В работе представлены результаты первичной оценки разреза донных морских осадков восточного склона котловины Нансена состоящего из четырех колонок. В отобранных образцах измерены и проанализированы значения магнитной восприимчивости и радиометрических показателей. Результаты исследования послужат основой для дальнейших работ.

Ключевые слова: донные морские осадки, СП-41, Северный Ледовитый океан, Евразийский бассейн, котловина Нансена, палеомагнитные исследования, радиометрические измерения

Введение. В основу исследования легли колонки донных осадочных пород, отобранные на восточном склоне котловины Нансена в ходе экспедиции «Северный полюс – 41» [Соколов и Фильчук, 2023]. Актуальность работы повышает труднодоступность района и связанная с этим низкая изученность Евразийского бассейна. Проведенное на основе первичных измерений исследование позволит получить актуальные сведения о магнитной восприимчивости и радиометрии донных отложений, а также послужит основой для дальнейших работ, посвященных изучению динамики осадконакопления восточного склона котловины Нансена и повлиявших на нее процессов.

Методика измерений и объем выполненных работ. Район исследования – котловина Нансена (максимальная глубина 4000 м), расположенная в Евразийского бассейне между хребтом Гаккеля (на севере) и северным обрамлением шельфа Баренцева моря (на юге) [Соколов и др., 2021]. Разрез был заложен на восточном склоне котловины, в него вошли четыре станции отбора проб: SP41-200T (82°00.216’ с.ш., 37°46.048’ в.д.), SP41-202T (81°55.365’ с.ш., 35°48.180’ в.д.), SP41-203T (82°09.894’ с.ш., 36°15.068’ в.д.), SP41-205T (82°55.383’ с.ш., 34°24.532’). Расположение станций указано на рисунке 1. Глубина отбора проб для каждой из станций SP41-200T, SP41-202T, SP41-203T, SP41-205T составила соответственно 1040 м, 1364,0 м, 1925,6 м и 3551,7 м [Попова и др., 2023; 2024a; 2024b; Элькина и др., 2024].

Отбор колонок донных осадков осуществлялся при помощи гравитационной трубки в ходе дрейфа ледовой самодвижущейся платформы «Северный полюс». Общая длина исследованных колонок составила 7,7 м.

В ходе исследования была проведена первичная оценка колонок донных осадочных пород, которая включала измерения магнитной восприимчивости и радиометрических показателей. Измерения проводились на базе ФГБУ «ВНИИОкеангеология».

Измерения магнитной восприимчивости выполнялись с использованием каппаметра ПИМВ, «Геодевайс» по ненарушенной поверхности колонки с интервалом шага 3 см. Всего выполнено 246 измерений. По полученным данным были построены кривые изменения магнитной восприимчивости по глубине для каждой из колонок донных осадочных пород [Элькина и др., 2024] с учетом аномального магнитного поля Евразийского бассейна [Глебовский и др., 2006; Шрейдер, 2004].

Измерения радиометрических показателей осуществлялись с использованием дозиметра- радиометра МКГ-01. Измерения проводились по ненарушенной поверхности колонки с интервалом шага 7 см.

Естественная радиоактивность по профилю колонки оценивалась по мощности амбиентной дозы внешнего гамма-излучения (МАД gamma) и плотности потока бета- частиц (beta) [Сапожников и др., 2006]. При проведении измерений учитывался фон плотности потока бета-частиц. Измерения проводились в соответствии с методикой 4362-001-48987820-2001 РЭ редакции 03.06.2021 г. Всего выполнено 107 измерений по каждому из показателей.

В ходе проводимых измерений были учтены нарушения целостности некоторых колонок (трещины), чтобы избежать искажения результатов измерений.

Результаты и обсуждение. Значения магнитной восприимчивости в измеренных образцах в среднем лежат в пределах от 24,9×10^-5 до 36,2×10^-5. Максимальное зафиксированное значение составило 329,8×10^-5 и было выявлено в отложениях донных осадочных пород колонки SP41-205T. Повышение уровня магнитной восприимчивости предположительно обусловлено наличием в образце единичного включения, представленного крупнозернистым материалом. Пики магнитной восприимчивости, зафиксированные во всех четырех исследованных колонках, обосновать их станет возможно после проведения лабораторного анализа. Однако уже на данном этапе исследования можно сделать промежуточные выводы по сравнительному анализу распределения магнитной восприимчивости с литологическим описанием по каждой отдельной колонки. Распределение пиков в исследованных колонках выделены оранжевыми линиями и представлены на рисунке 2.

Из построенных кривых видно, что во всех трех колонках выделяются 3 пика магнитной восприимчивости со значениями, превышающими 40×10^-5. При этом на станциях SP41-200T, SP41-202T, SP41-203T первый пик (значения варьируются от 40×10^-5 до 60×10^-5) находится на глубине 40-70 см, второй пик (значения варьируются от 50×10^-5 до 85×10^-5) – на глубине 75-113 см, третий пик (значения варьируются от 40×10^-5 до 90×10^-5) – на глубине 125-154 см. На точке SP41-205T все значения смещаются на большие глубины: так первый пик находится на глубине 145 см, второй – на глубине 155 см, третий – на глубине 230 см. Такое смещение можно объяснить тем, что последняя точка расположена в нижней части склона и имеет наибольшую глубину.

Теория о равномерном опускании пика магнитной восприимчивости донных осадочных пород с глубиной по профилю склона, что было бы логично, опровергается тем, что все три пика фиксируются выше на станции SP41-202T относительно станции SP41-200T; третий пик также фиксируется выше на станции SP41-203T относительно станции SP41-202T.

Для того чтобы доказать единую природу выявленных пиковых значений магнитной восприимчивости донных осадочных пород необходимо обратиться к литологическому описанию отобранных колонок. Описание слоев, где были выявлены пики подробно представлено в таблице 1.

Из таблицы видно, что все пиковые значения находятся в слоях темно-серого цвета (GLEY1 3/10Y или GLEY1 4/10Y). Текстура донных осадочных пород в слоях фиксации пиков магнитной восприимчивости преимущественно массивная и плотная, включения редки. В колонке отобранной в верхней точке котловины (SP41-200T) все три пиковых значения находятся внутри одного горизонта. В колонках, отобранных ниже по склону (SP41-202T, SP41-203T, SP41-205T), они разделяются на два отдельных горизонта, различных по литологическому описанию или разделенных между собой другим горизонтом.

Измерения радиометрических показателей в отобранных колонках позволяют собрать ряд актуальных данных о радиоэкологической обстановке района исследования, выявить локальные радиационные аномалии, вызванных в основном природными особенностями Евразийского бассейна.

Значения мощности МАД gamma и beta в измеренных образцах лежат в пределах от 0,14 до 0,18 мкЗв/ч и от 0,9 до 3,9 мин-1×см2 соответственно. Такие значения свидетельствуют не только об отсутствии техногенного радиоактивного загрязнения, но и об отсутствии природных радиационные аномалии в районе исследования [НРБ-99/2009].

На основе проведенных измерений были выбраны колонки для дальнейшего лабораторного анализа. В последующих работах планируется рассмотреть и проанализировать результаты палеомагнитного анализа для двух колонок, отобранных на станциях SP41-200T и SP41-205T. Особый интерес в дальнейших исследованиях представляет боле подробное изучения выявленных пиковых значений.

Выводы. На основе проведенного комплексного анализа магнитной восприимчивости и радиометрических измерений донных морских осадков восточного склона котловины Нансена можно сделать следующие выводы:

1. Значения магнитной восприимчивости в измеренных колонках частично согласуются с литологическим описанием. В ходе исследования были выявлены закономерности повышенных пиковых значений магнитной восприимчивости в слоях, схожих по цвету, а также частично имеющих одинаковую плотность донных осадочных пород.

2. По итогам радиометрических измерений на разрезе заложенном в восточной части котловины Нансена повышенных значений выявлено не было. Все значения находится в пределах естественных флуктуаций и не вызывают опасений.

3. Особый интерес для дальнейших лабораторных исследований с целью выявления палеомагнитной восприимчивости вызывает колонки донных осадочных пород отобранная на станции SP41-200T и SP41-205T, так как они являются крайними точками заложенного разреза и имеют, вероятно, согласующиеся пиковые значения. Также выбор колонки SP41-205T обоснован тем, что находится ближе к центру котловины, и скорее всего отражает более спокойные условия осадконакопления, чем остальные колонки, отобранные на склоне.

ЛИТЕРАТУРА

Глебовский В.Ю., Каминский В.Д., Минаков А.Н., Меркурьев С.А., Чилдерс В.А., Брозина Дж.М. История формирования Евразийского бассейна Северного Ледовитого океана по результатам геоисторического анализа аномального магнитного поля // Геотектоника. 2006. № 4. С. 21-42.

Попова Е.А., Богин В.А., Малышев С.А., Ованесян Г.И., Фильчук К.В., Макаров А.С. Экспедиция «Северный Полюс-41»: предварительные результаты геологических исследований // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2023. Выпуск 10, с. 210-216. doi: 10.24412/2687-1092-2023-10-210-216

Попова Е.А., Богин В.А., Малышев С.А., Фильчук К.В., Макаров А.С., Каминский В.Д. Содержание и состав донно-каменного материала на хребте Ломоносова (83° с. ш.): индикация смены палеообстановок // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2024. Т. 517. № 2. С. 208-216. doi: 10.31857/S2686739724080025

Попова Е.А., Богин В.А., Малышев С.А., Ованесян Г.И., Карташев А.О., Ковалёв С.М. Геологические работы в экспедиции "Северный полюс-41" // Российские полярные исследования. 2024. № 1 (55). С. 10-16.

Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. 286 с.

Соколов С.Ю., Мороз Е.А., Чамов Н.П., Патина И.С. Палеоген‒четвертичная полифациальная осадочная система южного обрамления котловины Нансена // Литология и полезные ископаемые. 2021. № 5. С. 389–405. doi: 10.31857/S0024497X21050050

Соколов В.Т., Фильчук К.В. ЛСП "Северный полюс" - новые возможности для исследований. первые итоги дрейфа интервью с руководителем высокоширотной арктической экспедиции В.Т. Соколовым, начальником дрейфующей станции СП-41 К.В. Фильчуком и участниками экспедиции // Российские полярные исследования. 2023. № 3 (53). С. 5-10.

Шрейдер А.А. Линейные магнитные аномалии Северного Ледовитого океана // Океанология. 2004. Т. 44. С. 768–777.

Элькина Д.В., Пискарев А.Л., Хоснуллина Т.И., Гусев Е.А., Попова Е.А., Богин В.А., Малышев С.А., Фильчук К.В., Макаров А.С. Первые палеомагнитные результаты исследований донных морских осадков, отобранных в котловине Амундсена, Северный Ледовитый океан. Результаты экспедиции «Северной Полюс-41» // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. 2024. Выпуск 11, с. 444-449. doi: 10.24412/2687-1092-2024-11-444-449

СанПиН 2.6.1.2523-09 - Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарные правила и нормативы. - М.: Роспотребнадзор, 2009

Ссылка на статью: