Гидрогеохимическая зональность изотопов урана (²³⁴U/ ²³⁸U) на юге Сибирского палеоконтинента: роль резервуара Южного Байкала в формировании подземных вод

Исследуется зональность в нарушении циклического равновесия ²³⁴U/²³⁸U в подземных водах на южном деформированном краю Сибирского палеоконтинента с выходом в аккретированный Хамардабанский террейн. Обозначается связь вертикальных вариаций отношений активностей ²³⁴U/²³⁸U (ОА4/8) с гидрогеохимической зональностью подземных вод. Характеризуется латеральная зональность ОА4/8 подземных вод в породах фундамента и отложениях осадочного чехла Сибирской платформы. Подчеркивается определяющая роль воды, распространяющейся от Южно-Байкальского резервуара (ЮБР) с характерными значениями ОА4/8 = 1.95–1.99 и концентрацией U = 0.44–0.46 мкг/дм³ под побережье Байкала. Предполагается, что латеральному продвижению вод ЮБР способствует развитие пологих (ослабленных при рифтогенезе) разрывов Ангарского надвига и субвертикальных разрывов сдвиговой шовной зоны Главного Саянского разлома. Данные мониторинга свидетельствуют о меняющихся во времени соотношениях компонентов подземных вод, обусловленных деформационным эффектом Чердынцева – Чалова, химическим взаимодействием воды с эвапоритами и смешением подземных вод с контрастными U-изотопными характеристиками.

1. Алексеева Л.П., Алексеев С.В. Геохимия подземных льдов, соленых вод и рассолов Западной Якутии. Новосибирск: ГЕО, 2019. 214 с. https://doi.org/10.21782/B978-5-6043021-2-5.

2. Chabaux F., Bourdon B., Riotte J., 2008. U-Series Geochemistry in Weathering Profiles, River Waters and Lakes. Radioactivity in the Environment 13, 49–104. https://doi.org/10.1016/S1569-4860(07)00003-4.

3. Chabaux F., Granet M., Larqué Ph., Riotte J., Skliarov E.V., Skliarova O., Alexeieva L., Risacher F., 2011. Geochemical and Isotopic (Sr, U) Variations of Lake Waters in the Ol’khon Region, Siberia, Russia: Origin and Paleoenvironmental Implications. Comptes Rendus Geoscience 343 (7), 462–470. https://doi.org/10.1016/j.crte.2011.07.004.

4. Чалов П.И. Изотопное фракционирование природного урана. Фрунзе: Илим, 1975. 236 с.

5. Chebykin E.P., Rasskazov S.V., Vodneva E.N., Ilyasova A.M., Chuvashova I.S., Bornyakov S.A., Seminsky A.K., Snopkov S.V., 2015. The First Results of Monitoring 234U/238U in Water from Active Faults of the Western Coast of Southern Baikal. Doklady Earth Sciences 460, 464–467. https://doi.org/10.1134/S1028334X15020075.

6. Chebykin E.P., Sorokovikova L.M., Tomberg I.V., Vodneva E.N., Rasskazov S.V., Chuvashova I.S., Khodzher T.V., Grachev M.А., 2018. Seasonal Variability of Major and Trace Elements and the 234U/238U Ratio in the Selenga River – Main Tributary of Lake Baikal (Russian Part of the River). In: P. Vossen, D. Karthe, B. Gunsmaa, S. Enkhjargal (Eds), Book of Abstracts GMIT Symposium on Environmental Science and Engineering. GMIT, Nalaikh, 64–65.

7. Чебыкин Е.П., Сороковикова Л.М., Томберг И.В., Воднева Е.Н., Рассказов С.В., Ходжер Т.В., Грачев М.А. Современное состояние вод р. Селенги на территории России по главным компонентам и следовым элементам // Химия в интересах устойчивого развития. 2012. Т. 20. С. 613–631.

8. Чердынцев В.В. Уран–234. М.: Атомиздат, 1969. 308 с.

9. Чердынцев В.В. Ядерная вулканология. М.: Наука, 1973. 208 с.

10. Чипизубов А.В., Смекалин О.П. Палеосейсмодислокации и связанные с ними палеоземлетрясения по зоне Главного Саянского разлома // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 6. С. 936–947.

11. Данилович В.Н. Новые данные об Ангарском надвиге // Известия Академии наук. Серия геологическая. 1949. № 4. С. 69–77.

12. Данилович В.Н. Аркогенный тип надвигов // Геология и геофизика. 1963. № 2. С. 3–11.

13. Edgington D.N., Robbins J.A., Colman S.M., Orlandini K.A., Gustin M.-P., 1996. Uranium-Series Disequilibrium, Sedimentation, Diatom Frustules and Paleoclimate Change in Lake Baikal. Earth and Planetary Science Letters 142 (1–2), 29–42. https://doi.org/10.1016/0012-821X(96)00085-4.

14. Finkel R.C., 1981. Uranium Concentrations and 234U/238U Activity Ratios in Fault-Associated Groundwater as Possible Earthquake Precursors. Geophysical Research Letters 8 (5), 453–456. https://doi.org/10.1029/GL008i005p00453.

15. Байкал. Геология. Человек / Ред. М.И. Грудинин, И.С. Чувашова. Иркутск: Изд-во ИГУ, 2011. 239 с.

16. Logatchev N.A., Zorin Yu.A., 1992. Baikal Rift Zone: Structure and Geodynamics. Tectonophysics 208, 273–286.

17. Одинцова М.М., Гутова Л.Н., Богдашева Л.И. Стратиграфия // Юрские континентальные отложения на юге Сибирской платформы. М.: Наука, 1967. C. 19–118.

18. Пампура В.Д., Сандимиров И.В., Гапон А.Е., Черная Л.И., Улыбушева Е.И. Распределение и изотопный состав урана в расчетном стоке и воде озера Байкал // Доклады АН. 1996. Т. 350. № 6. С. 672–676.

19. Пиннекер Е.В., Писарский Б.И., Ломоносов И.С., Колдышева Р.Я., Диденко А.А., Шерман С.И. Гидрогеология Прибайкалья. Москва: Наука, 1968. 170 с.

20. Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Бадминов П.С., Оргильянов А.И., Крюкова И.Г., Агеев А.О. Концентрации и изотопный состав урана и стронция в воде оз. Байкал // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: Материалы второй Всероссийской научной конференции с международным участием (06–11 сентября 2015 г.). Владивосток: Дальнаука, 2015. С. 397–399.

21. Рассказов С.В., Чебыкин Е.П., Ильясова А.М., Воднева Е.Н., Чувашова И.С., Борняков С.А., Семинский А.К., Снопков С.В., Чечельницкий В.В., Гилева Н.А. Разработка култукского сейсмопрогностического полигона: вариации (234U/238U) и 87Sr/86Sr в подземных водах из активных разломов западного побережья Байкала // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 4. С. 519–554. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-4-0192.

22. Рассказов С.В., Ильясова А.М., Чувашова И.С., Чебыкин Е.П. Вариации 234U/238U в подземных водах Мондинского полигона как отклики землетрясений на окончании Тункинской долины в Байкальской рифтовой системе. Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1217–1234. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-4-0392.

23. Salnikova E.B., Sergeev S.A., Kotov A.B., Yakovleva S.Z., Steiger R.H., Reznitskiy L.Z., Vasil’ev E.P., 1998. U–Pb Zircon Dating of Granulite Metamorphism in the Sludyanskiy Complex, Eastern Siberia. Gondwana Research 1 (2), 195–205. https://doi.org/10.1016/S1342-937X(05)70830-3.

24. Семинский К.Ж., Гладков А.С., Лунина О.В. Тектонофизическая характеристика зоны Ангарского разлома (юг Сибирской платформы) // Геология и геофизика. 2001. Т. 42. № 8. С. 1252–1262.

25. Семинский К.Ж., Радзиминович Я.Б. Сейсмичность юга Сибирской платформы: пространственно-временная характеристика и генезис // Физика Земли. 2007. № 9. С. 18–30.

26. Скобло В.М., Лямина Н.А., Руднев А.Ф., Лузина И.В. Континентальный верхний мезозой Прибайкалья и Забайкалья. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 332 с.

27. Суворов В.Д., Мишенькина З.Р. Структура осадочных отложений и фундамента под Южной котловиной озера Байкал по данным КМПВ // Геология и геофизика. 2005. Т. 46. № 11. С. 1159–1167.

28. Tokarev I., Zubkov A.A., Rumynin V.G., Polyakov V.A., Kuznetsov V.Yu., Maksimov F.E., 2006. Origin of High 234U/238U Ratio in Post-Permafrost Aquifers. In: B.J. Merkel, A. Hasche-Berger (Eds), Uranium in the Environment. Mining Impact and Consequences. Springer, Berlin, Heidelberg, 847–856. https://doi.org/10.1007/3-540-28367-6_88.

29. Уломов В.И., Богданов М.И. Комплект карт общего сейсмического районирования территории Российской Федерации ОСР-2016.

30. Вотинцев К.К. Гидрохимия озера Байкал // Труды Байкальской лимнологической станции АН СССР. 1961. Т. 20. 311 с.

31. Yamamoto M., Sato T., Sasaki K., Hama K., Nakamura T., Komura K., 2003. Anomalously High 234U/238U Activity Ratios of Tatsunokuchi Hot Spring Waters, Ishikawa Prefecture, Japan. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 255 (2), 369–373. https://doi.org/10.1023/a:1022573208205.

32. Замараев С.М., Сизых В.И., Мешалкин С.И., Новокшонов Ю.А. Особенности строения Ангарского надвига // Геология и геофизика. 1983. № 5. С. 126–129.

33. Зверев В.Л., Долидзе Н.И., Спиридонов А.И., Чешко А.Л., Чхенкели Ш.М. Аномалия четных изотопов урана в подземных водах сейсмоактивных районов Грузии // Геохимия. 1975. № 11. С. 1720–1724.