Специалисты изучили, как распределяются химические компоненты в природных водах Кемеровской области, проанализировали состав вмещающих пород и оценили, с какой скоростью химические элементы выносятся из пород в воду.

Полученные данные позволяют расширить представления об общих закономерностях распределения элементов в системе «вода – угленосная порода» и в дальнейшем использовать их при различных экологических и поисковых исследованиях.

В проекте приняли участие специалисты лаборатории гидрогеохимии и геоэкологии ТФ ИНГГ СО РАН – зав. лабораторией д.г-м.н. Олеся Евгеньевна Лепокурова и научный сотрудник к.г.-м.н. Евгения Витальевна Домрочева.

Почему работы велись именно в этом регионе?

Из-за угольных отложений Кузнецкого бассейна и объектов угольного комплекса водные системы Кемеровской области имеют уникальную специфику. Специалисты ТФ ИНГГ СО РАН изучили, как распределяются химические элементы в поверхностных и подземных водах региона. В этой связи наиболее удачной площадкой для изучения является Нарыкско-Осташкинская площадь Ерунаковского района Кемеровской области.

В последние годы на территории этой площади проводится интенсивное бурение скважин для добычи угольного метана. Благодаря этому, ученые смогли отобрать пробы подземных вод, в том числе в угольных пластах. Ранее сотрудники ТФ ИНГГ СО РАН уже исследовали Нарыкско-Осташкинскую площадь на гидрогеологические и гидрогеохимические условия, определив химический, изотопный и органический состав вод.


 


 

 

Схема расположения пунктов опробования природных вод на микрокомпонентный состав


 

– Возникла необходимость изучить не просто полный состав вод, но и посмотреть особенности перераспределения компонентов в системе «вода – вмещающая порода» как основного их источника, – говорит Олеся Лепокурова. – Поэтому для полноты исследований необходимо было также рассмотреть и элементный состав вмещающих отложений, что помогло нам рассчитать водную миграцию – то есть, насколько хорошо элементы выносятся из пород.

Что именно исследовали ученые?

В ходе совместных работ с ООО «Газпром добыча Кузнецк» сотрудники ТФ ИНГГ СО РАН отобрали на территории Нарыкско-Осташкинской площади 43 пробы. Среди образцов 4 представляли озерные воды, 10 – речные и 29 – подземные, в том числе из угольных пластов.

Физико-химические показатели, содержание главных ионов, а также концентрации кремния, фтора и цинка определялись в Проблемной научно-исследовательской гидрогеохимической лаборатории ТПУ, полный микрокомпонентный состав вод – в ИГМ СО РАН.

Также ученые взяли три образца керна, представленного алевритами и песчаниками пермского возраста. Вмещающие породы анализировались в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» ТГУ.


 


 

 

Алевролит полевошпат-кварцевый слюдистый сланцевидный: фото в натуральную величину (слева) и под микроскопом


 

К каким выводам пришли ученые?

В результате проведенных исследований на Нарыкско-Осташкинской площади определены концентрации 59 химических элементов в 43 пробах поверхностных и подземных вод. По мере возрастания времени взаимодействия системы «вода–порода» увеличивается минерализация, содержание основных ионов, спектр определяемых микрокомпонентов и их концентрации.

Ученые выделили элементы с высоким уровнем накопления. Из макрокомпонентов, определяющих химический тип вод и общую минерализацию, это углерод, натрий, хлор, железо. Из микрокомпонентов, которые находятся в воде в незначительных концентрациях, но при этом зачастую оказывают решающее значение при экологических и поисковых исследованиях – галлий, барий, литий, цирконий, свинец, бор, скандий, никель, бром, рубидий, стронций, ниобий, молибден, иод, серебро, кадмий, цезий, ртуть.

Также специалисты исследовали 48 элементов в 3 пробах водовмещающих пород (угленосных песчаников и алевролитов). Выяснилось, что в процентном соотношении относительно общей минерализации подземные воды активного водообмена содержат на 1–2 порядка больше некоторых веществ, чем в породах. К этим элементам относятся медь, серебро, кадмий, стронций, олово, сурьма, иод, цезий, ртуть и свинец. Кроме того, ученые определили, что во всех природных водах сильно подвижны натрий, углерод, хлор, иод, бор, азот, бром, стронций, кадмий, медь, литий, молибден, германий и цинк.

В дальнейшем сотрудники ТФ ИНГГ СО РАН намерены продолжить исследования – в частности, изучить содержание элементов во вторичных отложениях. Это поможет более объективно оценить миграцию веществ и позволит выделить перечень элементов, склонных к накоплению в твердой и жидкой составляющих потоков рассеяния. Особое значение эти исследования также приобретают при различных мониторинговых работах по экологическому состоянию вод в регионе.

Справка

Исследование выполнено за счет гранта Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 20-05-00127) и проекта фундаментальных научных исследования Российской академии наук №0331-2019-0026.

Авторы выражают благодарность доценту ТПУ Ю.Г. Копыловой за помощь в работе.


 

Текст под редакцией Павла Красина

Иллюстрации предоставлены О.Е. Лепокуровой

Похожие новости

  • 06/08/2020

    Николай Юркевич: экспедиция — хороший задел для проведения мониторинговых работ в будущем

    ​В июле сибирские ученые получили приглашение от компании «Норильский никель» принять участие в работах на полуострове Таймыр. Задачи, стоящие перед экспедицией — оценка текущего экологического состояния этого района и разработка концепции хозяйствования на арктических территориях.
    926
  • 17/07/2020

    СО РАН направляет в Арктику большую норильскую экспедицию

    ​​Группа ученых из Российской академии наук всесторонне изучит экологическую среду территории и представит предложения и рекомендации по наилучшим природосберегающим решениям для деятельности промышленных компаний в Арктическом регионе.
    4051
  • 02/07/2021

    Отчёт о состоянии экосистемы Норильского региона ожидается к ноябрю

    ​В настоящее время на Таймыре проходит первая из трех частей экспедиции, которая началась с гидрохимических исследований. ​​​​​Отчет о состоянии экосистемы на месте разлива топлива под Норильском может появится к ноябрю как один из итогов "Большой Норильской экспедиции - 2021" Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН).
    1240
  • 27/02/2017

    Новая статья месяца в журнале «Геология и геофизика»

    Журнал «Геология и геофизика» выбрал новую статью месяца. Ей стала работа «Изотопный Lu-Hf состав циркона как индикатор источников расплава для палеопротерозойских коллизионных гранитов». Первым автором статьи является доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник ИГМ СО РАН, профессор НГУ Ольга Туркина.
    2721
  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    5606
  • 10/09/2020

    Естественный природный фон на Таймыре смогут определить только ученые, погрузившись на 100 лет в прошлое

    Новость о том, что «Норникель» инициирует большую экспедицию на Таймыр для изучения арктической экосистемы, появилась в середине июня и была принята научным сообществом с большим воодушевлением.   Во-первых, сама по себе экспедиция – предприятие сложное и в организационном, и в финансовом плане.
    766
  • 24/01/2017

    Журнал «Геология и геофизика» подвел итоги года

    ​Ежемесячный журнал «Геология и геофизика» занимает первую строчку среди российских научных журналов о Земле. В течение года он выпустил 132 научные статьи. Авторы почти половины опубликованных статей (44 %) имеют аффилиацию с НГУ.
    3516
  • 13/03/2021

    «Академиада-2021»

    C 27 февраля по 3 марта в Таштаголе (Кемеровская область) прошли соревнования по горнолыжному спорту и сноубордингу «Академиада-2021». Это уже четвертое первенство по горным лыжам и сноубордингу среди профсоюзных работников РАН, возродившееся после проведения всесоюзных Академиад 1960—1980-х годов.
    515
  • 04/05/2016

    Спецвыпуск журнала «Геология и геофизика» посвящен мантийным плюмам

    Редакция журнала «Геология и геофизика» подготовила для читателей специальный выпуск, посвященный одной из важнейших проблем современной геологии — мантийным плюмам. Мантийные плюмы привлекают внимание ведущих геологов мира.
    3993
  • 21/10/2016

    «Геология и геофизика» переходит на новый рабочий формат

    ​​Журнал "Геология и геофизика" первым из всех журналов СО РАН переходит на новый рабочий формат. С 24 октября прием, рецензирование, а также рассмотрение статей будет осуществляться с помощью специально организованного интернет-ресурса - электронной редакции.
    4705