ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАВЕРТИНОВ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ КОЛЫВАНЬ-ТОМСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ЗОНЫ
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Геолого-географическая характеристика района исследования 9
1.1 Географическая характеристика района исследования 9
1.2 Стратиграфия 10
1.3 Интрузивные образования 15
1.4 Тектоника 16
1.5 Гидрогеология 19
2. Состояние изученности травертинообразования 22
2.1. Основные определения термина «травертин» 22
2.2 Классификация травертинов 22
2.3 Факторы и механизмы образования травертинов 24
2.4 Минералогические особенности травертинов 26
3. Характеристика травертиновых образований 27
3.1 Объекты исследования 27
3.2 Методы исследования 33
3.3 Особенности макроскопического травертинов
3.3 Морфологические особенности изучаемых карбонатных травертинов
4. Вещественный состав травертинов и вод источников, их формирующих
4.1 Вещественный состав травертинов
4.2 Геохимическая характеристика травертинов
4.2 Геохимическая характеристика вод источников, формирующих травертины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Геолого-географическая характеристика района исследования 9
1.1 Географическая характеристика района исследования 9
1.2 Стратиграфия 10
1.3 Интрузивные образования 15
1.4 Тектоника 16
1.5 Гидрогеология 19
2. Состояние изученности травертинообразования 22
2.1. Основные определения термина «травертин» 22
2.2 Классификация травертинов 22
2.3 Факторы и механизмы образования травертинов 24
2.4 Минералогические особенности травертинов 26
3. Характеристика травертиновых образований 27
3.1 Объекты исследования 27
3.2 Методы исследования 33
3.3 Особенности макроскопического травертинов
3.3 Морфологические особенности изучаемых карбонатных травертинов
4. Вещественный состав травертинов и вод источников, их формирующих
4.1 Вещественный состав травертинов
4.2 Геохимическая характеристика травертинов
4.2 Геохимическая характеристика вод источников, формирующих травертины
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 35
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 36
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Актуальность. Травертины представляют собой карбонатные отложения, формирующиеся под воздействием подземных вод и играют важную роль в геологических, гидрогеохимических, экологических и палеогеографических исследованиях. Механизмы их формирования включают десорбцию CO2, степень насыщенности воды, биоминерализацию и активность гидротермальных источников.
Северо-восточная часть Колывань-Томской складчатой зоны является естественной областью распространения травертинов, в которой до настоящего времени сохраняются малоизученные геохимические, морфологические и микроструктурные особенности. Особенно интересны локальные травертины благодаря своему разнообразию форм, наличию биогенных инкрустаций (мха, растительных волокон) и высокому содержанию микроэлементов.
Настоящее исследование направлено на выявление условий формирования данных отложений, анализ распределения оксидов и микроэлементов по различным участкам, а также изучение морфологических признаков биоминерализации. Это позволяет глубже понять геологические и экологические процессы, происходящие в регионе. Полученные результаты могут быть использованы не только в научных, но и в прикладных целях — при поисках полезных ископаемых, гидрогеологическом мониторинге и экологической оценке территорий.
Травертины - это хемогенные известняки, являющиеся производными насыщенных бикарбонатом кальция углекислых родников различной температуры и различного состава [9].
Факторы и условия образования травертиновых отложений являются предметом научных дискуссий, кроме того, современные исследования травертиногенеза позволяют прояснить и уточнить механизмы образования древних карбонатных пород. Травертины также являются источником информации о климате и окружающей среде во время их формирования.
Целью работы является изучение гидрогенного карбонатообразования в зоне гипергенеза северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны.
Объектом исследования являются травертиновые постройки, сформированные в местах выхода родников на дневную поверхность.
Предмет исследования - состав и строение травертинов, характеристика вод источников, в местах выхода которых сформировались травертиновые постройки.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучено геологическое строение района исследования; изучены зоны травертинообразования, дана морфологическая характеристика травертинов на макро- и микроуровнях; изучен вещественный состав травертинов, дана геохимическая характеристика вод источников.
Методы исследования и оборудование. Морфологический анализ травертинов выполнен методами оптической и растровой микроскопии, анализ вещественного состава выполнен методами ИСП-МС, ИСП-МС и РФА на базе ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» ТГУ.
Практическая значимость. Получены новые данные, характеризующие строение и состав травертинов, что способствует развитию представлений о процессах гидрогенного минералообразования в зоне гипергенеза.
Защищаемые положения.
1. Травертины северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны формируются в результате био-хемогенного осаждения карбонатных минералов, гидроксидов железа и марганца из холодных пресных вод источников при излиянии их на поверхность. Представляют собой типичные моховые травертины образованные за счет инкрустации кальцитом нижних частей быстрорастущих растений. По минеральному составу различаются кальцитовые и бернессит-кальцитовые травертины.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации представлены на Международном молодежном научном симпозиуме имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» в 2025 года. Обсуждена тема: «Особенности строения и состава травертинов Таловских чаш (Томская область)».
Личный вклад магистранта. Лично участвовал в сборе и обработке полевых данных, включая сбор образцов травертинов; проводить морфологические и геохимические исследования образцов. Индивидуальная обработка и интерпретация данных исследования, включая статистический анализ и визуализацию результатов.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, а также включает 3 приложения. В работе содержатся 31 рисунок и 5 таблиц. Список литературы включает 19 источников из них 5 на иностранном языке.
Благодарности. Автор благодарит всех, кто оказывал помощь и поддержку при выполнении работы, и первую очередь, своего научного руководителя канд. геол. -мин. наук. И. В. Вологдину, декана геолого-географического факультета; канд. геол.-мин. П.А. Тишина за организацию исследовательских работ и всестороннюю поддержку; канд. биол. наук., инженера исследователя ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» Е.В. Корбовяка и других сотрудников центра помощь в проведении комплексных исследований; зав. лабораторией биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды ТГУ С. В. Лойко за ценные советы и участие в обсуждении полученных результатов.
Северо-восточная часть Колывань-Томской складчатой зоны является естественной областью распространения травертинов, в которой до настоящего времени сохраняются малоизученные геохимические, морфологические и микроструктурные особенности. Особенно интересны локальные травертины благодаря своему разнообразию форм, наличию биогенных инкрустаций (мха, растительных волокон) и высокому содержанию микроэлементов.
Настоящее исследование направлено на выявление условий формирования данных отложений, анализ распределения оксидов и микроэлементов по различным участкам, а также изучение морфологических признаков биоминерализации. Это позволяет глубже понять геологические и экологические процессы, происходящие в регионе. Полученные результаты могут быть использованы не только в научных, но и в прикладных целях — при поисках полезных ископаемых, гидрогеологическом мониторинге и экологической оценке территорий.
Травертины - это хемогенные известняки, являющиеся производными насыщенных бикарбонатом кальция углекислых родников различной температуры и различного состава [9].
Факторы и условия образования травертиновых отложений являются предметом научных дискуссий, кроме того, современные исследования травертиногенеза позволяют прояснить и уточнить механизмы образования древних карбонатных пород. Травертины также являются источником информации о климате и окружающей среде во время их формирования.
Целью работы является изучение гидрогенного карбонатообразования в зоне гипергенеза северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны.
Объектом исследования являются травертиновые постройки, сформированные в местах выхода родников на дневную поверхность.
Предмет исследования - состав и строение травертинов, характеристика вод источников, в местах выхода которых сформировались травертиновые постройки.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучено геологическое строение района исследования; изучены зоны травертинообразования, дана морфологическая характеристика травертинов на макро- и микроуровнях; изучен вещественный состав травертинов, дана геохимическая характеристика вод источников.
Методы исследования и оборудование. Морфологический анализ травертинов выполнен методами оптической и растровой микроскопии, анализ вещественного состава выполнен методами ИСП-МС, ИСП-МС и РФА на базе ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» ТГУ.
Практическая значимость. Получены новые данные, характеризующие строение и состав травертинов, что способствует развитию представлений о процессах гидрогенного минералообразования в зоне гипергенеза.
Защищаемые положения.
1. Травертины северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны формируются в результате био-хемогенного осаждения карбонатных минералов, гидроксидов железа и марганца из холодных пресных вод источников при излиянии их на поверхность. Представляют собой типичные моховые травертины образованные за счет инкрустации кальцитом нижних частей быстрорастущих растений. По минеральному составу различаются кальцитовые и бернессит-кальцитовые травертины.
Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации представлены на Международном молодежном научном симпозиуме имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» в 2025 года. Обсуждена тема: «Особенности строения и состава травертинов Таловских чаш (Томская область)».
Личный вклад магистранта. Лично участвовал в сборе и обработке полевых данных, включая сбор образцов травертинов; проводить морфологические и геохимические исследования образцов. Индивидуальная обработка и интерпретация данных исследования, включая статистический анализ и визуализацию результатов.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, а также включает 3 приложения. В работе содержатся 31 рисунок и 5 таблиц. Список литературы включает 19 источников из них 5 на иностранном языке.
Благодарности. Автор благодарит всех, кто оказывал помощь и поддержку при выполнении работы, и первую очередь, своего научного руководителя канд. геол. -мин. наук. И. В. Вологдину, декана геолого-географического факультета; канд. геол.-мин. П.А. Тишина за организацию исследовательских работ и всестороннюю поддержку; канд. биол. наук., инженера исследователя ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» Е.В. Корбовяка и других сотрудников центра помощь в проведении комплексных исследований; зав. лабораторией биогеохимических и дистанционных методов мониторинга окружающей среды ТГУ С. В. Лойко за ценные советы и участие в обсуждении полученных результатов.
Изучены особенности формирования травертинов, расположенных в северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны, их морфология, минеральный состав и геохимические свойства. В ходе исследований были проанализированы травертины и родниковые воды из источников Таловских чаш, «Звездный Ключ», между реками Крюковка и Мельничная, «Ключи» и в Михайловской роще. Травертины образуются в результате низкотемпературных геологических процессов в зоне гипергенеза при участии подземных вод. Состав и строение карбонатных образований зависят от множества факторов, но в первую очередь определяются составом вод источников и процессов, протекающих в системе «вода-порода».
Морфологический анализ позволил выявить особенности макро- и микростроения карбонатных образований. Формирование пористой и слоистой текстуры определяется характером растительных остатков, на которые изливаются воды источников. На микроуровне выявлено строение карбонатных агрегатов, состоящих преимущественно из игольчатых, ромбических кристалликов кальцита, обрастающих волокна мха и другие растительные остатки. На основании изучения микроструктур можно предположить участие микроорганизмов в процессах образования карбонатных агрегатов, для выявления которых требуется более детальные микробиологические исследования.
Установлена повышенная минерализация вод источников «Таловские чаши», которая способствовала формированию наиболее мощных травертиновых построек потокового типа, кальцитового и бернессит-кальцитового состава. Остальные источники с меньшей минерализацией формируют небольшие травертины и натечные карбонатные образования небольшой мощности, состоящие преимущественно из кальцита. Вода источника «Ключи» отличается повышенным содержанием железа, что проявляется в наличии гидроксидов железа в травертинах.
Различия в составе и строении травертин указывают на сложность гипергенных процессов, определяющих локальные эколого-геологические условия.
Морфологический анализ позволил выявить особенности макро- и микростроения карбонатных образований. Формирование пористой и слоистой текстуры определяется характером растительных остатков, на которые изливаются воды источников. На микроуровне выявлено строение карбонатных агрегатов, состоящих преимущественно из игольчатых, ромбических кристалликов кальцита, обрастающих волокна мха и другие растительные остатки. На основании изучения микроструктур можно предположить участие микроорганизмов в процессах образования карбонатных агрегатов, для выявления которых требуется более детальные микробиологические исследования.
Установлена повышенная минерализация вод источников «Таловские чаши», которая способствовала формированию наиболее мощных травертиновых построек потокового типа, кальцитового и бернессит-кальцитового состава. Остальные источники с меньшей минерализацией формируют небольшие травертины и натечные карбонатные образования небольшой мощности, состоящие преимущественно из кальцита. Вода источника «Ключи» отличается повышенным содержанием железа, что проявляется в наличии гидроксидов железа в травертинах.
Различия в составе и строении травертин указывают на сложность гипергенных процессов, определяющих локальные эколого-геологические условия.
