Cлюды и хлориты, являющиеся слоистыми алюмосиликатами, образуются в эндогенных условиях. При разрушении материнских горных пород они могут сноситься в водоем в неизмененном виде вместе с грубообломочным материалом, состоящим преимущественно из кварца и полевых шпатов. Другие слоистые алюмосиликаты – продукты химического выветривания иллиты, монтмориллониты, каолинит – фиксируют в структуре физико-химические особенности гипергенных процессов. Взаимосвязь между кристаллохимической структурой и условиями образования позволяет использовать эти минералы как индикаторы палеоклимата. С этой целью разработан способ расчета стехиометрических формул и термодинамических свойств глинистых минералов из валового химического состава осадков. Стехиометрические формулы рассчитываются с помощью модели твердых растворов, а термодинамические параметры минералов вычисляются по двойственным решениям, полученным методом минимизации свободной энергии. Решения тестовых задач сопоставлены с результатами определения термодинамических свойств методом расплавной калориметрии растворения. Высокая согласованность экспериментальных и расчетных данных позволила выполнить расчет стехиометрических формул и термодинамических свойств иллитов из осадков оз. Байкал. Изучены интервалы осадков, сформировавшихся в ледниковые и межледниковые климатические периоды. Выявлено, что иллиты теплых межледниковых периодов отличаются более высоким содержанием калия, натрия и кальция. Следовательно, кристаллохимические особенности слоистых алюмосиликатов, накопленных в донных отложениях, позволяют определить физико-химические условия процессов выветривания в водосборном бассейне в те или иные климатические эпохи. Впервые установлено, что иллитам, сформировавшимся в межледниковые эпохи, свойственны более низкие значения термодинамических потенциалов, так как эти минералы образовались в относительно более теплых и влажных климатических условиях. Подобный подход может быть успешно использован для осадочных разрезов любых континентальных водоемов, а также других типов осадочных разрезов.

Ощепкова Анастасия Владимировна, младший научный сотрудник, Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а; старший преподаватель, Иркутский государственный университет, 664003, Россия, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, тел.: 8 (3952) 42-70-79, e-mail: oshepkova-anasta@mail.ru 

Бычинский Валерий Алексеевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия,  г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а; доцент, Иркутский государственный университет, 664003, Россия, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, тел.: 8(3952)42-70-79, e-mail: val@igc.irk.ru 

Чудненко Константин Вадимович, доктор геолого-минералогических наук, заведующий, лаборатория геохимии окружающей среды и физико-химического моделирования, Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а, тел.: 8(3952)42-70-79, e-mail: chud@igc.irk.ru 

Сасим Сергей Александрович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, заведующий, кафедра полезных ископаемых, Иркутский государственный университет, 664003, Россия, г. Иркутск, ул. К. Маркса, 1, тел.: 8(3952)24-32-80, e-mail: sasimserg@mail.ru

Методы определения минерального состава донных осадков оз. Байкал и расчета их термодинамических параметров как критерия палеоклиматических изменений / А. В. Ощепкова, В. А. Бычинский, К. В. Чудненко, С. А. Сасим // Известия Иркутского государственного университета. Серия Науки о Земле. 2019. Т. 28. С. 76–88. https://doi.org/10.26516/2073-3402.2019.28.76

Безрукова Е. В., Летунова П. П. Высокоразрешающая запись палеоклиматов Восточной Сибири для раннего и среднего плейстоцена по материалам палинологического исследования байкальских осадков (глубоководная скв. BDP-96-1) // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 1–2. С. 98–108.

Глинистые минералы донных осадков озера Байкал как индикатор палеоклимата / М.И. Кузьмин, Э. П. Солотчина, А. Н. Василевский, А. Н. Столповская, Е. Б. Карабанов, В. Ф. Гелетий, В. А. Бычинский, Г. Н. Аношин, с. Г. Шульженко // Геология и геофизика. 2000. Т.41, № 10. С. 1347–1359.

Дриц В. А., Коссовская А. Г. Глинистые минералы: смектиты, смешанослойные образования. М. : Наука, 1990. 214 с.

Ефремова С. В., Стафеев К. Г. Петрохимические методы исследования горных пород: Справочное пособие. М. : Недра, 1985. 511 с. 

Карпов И. К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. Новосибирск : Наука, 1981. 247 с.

Кристаллохимия глинистых минералов Охотского моря как индикатор палеоклимата // Н. А. Пальчик, Э. П. Солотчина, Е. Л. Гольдберг, В. Н. Столповская, с. А. Горбаренко // Журн. неорган. химии. 2008. Т. 53, № 6. С. 938–946.

Крылов А. А., Штайн Р., Ермакова Л. А. Глинистые минералы как индикаторы условий позднечетвертичного осадконакопления в районе поднятия Менделеева, Амеразийский бассейн Северного Ледовитого океана // Литология и полезные ископаемые. 2013. № 6. С. 507–521. https://doi.org/10.7868/S0024497X13060062. 

Минеральный состав почв и донных осадков заливов архипелага Новая Земля / В.В. Крупская, А. Ю. Мирошников, О. В. Доржиева, С. В. Закусин, И. Н. Семенков, А.А.Усачева // Океанология. 2017. Т. 57, № 1. С. 238–245. https://doi.org/10.7868/S0030157417010075.

Модели твердых растворов для расчета минерального состава донных осадков озера Байкал: новый подход к палеоклиматическим реконструкциям / А. В. Ощепкова, М. И. Кузьмин, В. А. Бычинский, Э. П. Солотчина, К. В. Чудненко // Докл. Акад. наук. 2015. Т. 461, № 4. С. 447–450. https://doi.org/10.7868/S0869565215100229.

Розен О. М., Аббясов А. А. Количественный минеральный состав осадочных пород: расчет по петрохимическим данным, анализ достоверности результатов (компьютерная программа MINLITH) // Литология и полезные ископаемые. 2003. № 3. С. 299–312.

Солотчина Э. П. Структурный типоморфизм глинистых минералов осадочных разрезов и кор. Новосибирск : Гео, 2009. 234 с.

Термохимическое изучение природного монтмориллонита / Л. П. Огородова, И. А.Киселева, Л. В. Мельчакова, М. Ф. Вигасина, В. В. Крупская // Геохимия. 2013. № 6. С. 541–551. https://doi.org/10.7868/S0016752513040055.

Химический состав осадков глубоководных байкальских скважин как основа реконструкции изменений палеоклимата и окружающей среды // М. И. Кузьмин, В. А. Бычинский, Е. В. Кербер, А. В. Ощепкова, А. В. Горегляд, Е. В. Иванов // Геология и геофизика. 2014. Т. 55, № 1. С. 3–22. 

Чудненко К. В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. Новосибирск : Гео, 2010. 287 с.

Berman R. G. Internally-Consistent Thermodynamic Data for Minerals in the System Na₂O-K₂O-CaO-MgO-FeO-Fe₂O₃-Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-H₂O-CO₂ // Journal of Petrology. 1988. Vol. 29. P. 445–552. https://doi.org/10.1093/petrology/29.2.445.

Biogenic Silica record of the Lake Baikal response to climaticforsing during the Brunhes / A. A. Prokopenko, E. B. Karabanov, D. F. Williams, M. I. Kuzmin, N. J. Shackleton, S. J. Crowhurst, J. A. Peck, A. N. Gvozdkov, J. W. King // Quaternaly Research. 2001. Vol. 55. P. 123–132.

Chaudhri A. R., Mahavir S. Clay Minerals as Climate Change Indicators – A Case Study // American Journal of Climate Change. 2012. Vol. 1. P. 231–239. https://doi.org/10.4236/ajcc.2012.14020.

Climate and vegetation changes around Lake Baikal during the last 350,000 years / K. Shichi, K. Kawamuro, H. Takahara, Y. Hase, T. Maki, N. Miyoshi // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 2007. N 248. P. 357–375.

Ghergari L., Onac B. P. Late Quaternary Palaeoclimate Reconstruction Based on Clay Minerals Assemblage from Preluca Tiganului (Gutai Mountains, Romania) // Studia UBB Geologia. 2001. Vol. 46 (1). P. 15–28.

Helgeson H. C. Thermodynamics of minerals, reactions, and aqueous solutions at high pressures and temperatures // American Journal of Science. 1985. Vol. 285(9). P. 845–855.

Holmes A. Petrographic methods and calculations. London Murby and Co., 1923. 255 p.

Ransom B., Helgeson H. G. Compositional end members and thermodynamic components of illite and dioctahedral aluminous smectite solid solutions // Clays and Clay minerals. 1993. Vol. 41, N 5. P. 537–550.

Reid R. C., Prausnitz J. M., Sherwood T. K. The properties of gases and liquids. N. Y. : McGraw-Hill Book Company, 1977. 629 p.

Simulation of XRD patterns as an optimal technique for studying glacial and interglacial clay mineral associations in bottom sediments of Lake Baikal / E. P. Solotchina, A. A. Prokopenko, A. N. Vasilevsky, V. M. Gavshin, M. I. Kuzmin, D. F. Williams // Clay minerals. 2002. Vol. 37. P. 105–119.

The new BDP-98 600-m drill core from Lake Baikal: a key late Cenozoic sedimentary section in continental Asia / V. Antipin, T. Afonina, O. Badalov, E. Bezrukova, A. Bukharov, V. Bychinsky, A.A. Dmitriev, R. Dorofeeva, A. Duchkov, O. Esipko, T. Fileva, V. Gelety, V. Golubev, A. Goreglyad, I. Gorokhov, A. Gvozdkov, Y. Hase, N. Ioshida, E. Ivanov, I. Kalashnikova, G. Kalmychkov, E. Karabanov, S. Kashik, T. Kawai, E. Kerber, B. Khakhaev, O. Khlystov, G. Khursevich, M. Khuzin, J. King, K. Konstantinov, V. Kochukov. M. Krainov, V. Kravchinsky, N. Kudryashov, L. Kukhar, M. Kuzmin, K. Nakamura, Sh. Nomura, E. Oksenoid, J. Peck, L. Pevzner, A. Prokopenko, V. Romashov, H. Sakai, I. Sandimirov, A. Sapozhnikov, K. Seminsky, N. Soshina, A. Tanaka, L. Tkachenko, M. Ushakovskaya, D. Williams // Quaternary International. 2001. Vol. 80/81. P. 19-36.

Thermodynamic properties of illite, smectite and beidellite by calorimetric methods: Enthalpies of formation, heat capacities, entropies and Gibbs free energies of formation / H. Gailhanou, P. Blanc, J. Rogez, G. Mikaelian, H. Kawaji, J. Olives, M. Amouric, R. Denoyel, S. Bourrelly, V. Montouillout, P. Vieillard, C. I. Fialips, N. Michau, E.C. Gaucher // Geochimica et Cosmochimica Actra. 2012. N 89. P. 279–301.

Thiry M. Paleoclimatic interpretation of clay minerals in marine deposits: an outlook from the continental origin // Earth-Science Reviews. 2000. N 49. P. 201–221.

Wolery T. J., Jove-Colon C .F. Qualification of thermodynamic data for geochemical modeling of mineral–water interactions in dilute systems // Office of Scientific & Technical Information Technical Reports. 2004. 212 p.

Yokokawa H. Tables of Thermodynamic Functions for Inorganic Compounds // J. National Chemical Laboratory for Industry. 1988. Vol. 83. P. 27–121.