 м получена ¹⁴С датировка 11230 ± 100 лет (Ле-11262); торф, вмещающий жилу №2 (см. рис. 4, б), на глубине 0,9 м датирован в 9550 ± 170 лет (Ле-11260), на глубине 1,5 м – 8800 ± 80 (Ле-11259). Полученные датировки позволяют установить, что период наиболее активного роста торфяника и, скорее всего, интенсивного роста жил в нем приходится на начало голоцена, 11-8 тыс. лет назад.

Для определений ионного состава повторно-жильного льда был произведен отбор проб льда как по горизонтали с интервалом 10-12 см, так и по вертикали с интервалом 10-15 см. Ионный состав льда определялся методом ионной хроматографии в лаборатории геохимии ландшафтов кафедры геохимии ландшафтов и географии почв Географического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова на ионном хроматографе «Стайер». Предел детектирования по хлорид-иону составил 0,02 мг/л. Гидрохимический состав снега, вод рек и озер, сегрегационного льда проводились в гидрохимической лаборатории ПНИИИС методом кислотно-щелочного титрования.

Результаты и обсуждение

Определение минерализации и содержания основных ионов в ледяной жиле на пойме оз.Коолень показало, что в составе анионов преобладает Cl^-, в составе катионов – Na⁺ (табл. 1, рис. 5), что может свидетельствовать об импульверизации солей с близ расположенных морских акваторий Берингова пролива и Чукотского моря. Минерализация льда не более 35 мг/л, рН нейтральный. По составу лед жилы близок к воде оз. Коолень (табл. 2).

Таблица 1. Минерализация (мг/л) и содержание основных ионов (мг-экв/л) во льду жилы в районе оз.Коолень (среднее по 6 образцам)

Рис. 5. Содержание основных ионов во льду жилы на пойме оз.Коолень

Минерализация льда жилы в районе пос. Лаврентия варьирует от 33 до 111 мг/л, рН изменяется в диапазоне от кислых (4.8) до нейтральных значений (6.4). Максимальные значения минерализации (84 и 111 мг/л), вероятно, свидетельствуют об участии речных вод в формировании жильного льда во время высокого половодья. В составе ионов доминируют гидрокарбонаты и кальций (табл. 3, рис. 6). Минерализация небольшого ручья в районе пос.Лаврентия составляет в среднем 120 мг/л, в составе ионов также преобладают гидрокарбонаты и кальций; соотношение Cl^-/SO₄^2- во льду жилы варьирует от 0.38 до 2.29, что близко к значениям в снеге и речной воде в этом районе (см. табл. 2), что говорит об их континентальном происхождении и минимальном влиянии воздушных масс со стороны моря. Концентрация иона NO₃^- во льду жилы варьировала от 0.05 до 0.25 мг-экв/л, составляя в среднем 0.08 мг-экв/л, что говорит об участии в формировании жилы вод, содержащих органические вещества, т.е. о возможном поступлении воды из заболоченной полигональной ванны.

Таблица 2. Минерализация (М., мг/л) и содержание основных ионов (мг-экв/л) в снеге, поверхностных водах и морской воде в районе пос. Лаврентия и оз. Коолень

Таблица 3. Минерализация (мг/л) и содержание основных ионов (мг-экв/л) во льду жилы в районе пос. Лаврентия

а

б

Рис. 6. Содержание основных ионов во льду жилы в районе пос. Лаврентия: а – в центральной части жилы по вертикали, б – в верхней части жилы по горизонтали

Минерализация льда жил в районе с. Лорино в целом не более 90 мг/л, в составе ионов преобладают Na⁺, Cl^- и Сa²⁺. Во льду жилы №1 (рис. 4, а) в с. Лорино в вертикальном профиле наблюдается контрастное распределение хлорид-иона с максимумами на глубине 1.8 и 3.1 м и минимумами на глубине 1.2 и 2.5 м (рис. 7, а, табл. 4). В то же время распределение гидрокарбонат-иона имеет максимум на глубине 2.5 м, что может указывать на некоторую стадийность при формировании жилы. Содержание ионов натрия в профиле жилы возрастает с глубиной. Максимальное значение содержания ионов кальция совпадает по глубине с максимумом содержания гидрокарбонат-иона. Можно предположить, что лед на глубине 3.1 м формировался из атмосферных осадков при участии морских аэрозолей с Берингова моря, что обусловливает хлоридно-натриевый состав жильного льда и минерализацию 47 мг/л.

Таблица 4. Минерализация (мг/л) и содержание основных ионов (мг-экв/л) во льду жил в районе с. Лорино

Рис. 7. Содержание основных ионов во льду жилы №1 в районе с. Лорино: а – в центральной части жилы по вертикали, б – в верхней части жилы по горизонтали

Лед жилы №2 (см. рис. 4, б) характеризуется значениями минерализации не более 28 мг/л, в верхней части жилы в составе ионов преобладают Cl^- и Na⁺ (см. табл. 4, рис. 8). В центральной же части жилы лед имеет гидрокарбонатно-натриевый состав на глубине 0.6 м, что, вероятно, связано с формированием этого льда преимущественно из атмосферных осадков, при влиянии морских аэрозолей, поскольку соотношение хлоридов и сульфатов в анионном составе варьирует от 12 до 20. Общая минерализация увеличивается с глубиной от 14 до 27 мг/л. Также с глубиной увеличивается и концентрация ионов хлора в 10 раз и натрия в 2 раза. Концентрация гидрокарбонат-ионов с глубиной уменьшается от 0.14 до 0.03 мг-экв/л. При опробовании льда вдоль горизонтальной оси жилы отмечено преобладание гидрокарбонатов кальция и более низкая минерализация в центральной части жилы, что позволяет предположить, что эта часть жилы и была центром льдообразования, а соли подтягивались к периферии, где сформировался лед хлоридно-натриевого состава. Концентрация других ионов по вертикальному профилю остается стабильной.

Рис. 8.Содержание основных ионов во льду жилы №2 в районе с. Лорино: а – в центральной части жилы по вертикали, б – в верхней части жилы по горизонтали

Лед жилы №3 (см. рис. 4, в) также оказался ультрапресным с минерализацией от 15 до 54 мг/л, в составе ионов преобладали НCO₃^-, Сa²⁺, в краевой части жилы лед характеризовался хлоридно-натриевым составом (см. табл. 3, рис. 9).

Рис. 9. Содержание основных ионов во льду жилы №3 в районе с. Лорино: а – в центральной части жилы по вертикали, б – в верхней части жилы по горизонтали

Лед жилы №4 (см. рис. 4, г) в целом характеризовался значениями минерализации от 24 до 50 мг/л, кроме нижней части жилы, где на глубине 3.2 м получено значение минерализации 225 мг/л. По вертикальному профилю отмечено преобладание ионов Cl^-, Na⁺ и Са²⁺. При горизонтальном опробовании не выявлено вариаций значений концентраций ионов: содержание Na+ составило 0.13 мг-экв/л, Cl^- – около 0.2 мг-экв/л, Са²⁺ – около 0.2 мг-экв/л. Вдоль вертикального профиля отмечено возрастание концентраций этих ионов с глубиной, наряду с возрастанием минерализации: Na⁺ – от 0.22 до 0.36 мг-экв/л, Cl^- – от 0.33 до 0.6 мг-экв/л и Са²⁺ – от 0.11 до 2.4 мг-экв/л. Определение концентрации иона NO₃^- показало, что в большинстве образцов жильного льда она ниже предела обнаружения. Однако в некоторых фрагментах льда отмечена концентрация нитратов от 0.01 до 0.25 мг-экв/л. Увеличение содержания нитратов в повторно-жильных льдах приурочено, в основном, к увеличению содержания хлоридов натрия, и может быть связано с затеканием в трещины засоленных вод сезонно-талого слоя с повышенным содержанием органических веществ. Лед современного жильного ростка в районе с. Лорино ультрапресный, с минерализацией не более 40-50 мг/л, в составе ионов преобладают Cl^-, Ca²⁺ и Na⁺ (см. табл. 3, рис. 10).

Рис. 10. Содержание основных ионов во льду современного ростка в районе с. Лорино

В составе ионов в жилах преобладают Na⁺, Cl^- и Сa²⁺, выявлены фрагменты льда с высокими значениями минерализации. Вероятно, это объясняется привносом морских аэрозолей со снегом, а также затеканием в морозобойные трещины засоленных вод сезонно-талого слоя.

Соотношение Cl^-/SO₄^2- во льду исследованных жил

Анализ соотношения иона хлора и сульфат иона (Cl^-/SO₄^2-) во льду исследованных жил показывает заметное отличие этого показателя для повторно-жильных льдов в районе с.Лорино, пос. Лаврентия и оз. Коолень, что очевидно связано с разным участием морских аэрозолей в составе льда. В повторно-жильных льдах, сформировавшихся на пойме оз. Коолень и в районе пос. Лаврентия соотношение этих ионов не превышает значение 2.3, минимальное значение 0.38, максимальное – 2.29, что примерно соответствует этому параметру в снегу снежника и речной воде из этого района, а также в воде озера Коолень (табл. 4). Подобные значения отмечены для снега и атмосферных осадков и для других районов криолитозоны ^{[4, 5, 6]}.

Повышенное содержание ионов кальция в повторно-жильном льду у пос. Лаврентия (от 0.18 до 1.26 мг-экв/л), никак не отразилось в соотношении Cl^-/SO₄^2- (0.38-2.29), что, скорее всего, указывает на участие речных вод в составе повторно-жильного льда в результате экстремального весеннего подъема уровня реки, поскольку вода ручья у пос. Лаврентия имеет близкую концентрацию ионов кальция (1.3 мг-экв/л). Данные химического состава повторно-жильного льда в районе оз. Коолень и пос. Лаврентия свидетельствуют об его преимущественно атмосферном происхождении, участие морских аэрозолей практически не прослеживается.

Соотношение Cl^-/SO₄^2- в повторно-жильных льдах в районе с. Лорино сильно варьирует от 2.4 до 34, при доминировании в составе ионов натрия и хлора. Наиболее высокие значения соотношения Cl^-/SO₄^2- отмечены там же, где наблюдается самая высокая концентрация ионов хлора – в центральной части жилы №1 на глубине 1.5-1.8 м и 3 м и в краевой части жилы на глубине 0.6 м (см. табл. 3). Во льду современного жильного ростка в районе с.Лорино это соотношение составляет 2-5.5. Следует отметить, что в морской воде значение соотношения Cl^-/SO₄^2- близок к 11, в криопэгах – 24-25 ^[4]. Скорее всего, жилы в районе с.Лорино начинали формироваться в засоленных грунтах, при некотором участии засоленных вод сезонно-талого слоя, поскольку наиболее высокие значения соотношения Cl^-/SO₄^2-, а также содержания ионов хлора и натрия отмечаются в нижней части жил. Основная часть жил формировалась из снега с участием морских аэрозолей, приносимых с акватории Берингова моря.

Дискуссия

При проведении геокриологических исследований на территории Чукотки лабораторией мерзлотоведения Отдела комплексных исследований Чукотки СВКНИИ составлен банк данных о химическом составе голоценовых и плейстоценовых повторно-жильных льдов ^[7], вмещающих отложений (водные вытяжки), талых снеговых и поверхностных вод, а также вод сезонно-талого слоя (СТС).

Химический состав повторно-жильных льдов во многом определяется составом исходных снеговых вод и их преобразованием в СТС при промерзании. Осредненные данные А.Н.Котова и С.Н.Бражник ^[7] по минерализации и химическому составу атмосферных осадков и вод СТС в соответствующих районах в период формирования повторно-жильных льдов показывают, что химический состав повторно-жильных льдов гидрокарбонатно-натриевый. Лед пресный, минерализация не превышает 180 мг/л (табл. 5).

Таблица 5. Химический состав и минерализация (М) атмосферных осадков (а) и вод СТС (б). По А.Н.Котову, С.Н.Бражник ^[7], значения отмеченные знаком «*» - данные Ленгидропроекта

Минимальная минерализация (20-37 мг/л) отмечена в современных повторно-жильных льдах первой надпойменной террасы р.Тавайваам (север Нижне-Анадырской низменности). Их химический состав хлоридный и гидрокарбонатно-хлоридный натриевый. Атмосферные осадки этого района ультрапресные (минерализация 14 мг/л), химический состав хлоридно-натриевый (натрия до 100% - экв.). В пределах СТС происходит незначительное насыщение вод гидрокарбонатами кальция и магния, минерализация при этом повышается незначительно (см. табл. 5), т.к. аллювиальные отложения хорошо промыты (до 0.02% на 100 г грунта), преобразование химического состава происходит при промерзании вод в морозобойных трещинах. А.Н.Котов и С.Н.Бражник отмечают, что при льдообразовании минерализация увеличивается как за счет гидрокарбонатов, так и за счет хлоридов ^[7]. В составе повторно-жильных льдов обнаружены ионы аммония, которые отсутствуют в водах СТС (рис. 11, а).

Подобные изменения химического состава, по мнению А.Н.Котова и С.Н.Бражник ^[7], возможны лишь в условиях "закрытой системы", т.е. при затрудненном оттоке воды. На первой стадии промерзания воды в морозобойных трещинах в этих условиях происходит криогенное концентрирование раствора, разложение органических веществ, вынесенных из СТС и образование аммония. На зафершающей фазе замерзания воды в трещине образуется лед с минерализацией большей, чем минерализация вод СТС. Обычно в аллювиальных отложениях формируются повторно-жильные льды, химический состав и минерализация которых незначительно отличается от атмосферных осадков и идентичных им вод СТС ^[7].

А.Н.Котов и С.Н.Бражник фиксируют, что химический состав голоценовых и современных повторно-жильных льдов на мысе Рогожном (залив Онемен, устье р. Анадырь) гидрокарбонатный натриевый (см. рис. 11, а), минерализация льда составляет 70-120 мг/л. Атмосферные осадки при поступлении в СТС насыщаются водорастворимыми солями в большей степени, чем в аллювиальных отложениях р.Тавайваам. Минерализация вод СТС в районе мыса Рогожного достигает 87 мг/л, что свидетельствует о большом содержании водорастворимых солей в делювиальных и покровных супесчаных отложениях (до 0.06% на 100 г грунта).

Рис. 11. Химический состав повторно-жильных льдов (ПЖЛ) в зависимости от их минерализации. Из А.Н.Котова и С.Н.Бражник ^[7]: а – голоценовые ПЖЛ, терраса р.Тавайваам; б – голоценовые ПЖЛ, мыс Рогожный. 1 – НСО₃^-; 2 – Cl^-; 3 – Ca²⁺; 4 – Mg²⁺; 5 – Na⁺ + K⁺; 6 – NH₄⁺

Сравнительный анализ химического состава вод СТС и голоценовых повторно-жильных льдов показал, что в процессе льдообразования повышается относительное содержание гидрокарбоната натрия, а минерализация существенно не изменяется. При повышении минерализации в отдельных пробах повторно-жильных льдов также отмечено увеличение содержания гидрокарбоната натрия (см. рис. 11, б).

Схема формирования вод СТС и повторно-жильных льдов такого гидрохимического типа описана Н.П.Анисимовой ^{[8, 9]}. Промерзание водонасыщенного песка в условиях открытой системы не приводит к значительному повышению минерализации воды. Изменения в соотношении ионов обусловлены образованием труднорастворимых карбонатов кальция и магния, а в химическом составе остаточного раствора увеличивается доля натрия гидрокарбоната. При полном промерзании СТС более засоленным оказывается слой, промерзший в последнюю очередь. Последующее протаивание СТС формирует талые воды с дешифрующими содержаниями гидрокарбоната и натрия, которые определяют химический состав повторно-жильных льдов.

Химический состав и минерализация повторно-жильных льдов в супесчаных отложениях определяется скорее всего содержанием водорастворимых солей в протаивающем слое, а затем криометаморфизмом вод СТС. Так Ю.В.Кузнецовым ^[10] получены данные о голоценовых повторно-жильных льдах хлоридно-натриевого состава с минерализацией до 300 мг/л. Эти повторно-жильные льды образовались в засоленных (до 1.5% на 100 г грунта) отложениях морской террасы в прибрежно-морских климатических условиях.

В условиях более континентального климата на локальных участках формируются повторно-жильные льды с различным катионным составом. Так, в долине р.Амгуэмы в делювиальных отложениях встречены как гидрокарбонатные магниевые, так и гидрокарбонатные натриевые (голоценовые и современные) повторно-жильные льды с минерализацией до 80 мг/л. Химический состав атмосферных осадков в этом районе гидрокарбонатный натриевый (см. табл. 5). Доминирующее содержание магния в повторно-жильных льдах определяется гидролитическим расщеплением минералов ультраосновных пород. В суровых климатических условиях этот процесс, происходящий при промерзании горных пород, усиливается их криогенной дезинтеграцией. В результате этих физико-химических процессов вода СТС насыщаются соответствующими химическими компонентами. Аналогичный процесс привел к возникновению гидрокарбонатных натриевых (натрия до 100%-экв) вод СТС и повторно-жильных льдов на локальном участке вблизи выхода на поверхность кислых зффузивов.

Химический состав голоценовых повторно-жильных льдов в верховьях р.Анадырь гидрокарбонатный кальциевый; минерализация 50-60 мг/л. Отсутствие данных о химическом составе атмосферных осадков в этом районе не позволяет нам проследить формирование химического состава повторно-жильных льдов. Предполагается ^[7], что оно протекало по вышеописанным схемам при незначительном участии водорастворимых солей СТС, т.к. их содержание во вмещающих отложениях, незначительно (до 0.03% на 100 г грунта).

Проведенный анализ химического состава голоценовых и современных повторно-жильных льдов на территории Чукотки привел А.Н.Котова и С.Н. Бражник ^[7] к выводу, что его формирование зависит от состава атмосферных осадков. При этом происходит преобразование первичных вод как в СТС, так и в морозобойных трещинах. Направленность и интенсивность этих процессов зависит от гидрохимических и литохимических особенностей пород СТС в различных климатических и ландшафтных условиях. Криометаморфизм исходных вод при льдообразовании в любом случае увеличивает относительные содержания гидрокарбонатов и натрия ^[7].

Нами получены данные по химическому составу сегрегационного льда бугров пучения в долине р. Чульхевеем в районе пос. Лаврентия. Сегрегационный лед формировался из вод СТС, поэтому можно говорить и о химическом составе вод СТС в данном районе. Показано, что минерализация вод СТС в среднем составляла 30-40 мг/л, состав вод преимущественно гидрокарбонатно-кальциевый и натриевый, реже хлоридно-кальциевый и натриевый, рН варьирует от 4.6 до 6.0 (табл. 6).

Таблица 6. Минерализация (мг/л) и содержание основных ионов (мг-экв/л) в сегрегационном льду из бугров пучения в долине р.Чульхевеем, пос.Лаврентия. Из Ю.К.Васильчука ^[11]

Сравнение с химическим составом повторно-жильного льда показывает, что минерализация и рН льда в целом близки к таковым для вод СТС, в составе ионов также преобладают гидрокарбонаты и кальций, в нижней части жилы возрастает доля натрия и хлора (см. табл. 3). При этом концентрации ионов Mg²⁺, SO₄^2- во льду жилы заметно ниже, а Са²⁺ - выше, чем в воде СТС, что объясняется большим участием атмосферных осадков в формировании льда жил, а также возможным участием поверхностных вод.

Ю.К.Васильчуком ^[11] показано, что голоценовые повторно-жильные льды и на самом востоке и на юго-востоке Чукотки по составу ультрапресные – минерализация не выше 40 мг/л, и даже на морской лайде о. Айон минерализация голоценовых повторно-жильных льдов не превысила 60-70 мг/л, несмотря на преобладание хлоридов – более 30% от общего содержания легкорастворимых солей. В этом случае близость моря в какой-то мере сказалась на составе повторно-жильных льдов, но все же морское влияние проявилось лишь косвенно, лед – ультрапресный и, несомненно, вода в нем атмосферно-метеорного происхождения ^[11].

Заключение

Содержание макроэлементов в исследованных на северо-востоке Чукотки повторно-жильных льдах имеет неравномерное латеральное и вертикальное распределение, что может свидетельствовать о разных факторах, влиявших на состав воды, из которой впоследствие формировались жилы. Для повторно-жильных льдов пос. Лаврентия и с. Лорино отмечено контрастное распределение гидрокарбонатов кальция и хлоридов натрия. Речные воды и, вероятно, атмосферные осадки, приходящие с западным переносом воздушных масс, в этом районе преимущественно гидрокарбонатно-кальциевого состава, атмосферные осадки на морском побережье могут иметь хлоридно-натриевый состав. Доминирующий тип атмосферных осадков, как можно предположить, определяет макросостав повторно-жильных льдов. По исследованным вертикальным профилям жил можно предположить, что имела место стадийность формирования повторно-жильных льдов из осадков разных воздушных масс. В случае повышенной минерализации и резкого повышения содержания гидрокарбонат-ионов в жиле в районе пос.Лаврентия, можно также сделать вывод о повышении уровня паводковых вод, из которых частично сформировался лед. Для повторно-жильных льдов на оз.Коолень характерен хлоридно-натриевый состав, который может быть связан с импульверизацией морских солей.

Вдоль горизонтальной оси повторно-жильных льдов у с. Лорино отмечена одинаковая тенденция уменьшения минерализации и замещение хлоридов натрия гидрокарбонатами кальция в центральной части и увеличение минерализации и содержания хлорид-ионов в краевых частях жил. Можно предположить, что часть жилы в середине была центром начала льдообразования и засоленные растворы подтягивались к периферии жилы, где впоследствии также промерзли, формируя лед хлоридно-натриевого состава.

Авторы благодарны Л.В.Добрыдневой за гидрохимические анализы образцов льда.