1.3. Цели и предполагаемые результаты исследований
advertisement
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЗАЯВКА на участие в конкурсе научно-исследовательских проектов по программам фундаментальных, ориентированных фундаментальных и прикладных исследований СО РАН на 2007-2009 гг. Приоритетное направление 30. Охрана окружающей среды. Геоэкология Программа 30.1. Основные закономерности развития природной среды и климата Сибири в кайнозое и прогноз их влияния на стабильность эко- и геосистем. НАУЧНЫЙ ПРОЕКТ Комплексные исследования развития геосистем Байкальского региона и смежных территорий в позднем кайнозое. Лаборатория методов сейсмопрогноза Лаборатория геологии кайнозоя Лаборатория эколого-гидрогеологических исследований Научные руководители: к.г.-м.н. Г.И.Татьков д.г.-м.н. А.М. Плюснин г. Улан-Удэ, 2006 2 1.Обоснование необходимости проведения исследований: Проект продолжает и расширяет исследования, выполнявшиеся в 2004-2006 гг. по программе 28.1 «Реконструкции глобальных изменений природной среды, климата и седиментогенеза в кайнозое Сибирского региона» и направлен на решение фундаментальных проблем Эволюции Геосферы и Биосферы, выполнение которых проводится в рамках международных и Государственных программ «Глобальные изменения природной среды и климата», «Биоразнообразие» и «Геодинамика, напряженное состояние земных недр, катастрофические процессы». Проект будет осуществлен по Приоритетному направлению Сибирского Отделения РАН: 30. «Охрана окружающей среды. Геоэкология». Программа 30.1. Основные закономерности развития природной среды и климата Сибири в кайнозое и прогноз их влияния на стабильность эко - и геосистем. В рамках мультидисциплинарного проекта будут исследоваться процессы, определяющие взаимодействия литосферы, гидросферы, атмосферы и биосферы в прошлом, их временные и пространственные вариации с целью прогнозирования современных тенденций развития природных процессов, оценки их влияния на стабильность эко-геосистем Байкальского региона. 1.1. Сложившиеся тенденции и современный уровень решения проблемы в стране и за рубежом. В связи с изучением внутриконтинентальных рифтовых систем Земли и решениями проблемы «Глобальные изменения климата», в последние десятилетия прошлого столетия СО РАН начаты интенсивные комплексные исследования в акватории озера Байкал. Сейсмическое профилирование, глубоководное бурение, проведенные в акватории по международным проектам, позволили проследить особенности осадконакопления, тектоническую эволюцию озера и получить данные по непрерывной долговременной палеоклиматической летописи. Установлено, что область дельты р.Селенги составлена из сложной последовательности впадин и поднятий, ограниченных параллельными и секущими рифт разломами. Закономерное сочетание разломов, положительных и отрицательных морфоструктур свидетельствует о косом растяжении рифта. По сейсмическим данным мощность кайнозойских осадков в районе авандельты уменьшается до 5-6 км, против 9 км в депоцентрах Южной и Среднебайкальской котловин. Значительные амплитуды вертикальных движений и высокая мощность синрифтовых осадков Южно и Среднебайкальской впадин интерпретируются как свидетельство непрерывных, с начальных этапов рифтинга, сбросово - сдвиговых движений по Приморскому разлому. Другая длительно живущая тектоническая структура субмеридиональный Боргой-Бугульдейский разлом - наиболее значительный сдвиг дорифтового основания, ограничивающий Южную и Среднюю котловины. В осадочных отложениях современного дна озера в разломной зоне сформирован 10-150 метровый эскарп, подтверждающий присутствие субширотного вектора смещения плоскости разрыва (Кузьмин и др., 1993, 1997, 1998, 2000, 2001; Зоненшайн и др.,1993; Scholz et all., 1997, Безрукова и др., 1999; Bezrukova et al., 2005; Karabanov et al., 2000, 2004; Tarasov et al., 2005 Уфимцев, 1992; Рассказов и др. 2000; Мац и др., 2001; Уфимцев и др., 2003, Williams et al., 1998 и др.). Оценить прошлое и современное состояние Байкальского региона в контексте природных катастроф и прогнозировать траекторию его развития невозможно без разработки инструментария и методик экспериментальных наблюдений изменений напряженно-деформируемого состояния природных сред. Потребности экспериментального исследования процессов подготовки сильных и катастрофических землетрясений инициировали быстрое развитие нового направления в геофизикеактивного вибросейсмического мониторинга, основанного на применении для глубинных 3 исследований Земли мощных управляемых вибрационных источников сейсмических волн. За время становления и развития активной сейсмологии РАН проведен большой объем теоретических и экспериментальных работ по обоснованию вибросейсмического метода, по исследованию процессов излучения сейсмических волн вибрационными источниками, характеристик их волновых полей и физических эффектов, возникающих при вибрационном воздействии на геологическую среду (А.С.Алексеев, А.В.Николаев, М.В. Невский, Б.Г. Михайленко, И.С. Чичинин, В.И. Юшин, В.В. Ковалевский, Б.М. Глинский, B.C. Селезнев, А.Ф. Еманов, М.В. Курленя, В.А. Бабешко, Г.И.Татьков и др.). Из зарубежных исследований с вибрационными источниками следует отметить работы по созданию электромагнитных вибраторов, выполненных в Голландии, работы по вибросейсмическому мониторингу сейсмоопасной зоны разлома Сан-Андреас в США, большой комплекс работ по созданию системы вибросейсмического мониторинга ACROSS и проведению вибросейсмических экспериментов в Японии (Р. Унгер, У.А. Ван Кампен, А.Дж. Беркхоут, Т.В. Мак-Эвили, Р.В.Клаймер, М. Кумазава, Дж. Касахара и др.). Другая важная компонента изучения современных геодинамических перестроек деструкции Байкальского рифта – детальные сейсмологические наблюдения. Исследования за рубежом по инверсии данных плотных локальных сейсмологических сетей (Prejean S and e.t.,2002, A. Michelini and e.t.,2000) показывают что расположение гипоцентров слабых землетрясений и микроземлетрясений хорошо коррелируется с разломной структурой сейсмически активных областей, а рассчитанные механизмы землетрясений позволяют получить реконструкцию напряжений, согласованную с ориентацией полос гипоцентров землетрясений. Точность локации гипоцентров землетрясений, лежащая в основе этих исследований, повышается использованием для расчетов либо трехмерных скоростных моделей, либо их аппроксимаций меньшей размерности, согласованных с плотностью и геометрией наблюдательной сети станций. Средняя часть Байкальского рифта – ключевая для понимания современных геодинамических процессов, происходящих на сочленении Евроазиатской и Амурской литосферных плит. Совместное использование здесь методов активной и пассивной сейсмологии, данных геомагнитного и атмогеохимического мониторинга вполне вписывается в стратегию прогноза геодинамической опасности и позволяет оценить влияние на устойчивость современных геосистем различных деструктивных факторов: 1) неоднородности среды в отношении прочности, 2) скорости деформации, 3) концентраторов напряжений, 4) локализация деформаций и появление поясов пластичности, 5) переконцентрации напряжений в результате движения блоков; 6) воздействие спусковых - «триггерных» механизмов и др. (Гольдин, 2002). Преобладающее расположение очагов землетрясений в акватории озера и сильная раздробленность осевой части рифта не позволяют в полной мере идентифицировать тектоническую позицию главных сейсмогенерирующих структур Южного и Центрального Байкала, что существенно повышает актуальность целенаправленного доизучения суходольных Селенгино-Итанцинской и Баргузинской ветвей впадин байкальского типа и переинтерпретации полученных ранее материалов (Логачев, Солоненко, Шерман, Леви, Саньков, Щетников, Уфимцев, 2004, Кульчицкий, Ендрихинский, Осадчий, Базаров, Резанов, Будаев, 1989; Геоморфология …, 1981; Палеореконструкция …, 1989, Budaev, 2006 и др.). Континентальные рифты давно привлекают исследователей получением информации о влиянии глубинных слоев земли на приповерхностные процессы, в том числе и формирование состава вод. В этом отношении за рубежом детально изучены Рейнский (в Германии) и Егерский (Чехия) рифтовые гидротермальные системы. Имеются многочисленные данные геохимического, изотопного состава терм, потоков тепла, полей напряжения, сейсмичности и др. (Weinlich et al.,1993; Wyss et al., 1997; Dreger et al., 2000). Считается, что до 60% гелия в Егерском рифте поступает из мантии, наблюдаются значительные колебания в поступлении углекислого газа (Paces,2004). 4 Байкальская гидроминеральная область азотных, углекислых, метановых термальных вод выделяется в пределах рифта и горно-складчатых сооружений Восточного Саяна (Зайцев, Толстихин, 1967; Пиннекер, 1969;). Разгрузка минеральных вод происходит на ограниченной площади в пределах горно-складчатых сооружений в поле распространения изверженных и метаморфических пород архей-протерозойского, палеозойского возраста и межгорных впадин, заполненных осадочными породами неогенчетвертичного возраста. Район характеризуется проявлением четвертичного вулканизма. Состав растворенных газов варьирует, встречаются термы с абсолютным преобладанием азота, углекислого газа, метана, часто присутствует радон. По химическому составу воды относятся к различным химическим типам – гидрокарбонатным, сульфатногидрокарбонатным, хлоридно-гидрокарбонатным с разнообразным катионным составом. Наблюдается значительная вариация их температуры, кислотности и степени минерализации (Борисенко, Замана, 1978). Изотопные отношения гелия в водах этой части рифта указывают на значительную долю мантийной составляющей, так в Тункинской впадине до 50% имеет мантийное происхождение (Pinneker et.ak, 1995), в то же время в источниках Шутхулай и Хойто-Гол они близки атмосферным (Бадминов, Оргильянов, Писарский, 2001). В пределах разрывных нарушений Главного Саянского разлома в почвенном воздухе фиксируются повышенные содержания ртути. Наиболее значительные из обнаруженных аномалий ртути находятся в термоактивных структурах, можно предполагать связь ртути с глубинным, возможно, мантийным источником (Коваль, 2002). На многих источниках наблюдается отложение травертинов, образование которых может быть связано как с дегазацией в приповерхностных условиях из растворов углекислого газа, так и с деятельностью микроорганизмов (Chafetz, Folk,1984). Известно, что травертины отражают изотопно-геохимические характеристики материнских растворов. Установленные изотопные отношения стронция в травертинах источников Жойган, Шутхулай близки значениям вендских морских карбонатов (Демонтерова и др.,2003). В то же время изотопы углерода и кислорода в травертинах источника Жойган указывают на мантийное происхождение (Плюснин и др.,2005). Таким образом, имеющаяся информация не позволяет однозначно интерпретировать влияние глубинных потоков флюидов на состав вод и установить главные факторы формирования их химического и микроэлементного состава. Обнаруженные следы глобальных перестроек экосистем в соседних регионах Центральной Азии, в частности, в Китае, Монголии и в Байкальском регионе напрямую связываются с глобальными событиями и тектоническими процессами, происходившими на Азиатском континенте. Поднятие Гималаев и Тибета привело к существенным изменениям климата и биоценозов. В течение всего палеоцена Восточная Азия была изолирована от остального континента и включала эндемичную фауну, которая продолжала существовать и в эоцене. Похолодание, начавшееся в среднем эоцене (по данным изотопа кислорода) привело к понижению температуры океана (Shaсkleton, Kenneth, 1975) и сокращению тропических лесов, населявшихся преимущественно древесными формами и семеноядами. Продолжавшееся оледенение Антарктиды усилило похолодание и иссушение климата на континентах, в Центральной Азии сократилось число архаичных древесных форм, появляются новые формы, в том числе и отряд зайцеобразных. В олигоцене, в связи с направленным иссушением климата, расширяются площади открытых пространств и господствующими формами среди мелких млекопитающих становятся десматолагусы, обитатели мезофитных ландшафтов; появляются представители семейства пищуховых - синолагомисы, обитатели травянистых степей, доминировавшие в конце олигоцена и миоцене (Erbajeva, Hoeck, 2003). Существенные реорганизации в биоте установлены в позднем миоцене в связи со значительным похолоданием и иссушением климата. Этот временной этап известен как время «мессинского кризиса». Он характеризуется появлением пищух родов беллатона, белатоноидес, охотонома и охотона. Род охотона получает циркумполярное 5 распространение, но наибольшее таксономическое разнообразие его наблюдалось в Центральной Азии, в частности в Монголии, Северном Китае и в Байкальском регионе. В институтах СО РАН палеозоологические исследования для реконструкции палеосреды Сибири проводятся сейчас в основном на археологических памятниках Байкальского региона, Красноярского края (Мотузко и др., 2006) и Алтая (Agadjanian, 2006; Serduk, 2006). Для Байкальского региона в последние годы получены новые палеонтологические данные из местонахождений Забайкалья, из археологических стоянок и пещерных местонахождений. Анализ этих материалов позволяет проследить последовательное развитие фаун, связанных с эволюцией природной среды и климата позднего кайнозоя (Erbajeva, Alexeeva, 2006; Алексеева, 2005; 2006; Хензыхенова, 2000; Хензыхенова, 2006; Erbajeva et al., 2002 и др.). Воздействие техногенеза на окружающую среду сказалось в нарушении естественного функционирования многих природных систем. При этом негативными влияниями затрагиваются не только системы, непосредственно подвергающиеся воздействию, но и смежные природные системы. В областях интенсивного хозяйственного воздействия возникают природно-техногенные системы, при функционировании которых нарушаются устоявшиеся закономерности - возникают новые потоки вещества, начинают мигрировать токсичные химические элементы и соединения слабо подвижные в природных обстановках (Табаксблат,1999). В результате техногенного воздействия формируется неблагоприятная для живых организмов среда, гибнет растительность, ухудшаются условия жизни человека. Как показали исследования последних лет, при техногенном воздействии могут начать доминировать процессы, которые в естественных условиях были второстепенными, и достигаться состояние «критического воздействия», когда происходят необратимые изменения природной среды (Плюснин, Гунин, 2001, Paces et.al., 2002). 1.2. Сравнительная оценка уровня проделанной работы исполнителем В качестве объекта исследования квазистационарных геосистем, а также роли и взаимодействия современных локальных и региональных геодинамических факторов выбрана одна из наиболее сейсмоактивных частей Байкальского рифта - Селенгинская аккомодационная зона, где ГИН СО РАН в 1999-2006 гг. организована локальная система активного (вибросейсмического) и пассивного (сейсмологического, геомагнитного, атмогеохимического) геофизического мониторинга. На первом этапе исследований создана база сейсмологических, вибросейсмических, геомагнитных и др. рядов геофизического мониторинга. На основе детальных сейсмологических наблюдений, дешифрирования АКФС, морфоструктурного анализа рельефа дна оз. Байкала и результатов многоканального сейсмического профилирования составлена «Схема активной тектоники и сейсмичности Селенгинской аккомодационной зоны», отражающая сейсмичность и пространственно-временное группирование очагов землетрясений в виде линейных полос пластического течения. Впервые выявлены погружения Истокской и Крестовской сейсмогенерирующих структур с юго-запада на северо- восток, свидетельствующие о продолжающемся развитии в юго-западном направлении системы рифтовых сбросов и перемещениях (с элементами вращения) крупных тектонических блоков. В условиях происходящей в Прибайкалье геодинамической активизации увеличение представительности сейсмологических наблюдений позволило отследить отдельные этапы развития Селенгинской аккомодационной зоны и переход ее в современное метастабильное критическое состояние, а применение технологии вибросейсмического мониторинга - выявить аномалии сейсмических скоростей в области подготовки местного землетрясения. Полученные экспериментальные результаты подтверждают возможности геофизического мониторинга процессов подготовки землетрясений в разных объемах сейсмогенерирующей среды (Татьков, Тубанов, 2005). 6 Уровень полученных экспериментальных результатов, сочетающих пассивные (детальные сейсмологические) и активные наблюдения на больших базах и в разных модификациях (монохромное и свип-излучение) превосходит зарубежные разработки в данной области геофизики. Решением Генеральной Ассамблеи IASPEI (2-8 октября 2005, Сантьяго, Чили) поддержано формирование Международной Сети Полигонов активного мониторинга, способствующих совместным сейсмическим и геоэлектрическим исследованиям деформаций земной коры, активному мониторингу сейсмически активных зон, обмену технической информацией, данными и персоналом. В список международной сети IASPEI входит и Байкальский полигон активного сейсмомониторинга. Лабораторией геологии кайнозоя на протяжении двух десятилетий разрабатываются основы региональных схем геологической, неотектонической, литостратиграфической и палеогеографической периодизаций позднего кайнозоя Западного Забайкалья и Восточного Прибайкалья (Резанов, 1988; 1995, 1997-2004; Савинова, 1991-2006; Коломиец, 1998-2006; Будаев, 2000-2006; Природная среда и человек…, 2003 и др.). Комплексными исследованиями установлено, что во впадинах Баргузинской ветви Байкальской рифтовой зоны формирование комплекса высоких террас началось в эоплейстоцене – раннем неоплейстоцене. Впервые определен генезис (озерно-речного характера) и проведено РТЛ-датирование песчаных толщ повышенных мощностей, ранее считавшихся «немыми», в Баргузинской, Нижнетуркинской и Усть-Селенгинской депрессиях. На протяжении эоплейстоцена – позднего неоплейстоцена во впадинах восточного и юго-восточного побережья Байкала неоднократно появлялись озерные условия осадконакопления, связанные с ингрессией вод Байкала (не менее четырех), первая из которых датирована 830 000 – 790 000 л.н., что подтверждает предположение Н.А. Логачева (1974) о возрасте первой ингрессии байкальских вод в рифтовые впадины. Подъем уровня вод Байкала на 40 м и накопление осадков пятой террасы УстьСеленгинской впадины в период времени от 59 000 до 39 000 л.н., вероятно, были связаны с подпором истока Ангары в результате неотектонического поднятия южной окраины Сибирской платформы. Активизация вертикальных тектонических движений в истоке Ангары и связанная с этим аккумуляция осадков низких террас наблюдалась в периоды времени от 36 000 до 32 000 л.н., от 22 000 до 20 500 л.н. (Резанов, Коломиец, Будаев и др., 2004; Резанов, Коломиец, Перевалов, 2005 и др.). Эти построения опираются на абсолютные датировки, основная часть которых получена РТЛ-методом, развивающемся в тесном сотрудничестве двух лабораторий – исполнителей предлагаемого проекта. Следует отметить, что РТЛ-анализ определяет абсолютный возраст образцов древнее 50 000 л.н. – верхнего возрастного предела радиокарбонового метода (С14, AMS) и в СО РАН осуществляется только в Геологическом институте. На основе РТЛ-датировок возможно дальнейшее совершенствование стратиграфических, геохронологических и палинологических шкал. Лабораторией эколого-гидрогеологических исследований на основании геохимического анализа миграции химических элементов в северо-восточной части Байкальского рифта показано, что на формирование химического состава вод определяющее влияние оказывают градиент эндогенного теплового потока и интенсивность водообмена в гидротермальных системах. На участках с наиболее интенсивным тепловым потоком формируются высокотемпературные маломинерализованные воды с относительно бедным микроэлементным составом, обогащенные только Si, Al, Na, Sc, Zn, Cd. Более насыщены микроэлементами термы, разгружающиеся на периферии аномального теплового поля, где в условиях относительно замедленного водообмена воды в значительной мере насыщаются Li, Rb, Sr, Cu, Cr, Мn, W, Mo, U, Rn и др.(Плюснин, Чернявский, 2006). Установлено, что большое влияние на формирование подземных вод оказывает взаимодействие их с породами в открытых разрывных нарушениях, их геохимический состав часто определяет специфику 7 микроэлементного состава трещинно-жильных вод (Плюснин, Гунин, 2001). Исследования химического и микроэлементного состава травертинов углекислых минеральных вод показали, что формирование солей происходило как из карбонатных, так и кремнистых растворов. Происходило изменение химического состава вод во времени в региональном масштабе - рост алюмосиликатной, щелочной составляющей на фоне падения роли карбоната кальция наблюдается в травертинах отложившихся в период времени порядка 23 тыс. лет, и это фиксируется в источниках, разделенных несколькими сотнями километров. Показано, что содержание Ca и SiO2 находятся в обратной корреляционной зависимости по всей мощности разрезов травертинов, что может быть связано с изменением интенсивности потока углекислого газа (Плюснин и др., 2000). Кремнистые отложения обогащены Al, Na, K, Rb, Mg, Fe, что может быть связано как с увеличением температуры, так и с миграцией этих элементов в более кислой среде, создаваемой более интенсивной дегазацией углекислого газа. Важнейшей составной частью предлагаемого проекта являются задачи реконструкции палеоклиматов, восстановления возрастных рубежей региональных и глобальных перестроек и их воздействие на экосистему Байкала, которые становятся все более значимыми в связи с неослабевающим интересом научного сообщества к глобальным геоэкологическим проблемам (крупные межнациональные проекты и программы – CLIMAP, MPGK, Global change). Для модельных построений и реконструкций в ГИН СО РАН успешно используется палеонтологический (палеомикротериологический) метод. Общеизвестно, что мелкие млекопитающие, включающие рукокрылых насекомоядных, зайцеобразных и грызунов послужили надёжной основой для реконструкции природной среды на всех континентах Северного полушария (Громов, 1961; Топачевский, 1965; Lundelius, 1967; Зажигин, 1980; Маркова, 1998; Semken, 1988; Lindsay, 1988, 1994; Feifar, Horacek, 1990; Агаджанян, 1998, 2004; Смирнов, 2004; Repenning, 2002; Chaline, Laurin et al., 1993; Kowalski, 1995; 1996; Ербаева и др., 1998; Hoeck et al., 1999; Алексеева и др., 2000; Хензыхенова, 2003; Erbajeva, Hoeck, 2003; Алексеева, 2005). В Забайкалье и Прибайкалье палеонтологической группой изучаются многочисленные местонахождения с фауной наземных позвоночных и ряд опорных разрезов рыхлых отложений позднего кайнозоя, содержащих богатые палеонтологические остатки. В составе биоты региона установлено присутствие более 200 видов крупных и мелких млекопитающих. Выделено 7 крупных этапов развития фауны мелких млекопитающих, включающих 15 стадий и фаз, последовательно сменяющих друг друга во времени с плиоцена до голоцена (Erbajeva, Alexeeva, Karasev, 2006). Сопоставлением основных разрезов плиоцен-плейстоценовых отложений Западного и Восточного Забайкалья установлены сходные черты в строении разрезов, уточнено временное распределение видов млекопитающих. На основе комплексного анализа палеонтологических и геологических данных с привлечением материалов по смежным дисциплинам проведена реконструкция природной среды плиоцен-плейстоцена Забайкалья (Хензыхенова, 2003; Ербаева и др., 2005; Алексеева, 2005; Alexeeva, 2006; Khenzykhenova, 2006). Для раннего и начала среднего плиоцена был характерен сравнительно гумидный климат и доминирование в фаунах лесных форм, число которых постепенно снизилось к концу среднего и позднем плиоцене, о чем свидетельствует формирование саванноидных ландшафтов. В связи с дальнейшей аридизацией и ухудшением климата наблюдалось расширение степей и формирование полупустынных и пустынных ландшафтов в плейстоцене. Установлено, что с конца неоплейстоцена, и в Забайкалье, и в Предбайкалье в фаунах мелких млекопитающих доминировали сухостепные виды (Khenzykhenova, 2006). Выявлены следы похолоданий в плейстоценовых отложениях Забайкалья на уровне 2.6 и 1.7 млн. лет, которые коррелируются с данными глубоководного бурения в акватории оз. Байкал (Alexeeva, Firsov, 2005, 2006). Для понимания процессов, происходящих в природной среде умеренных широт Северной Азии в доплиоценовое время проведен 8 предварительный анализ богатых материалов по олигоцен-миоценовым зайцеобразным Центральной Монголии и Зайсанской впадины Казахстана. Это позволило установить 7 биозон, которые коррелируются с данными по грызунам (Erbajeva, Hoeck, 2003) и отражают изменения природной среды в олигоцен-миоцене. Нами установлено, что реакция природных систем на техногенное воздействие зависит как от его интенсивности, так и от продолжительности. Иногда слабое, но постоянное воздействие может привести к более глобальной перестройке функционирования системы, чем интенсивное, но кратковременное. Установлено, что после прекращения деятельности горно-обогатительного производства загрязнение территории продолжается, ореол загрязнения расширяется, происходит трансформация форм нахождения токсичных элементов, становится больше легкоподвижных форм, элементы накапливаются в почвах и становятся легкодоступными для растительности (Ошорова, Плюснин, 2006; Смирнова и др., 2006). При исследовании месторождений Джидинского рудного узла, технологических отходов переработки их руд нами установлена трансформация геохимических потоков вещества в процессе эксплуатации рудных месторождений. Миграция вещества определяется составом и конституцией руд, включая формы нахождения в них полезных и сопутствующих биоактивных компонентов, а также морфологией, условиями залегания рудных тел, влияющими на способ их отработки, ландшафтно-геохимической обстановкой в пределах участков складируемых отходов, добычи и переработки руд и прилегающей территории (Ходанович, 2000). На основе морфоструктурного и тектоно-вещественного анализа разработана методика построения карт с выделением морфолитосистем как первоосновы геохимических ландшафтов (Яценко и др., 2003). В результате изучения природно-техногенной системы Джидинского рудного узла установлена тенденция расширения территории, загрязненной отходами обогащения руд и усиления связанной с ними опасности для здоровья человека после консервации производства в 1997 г. Построены эколого-геохимические карты территории города Закаменска, непосредственно прилегающей к промплощадкам Джидинского ГОКа. Установлено, что растения на территории города накапливают элементы руд в количествах, превышающих фоновые значения в десятки раз. Создаются предпосылки для накопления токсичных элементов в пищевых цепях (Смирнова и др., 2006). Имеется задел в исследовании взаимодействия в биокосных системах, который заложен работами А.Л. Ковалевского (1991 и др.), служит основой изучения барьерногобезбарьерного накопления растениями химических элементов. В целом, планируемые исследования по всем четырем блокам проекта являются новаторскими, согласуются и сопоставимы с таковыми же, проводимыми как зарубежными, так и российскими исследователями. 1.3. Цели и предполагаемые результаты исследований Основная цель предлагаемого проекта выявление геодинамических, геохимических, биотических и абиотических факторов, определяющих квазистационарное развитие эко- и геосистем Байкальского региона и смежных территорий в позднем кайнозое. Для выполнения намеченной цели необходимо решить следующие задачи: оптимизировать систему активного - пассивного сейсмологического мониторинга и оценить возможности наблюдения с ее помощью современных тектонических движений и межблоковых взаимодействий в Селенгинской аккомодационной зоны (блок1). • уточнить генезис, возраст, темпы осадконакопления и др. особенности формирования лессовидных и песчаных отложений Селенгино-Итанцинской и • 9 • • • • Баргузинской впадин, а также достоверно восстановить рубежи некоторых природных событий и их воздействие на экосистему Байкала (блок 2+3); на основе полевых исследований и сейсмологических наблюдений уточнить положение неотектонических и современных разрывных нарушений в сухопутных Селенгино-Итанцинской и Баргузинской впадинах и разбраковать их по степени активности, характеру, времени и амплитуде подвижек (блок 1+2); палеонтологическими исследованиями проследить пространственно-временные изменения ландшафтной оболочки, сообществ наземных позвоночных, растительности и климата Байкальского региона, Монголии и Северного Китая (блок 3); выявить закономерности миграции и концентрирования микроэлементов в трещинно-жильных водах и в очагах техногенного загрязнения Забайкалья (блок 4). установить факторы, определяющие биодоступность тяжелых металлов в геотехногенных ландшафтах сульфидсодержащих месторождений и отходах деятельности горнодобывающих предприятий (блок 4). Ожидаемые результаты: Основной ожидаемый результат проекта – реконструкции палеоклиматических, палеогеографических условий позднего кайнозоя, восстановление рубежей их перемен, разработка методов контроля геодинамических факторов современной перестройки Байкальского региона и прилежащих территорий и выявление особенностей формирования экологической обстановки в регионе. • • • • • • • • Наиболее существенные ожидаемые результаты блоков 1-4: будет уточнена современная геодинамическая активность разрывных нарушений сухопутных Селенгино-Итанцинской и Баргузинской впадин на примере Селенгинской аккомодационной зоны будут оценены возможности исследования деформаций сложнопостроенных блочных сред методами мультидисциплинарного геофизического мониторинга; уточнены генезис, возраст, темпы осадконакопления и особенности формирования лессовидных и песчаных отложений Селенгино-Итанцинской и Баргузинской впадин, восстановлены рубежи некоторых природных событий и их воздействие на экосистему Байкала; выявлены таксономическое разнообразие континентальной биоты Байкальского региона и прилежащих территорий Монголии и Северного Китая для олигоценплейстоцена на уровне родов и видов; реконструирован состав и структура наземных сообществ и экологическая приуроченность основных индикаторных видов; сопоставлением палеоклиматических данных, полученных на основе анализа континентальных отложений и палеофаунистических материалов, с данными непрерывной летописи донных отложений оз.Байкал будут выявлены общие тренды в развитии биогеоценозов региона и биосферы в целом. углекислые воды Восточно-Саянской и Даурской гидроминеральных областей, на основе сравнения газового, химического и изотопного состава, будут ранжированы по степени метаморфизации выявлены закономерности поступления в минеральные воды железа, кремния, сероводорода, радона, урана, редких земель щелочных и щелочноземельных элементов, на основании изотопных отношений урана сравнена интенсивность водообмена углекислых и азотных терм 10 • получены данные о формах нахождения тяжелых металлов в зоне окисления месторождений, в отходах обогащения и других почвообразующих субстратах и почвах Джидинского рудного узла. Определены условия, способствующие переходу металлов в растворимые соединения, потенциально доступные для биоты. 1.4. Имеющаяся материально-техническая база Создана и совместно с Бурятским Филиалом ГС СО РАН обслуживается территориально распределённая система активного и пассивного геофизического мониторинга, направленная на отслеживание изменений напряженного состояния и деформационного процесса в сейсмоактивной Селенгинской аккомодационной зоне. Система включает: А. Специализированные стационары «Надеино», «Верхняя Березовка-Улан-Удэ», «Сухая», «Максимиха», «Сухой ручей-Мысовая», «Хурамша»; пункты режимных наблюдений «Рыбак», «Бабушкин», «Турунтаево», «Горячинск»; Б. Средства наблюдений: 1) вибрационный источник ЦВО-100; 2) цифровые сейсмологические регистраторы «Дельта-Геон» - 12 шт.; 3) цифровые сейсмостанции «Байкал-11» - 3 шт.; 4) широкополосные сейсмометры GMT-40 фирмы Guralp – 7 шт. 5) магнитовариационные станции МВ-04, МВ-06 - 6 шт.; 6) трехкомпонентная цифровая магнитовариационная станция; 7) GPS-устройства установки точного времени –6 комплектов; 8) средства телеметрии и сейсмостанции «Альфа-Геон» - 3 комплекта; 9) цифровые эманометры радона СЭР-01 – 2 комплекта. В. Средства обработки экспериментальных данных: 1) средства вычислительной техники (сервер Pentium Ш 550 c дисковой памятью 4 террабайт; компьютеры Рentium-III, Рentium-IV, Notebook) с ГИС программным обеспечением и оргтехника В распоряжении коллектива имеются: установка для радиотермолюминесцентного датирования четвертичных отложений (Гео ТЛ-1), прибор Interpretoskop-B для дешифрирования АКФМ, микроскопы высокой разрешающей способности Jenamed и МБИ-15-2 для производства палинологических анализов, бинокулярные лупы МБС-10 и микроскоп Полам Л-213 для определения минералогического состава, установка РОТАП для гранулометрического рассева осадков, легкие буровые устройства (УКБ-12/25 и Д-10), для химического и минералогического анализов - рентгено-флюоресцентный анализатор VRA-30, электронный микроскоп LEO 1430 VP с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 300, дифрактометры D8 Advance Bruker AXS GmbH (Германия), ДРОН-2, ДРОН-3, полевая лаборатория по определению содержания цеолитов в породе, экспериментальные установки, стенды с фильтрами, колонками. Для изотопногеохимических исследований будет использован масс-спектрометр FINNIGAN MAT-262 (ЦКП, Иркутск). Имеется возможность анализировать пробы пород, воды, растений методом ICP MS, ИК-спектроскопии (Спекорд – М80, Фурье-спектрофотометр) и проводить изотопные исследования на договорной основе (Иркутск, Новосибирск, Владивосток, Чита). Имеется автотранспорт повышенной проходимости (УАЗ-3303- 3 шт, ГАЗ-6601 и др.) для проведения полевых работ и режимных наблюдений. 1.5. Качественный и количественный состав исполнителей Руководители: зав. лаб., к.г.-.м.н. Г.И.Татьков зав.лаб., д.г.-м.н. А.М. Плюснин 11 Исполнители: . аспиранты: зав. лаб., к.б.н. Ф.И.Хензыхенова г.н.с., д.б.н., М.А.Ербаева в.н.с., д.г.-.м.н., М.А.Нефедьев в.н.с., к.г.-.м.н., И.Н.Резанов в.н.с., к.х.н. Э.Л. Зонхоева с.н.с., к.г.-.м.н., А.В.Перевалов с.н.с., к.г.-.м.н., Р.Ц.Будаев с.н.с., к.г.-м.н.О.К. Смирнова с.н.с., В.Л.Коломиец с.н.с., Г.И.Чебаков н.с., к.г.н. Н.В.Алексеева (1971г.) н.с., к.г.н. Е.Г. Перязева (1975г.) н.с., к.г.н. М.К. Чернявский (1978 г.) н.с., к.х.н.В.К. Ошорова н.с., В.В.Савинова н.с., Н.Е.Астахов н.с., А.Б.Цыденов н.с., Ц.А.Тубанов м.н.с., к.х.н.А.Е. Сарапулова (1978 г.) м.н.с. А.Д.Базаров (1979 г.) м.н.с. Д.И. Жамбалова (1973 г.) м.н.с. С.С. Санжанова (1976 г.) вед. инженер В.В.Толочко вед. инженер В.П. Резанова вед. инженер М.И.Дергаусова вед.инженер И.П. Трунина инженер А.И. Бардамова инженер Е. В. Молчанова инженер Л.А. Онходоева инженер Н.Д Доржиева инженер А.И. Иринчеева инженер М.В. Перевалов инженер Л.В. Митрофанова инженер М.И. Егорова инженер Г.И. Булдаева инженер И. А. Боржонова А.В.Климентьев (1984г.) М.Г.Родионова (1984г.) А.М. Чинавлев (1983 г.) Всего проект выполняет 41 человек, в т.ч. 24 научных сотрудника (3 доктора и 12 кандидатов наук). Десять исполнителей до 35 лет. За время выполнения проекта предполагается защита двух кандидатских диссертаций. 2. Руководители проекта: Татьков Геннадий Иванович Зам. директора Геологического института СО РАН, кандидат геол.-мин наук, родился 13 января 1958г., закончил Новосибирский государственный университет в 1980г., в 1985 присвоена степень кандидата геол.-мин. наук. Работает в ГИН СО РАН с 1980г. 12 Научные интересы связаны с геофизическими исследованиями нестабильных геосистем и объектов, в том числе находящихся под техногенным воздействием и направлены на снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф. Список основных публикаций к.г.-м.н. Татькова Г.И. (2001-2006гг.) : 1. Гольдин С.В., Дядьков П,Г., Еманов А.Ф., Леви К.Г.. Макаров П.В., Назаров Л.А., Опарин В.Н., Орлов В.А., Ружич В.В., Саньков В.А., Селезнев В.С., Соловьев В.М., Суворов В.Д., Татьков Г.И. и др. Стратегия прогноза землетрясений на геодинамических полигонах// Труды Всероссийского совещания «Напряженное состояние литосферы , ее деформация и сейсмичность» – Новосибирск: Издательство СО РАН, Филиал «Гео» 2003: 11-15. 2. Еманов А.Ф., Селезнев В.С., Бах А.А., Гриценко С.А., Данилов А.И., Кузьменко А.П., Сабуров В.С., Татьков Г.И. Пересчет стоячих волн при детальных сейсмологических исследованиях// Геология и геофизика, 2002, т.43, №2, с.192-207 Татьков Г.И., Тубанов Ц.А., Базаров А.Д., Чебаков Г.И. Реализация технологии активного и пассивного сейсмомониторинга на Байкальском геодинамическом полигоне// Труды Международной конференции «Математические методы в геофизике».Ч.II.Новосибирск: Изд. ИВМиМГ СО РАН, 2003 С.536-540. 3. Селезнев В.С., Тибо Г., Перчук Э., Еманов А.Ф., Суворов В.Д., Соловьев В.М., Татьков Г.И., Лисейкин А.В., Анненков В.В., Мишенькина З.Р Использование новой технологии глубинных сейсмических исследований при изучении глубинного строения юго-западного фланга Байкальской рифтовой зоны// Материалы международной конференции «Проблемы сейсмологии Ш-тысячелетия. – Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2003.- С.324-328. 4. Thybo H., Nielsen C.A., Perchuc E., Jensen M.M., Ross A., Gazcynski E., Suvorov V.D., Emanov A., Seleznev V., Tatkov G. BAIKAL EXPLOSION SEISMIC TRANSECTS (BEST)// Geophysical Research Abstracts, Vol. 6, 05574, 2004 SRef-ID: 16077962/gra/EGU04-A-05574 5. Дядьков П.Г., Гольдин С.В., Дучков А.Д., Кузнецова Ю.М., Татьков Г.И. Среднесрочный прогноз сейсмической опасности в центральной части Байкальской рифтовой зоны// Материалы международной конференции «Проблемы сейсмологии Штысячелетия. – Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2003.- С.134-136. Татьков Г.И., Кузьменко А.П., Баранников В.Г.. Сабуров В.С. Инженерносейсмометрическое обследование памятника архитектуры - Свято-Одигитриевского Собора (г.УланУдэ)// Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №5, 2004 г. C-57-63 6. Татьков Г.И., Тубанов Ц.А. Развитие сейсмического процесса и мониторинг в близреальном времени зоны Южнобайкальского землетрясения 1999 года// Вестн. Бурят. ун-та. Сер. 3 - 2004. - N 3. - С. 35-46 7. Татьков Г.И. Локальный мониторинг уровня сейсмической опасности центрального Прибайкалья// Наука&Образование в Бурятии, №1, 2004. С.52. 8. Резанов И.Н., Коломиец В.Л., Татьков Г.И., Нефедьев М.А., Чебаков Г.И. Региональное поле напряжений и сейсмоактивная тектоника Усть-Селенгинской впадины// Эволюция тектонических процессов в истории Земли. - Новосибирск. Новосибирск: Изд-во СО РАН: Фил. "Гео", 2004. - Т. 2 - С. 106-109 9. Татьков Г.И., Базаров А.Д., Тубанов Ц.А. Вейвлет и Фурье анализ магнитного поля эпохи 2000-2002 годов в связи с изменениями сейсмичности Прибайкалья.// Труды 5 Российско-Монгольской конференции по астрономии и геофизике, Истомино, Бурятия, 23-28 сент., 2004. - Иркутск: Изд-во ИСЗФ СО РАН, 2005. - С. 68-71 10. Татьков Г.И., Тубанов Ц.А., Базаров А.Д. Сезонные изменения фазовых и амплитудных характеристик стационарного сейсмического поля вибратора ЦВО-100// 13 Труды YI российско-монгольской конференции по астрономии и геофизике. Иркутск. ИЗК СО РАН, 2006.-С.122-131. 11. Татьков Г.И., Тубанов Ц.А., Базаров А.Д. Экспериментальные исследования изменений скоростей продольных и поперечных сейсмических волн на Южнобайкальском виброполигоне// Труды YI российско-монгольской конференции по астрономии и геофизике. Иркутск. ИЗК СО РАН, 2006.-С.92-97. 12. Татьков Г.И., Баранников В.Г., Сабуров В.С. Оценка сейсмической уязвимости зданий повторными измерениями модальных форм собственных колебаний// Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений - 2005. - N 6. - С. 27-31. Татьков Г.И., Базаров А.Д., Баранников В.Г. Микродинамические исследования высотного здания из монолитного железобетона// Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. №3, 2006 г. – С.15-21 13. Татьков Г.И., Тубанов Ц.А.// Глубокая тайна Земли Байкал-Гео. №1, 2006, С. 6, 44-45. 14. Татьков Г,И. Тектоника и сейсмичность// Мир Байкала. №9-10. 2006, С.56-57. Плюснин Алексей Максимович – доктор геолого-минералогических наук, заместитель директора по научной работе Геологического института СО РАН, заведующий лабораторией эколого-гидрогеологических исследований. Родился 27 марта 1953 г. Окончил химический факультет Иркутского государственного университета (1975). 1975- н/вр – лаборант, младший затем старший научный сотрудник, заведующий лабораторией (1995), заместитель директора (2002) Геологического института СО РАН. Плюснин А.М. – специалист в области гидрогеохимии, экспериментальной геохимии, экологии, рационального использования и охраны окружающей среды. Подготовил трех кандидатов наук. Заслуженный деятель науки РБ. Общее количество опубликованных работ –139, в том числе 6 монографий и 66 статей в рецензируемых отечественных и зарубежных изданиях. 1. Плюснин А.М., Гунин В.И. Природные гидрогеологические системы, формирование химического состава и реакция на техногенное воздействие (на примере Забайкалья). г.Улан-Удэ, Изд. БНЦ СО РАН, 2001, 137 с. 2. Перязева Е.Г., Плюснин А.М., Гунин В.И. Миграция тяжелых металлов в окружающей среде. Экология и промышленность России, №10, 2001, с. 29-31. 3. Перязева Е.Г., Плюснин А.М., Гунин В.И.. Влияние атмосферных выбросов Улан-Удэнского промышленного узла на состояние почв. Геоэкология. Инженерная геология.Гидрогеология. Геокриология, 2002,№3, с.227-236. 4. Геологоразведка и горная промышленность Бурятии: прошлое, настоящее, будущее. Улан-Удэ, Изд. Бурятского Госуниверситета, 2002, 272 с. (кол. авторов в том числе А.М. Плюснин). 5. Paces T., Corcimaru S., Emmanuel S., Erel Y., Novak M., Plyusnin A., Veron A., Wickham S. Critical loads of hazardous trace elements in soil-water system. Journal of Field Science. 1, 2002, p. 15-22. 6. Плюснин А.М., Гунин В.И., Беломестнова Н.В. Количественная оценка преобразований в сульфидсодержащих отходах горнодобывающей промышленности. Геохимия, 2002, №11, с. 1-12. 7. Плюснин А.М., Посохов В.Ф. Изотопные отношения в травертинах Гаргинского источника. Материалы Всероссийской конференции «Биоразнообразие и функционирование микробных сообществ водных и наземных систем центральной Азии. Улан-Удэ, 2003, с.106-110. 8. Хажеева З.И., Урбазаева С.Д., Тулохонов А.К., Плюснин А.М., Сороковикова Л.М., Синюкович В.Н.Тяжелые металлы в воде и донных отложениях дельты р. Селенга. Геохимия, 2005, №1, с.105-111. 14 9. Плюснин А.М., Астахов Н.Е., Перевалов А.В., Тайсаев Т.Т.Потоки рассеяния урана и сопутствующих элементов над гидрогенными U-рудными телами, перекрытыми покровом базальтов (на примере Хиагдинского месторождения). Геохимия, 2005, №7, с. 763-771. 10. Плюснин А.М., Д.И. Жамбалова Особенности загрязнения атмосферных осадков в районе дельты реки Селенги. Вестник Бурятского университета, 2005. Серия 3, география, геология. Выпуск 6, с. 172- 181. 3. Основные блоки проекта и сроки их реализации Сроки работ: январь 2007 г. – декабрь 2009 г. Блок 1. Активный и пассивный геофизический мониторинг современных деформационных процессов центральной части Байкальского рифта Несомненно, что сейсмическая эмиссия (малые события и региональные микросейсмы), наблюдаемая Селенгинской локальной сейсмологической сетью характеризует особенности процесса хрупкого разрушения в сейсмогенных зонах Центрального и Южного Байкала. Во многих ситуациях именно критерии, связанные с кластеризацией, могут быть основой среднесрочного прогноза стабильности геосистем (Соболев, 2003). Для геодинамического прогноза, помимо аномалий кластеризации, важное значение имеет обнаружение хотя бы малейших признаков поворота блоков, прилегающих к выделенным сейсмогенным разломам. Для решения задач проекта будут поставлены эксперименты с использованием 100-тонного низкочастотного сейсмического вибратора, расположенного на вибросейсмическом полигоне п. Бабушкин в южной части Байкала, многоканальных систем регистрации вибросейсмических сигналов (малых сейсмических групп), локальной Селенгинской системы сейсмонаблюдений, региональных сейсмических станций Прибайкалья. Будет разработана методика определения амплитудно-фазовых характеристик гармонических сигналов, регистрируемых стационарными сейсмическими станциями и передвижными регистрирующими комплексами для построения временных рядов вариаций этих характеристик. Для выделения «геодинамической» составляющей вариаций предполагается сопоставить ряды вибросейсмических, сейсмологических, гидродеформационных и геомагнитных наблюдений по различным направлениям и удалениям «источник-приемник». В связи с различиями механизмов землетрясений происходящих в разных сейсмогенерирующих структурах Селенгинской аккомодационной зоны, будет налажено восстановление движения в очаге на основе исследования тонкой структуры сейсмограмм местных землетрясений, зарегистрированных широкополосными сейсмометрами GMT-40 Guralp. Задачи блока : 1) Улучшить метрологические характеристики регистрирующей аппаратуры и контроля когерентности виброисточника 2) Выполнить релокализацию эпицентров землетрясений по дополненным рядам сейсмологических наблюдений; 3) Уточнить современную геодинамическую активность разрывных нарушений сухопутных Селенгино-Итанцинской и Туркинской впадин; 4) На примере Селенгинской аккомодационной зоны оценить возможности наблюдения деформаций сложнопостроенных блочных сред по данным активного и пассивного геофизического мониторинга. Руководитель блока: зав. лаб., к.г.-.м.н., Г.И.Татьков Исполнители: в.н.с., д.г.-м.н., М.А.Нефедьев 15 ст.н.с., к.г.-м.н., А.В.Перевалов ст.н.с., Г.И.Чебаков н.с., Н.Е.Астахов н.с., А.Б.Цыденов н.с., Ц.А.Тубанов н.с., А.Д.Базаров (1979г.), вед. инженер В.В.Толочко аспирант А.В.Климентьев (1984г.) Срок реализации программы по блоку: 2007-2009гг. Этапы исследований: 1 этап – 2007 г. - экспериментальные исследования с целью разработки методики и усовершенствования аппаратуры для активного вибромониторинга в режиме сейсмической интерферометрии; 2 этап – 2008 г. - Релокализация очагов землетрясений и наблюдения пространственно-временной эволюции эпицентрального поля. 3 этап – 2007 г. анализ многолетних геофизических рядов в связи с особенностями современной сейсмической активности Селенгинской зоны. Блок 2. Палеоклиматические реконструкции и особенности позднекайнозойского седиментогенеза Селенгино-Итанцинской и Баргузинской впадин. Особое значение для реконструкции внутриконтинентального рифтогенеза в кайнозое приобретают структурно-формационные комплексы Селенгино-Итанцинской и Баргузинской впадин, большая часть днищ которых выполнена мощными позднекайнозойскими, литологически схожими, полигенетичными и полифациальными толщами, включающими в себя несколько возрастных генераций осадков. Наряду с песчаными толщами впервые планируется начать изучение петромагнитным методом лессовидных отложений Восточного Прибайкалья – индикаторов аридизации климата (Казанский, Рященко и др., 2006). Кроме того, в исследованиях седиментогенеза Байкальских впадин в ГИН СО РАН традиционно применяется палеопотамологический метод изучения осадков флювиального генезиса (Коломиец, 1997-2006), ранее не практиковавшийся в Байкальском регионе. В результате его использования будут получены качественные и количественные характеристики процесса осадкообразования: скорости отложения осадков; глубины, скорости и ширины палеопотоков; предельный размер транспортирующихся отложений; параметры донных потоковых гряд; уклон продольного профиля, а также оценка степени русловых деформаций, определены типы речных русел и площади водосборов, что имеет свои явные преимущества при корреляции генезиса донных и континентальных осадков. Решение проблематики седиментогенеза и литостратиграфии осадочных образований Байкальской рифтовой зоны в четвертичное время позволит выявить генезис, возраст, темпы осадконакопления, черты сходства и мозаичность в особенностях формирования, а также достоверно восстановить некоторые природные события и их воздействие на экосистему Байкала в прошлом с целью прогноза на будущее. Методологическим аппаратом в осуществлении поставленных задач послужит детальное полевое изучение разрезов кайнозойских отложений комплексом методов: литологофациальным (в т.ч. палеопотамологическим), минералогическим, петромагнитным, палинологическим, палеозоологическим и абсолютного РТЛ-датирования. Руководитель блока: с.н.с., к.г.-м.н. Р.Ц. Будаев Исполнители: в.н.с., к.г.-м.н. И.Н. Резанов 16 с.н.с. В.Л. Коломиец н.с. В.В. Савинова вед. инженер В.П. Резанова вед. инженер М.И.Дергаусова аспирант М.Г. Родионова (1984 г.) Задачи блока: 1. Для Селенгино-Итанцинской и Баргузинской ветви впадин установить морфоструктурный облик ближайшего горного обрамления, размещение неотектонических и современных разрывных нарушений с разбраковкой их по степени активности, характеру, времени и амплитуде подвижек; 2. Выявить литолого-фациальные, палеонтологические, палинологические, минералогические, педологические, петромагнитные показатели комплекса неоплейстоценовых осадочных толщ и их абсолютные возрастные датировки методами радиоуглеродного и РТЛ-датирования нижнего течения р. Селенги и рр. Баргузина, УланБурги, Суво, Аргады и Жаргаланты, природу аутогенного минералообразования, а также определить характер и закономерности их накопления с учетом морфотектонической, геоморфологической и климатической обстановок прошлого; 3. Реконструировать локальные и региональные закономерности изменения природных обстановок и палеоклиматов, дополнить общую палеогеографическую информацию о Восточном Прибайкалье в позднем кайнозое. Этапы исследований 1-ый этап – 2007 г. изучение высокого и низкого террасовых комплексов Баргузинской впадины и ледниковых аккумулятивных форм рельефа горного обрамления (участки Курумкан и Улюнхан). дешифрирование АФКМ, составление схемы рельефообразующих разломов и блоковых структур; изучение активных тектонических разломов методом трещинного анализа. 2-ой этап – 2008 г. исследование взаимоотношения осадочных толщ трансгрессивного типа Селенгино-Итанцинской впадины, уточнение количества байкальских ингрессий; изучение террасового комплекса Селенгино- Итанцинской впадины с отбором проб для палеопотамологического, палинологического, минералогического, РТЛ и др. анализов. изучение рельефообразующих разломов методом трещинного анализа для реконструкции их кинематики и плана напряжений. 3-ий этап – 2009 г. Уточнение периодов седиментогенеза РТЛ- и радиоуглеродным методами. Реконструкция климатов и ландшафтов на основании данных палинологического, диатомового и петромагнитного анализов. Блок 3. Основные направления эволюции и особенности природной среды Центральной Азии (Байкальский регион, Монголия, Северный Китай) в олигоценплейстоцене (по данным мелких млекопитающих) Для реконструкции природных условий прошлого используется ряд методов, одним из которых является палеонтологический, включающий множество частных методик и разнообразных подходов. Наиболее чутким индикатором среды в прошлом, как и в современную эпоху, была биота, непрерывность и преемственность в развитии которой в настоящее время общеизвестно. При выполнении палеоклиматических реконструкций будет оцениваться влияние 17 геодинамических перестроек и антропогенного воздействия на природную среду - состав наземных позвоночных, что позволит проследить как во времени, так и в пространстве изменения ландшафтной оболочки исследуемого региона, а также выявить изменения сообщества наземных позвоночных, растительности в целом и основных индикаторных таксонов. Будут установлены рубежи смены природных обстановок и выявлены особенности биогеоценозов каждого временного этапа. Материалы о флуктуациях климата в прошлом будут чрезвычайно полезными для установления трендов естественных изменений, и их сочетания с происходящими и ожидаемыми антропогенными изменениями климата позволят создавать корректные прогностические модели глобальных изменений климата и среды обитания биоты в будущем . Задачи блока: - изучение эволюции биоценозов олигоцен-плейстоцена Байкальского региона, Монголии и Северного Китая на основе комплексных методов исследований. Выявление новых фаун, установление их видового состава, сравнительно-морфологический анализ слагающих фауну таксонов. - проследить динамику биоразнообразия позвоночных животных, в частности млекопитающих, в совокупности с развитием палеорастительности и выявить рубежи перестройки биоценозов, связанные с региональными и глобальными изменениями климата. - реконструкция палеосреды обитания сообществ млекопитающих изучаемого региона на основе анализа экологической приуроченоости слагающих таксонов и сравнение природных условий с таковыми в других смежных регионах Северной Евразии. - продолжить работу по созданию базы данных по биоразнообразию наземных позвоночных, как вымерших, так и современных изучаемого региона. Руководитель блока: гл.н.с., д.б.н., М.А.Ербаева Исполнители: ст.н.с., к.б.н. Ф.И.Хензыхенова н.с., к.г.н. Н.В.Алексеева (1971г.) Этапы исследований: 1 этап – 2007 г. - сбор данных по биоразнообразию олигоцен-плейстоценовых позвоночных животных Байкальского региона, Монголии и Северного Китая; проведение анализа экосистем доплиоценового этапа, уточнение данных по экосистемам плиоцен-голоценового времени для понимания основных трендов становления современных.; - анализ опубликованных материалов и сбор сведений для создания банка данных. 2 этап – 2008 г. - проведение анализа геологических событий и данных по палеорастительности; проследить эволюционное развитие таксонов в пределах отдельных филетических линий для выявления тренда морфологических изменений под влиянием изменения климата и природной среды; - пополнение создаваемой базы данных по мелким млекопитающим. 3 этап – 2009 г. - реконструкция природной среды и климата Байкальского региона, Монголии и Северного Китая на основе палеофаунистических, палеофлористических и геологических данных с привлечением сведений по смежным дисциплинам; - на основе новых данных уточнить биостратиграфию региона и провести корреляцию фаун и включающих их отложений с таковыми Северной Евразии; - завершить создание базы данных по биоразнообразию млекопитающих и других наземных позвоночных животных. Блок 4. Геохимическое взаимодействие в системе вода-порода в природных и техногенных обстановках 18 Состав подземных вод контролируется многочисленными факторами и связано с протеканием разнообразных процессов, которые находятся в сложных взаимоотношениях друг с другом (Основы гидрогеологии, 1980; Крайнов и др., 2004). Одним из наиболее важных является взаимодействие с горными породами, который во многом определяет геохимический облик вод, как в природных, так и техногенных обстановках. В составе воды запечатлена история ее миграции в земной коре и отражаются условия, при которых формируется ее химический состав. Для реконструкции условий формирования трещинно-жильных вод Байкальской рифтовой зоны и прилегающей территории будет использоваться микроэлементный, изотопный состав вод и отложений минеральных солей. Использование количественных методов анализа для определения микроэлементов в водах позволит получить информацию о воздействии температуры, интенсивности водообмена, интенсивности эндогенного потока углекислого газа, ранжировать их по глубине проникновения в недра и степени взаимодействия с горными породами. В пределах Усть-Селенгинской впадины, где ранее на значительной площади установлено загрязнение почвенных и грунтовых вод азотсодержащими соединениями, связанное с выпадением загрязненных атмосферных осадков и осушением заболоченных земель, будут проводиться детальные исследования воздействия этих негативных факторов на взаимодействие в системе вода-порода и поведение биоактивных элементов. На территории загрязненной отходами горнодобывающего производства Джидинского комбината будут исследоваться формы нахождения биологически активных элементов в поверхностных, почвенных и грунтовых водах, почвогрунтах и растительности, что позволит оценить их миграционную активность по трофическим цепям. Руководитель блока:, д.г.-м.н., зав.лаб. А.М. Плюснин Исполнители: в.н.с., к.х.н. Э.Л. Зонхоева с.н.с., к.г.-м.н. О.К. Смирнова н.с., к.г.н. Е.Г. Перязева (1975г.) н.с., к.г.н. М.К. Чернявский (1978 г.) н.с., к.х.н.В.К. Ошорова м.н.с., к.х.н.А.Е. Сарапулова (1978 г.) м.н.с. Д.И. Жамбалова (1973 г.) м.н.с. С.С. Санжанова (1976 г.) аспирант А.М. Чинавлев (1983 г.) Задачи блока: - выявить закономерности миграции и концентрирования микроэлементов в очагах загрязнения, континентального засоления, разгрузки трещинно-жильных вод под воздействием потока углекислого газа, кислых атмосферных осадков и состава вмещающих пород - изучить основные условия и формы миграции тяжелых металлов и выявить факторы, определяющие их биодоступность в геотехногенных ландшафтах сульфидсодержащих месторождений - исследовать закономерности концентрирования из водных растворов анионогенных элементов VI группы – Мо, (Se) природными цеолитами для оценки возможности использования полученных результатов при очистке вод и получении удобрений Этапы исследований: Этап 1 –2007 г. -на основе использования микроэлементного состава, изотопных отношений серы, кислорода, углерода, газового состава определение глубины генерации углекислого газа, 19 установление геохимические особенностей минеральных вод в областях с разной интенсивностью его потока в Забайкалье. -изучение минерального состава зоны окисления месторождений, диагностирование минеральных новообразований в хранилищах отходов обогащения сульфидногюбнеритовых руд модельного объекта – территории Джидинского ГОКа. -изучение сорбции молибдена из индивидуальных растворов в зависимости от концентрации, рН и температуры растворов, дисперсности сорбента, природы противоиона и примесных ионов, исследование извлечения селена, молибдена из смешанных растворов Этап 2 –2008 г. -установление закономерностей концентрирования микроэлементов в очагах содового и сульфатного континентального засоления. - определение условий, способствующих переходу металлов в биодоступное состояние в различных средах геотехногенных ландшафтов, подготовка материалов для включения в эколого-геохимическую базу данных -получение кинетических и динамических характеристик сорбции селена, молибдена, изучение концентрирования молибдена из реальных техногенных вод Этап 3 –2009 г. -определение условий концентрирования биологически активных микроэлементов в радоновых водах Селенгинской Даурии, составление каталога минеральных и пресных озер Западного Забайкалья, обладающих бальнеологическим и рекреационным потенциалом. -выявление факторов, определяющих биодоступность тяжелых металлов в геотехногенных ландшафтах, исследование процессов биоаккумуляции химических элементов и создание модели трансформации их биогеохимических потоков. -исследование форм нахождения молибдена в сорбенте физическими и физикохимическими методами: ИК-спектроскопии, дифрактометрии, электронной микроскопии, проведение агрохимических опытов с модифицированными сорбентами. 5. Объемы финансирования на год и на реализацию всего проекта с кратким обоснованием и примерной сметой затрат. год 2007 2008 2009 итого Базовое Гранты и Прочие, тыс. Всего тыс. руб. финансирование, конкурсы, тыс. руб. тыс. руб. руб. 11668 750 1000,0 13418 14164 950 1100,0 16214 16328 950 1200,0 18478 42160 2650 3300,0 48110 6. Форма ежегодной и окончательной отчетности. По каждому этапу работ представляется промежуточный отчет, а по завершении проекта - окончательный отчет. По мере готовности отдельных фрагментов работы результаты будут направляться для публикации в центральные научные журналы, будут подготовлены к изданию две монографии.
