К вопросу о составе «розового горизонта» в ленточных глинах Онежского приледникового озера

Abstract

В работе приводятся результаты микроскопического и геохимического исследования образцов из «розового горизонта» в ленточных глинах Онежского приледникового озера. Этот горизонт представляет собой стратиграфически выдержанный маркирующий горизонт в озерно- ледниковых отложениях Онежского приледникового озера и датируется примерно 13300–13200 калиброванных лет назад. Происхождение и структура этого горизонта остаются предметом дискуссий. Исследования проводились на Полевском озере, расположенном на Заонежском полуострове в Республике Карелия. Из керна N 125, представленного ленточными глинами Онежского приледникового озера, было изучено 18 проб, отобранных с интервалом 0,5 см (глубина 9,64–9,84 м – «розовый горизонт» в ленточных глинах). Использовался электронный сканирующий микроскоп (СЭМ) JEOL 6610LV. Для уточнения химического состава отдельных частиц использовали микроанализатор INCAx- act (MAn). Спектры комбинационного рассеяния (рамановские спектры) были получены непосредственно от Fe- содержащих частиц и пленок на микроспектрометре Renishaw inVia Reflex, оснащенном лазерами с длиной волны 532 нм и 785 нм, с использованием объектива 50х с числовой апертурой 0,5. Время сбора данных составляло от 10 до 180 секунд на одно измерение. Для черных частиц с высоким содержанием углерода мы использовали лазер с длиной волны 532 нм, мощностью 5–10 мВт и время сбора данных 10 с. Обнаружено большое количество железа в виде мелких кристаллов и аморфных пленок на поверхности разных частиц. Впервые выявлено присутствие в «розовом горизонте» микробных матов и биопленок, которые могли формироваться на глубинах 100 м и глубже. На больших глубинах могла происходить смена микробного сообщества от фотоавтотрофов к хемоавтотрофам. Сделан вывод о высоких скоростях накопления ленточных глин. Показано, что «розовый горизонт» имеет внутреннюю неоднородность (тонкую слоистость), что усредняет получаемые геохимические спектры и не позволяет выделять концентрации отдельных элементов

The present study reports results of the microscopic and geochemical examination of the structure and composition of the “pink horizon” in varved clays of the Onega Ice Lake. This is a stratigraphically consistent marking horizon extending across the entire area of the Onega Ice Lake waters, which is dated to approximately 13,300–13,200 calibrated years ago. The origin and the structure of this horizon remain a matter of debate. The research was conducted on Lake Polevskoye, at the Zaonezhsky Peninsula, which is located in the Republic of Karelia. From the sediment core N 125, 18 samples were collected at 0.5 cm intervals for analysis (depth 9.64–9.84 m – “pink horizon” in varved clays of the Onega Ice Lake). A JEOL 6610LV scanning electron microscope (SEM) and an INCAx- act (MAn) microanalyzer were used. Raman spectra were acquired directly from the Fe- containing particles and films on a Renishaw inVia Reflex microspectrometer equipped with 532 nm and 785 nm lasers using a 50x objective with 0.5 numerical aperture. Data collection time ranged from 10 to 180 sec per measurement. For black C-rich particles, we used a 532 nm laser set to 5–10 mW power and 10 sec of acquisition time. A large amount of iron was found in the form of small crystals and amorphous films on the surface of various particles. The presence of biogenic structures within the samples exclusively in the form of microbial mats and biofilms suggests relatively rapid sedimentation and accumulation processes. Microbial mats and biofilms may develop in deep water even at a depth of 100 m and deeper. In deep- water environments, the composition of the microbial community may change, with photoautotrophs being replaced by chemoautotrophs. A conclusion has been made about the high rate of accumulation of varved clays. The current study shows that the “pink horizon” has internal heterogeneity (fine layering), which averages the obtained geochemical spectra and makes it impossible to distinguish concentrations of individual elements