3 роки тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

Сортировка водными потоками обломков имеет важное значение для перераспределения рас­сеянных металлов. Разные мине­ралы являются носителями опре­деленных рассеянных химических элементов. Поэтому накопление одних минералов сопровождается увеличением содержания некото­рых металлов, а накопление других будет вызывать уменьшение содержания этих металлов.

Рыхлые отложения, залегающие на поверхности суши, имеют осо­бенно важное значение для геохи­мии биосферы, так как на этих отложениях формируются почвы. Рассеянные металлы из этих отло­жений попадают в почвы, а от­туда — в растения, животных и в организм человека. Есть ли закономерности, обусловливаю­щие распределение и содержание рассеянных металлов в рыхлом покрове суши? Автор многие го­ды занимался этой проблемой. Результаты исследований, про­веденных во многих районах нашей страны и за рубежом, позволяют наметить основные закономерности.

Каждый минерал — это не толь­ко природное химическое соеди­нение, но и носитель рассеянных элементов. Поэтому определен­ные группы минералов характери­зуются закономерным «набо­ром» рассеянных металлов. Спе­циальными методами можно от­делить глинистые минералы от обломочных. Эти последние, в свою очередь, можно разде­лить по удельному весу и проана­лизировать.

Если обломочную часть отло­жений, полностью освобожден­ную от глинистых минералов, высыпать в бремоформ (жидкость с удельным весом 2,9), то тяже­лые минералы опустятся на дно, а более легкие всплывут на по­верхность. Таким образом, все обломочные минералы разделя­ются на тяжелую и легкую фрак­ции. Тяжелая фракция состоит преимущественно из силикатов, в состав которых входят железо и магний. Это роговые обманки, пироксены, гранаты, слюды, эпидоты и пр. Кроме того, присут­ствуют оксиды железа, титана, циркония, апатит и некоторые другие минералы. Легкая фракция сложена главным образом облом­ками кварца и полевых шпатов. Эти минералы можно под микро­скопом раздельно проанализиро­вать.

Как видно из данных табл. 3, рассеянные металлы распределя­ются неравномерно по составным частям рыхлых отложений — почвообразующих пород Русской равнины. Циркония и титана очень много среди тяжелых обломочных минералов (с удельным весом больше 2,9). Эти элементы не только присутствуют в виде при­меси в главных минералах (слю­дах, роговых обманках, пироксенах), но также встречаются в виде самостоятельных минералов: ильменита (FeTiO3), рутила (ТiO2), циркона (ZrSiO4). Много среди тяжелых обломочных мине­ралов марганца и свинца.

В легких обломочных минералах рассеянных металлов значи­тельно меньше, тем не менее очень мелкие включения тяжелых минералов обусловливают при­сутствие относительно значитель­ного количества марганца, тита­на, циркония. Присутствие свинца, как мы знаем, связано с изоморф­ной и неупорядоченной его при­месью в полевых шпатах, которые слагают основную массу легкой фракции. Наименьшее количество рассеянных металлов будет в об­ломочном кварце.

Во фракции частиц меньше 0,001 мм, сложенной в основном глинистыми минералами, рассеян­ных металлов больше, чем в квар­це и в легкой фракции. Это в зна­чительной мере связано с погло­щением рассеянных металлов высокодисперсными частицами. Кроме того, некоторые металлы входят в структуру глинистых минералов по законам изомор­физма. Так, например, галлий изоморфно замещает алюминий, и его содержание увеличивается по мере возрастания количества алюминия. В итоге в глинистой фракции в 10 раз больше рас­сеянных металлов, чем в кварце.

При изучении рассеянных химических элементов в поверх­ностных плейстоценовых отложе­ниях центральных районов евро­пейской части СССР автор обна­ружил, что содержание этих эле­ментов в песчаных отложениях значительно меньше, чем в гли­нистых. Объяснение заключается в следующем.

В процессе переноса водой обломочных продуктов вывет­ривания происходит их определен­ная сортировка, так (в силу своего веса) крупные обломки переносят­ся слабо, а мелкие частицы могут переноситься на довольно значи­тельные расстояния. В широких долинах крупных рек, текущих по обширным равнинам, осажда­ются мелкие обломочные частицы. Постепенно образуются крупные скопления песков. Если размывались сильно выветренные по­роды, в которых большая часть глубинных минералов разрушена, а сохранился лишь кварц, то в песчаных отложениях кварца содержится 80—90%. Если же размыву подвергались относитель­но свежие глубинные породы, то наряду с кварцем присутствуют обломки других породообразую­щих минералов: полевых шпатов, слюд и пр. На участках спокойного стояния воды — на поймах, в заво­дях — осаждаются высокодиспер­сные, главным образом, глинистые минералы.

В рыхлых отложениях, покры­вающих поверхность центральных районов европейской части СССР, мало минералов глубинных гор­ных пород (полевых шпатов, слюд, роговых обманок, пироксенов). Они были разрушены в процессе длительного выветривания. Так как тяжелые обломочные мине­ралы присутствуют в виде незна­чительной примеси, то содержащиеся в них рассеянные металлы не оказывают существенного влияния на общее количество этих металлов в отложениях. Главные составные части отложе­ний — кварцевые песчинки и гли­нистые минералы. Но в кварце содержатся небольшие количе­ства рассеянных металлов, а в гли­нистой массе — в 10 раз больше. Поэтому чем больше песка в отло­жениях, тем меньше в них рас­сеянных металлов, а с увеличени­ем глины возрастает содержание металлов. В среднем в суглинках больше марганца в 4 раза, вана­дия — в 3, меди и никеля и свин­ца — в 2,5 раза по сравнению с песчаными отложениями.

Но этим не ограничиваются за­кономерности распределения рас­сеянных элементов. Один и тот же минерал в разных геохимических провинциях имеет неодинаковое количество рассеянных металлов. Там, где породы обогащены свин­цом, его содержание в полевых шпатах больше, чем в других рай­онах.

То же самое относится и к другим минералам. Поэтому рых­лые покровные отложения, на которых формируются почвы, в разных районах различаются уровнями содержания рассеян­ных металлов. Это можно нагляд­но представить, рассчитав кларки концентрации металлов в покров­ных отложениях разных районов. Напомним, что кларк концентра­ции равен отношению элемента в данной породе к величине среднего содержания этого эле­мента в земной коре.

Изучая распределение рассеян­ных металлов в покровных отло­жениях Восточной Африки, автор обнаружил две большие провин­ции, в которых содержание металлов заметно отличается. Одна провинция охватывает значитель­ную часть Кении и северные райо­ны Танзании, другая — высокогор­ную часть Уганды, центральные и восточные районы Танзании. Это связано с тем, что покровные от­ложения в первой провинции образовались за счет переотложе­ния продуктов выветривания обильных вулканических лав, кото­рые изливались из глубоких разло­мов земной коры (рифтов). Эти лавы содержали повышенное ко­личество титана, ниобия, циркония, бериллия, свинца, некоторых дру­гих элементов. Это хорошо видно на рис. 2, где кривая кларков концентрации покровных суглин­ков этой провинции показана пунктиром. Покровные отложения второй провинции сформирова­лись из продуктов выветривания древних кристаллических пород, с меньшим содержанием метал­лов, которыми богаты вулкани­ческие лавы, но несколько больше никеля и хрома.

Кривые кларков концентрации покровных отложений Восточной Африки...

Кривые кларков концентрации покровных отложений Восточной Африки…

Геохимические, или, точнее, минералого-геохимические, про­винции почвообразующих пород существуют и в нашей стране. Покровные отложения Приуралья, образованные за счет смыва про­дуктов выветривания горных по­род Урала, содержат немного по­вышенные количества меди, ванадия, никеля, кобальта, хрома. Зато в ледниковых наносах, по­ступавших в центральные районы Русской равнины из области Ка­релии, Финляндии, Кольского по­луострова, больше свинца, цинка, циркония. На основании приведен­ных исследований автором выде­лено на территории европейской части СССР несколько провинций почвообразующих пород, которые различаются минералогическим составом и уровнями содержа­ния рассеянных металлов.