Ученые Томского политехнического университета изучили участок Васюганского болота – одного из самых больших в мире. Результаты показали, где происходят интенсивные преобразования минералов и концентрируются редкие металлы, такие как германий, скандий, галлий и группа редкоземельных элементов.
Торфяное болото, с точки зрения геологии, молодое образование. Васюганскому болоту от 5 до 12 тысяч лет. Болото представляет собой торфяное тело, толщина которого может достигать 11 метров. Основанием служат глины и суглинки, между которыми располагается интересный слой органо-минеральных отложений толщиной до 60 сантиметров. В нем вещества из торфяной залежи трансформируются, а минералы нижележащих глин и суглинков преобразуются. Доцент отделения геологии ТПУ Максим Рудмин рассказал о том, что проведено детальное исследование этого слоя на участке длиной два километра: бурились скважины в разных ландшафтных зонах болота, отбирались пробы из керна через каждые 5-10 сантиметров, после чего изучались изменения физических свойств, минерального и химического состава образцов.
Работы учёных проходили на участке рядом с селом Полынянка в Бакчарском районе Томской области.
В последнее время установлено, что некоторые угли и лигниты содержат большое количество германия и других редких элементов, необходимых для многих современных высокотехнологичных отраслей промышленности. Ученые по всему миру разрабатывают технологии их получения. Для понимания природы и закономерностей изменения содержания редких элементов в ископаемых лигнитах и углях пытаются выяснить механизмы перераспределения минеральных и химических компонентов в торфяном болоте, геологическом предшественнике углей. Детальное изучение геохимического барьера на экспериментальном участке показало, что именно там происходит интенсивное преобразование минерального вещества и концентрация редких элементов. Можно сказать, что здесь наблюдается весьма резкое увеличение концентраций таких элементов.
Исследователи обнаружили, что в некоторых ситуациях это обусловлено смещением равновесия карбоната в сторону повышения концентрации карбонат-ионов и величины рН в тонком промежуточном слое. В результате образовываются малорастворимые карбонаты металлов, что стимулирует совместное осаждение других элементов. Полученные результаты были опубликованы в 2020 году в журнале. Catena.
«Мы считаем Васюганское болото уникальной природной лабораторией, где можно попытаться понять аккумуляцию химических элементов в водноболотных угодьях других регионов мира и в другие геологические эпохи, — сказал профессор отделения геологии ТПУ Олег Савичев. — Полученные данные могут быть использованы при оценке содержания химических элементов в лигнитах и углях, а также при разработке новых природоохранных мероприятий с помощью создания искусственных геохимических барьеров».