The diversity of calcareous inclusions and the specificities of their transformation within the soils of thermal Pym-Va-Shor area

The calcareous inclusions in soils of Pym-Va-Shor (Nenets Autonomous District) are interesting due to the possibility of observation of ancient and present impact of thermal waters on the soil cover. The water mineralization 1.48 g/l, the content of hydrocarbonate-ion 0.15-0.16 g/l, pH 8.0-8.5, SAR 4.9-10.1 which allows them to form the travertines of calcareous composition (with the rate of 0.037-0.090 mm/year). The two types of calcareous inclusions are classified according to the macrostructure: first are the dense calcitic rocks from the early Devonian and Carbonic periods; the second are the porous travertines. The comparative analysis of microspecificities allowed us to observe the prevalation of grains of the cryptocrystallic and micritic calcite with specifically dense package. The solution specificities are marked precisely from the outer sides of pieces. There are always inclusions of foraminifera in rocks and there are no ferric and clay films specific for travertines of soil horizons. Travertines also show traces of mollusks shells and prevailing of sites with different size and density of calcite packing. Loose packed zones with crypto-grains (<5 mm), the coarser and more compactly packed crystals are located between them (5-35 mm and >35 mm). The specificities of travertines microcomposition stipulate about the active microbial participation during their forming, along with participation of vegetation, and low expense of water with temperature about 30°C. We determined the microspecificities of travertines, reflecting the processes of their transformation in denudations and the soil profile: increase of calcite crystals (the process of recrystallization is specific for sustainable denudation conditions); forming of high internal fine porosity (the leaching process is specific for travertins decomposition in soils near modern thermal springs); cracky pores between minerals (the process of physical decomposition of inclusions in soils outside thermal springs). All of the studied soils, except the podzolized podbur, include the travertines similar in microstructure at the depth of 90 cm, which is a feature of the existance of the previous “older” and more powerful hydrothermal system.

микростроение травертинов, гидротермальная система, тундра, Европейский Север, travertines microstructure, hydrothermal system, tundra, European North

1. Бронникова М.А., Таргульян В.О. Кутанный комплекс текстурно-дифференцированных почв на примере дерново-подзолистых суглинистых почв Русской равнины. М., 2005. 197 с.

2. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв. Ч. 2. Разрушение почв. Дегумификация. Нарушение водного и химического режима почв. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 2004. 54 с.

3. Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция). М.: ГЕОС, 2010. 414 с.

4. Евченко С.Б., Жеребцов И.Е, Кузнецов В.Ю., Максимов Ф.Е., Медведева А.А., Никитин М.Ю., Баранова Н.Г. Генезис и геологический возраст травертиноподобных карбонатов Пудостского массива // Общество. Среда. Развитие (terrahumana). 2011. № 4. C. 231-236.

5. Лепокурова О.Е. Геохимия подземных вод Севера Алтае-Саянского горного обрамления, формирующих травертины: Автореф. дис. … канд. геол. мин. наук. Томск, 2005. 21 с.

6. Логвиненко И.В. Петрография осадочных пород (с основами методики исследований). М.: Высшая школа, 1967. 404 с.

7. Логвиненко Н.В., Орлова Л.В. Образование и изменение осадочных пород на континенте и в океане. Л.: Недра, 1987. 237 с.

8. Лопатовская О.Г. Почвы зоны влияния минеральных источников предгорий Восточного Саяна // Почвоведение. 2009. № 8. С. 911-916

9. Лопатовская О.Г., Тугарина М.А., Судакова Е.А., Чатта Е.Н., Данилова Э.В. Некоторые аспекты комплексной оценки состояния экосистем минеральных источников центральной части Восточного Саяна // Биоразнообразие Байкальского региона. Тр. Иркут. гос. ун-та. Вып. 1. 1999. С. 43-51.

10. Любас А.А. Палеореконструкция среды обитания пресноводных моллюсков в неоген-четвертичных водотоках с экстремальными природными условиями. Автореф. дис. … канд. геогр. наук. СПб., 2016. 24 с.

11. Научно-прикладной справочник по климату СССР, серия 3 многолетние данные. Ч. 1-6. Вып.1. Архангельская, Вологодская области, Коми АССР. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. Кн. 1. 484 с.

12. Романис Т.В., Лебедева М.П., Болотов И.Н. Микроморфологическая диагностика современного гидротермального воздействия на почвы урочища Пым-Ва-Шор Большеземельской тундры // Материалы науч. конф. “Почвы холодных областей: генезис, география, экология (к 100-летию со дня рождения профессора О.В. Макеева)”. Улан-Удэ, 2015. С. 30-31.

13. Ртищева Е.В. О рекогносцировочном обследовании минеральных вод и грязей на территории Коми АССР и Ненецкого национального округа Архангельской области (Минераловодская партия экспедиции 17-го района). Л.: Министерство геологии СССР, 1953. Т. 1. 83 л. Т. 2. 204 л. (Фонды Полярно-Уральского производственного геологоразведочного объединения, инв. № 1890)

14. Силаев И.В., Чайковский И.И., Митюшева Т.П., Хазов А.Ф. Современные карбонатные минерализации на испарительных и седиментационно-диагенетических изотопно-геохимических барьерах. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 68 с.

15. Фирстов П.П., Рашидов В.А., Мельникова А.В., Андреев В.И., Шульженкова В.Н. Ядерно-геофизические исследования в природном парке “Налычево” (Камчатка) // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2011. Т. 17. № 1. С. 91-101.

16. Функционирование субарктической гидротермальной экосистемы в зимний период / Под. ред. Боголицына К.Г., Болотова И.Н. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 252 с.

17. Шванов В.Н., Трофимов В.Т., Сергеева Э.И. и др. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. СПб.: Недра, 1998. 352 с.

18. Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1996. 424 с.

19. Швецов М.С. Петрография осадочных пород. М.: Госгеолтехиздат, 1958. 412 с.

20. Brasier A.T. Searching for travertines, calcretes and speleothems in deep time // Processes, appearances, predictions and the impact of plants Earth-Science Reviews. 2011. V. 104. P. 213-239.

21. Croci A., Porta G.D., Capezzuoli E. Depositional architecture of a mixed travertine-terrigenous system in a fault-controlled continental extensional basin (Messinian, Southern Tuscany, Central Italy) // Sedimentary Geology. 2016. V. 332. P. 13-39.

22. D'Alessandro W., Giammanco S., Bellomo S., Parello F. Geochemistry and mineralogy of travertine deposits of the SW flank of Mt. Etna (Italy): Relationships with past volcanic and degassing activity // J. Volcanology Geothermal Res. 2007. V. 165 (1-2). P. 64-70.

23. Edmonds W.J., Martens D.C. Influence of CaCO3 dissolution and deposition on flood plain soils in the Valley and Ridge province // Travertine-marl: Stream Deposits in Virginia. 1990. V. 101. P. 163-176.

24. Ford T.D., Pedley H.M. A review of tufa and travertine deposits of the world // Earth-Science Reviews. 1996. V. 41 (3-4). P. 117-175.

25. Gocke M., Kuzyakov Y. Effect of temperature and rhizosphere processes on pedogenic carbonate recrystallization: Relevance for paleoenvironmental applications // Geoderma. 2011. V. 166 (1). P. 57-65.

26. Hammer Ø., Dysthe D.K., Jamtveit B. Travertine terracing: patterns and mechanisms // Geological Society. 2010. V. 336. P. 345-355.

27. Malov A.I., Bolotov I.N., Pokrovsky O.S., Zykov S.B., Tokarev I.V., Arslanov Kh.A., Druzhinin S.V., Lyubas A.A., Gofarov M.Y., Kostikova I.A., Kriauchiunas V.V., Chernov S.B., Maksimov F.E., Bespalaya Yu.V., Aksenova O.V. Modeling past and present activity of a subarctic hydrothermal system using O, H, C, U and Th isotopes // Appl. Geochem. 2015. V. 63. P. 93-104

28. McFarland E.R., Sherwood W.C. Massanetta variant soil series at Mount Crawford, Virginia // Travertine-marl: Stream Deposits in Virginia. 1990. №. 101. С. 151-163.

29. Nduwumuremyi A., Ruganzu V., Mugwe J.N., Rusanganwa A.C. Effects of Unburned Lime on Soil pH and Base Cations in Acidic Soil // Soil Science. 2013. URL:http://dx.doi.org/10.1155/2013/707569

30. Özkul M., Varol B., Cicek M.C. Depositional environments and petrography of the Denizlitravertines // Miner. Res. Expl. Bull. 2002. V. 125. P. 13-29

31. Pedley H.M. The Flandrian (Quaternary) Caerwys tufa, North Wales: an ancient barrage tufa deposit // Proc. Yorks. Geol. Soc. 1987. V. 46. P. 141-152

32. Pentecost A. Travertine. Germany: Springer-Verlag, 2005. 446 p.

33. Pentecost A., Terry C. Inability to demonstrate calcite precipitation by bacterial isolates from travertine // Geomicrobiology J. 1988. V. 6 (3-4). P. 185-194.

34. Romanis T., Sinelnikov I., Hadyko I., Chirak E. Analysis of bacterial and archeal communities in geothermal system Pymvashor // 16th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, June 28-July 6, 2016, Book 6. V. 1. Р. 377-382.

35. Tomoyo O., Chizuru T., Shiraishi F., Akmaluddin, Kano A. Textural transition in an aragonite travertine formed under various flow conditions at PancuranPitu, Central Java, Indonesia // Sedimentary Geology. 2012. V. 265-266. P. 195-209.

36. Tӧrӧk A. Comparison of the process of decay of two limestones in a polluted urban environment // Land Reconst. Management. 2004. V. 3. P. 73-92.

37. Viles H.A., Goudie A.S. Tufas, travertines and allied carbonate deposits // Progress in Physical Geographyp. 1990. V. 14. P. 19-41.

38. Wu C., Yi H., Hui B., Xia G., Ma X. A new sediment type of coated grain: Oolitic sinter // Science China: Earth Sciences. 2014. V. 57 (9). P. 2013-2024.