Новые устройства для высокоразрешающей записи литолого-геохимических характеристик кернов морских осадков: опыт применения

1.

ТОИ ДВО РАН

2.

Описание цвета и текстуры – обязательный этап изучения
морских осадков и фаций [Мурдмаа, 1987]. Тем не менее в точном
фиксировании этих характеристик существует целый ряд
трудностей: быстрые и необратимые трансформации цвета в
окислительной атмосфере после вскрытия пробоотборника,
неровная влажная поверхность образцов, часто длинномерных
(керны осадков), отсутствие единых условий анализа. Обзор
имеющихся устройств и методов (цветовые шкалы, фотоаппараты,
спектрофотометры, колориметры) выявил серьезную техническую
проблему – отсутствие мобильных установок с функцией фотометраколориметра для бесконтактного безбликового сканирования цвета и
текстуры длинномерных образцов донных осадков, обладающих
свойствами зеркального и диффузного отражения [Колесник, Босин,
2021]. Техническая проблема обусловила появление проблемы
научного характера, которая заключается в слабой вовлеченности
цвета в исследования по морской геологии, в том числе связанные с
литостратиграфией, изучением и прогнозированием состояния
окружающей среды и климата.

3.

Б
А
1
2
А — общий вид в
собранном состоянии,
Б — вид в поперечном
сечении. 1 — верхний
модуль, 2 — нижний
15
модуль, 3 —
14
фотометрический
шар, 4 — лампа,
5 — фотоаппарат, 6 — отверстие под лампу, 7 — отверстие под фотоаппарат, 8 — аналитическое
окно, 9 — отверстие ловушки зеркального блеска, 10 — образец, 11 — центральная нормаль, 12 —
центральная ось отверстия под лампу, 13 — подвижная каретка, 14 — дверца, 15 — поворотные ролики

4.

Устройство на базе рентгенофлуоресцентного
спектрометра для сканирования химического состава
кернов морских осадков
7
1
2
3
4
5
6
1 – рентгенофлуоресцентный спектрометр Olympus DELTA Professional (США); 2 – система подвода и позиционирования
спектрометра; 3 – образец (керн осадка); 4 – защитный экран; 5 – конвейерная лента; 6 – стальная рама-постамент; 7 –
компьютерная система управления движением спектрометра, сбора, визуализации и анализа данных

5.

Карта фактического материала
Желтыми кружками отмечен демонстрационный материал, красным – сопоставительный [6]

6.

Корреляционная связь колориметрических и геохимических
характеристик
Жирным шрифтом отмечены характеристики, имеющие статистически значимые корреляционные связи с одной из
цветовых координат модели CIE 1976 L*a*b*. В овалы заключены химические элементы и геохимические модули с
общими тенденциями поведения относительно цветовых координат модели CIE 1976 L*a*b* в осадках всех трех кернов

7.

Литостратиграфия
LV95-45
LV77-3
LV95-18

8.

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Волков В.Г., Гуленко Т.А., Лопатников Е.А., Астахов А.С. Использование коре-сканера на основе
мобильного рентгенофлюоресцентного анализатора для экспресс анализа химического состава
влажных осадков в экспедиционных и лабораторных условиях // Геология морей и океанов:
Материалы XXIII Международной научной конференции (Школы) по морской геологии. – Т. II. – М.:
ИО РАН, 2019. – С. 40–43.
Гуленко Т.А., Волков В.Г., Лопатников Е.А. Сканирующее устройство экспресс анализа кернов. –
Патент на полезную модель RU 197194 U1, 10.04.2020. – Заявка № 2020101560 от 15.01.2020.
Колесник А.Н., Босин А.А. Мобильное устройство для определения цветовых характеристик горных
пород. – Патент на изобретение RU 2741268 С1, 22.01.2021, бюл. № 3. – Заявка № 2020115938 от
20.04.2020.
Колесник А.Н., Босин А.А., Колесник О.Н., Янченко Е.А., Василенко Ю.П. Новая методика
получения количественных данных о цвете морских осадков // Доклады Российской академии наук.
Науки о Земле. – 2020. – Т. 495. – № 1. – С. 53–58.
Мурдмаа И.О. Фации океанов. – М.: Наука, 1987. – 302 с.
Astakhov A.S., Shi Suefa, Darin A.V., Kalugin I.A., Hu Limin, Tsoy I.B., Kolesnik A.N., Obrezkova M.S.,
Alatortsev A.V., Babich V.V., Plotnikov V.V. Reconstructing ice conditions in the southern Chukchi Sea
during the last millennium based on chemical composition of sediments and diatom assemblages //
Marine Geology. – 2020. – Vol. 427. – № 106220.
ISO 12647-2:2004 Graphic technology – Process control for the production of half-tone colour
separations, proof and production prints – Part 2: Offset lithographic processes. – 19 p.
Judd D.B., Wyszecki G. Color in business, science and industry / 3rd edition. – New
York/London/Sydney/Toronto: John Wiley and Sons, 1975. – 576 p.
Stein R., Fahl K., Schade I., Manerung A., Wassmuth S., Niessen F., Nam S.-I. Holocene variability in sea
ice cover, primary production, and Pacific-Water inflow and climate change in the Chukchi and East
Siberian Seas (Arctic Ocean) // Journal of Quaternary Science. – 2017. – Vol. 32. – № 3. – P. 362–379.

9.

ТОИ ДВО РАН
Спасибо за внимание!
Работа выполнена в лаборатории геохимии осадочных
процессов ТОИ ДВО РАН при финансовой поддержке РНФ
(проект № 22-27-00469). Автор благодарит своего научного
руководителя к.г.-м.н. А.Н. Колесника и А.В. Алаторцева за
предоставленные фотографии и консультирование по
вопросам, касающимся процедуры анализа и интерпретации
данных.