| 16. |
Аннотация |
Икаит (гексагидрат карбоната кальция) является одним из самых загадочных нестабильных минералов. Обстановки его
формирования в природе весьма разнообразные: выходы подводных источников на дно (Икка-фиорд, озеро Моно),
ранний диагенез (шельфовые моря Арктики, залив Брансфилд в Антарктиде, Японское море и т.д.), арктический и
антарктический лёд, холодные пещеры. При температурах выше +7оС икаит теряет воду, в результате чего
формируются кальцитовые псевдоморфозы, называемые, как правило, глендонитами. Многочисленные находки
глендонитов в фанерозойских (Каплан, 1978; Rogov et al., 2021; Selleck et al., 2007), и даже докембрийских (James et al.,
2005; Wang et al., 2017; 2020) породах позволили, во-первых, установить относительно широкое распространение
икаитов в геологическом прошлом, а во-вторых, использовать их в качестве индикаторов похолодания при
палеоклиматических реконструкциях.
Однако ряд экспериментов по выращиванию икаитов в лабораторных условиях доказал принципиальную возможность
их кристаллизации при более высоких температурах, доходящих до +35оС (Tollefsen et al., 2020), что, естественно,
подвергло сомнению корректность применения глендонитов в палеоклиматологии. С другой стороны, мы видим
безусловное противоречие между этими экспериментальными данными и наблюдениями за природными икаитами,
находки которых приурочены к низкотемпературным обстановкам. Отсюда возникает вопрос: могут ли быстро идущие
химические реакции в лабораторных пробирках воспроизвести реальные условия раннего диагенеза,
характеризуемого сложными и относительно медленными биогеохимическими процессами? К сожалению, за редким
исключением, в работах об икаитах процессы диагенеза описываются довольно поверхностно, и мы мало знаем о
реакциях, идущих в донных отложениях и провоцирующих кристаллизацию гексагидрата кальцита. Это касается и
другого противоречия между экспериментальными данными и наблюдениями за природными минералами: что именно
ингибирует формирование безводных форм карбоната кальция и способствует кристаллизации икаита? В ряде
превосходных работ о диагенезе икаит-содержащих осадков, была показана приуроченность максимумов фосфат-
иона к слоям с икаитом (Greinert&Derkachev, 2004; Kodina et al., 2003; Zhou et al., 2015), что подтвердило
предположение о ингибирующем действии фосфата по отношению к безводным карбонатам кальция (Bischoff et al.,
1993). С другой стороны, лабораторные эксперименты показали, что икаит может прекрасно формироваться и без
фосфата, а ингибирование кальцита осуществляется за счет магния (Purgstaller et al., 2017; Stockmann et al., 2018).
Безусловно, требуются дополнительные геохимические исследования осадков, содержащих природные икаиты, чтобы
разобраться в существующих противоречиях.
Помимо прочего, икаит является одним из звеньев в глобальном цикле углерода. Как известно, донные отложения
Северного Ледовитого океана и его шельфовых морей практически бескарбонатны, что связано с общей
недонасыщенностью поровых вод относительно карбонатных фаз. Поэтому любые находки аутигенных карбонатов
здесь вызывают большой интерес: их формирование должно быть связано с нетипичными для Арктического диагенеза
процессами. В этой связи, понимание механизмов, которые приводят к кристаллизации икаитов в условиях раннего
диагенеза арктических осадков, является актуальным и важным. Какими были источники углерода, какие процессы
привели к повышению рН поровых вод, что послужило ингибитором безводных карбонатов кальция и/или
катализатором для икаита: все эти вопросы являются актуальными для арктических шельфовых морей. Научная новизна
исследований заключается в комплексном подходе к изучению новых объектов из трех шельфовых морей Арктики:
Карского, Лаптевых и Чукотского. В честности впервые для Арктики будет детально изучена роль метанового сипа в
формировании найденного в его осадках икаита. |