Geum.ru
   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии

Геохимия донных отложений малых континентальных озер Сибири

Автореферат докторской диссертации по геологии-минералогии

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
 

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Положение 1. Минеральный и химический состав донных отложений малых континентальных озер Сибири унаследован от почв и пород их водосборных площадей. Уровень концентрации радионуклидов, РЗЭ, микроэлементов (за исключением стронция, урана и кадмия) в донных осадках контролируется количеством обломочной фракции. Содержания изученных элементов в донных терригенных отложениях малых континентальных озер Сибири могут быть использованы как базовые реперы регионального геохимического фона: в мг/кг Li- 21; Be- 1,4; V- 61; Cr- 53; Мп - 443; Со - 10; Ni- 28; Си - 22; In- 66; Sr-157; Cd- 0,14; Sb- 0,6; Ba- 405; РЗЭ - 149; Hg- 0,07; Pb- 20; Th- 7,0; U-3,1 и ?% масс: ?? -l,l;Mg- 0,7; К-2,1; Ti- 0,3; Fe- 1,7.


В результате геохимического изучения компонентов (вода, донный осадок, почвы водосборов) 164 озерных систем разных ландшафтных зон 7 регионов Сибири, установлен ряд локальных геохимических аномалий на общем фоне соответствия глобальному уровню содержаний изученных элементов.

По данным рентгенофазного, силикатного анализов и микроскопического изучения, ДО континентальных озер разделены на

TiO,+SiO,+AI,0,

органогенный тип осадка

терригенный

терригено-карбонатный

карбонатный

смешанный

терригено-органогенный

6 групп (рисунок 2):

терригенные (кварц-

полевошпатовые),

карбонатные,

сапропелевые

(органогенные),

терригенно-

бо уаа Vа карбонатные,

терригенно-органогенные, смешанные.

Рисунок 2. Диаграмма соотношения макроэлементов в минеральных типах ДО

СаО-СО:

???аа ОЗф СибИрИ.

12


Изучено соотношение основных катионов Ca-Na-K в ДО и ПВП озер в сравнении с основными осадочными породами (песчаниками, глинами, известняками и почвой континентов [Ярошевский, 2004] (рисунок 3). Отношение Na/K в ДО, в основном, постоянно на фоне изменения содержаний Са и, при этом, его величина соответствует значению в почве континентов.


 


Q ПОЧВЫ

0аа донный осадок

^основные осадочные

породы по РоноауА.Б.

1 - глины

2- песчаники

  1. - карбонаты
  2. эвапориты
  3. - почвы по Ярошевскому_А_А

Рисунок. 3. Диаграмма соотношения Ca-Na-K в ДО озер иПВП в сравнении с соотношением этих элементов в осадочных породах и почве

континентов [Ярошевский, 2004].


Статистическая обработка массива аналитических данных показала возможность сравнения выборок между собой. В результате кластерного анализа R-типа, который выявляет корреляционные связи между химическими элементами, выделялось три группы с отрицательным коэффициентом корреляции между ними. В первой представлены петрогенные окислы К20, А1203, Si02, FeO, составляющие терригенную часть донного осадка, и, в основном, все микроэлементы - клаустофилы. Вторая группа СаО, С02 - собственно карбонатная часть и U, Sr, Na, Mg и Mn - карбонатофилы; и к третьей группе относятся Н20, ППП - органогенная составляющая осадка и связанный с ними Cd - органофилы.

В последние десятилетия происходит активное использование геохимических индексов при определении генезиса осадочных толщ [Юдович, 2000; Маслов, 2009 и др.]. Значения индексов V/Cr и Ni/Co в исследуемых ДО и ПВП озер равны 10,2 и 2,50,2 соответственно и

13


отвечают восстановительным или закисным условиям.

Для ДО с терригенным и карбонатным типом илов значение гидролизатного модуля (ГМ) в среднем равное 0,24 с вариациями от 0,05 до 0,31, свидетельствует о преобладании в терригенной составляющей осадка кварца. Для всех других выделенных минеральных типов ДО озер ГМ меняется от 0,25 до 0,51, что указывает на значительную примесь полевых шпатов. Высокие значения модуля нормированной щелочности (НКМ) для карбонатных пород (НКМ>1) свидетельствует о засоленности осадков. Это подтверждается рентгеноструктурным анализом: в примесях присутствуют галит, тенардит, гипс, которые являются основными носителями щелочных металлов. На их фоне резко обособились карбонатные осадки пресных озер, со значением НКМ около 0,5. Низкие значения НКМ (около 0,15) в сапропелевых отложениях подчеркивают отсутствие полевых шпатов в данном типе, что соответствует данным рентгеноструктурного анализа. Сравнительный анализ литохимических модулей в различных минеральных типах ДО озер Сибири показал, что осадки представлены, в основном, алевропелитовым материалом с примесью карбонатов и существует унаследованность отношений элементов в ДО от ПВП.

Рисунок 4. Усредненные содержание U(Ra),Th (в мг/кг) и К (%) в ДО и ПВП озер из различных ландшафтных зон Сибири.

14

Сопоставление средних содержаний естественных радионуклидов в ДО и ПВП малых континентальных озер Сибири по разным ландшафтным зонам показало, что минимальные содержания Th, U, К приурочены к ЯНАО (лесо-тундровый ландшафт), а максимальные - к территории Байкальского региона (горно-таежный и степной ландшафты) (таблица 1, вклейка 1). Полученные величины хорошо согласуются с литературными данными по значениям естественной радиоактивности пород [Геологический .., 1995]. Содержания Th в ДО озер, в целом, соответствуют данным по ПВП (рисунок 4). Содержания урана в ДО выше или равны содержаниям в ПВП этих озер, за редким исключением некоторых озер из степной и таежной зоны.


Таблица 1. различных регионов

ВКЛЕЙКА 1.

Средние содержания естественных радионуклидов и плотность загрязнения

ючвах их Сибири

137Cs мКи/км (на 2000 год) в донных отложениях озер и почвах их водосборов в ландшафтных зонах из

Средние содержания элементов в ландшафтных зонах регионов Сибири

Кол-во проб

и,

мг/кг

Th, мг/кг

к,

%

Th/U

K/Th

137Cs

донные илы степной зоны Алтайского края

610

2,1*0,05 1,1-5,6

8,0*0,12 4,5-8,7

1,7*0,02 0,9-2,6

3,8

02

69 4-147

донные илы зоны ленточных боров Алтайского края

517

1,3*0,10 0,4-2,5

3,3*0,05 2,5-4,3

1,0*0,01 0,8-1,3

2,5

0,3

84 44-130

донные илы предгорной зоны Алтайского края

982

3,8*0,08 2,94,9

10,0*0,17 8,8-10,8

1,9*0,02 1,8-2,1

2,6

02

88 3-192

почвы степной зоны Алтайского края

980

1,6*0,08 0,7-2,4

6,6*0,08 4,5-8,6

1,9*0,02 1,6-2,2

4,1

0,3

39 3-98

почвы зоны ленточных боров Алтайского края

520

1,0*0,02 0,8-2,1

4,1*0,07

2,4-7,5

2,0*0,02 1,5-2,1

4,1

0,5

53 7-111

почвы предгорной зоны Алтайского края

1105

2,9*0,05 1,8-3,1

11,3*0,4 8,4-17,7

1,9*0,03 0,08-2,9

3,9

0,2

49 30-124

донные илы степной зоны Новосибирской области

339

2,0*0,06 0,8-2,5

6,0*02 1,7-9,8

1,3*0,04 0,2-1,7

3,0

0,2

88 0-206

донные илы зоны южной тайги Новосибирской области

253

2,9*0,10 1,4-5,0

4,5*020 2,8-7,8

1,0*0,02 0,6-1,4

1,6

0,2

138 78-226

почвы степной зоны Новосибирской области

81

2,0*0,01 1,7-2,5

6,5*0,02 5,0-8,2

1,7*0,01 1,4-1,8

3,3

0,3

53 43-89

почвы зоны южной тайги Новосибирской области

59

2,4*0,01 1,7-3,1

5,9*0,05 3,2-6,7

1,4*0,01 1,3-1,7

2,5

0,2

45 24-63

донные илы горно-степной зоны Республики Алтай

118

2,1*0,04 0,6-4,6

5,6*0,11 0,6-11,9

1,3*0,02 0,1-3,3

2,7

0,2

84 22-105

донные илы горно-таежной зоны Республики Алтай

143

2,8*0,10 0,8-8,8

7,0*0,13 4,4-9,5

1,5*0,03 0,8-2,0

2,5

0,2

141 56-192

почвы горно-степной зоны Республики Алтай

241

2,2*0,09 0,3-13,5

6,9*0,15 0,2-12,9

1,8*0,03 0,0-5,3

3,1

0,3

53 4-190

почва горно-таежной зоны Республики Алтай

220

1,9*0,05 0,5-6,4

5,6*0,04 0,2-13,0

1,5*0,02 0,0-3,1

2,9

0,3

74 21-123

донные илы горно-степной зоны Республики Тува

218

1,4*0,01 0,0-2,5

2,3*0,08 0,01-6,9

0,8*0,03 0,01-1,9

1,6

0,3

51

5-287

донные илы горно-таежной зоны Республики Тува

114

1,2*0,02 0,0-3,5

2,1*0,1 0,01-6,9

0,8*0,03 0,01-1,9

1,8

0,4

104 45-135

почвы горно-степной зоны Республики Тува

198

1,5*0,01 0,0-2,0

4,5*0,17 0,0-6

1,6*0,03 0,0-2,6

3,0

0,4

48 20-91

почвы горно-таежной зоны Республики Тува

121

1,6*0,03 0,0-2,4

4,6*0,12 0,0-5,2

1,7*0,01 0,0-2,3

2,9

0,4

50 28-76

донные илы степной зоны Байкальского региона

253

11,8

2,4-34

6J. 0,6-11,0

1 0,1-2,1

0,5

0,4

42 0-112

донные илы зоны тайги Байкальского региона

282

4,8-8,6

52 1,1-9,8

1А

0,3-2,4

4,4

0,2

123 63-167

почвы степной зоны Байкальского региона

119

2J) 1,4-2,8

8J 3,0-17,0

ЪА 1,3-2,7

4,4

0,2

43 6-121

почвы зоны тайги Байкальского региона

75

ЪА 1,8-2,8

М 6,8-10,0

1А 1,3-2,0

3,4

0,2

126 81-156

донные илы таежной зоны Якутии

86

1,7*0,1 0-9,3

4,6*0,2 1,5-8,6

1,1*0,08 0-22

2,7

02

12*2 0-32

почвы таежной зоны Якутии

191

1.5*0,06 0,4-3

5,4*02 1,7-8,1

1.8*0,04 1,4-2,1

3,6

0,3

21*3 3-25

донные илы лесо-тундровой зоны ЯНАО

332

1,4*0,07 0,0-7,2

3,4*0,1 0,01-13

0,5*0,03 0,01-1,5

2,4

0,2

42 0-89

почвы лесо-тундровой зоны ЯНАО

216

1,3*0,03 0,0-2,0

3,5*0,1 0,0-6

0.7*0,03 0,0-2,6

2,7

0,2

37 0-29

Усредненные значения по донным осадкам Сибири

3484

0,0-34

5J) 0,0-11,9

М

0,0-3,3

1J

0,2

65

3-287

Усредненные значения по почвам Сибири

3606

L2

0,0-13,5

6J) 0,0-17,7

0,0-5,3

3,2

0,3

59 0-190

Песчаники, кварцевые*

34

0,6

2,0

0,3

3,3

0,2

Карбонаты Сибирской плиты*

1,0

0,6

0,2

0,6

0,3

ессовидные суглинки*

134

2,4

7,7

1,7

3,2

0,2

Алевропелиты Западно-Сибироской плиты*

2,7

9,5

2,3

3,5

0,2

Песчаники Западно-Сибирской плиты*

193

1,30,1

4,80,2

2,080,08

3,7

0,4

Верхн. континентальная кора**

2,8

10,7

2,8

3,8

0,3

Почва континента**

1,5

6,5

1,4

4,3

0,2

Примечание: : Верхняя строка - среднее, 0,05 стандартная ошибка; нижняя - пределы содержаний; * [Гавшин, 1989]; ** - [Ярошевский, 2004]

  СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА  
 Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по геологии-минералогии