Карбонатное смещение в Васюганских болотах

Ученые Томского политехнического университета провели подробное исследование участка Васюганского болота — одного из самых больших в мире — и выяснили, как и где в болоте происходят интенсивные преобразования минералов и концентрируются редкие металлы, такие как литий, бериллий, галлий, индий, германий, ванадий, титан, молибден, вольфрам, редкоземельные элементы, а также инертные газы. Их называют редкими из-за малой распространенности, а также трудностей, связанных с выделением в чистом виде. Редкие элементы нужны для современной техники, металлургии и химии
Васюганские болота — одни из самых больших болот в мире, расположены в Западной Сибири, в междуречье Оби и Иртыша, на территории Васюганской равнины, находящейся большей частью в пределах Томской области и малыми частями — Новосибирской, Омской областей, Ханты-Мансийского АО и юга Тюменской области (Уватский и Тобольский районы).
Исследование показало, что они накапливаются в относительно тонких слоях, и содержание некоторых из них здесь выше средних значений в болотах. В перспективе эти данные могут помочь при разработке месторождений угля. Результаты исследований опубликованы в журнале Catena (IF: 4,333; Q1).
«Торфяное болото — по геологическим меркам достаточно молодое образование. Васюганскому болоту порядка 5—12 тысяч лет. Собственно болото — это торфяное тело, толщина которого может достигать 11 метров. Основание болота — глины и суглинки. А вот между ними есть очень интересный промежуточный слой органо-минеральных отложений толщиной всего до 60 сантиметров. В нем вещества из торфяной залежи активно трансформируются, здесь же преобразуются минералы нижележащих глин и суглинков. Мы провели доскональное исследование этого слоя на участке по профилю длиной два километра: бурили серию скважин в разных ландшафтных зонах болота, отбирали пробы из керна через каждые 5—10 сантиметров, а затем изучали изменения физических свойств, минерального и химического состава образцов», — говорит доцент отделения геологии ТПУ Максим Рудмин.
Участок, с которым работали ученые, находится близ села Полынянка Бакчарского района Томской области.
«Давно было замечено, что некоторые угли и лигниты содержат много германия и других редких элементов. А так как они необходимы для многих современных высокотехнологичных отраслей промышленности, ученые в разных странах развивают технологии их получения. Для того чтобы понять природу и закономерности изменения содержания редких элементов в ископаемых лигнитах и углях, мы пытаемся выяснить, как происходит перераспределение минеральных и химических компонентов в торфяном болоте — геологическом предшественнике углей. Детальное изучение геохимического барьера на экспериментальном участке показало, что именно там происходит интенсивное преобразование минерального вещества и концентрация редких элементов. Можно сказать, что здесь наблюдается весьма резкое увеличение концентраций таких элементов», — отмечает ученый.
Ученые выяснили, что в ряде случаев это связано со смещением карбонатного равновесия в направлении увеличения концентраций карбонат-иона и увеличения величины рН в тонком промежуточном слое. В результате выпадают малорастворимые карбонаты ряда металлов, что стимулирует соосаждение других элементов.
«Мы рассматриваем Васюганское болото как уникальную природную лабораторию, в которой можно попытаться понять, как происходит аккумуляция химических элементов в водно-болотных угодьях в других регионах мира и в другие геологические эпохи, — говорит профессор отделения геологии ТПУ Олег Савичев. — Данные этого исследования в перспективе могут быть использованы при оценке содержания химических элементов в лигнитах и углях, разработке новых эффективных природоохранных мероприятий посредством создания искусственных геохимических барьеров».