Аномальные концентрации химических элементов в донных и пляжевых отложениях прибрежной зоны могут иметь природное происхождение. Рассмтрены наиболее опасные из них - тяжелые металлы и радиоактивные минералы, обсуждены миграционная способность элементов в системе вода - донные отложения, влияние веществ загрязнителей на бентоносные организмы и человека. Приведены результаты собственных наблюдений на побережье Черного и Азовского морей.

Определена численность сульфатредуцирующих бактерий в прибрежных наносах акватории Севастополя (Черное море) с различным содержанием хлороформэкстрагируемого вещества и нефтяных углеводородов в период с июля 2005 и по декабрь 2006 гг. Сравнение полученных данных показало, что наибольшая численность и сравнительно стабильное содержание исследуемой группы бактерий отмечено в прибрежных наносах наиболее загрязненной станции, расположенной вблизи действующего причала и автостоянки и испытывающей антропогенную нагрузку, как со стороны моря, так и со стороны суши.

Мета дослідження - прослідкувати особливості розподілу високомагнезіальних глинистих мінералів (ВМГМ) морських евапоритових відкладів фанерозою та дослідити залежність поширення магнезіальних глинистих мінералів на тлі інших циклічних процесів в історії Землі, насамперед зміни хімічного складу океанічної води впродовж історії фанерозою Землі. Методика полягає в узагальненні літературних даних про асоціації глинистих мінералів морських евапоритових формацій Світу впродовж фанерозою. За даними 74 літературних джерел (в тому числі і наших попередніх досліджень), що охоплюють 37 морських евапоритових формацій Світу, прослідковано часовий розподіл аутигенних ВМГМ морських евапоритових відкладів. Для виділення вікових проміжків поширення ВМГМ використано сепіоліт, палигорскіт, коренсит, тальк, серпентин і тальк-монтморилоніт. Із усіх досліджених формацій ці мінерали виявлено у 24, які поширені в часі нерівномірно. Так, 18 із них - це евапоритові відклади верхнього протерозою, верхнього карбону, пермі, тріасу, верхнього палеогену та неогену, що утворилися з океанічної води сульфатного хімічного типу. І лише 6 формацій представлені евапоритами кембрію, силуру, девону, нижнього карбону та юри, утворені з океанічної води хлоркальцієвого типу. Основним фактором для утворення в евапоритових басейнах ВМГМ є підвищений вміст магнію, що є характерним для океанічної води сульфатного типу, а другим вагомим фактором появи ВМГМ у евапоритових відкладах є наявність пірокластичного матеріалу: для коренситу - лужного кислого, для сепіоліту та палигорскіту - лужного основного складу. Поширення ВМГМ у морських евапоритових відкладах фанерозою узгоджується з віковими змінами хімічного складу океанічної води. Магнезіальні мінерали приурочені до етапів її сульфатного типу, для якого характерний підвищений вміст магнію. Синхронний із седиментацією вулканізм, який поставляв у солеродний басейн пірокластичний матеріал, на тлі сульфатного типу океанічної води є другим необхідним фактором утворення ВМГМ. Ці геодинамічні процеси, що протікали в гідросфері та літосфері спричиняли еволюційні зміни в поширенні ВМГМ морських евапоритових формацій. Вікові варіації поширення ВМГМ морських евапоритів Світу, що узгоджуються із змінами складу океанічної води та закономірностями еволюції осадового породоутворення в цілому, можуть бути додатковим показником вікового розподілу і прогнозу комплексу корисних копалин, зокрема, калійно-магнієвих солей, мінеральних вод певного хімічного складу, вуглеводнів та ін.

Досліджено вплив наноструктурно-біоколоїдних процесів у морських осадах на реологічні властивості концентрованих залізоалюмосилікатних дисперсій. Показано, що зміна їх реологічних властивостей суттєво впливає на катастрофічні явища в морських турбідітно-пелагічних осадах. З урахуванням законів фізико-хімічної геомеханіки (ФХГМ) розкрито причини та механізми трансформації дисперсій і осадів в умовах катастрофічних явищ. Встановлено, що такі явища починаються за досягнення механічної напруги, яка відповідає початку переходу від пружньої до пластичної деформації дисперсій і осадів. Під дією різних чинників дружня деформація спочатку переходить до ламінарних ультрааномальної, а потім до гіпераномальної пластичної течії і далі до турбулентної течії через дилататну, реопексну та тиксотропну стадії в умовах зсуву величезних мас осадів і грунтів з утворенням катастрофічних турбідітних потоків. Вперше показано, що такі явища контролюються не стільки контактними наноструктурними взаємодіями у дисперсіях, викликаними колоїдними, нанохімічними та геомеханічними процесами, скільки біоколоїдними, зумовленими спочатку бактеріальними, а потім хімічними реакціями. В останніх процесах важливу роль відіграють залізоредукувальні й автотрофні бактерії, які продукують тисячі амфіфільних ПАР пентидного ряду. Такі ПАР пришвидшують диспергацію мінералів осадів до нанорівня, згідно із законами ФХГМ, за рахунок пришвидшення нанодеструкції залізоалюмосилікатів за механізмом автогідратаційного диспергування.

З використанням сучасних фізико-хімічних методів досліджено колоїдні, нанохімічні та наноструктурні трансформації суспензій залізоалюмосилікатних композицій у модельних геомеханохімічних біоколоїдних процесах. Розглянуто механізми катастрофічних процесів та їх вплив на високодисперсні наноструктуровані глибинні морські пелітові осади у суміші з грубодисперсними карбонатно-залізоалюмосилікатними піщаними породами (турбідітами). Розглянуто модельні умови переміщення морських турбідітно-пелітових композицій у складі мулів прибережних шельфових зон із глибиною до 200 м та на підводних континентальних схилах на глибинах у 200 - 2000 м, а також їх поведінку на глибинах у 2 - 8 км і взаємодію в глибоководних (8 - 10 км) міжконтинентальних впадинах і проваллях з магматичними напіврозтопленими залізоалюмосилікатними матеріалами. Вперше розглянуто й обгрунтовано механізми складних процесів формування, переміщення, течії, а також коагуляційно-конденсаційного наноструктурування й ущільнення залізоалюмосилікатних композицій зі збереженням розвиненого нано- та мікропористого стану згідно із закономірностями фізико-хімічної геомеханіки та колоїдної нанонауки. Розглянуто роль вітрових і теплових впливів і спровокованих ними надводних турбулентних і підводних ламінарних (термофільних) хвиль для течії залізоалюмосилікатних осадів за катастрофічних явищ. Відмічено важливу роль і вплив на такі явища ефектів гіпераномалії й ультрааномалії в'язкости залізоалюмосилікатних дисперсій за їх переходу від пружнього до пластичного стану. Надано відповідні моделі вказаних явищ і супроводжувальних їх реологічних процесів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д344.04 + Д443.4

Рубрики:

Морські відкладення

Геофізичні методи пошуків та розвідки

Шифр НБУВ: Ж16489 Пошук видання у каталогах НБУВ