Хажеева З.И., Плюснин А.М. ГЕОХИМИЯ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ

ГЕОХИМИЯ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ
ОТЛОЖЕНИЙ РЕК БАССЕЙНА
СЕЛЕНГИ
Хажеева З.И., Плюснин А.М.
ГИН СО РАН
Район исследований включает территории северо-западной и
северной части Монголии и Селенгинское среднегорье России.
Карта - схема расположения района исследований и створов отбора
проб представлена на рис..
Петрогенный состав аллювиальных отложений
По соотношению основных петрогенных элементов аллювиальные отложения р. Селенга и
её главных притоков представляют собой известково- щелочную серию, о чем
свидетельствует диаграмма (Na+K)/Al –SiO2 составов обсуждаемых отложений, где они
расположены в поле известково-щелочной серии.
Для известково-щелочной и субщелочной серий величина агпаитового индекса (Na+K)/Al- 0,510,68 и субщелочной - 0,87-0,92, отношение (Na2O+K2O )/ CaO -2,15 -3,00 и 5,37-5,50
соответственно.
субщелочная
1
0,8
(Na+K)/Al
7
12
8
0,6
2
0,4
0,2
1
3
11
5
6
4
9
10
известково-щелочная
0
70
72
74
76
SiO2, мас.%
78
80
82
Сравнение содержания петрогенных элементов в аллювиальных
отложениях с кларками верхней части коры континентов (Taylor, 1985)
Отложения обогащены Si (Kк 1,0- 1,23) и Ti (Kк 1,0-2,1), обеднены Ca, Mg, Al, Na, K. Величины
коэффициентов рассеяния Кризменяются для известково-щелочной серии и субщелочной серии Mg(1,53,0)> Ca (1,5-1,9) >Al (1,2-1,5) > Fe (0,9-1,8) и Mg(5,1- 5,7) > Fe (3,2-4,4) > Ca (2,9-3,2) > Al (1,7-1,9)
соответственно.
2,5
Si
Al
2
Fe
Mg
1,5
K
Na
Ti
1
0,5
п
ов .На
ос
у
ел шки
ен
рз
д . гин
ск
М
ос
то
во
п.
й
Ка
ба
пр нс к
.
пр Ха р
.К
ау
з
пр олп
ин
.Л
об
на
ан
я
ов
ск
ая
р.
Д
жи
да
р.
Ч
ик
о
р.
Те й
м
ни
к
р.
Х
ил
ок
р.
Уд
а
0
с.
Н
коэффициент концентрации, К с
Ca
Аллювиальные отложения как продукты процессов
выветривания
Величина показателя выветривания CIA образцов аллювиальных отложений 1-6 и 8-11 варьируют
в пределах 42,3 – 50,2 со средним значением 45,2. Индексы CIA образцов 7 и 12 (р. Уда и пр.
Лобановская) составляют 39,3 и 38,6 соответственно. Наибольший CIA характерен для отложений
рек Темник и Джида. Показатель CIAдля свежих КПШ -50, иллитов и смектитов -70-85.
2,5
8
Na/K
2
5 2 9 6 10
4
7
12
1,5
3
1 13
11
16
1
14
0,5
15
0
0
20
40
60
CIA
80
100
Основной минеральный состав отложений и тенденции
процессов выветривания
Показатели CIAаллювиальных отложений располагаются ближе к стороне А-CN и сдвигаются
к вершине А, что свидетельствует о тенденции процессов выветривания в направлении
перехода полевых шпатов к вторичным минералам
Гранулометрический состав аллювиальных отложений –
основной фактор, определяющий распределение
микроэлементов в отложениях
В гранулометрическом составе преобладает фракция 0,25-0,05 мм, составляющая 50-60% и более,
медианный размер частиц составляет в среднем 0,14 мм. В протоках с низким водообменом (пр.
Колпинная) содержание фракции мелкого песка снижается до 28-35%, тогда как содержание
физической глины может достигать 28-30%. Медианный размер частиц уменьшается до 0,08 мм.
р.Уда
р.Хилок
р.Темник
р.Чикой
р.Джида
1-0,25
0,25-0,05
пр.Лобанов ская
0,05-0,01
пр.Колпинная
0,01-0,005
0,005-0,001
пр.Харауз
<0,001
п.Кабанск
рзд.Мостов ой
с.Нов оселенгинск
п.Наушки
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Содержания микроэлементов в отложениях увеличиваются с
увеличением степени их дисперсности, однако эта закономерность
нарушается для Ba и Pb.
1200
концентрация, мг/кг
1000
800
Ba
600
Mn
Р
400
200
0
80
1-0,25
0,25-0,05
0,05-0,01
концентрация, мг/кг
70
60
Co
Cr
50
Cu
40
Ni
Pb
30
V
Zn
20
10
0
1-0,25
0,25-0,05
0,05-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
<0,001
0,01-0,005
0,0050,001
<0,001
Ассоциации элементов с единообразными закономерностями
их концентрации в аллювиальных отложениях. Результаты
факторного анализа.
Показатели
Факторы
1
Cu
2
0,7
Cr
0,9
Co
0,8
Ni
0,7
P
0,9
Mn
0,7
Pb
0,8
Sn
0,7
V
0,7
ППП
Дисперсия, %
3
-0,9
32
18
17
Подвижные формы миграции микроэлементов
Подвижность оценивалась по показателю Рm – отношению подвижных форм от валовых
1.В1N HCl вытяжке выделяются 3 ассоциации элементов: 1) Mn,
Zn – 70-80%; 2) Fe, Pb, Cu, Ni – 15-25%; 3) Cr - < 3%
наибольшей потенциальной подвижностью в донных отложениях
характеризуются биофильные элементы: Mn и Zn. Относительно
высокими значениями Рm в донных отложениях (15-25%)
характеризуется Fe, миграция Ni, Pb и Cu в донных осадках тесно
связана с миграцией Fe (соосаждение с гидроооксидами Fe,
сорбция)
2. В ацетатно-аммонийной вытяжке металлы ранжируются
следующим образом: 1) Mn, Cd – 60-70%; 2) Со, Zn – 30-40%; 3)
Fe, Ni, Pb, Cu – 15-25%; 4) Cr - < 10%. Самыми подвижными
элементами являются Mn, Cd. Железо также оказывается в одной
группе с Ni, Pb и Cu. Дифференциация форм ТМ, извлекаемых
ацетатно-аммонийной вытяжкой, очевидно, определяется
растворимостью их карбонатов, которая различается более
существенно.
Отложения городских сточных
вод в р. Селенга
выше У-Удэ
1-0,25
0,25-0,05
III
0,05-0,01
0,01-0,005
II
0,005-0,001
<0,001
I
0%
III
II
I
ГОС
20%
40%
60%
80%
100%
Геохимия отложений на разных участках реки
На рис. представлены содержания элементов в отложениях нормированные к
содержанию кларков коры континентов: 1 –аллювий, 2- иловые отложения, 3 –
техногенные отложения в русле рек (Кк - коэффициент концентрации).
Концентрации литофильных и сидерофильных элементов Ba, Li, Zr, Co, V, Y, Yb,
Nb, Sr, Ni близки к кларкам, второй группы Ag, Cr, Mo, Pb, Sn, Cd, W, Sb повышаются, третьей группы -биофильные Mn, P, Zn, Cu заметно повышаются в
техногенных отложениях.
1
Кк
2
3
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Li
P
Sc
V
Ti
Y
Yb Pb
As
Sn Ag Sb
La
Mn Ni Zn
Cr
Ce W
Co Cu Ga Sr
Mo Cd Ba
Zr
Геохимия техногенных отложений в зоне воздействия отходов
горнодобывающего производства
Источником загрязнения вод р. Модонкуль является хвостохранилище закрытого
горнорудного предприятия Джидинский вольфрамо-молибденовый комбинат.
Сезонные стоки и эоловый снос с хвостохранилища характеризуются повышенным
содержанием элементов Zn, Pb, Cu и Cd, определяющие геохимическую
специализацию руд и отходов их переработки. В табл. приведены содержания
металлов, мг/кг, в донных отложениях сезонных стоков хвостохранилища и р.
Модонкуль (в числителе – минимальные и максимальные, в знаменателе – среднее,
в скобках- коэффициент вариации в % )
Пункт
отбора
проб
Zn
Pb
Cu
Cd
100 м
520-780
640(29)
230-650
480(36)
125-355
205(32)
0,5-2,9
1,7(23)
200 м
430-720
560(25)
170-567
356(34)
92-284
187(32)
0,5-2,4
1,3(23)
500 м
390-640
512(27)
92-260
168(35)
67-266
148(38)
0,32-1,2
0,98(21)
р.Модонкуль
310-565
490(28)
81-142,6
122,4(34)
56-156,6
126,2(34)
0,16-0,98
0,52(22)
Геохимические ассоциации элементов в отложениях рек
бассейна Селенги
Показатели
Формула
геохимическо
й
ассоциации
Суммарный
показатель
загрязнения,
Zc
Система
Участки донных отложений
сравнен Иловые
Отложения в зоне Отложения в
ия
отложения в сброса сточных
зоне
русле рек
вод
поступления
стоков
горнодобывающ
его производства
Кларк
Cu2,6-Pb2,2коры
Zn1,8-P1,8контине Cr1,5-Mn1,1
нтов
−
8,4
Sn5,2-Cd5,1-Ag4,8Pb4,8- Cu4,2-Cr3,1Zn2,6
23,8
Zn7,0-Pb6,5- Cu5,4Cd 4,7- W3,5- Sb2,7Mo2,5- As2,3
28,6
Выводы
1. Аллювиальные отложения рек бассейна Селенги и илы
наследуют их содержания в почвообразующих породах и в
наибольшей степени соответствуют содержаниям в верхней
континентальной коре.
2. Аллювиальные донные отложения не загрязнены тяжелыми
металлами, их средние содержания могут использоваться в
качестве фоновых.
3. В техногенных образованиях аккумулируются элементы,
показатели концентрации (Кк), которых могут достигать 2,28,2 единиц для Cu, Zn, Pb, Cd, Cr, Sb, Mn, As, Sn, Ag, W. При
этом минимальные значения Кк (около 1) характерны для
литофильных (Zr, Y, Li, Ba) и сидерофильных (Sc, Ti)
элементов.