Южно-Гайское месторождение

На участке Южно-Гайского месторождения изрсзанность рельефа обусловила сложную ландшафтно-геохимическую обстановку (рисунок 5.3). От краевых приподнятых частей к центру депрессий происходит смена ландшафтов ортоэлювиальный-параэлювиальный-супераквальный.

В условиях ортоэлювиального ландшафта па молодой коре выветривания развиты щебневатые малосформированные разновидности чернозема. Содержание щебня в них резко возрастает сверху вниз. В минеральной части преобладают обломки коренных пород. Тонкодисперсная фракция представлена гидрослюдой. Характерно высокое содержание гидроокислов железа, обусловленное обилием пирита в подстилающих породах. Содержание гумуса в горизонте 0-10 см около 5 %, сверху вниз по профилю оно резко падает. Относительно высокая емкость поглощения почв (24-31 мг/экв на 100 г навески) обусловлена преимущественно органической частью, она же является активным агентом дальнейшего разрушения минеральной составляющей. В составе водных вытяжек преобладает сульфат-ион, что связано с прошлым уровнем стояния вод и влиянием колчеданных залежей. Величине рН-7 (рисунок 5.4).

Содержание рудных элементов в малосформированных почвах участка выше средних величин по району в несколько раз. Содержание молибдена превышает фон почти в 10 раз, что обусловлено составом исходных пород - кварцевыми порфиритами. Установлена высокая корреляционная связь рудных элементов в рассматриваемых почвах и коренных породах. В случае особо высоких содержаний элементов в исходных породах возможно снижение величин коэффициентов корреляции.

Расчет коэффициента К,., показал, с одной стороны, близость его к 1, а с другой, отсутствие четких закономерностей в распределении элементов по профилю (рисунок 5.4, разрез 1).

Рудные элементы большей частью прочно закреплены в компонентах коренных пород. С глинистыми минералами их связано до 30 %. Подвижная же часть ограничивается 10 % от их валового содержания (таблица 5.8). Основные доли подвижной и закрепленной частей рудных элементов обусловлены соединениями железа. Проверка корреляционной связи меди, цинка, кобальта с соединениями железа установила коэффициенты в пределах +0,445 - +0,910 при критическом 0,304. На долю органических соединений, солевых новообразований, почвенных растворов приходятся первые проценты подвижной части рудных элементов.

Параэлювиальный ландшафт на отлжениях мезокайнозоя занимает большую часть площади участка. Для него характерны черноземы южные в комплексе с солонцово-солончаковыми разностями (рисунок 5.4, разрез 4, 5). Почвам свойственен полноразвитый профиль.

Тонкообломочная фракция этих почв представлена кварцем (50%), полевыми шпатами (10 %). Среди терригенных минералов преобладают эпидот, ильменит. С глубиной доля устойчивых минералов уменьшается: ильменита в гор. А-6,5 %, в гор. С-1,5 %; циркона - 13,2 и 4,7 соответственно.

Доля неустойчивых минералов возрастает: эпидота в гор. А - 23,2 %, в гор С-30,6; граната-5,2 и 7,0 соответственно. В гор. С сохраняются такие минералы, как глауконит, хлорит. В тонкодисперсной фракции этих почв, как и на смежных территориях преобладает монтмориллонит (рисунок 5.6). Это подтверждается и данными силикатного анализа (отношение окиси кремния к полуторным окислам больше 4) и результатами исследований максимальной гигроскопичности (максимум поглощения влаги приходится на 1 -4 сутки).

Из новообразований особенно обильны гидроокислы железа и марганца. Формы их весьма разнообразны. Количество их с глубиной увеличивается. Следует также отметить криптокристаллический кальцит. Последний способствует коагуляции тонкодисперсной части. В отличие от ранее рассмотренных, в этих почвах установлены гипергенные рудные минералы (малахит), количество которых с глубиной увеличивается.

[ НП*|4

| НП‘|б | tint 17 [_nj« [ П4 |9 | П* |tO | Ct |ll

| Ct |l2 I Ct ]i3 I Ct |l4 | C* |is I c’ |l6 I C* |17 I—Lxn?J I- — *122

|«~~CI23 1/^,1» |* 127 ГгГг1ц | CD |29 I g 130 |.^]S1

i- ортоэлювиальные ландшафты на маломощном (o-sm) злюВио-делювии; типчакоВо-тырсовая степь на маломощных почвах; 2-ортозлювиальные ландшафты на злю-Вио -делювии (мощность о-юм) и коре Выветривания, типчак обо-ковылкобая степь на черноземах южных и солонцово-солончаковых; з- то же; степь на маломощных почвах; 1- нео-паразлювиа лькые ландшафты на четвертичных и палеогеново-неогеновых отложениях С мощность 5-го м); типчаково-ковылкобая степь на черноземах южных;

  • 5-то же с пятнами солонцово- солончаковых почв; 6-то же; типчаково-тырсовал степь на маломощных почвах; 7-то же; комплексная солонцовая степь на неполноразвитых почвах; в- поразлюбиальные ландшафты на юрских, палеоген-неогеновых и четвертичных отложениях (мощность долее гом); типчоково-ковылкоВая степь на черноземах южных; э-тоже; разнотравно-ковылкобая степь на черноземах южных; io-то же; комплексная солонцовая степь на черноземах южных и солонцово-солончаковых; н-супераквальные ландшафты долин ручьев, Временных водотоков на лугово-черноземных почвах; 12-тоже на луговых остепняющихся почвах; ю-тоже на наносных луговых солонцах и солончаках; м-тоже; разнотравно-злаковая степь с пятнами солонцеватой растительности на луговых солонцах и солончаках; is-то же; зланово - разнотравный луг на остепняющихся почвах; ю-то же на луговых черноземах, солонцах и солончаках; ю-тоже на овражно-балочных почвах; и-пес и кустарник; 13-аквальные ландшафты; 20-границы ландшафтов;
  • 21- границы почвенных разновидностей; гг-суглинки желто-бурые -(b-(h ; гз-гли-ны пестроцбетные -V/*; го-граволиты, пески-Рз; 25-алевриты, глины-h; 26-кора Выветривания -Тг; 27-липоритовые и липарито-дацитовые порфириты; 28-диабазы, диабазовые порфириты и габбро-диабазы; гз-погребенный рудный карст; зо-руды медные и медно- цинковые сплошные; 31- геологические границы; 32-ореолы типоморфного комплекса элементов { изовероятностных линиях;

Рисунок 5.3 - Ореолы типоморфного комплекса элементов в почвенном покрове Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

Соотношения по профилю почв устойчивых и неустойчивых минералов свидетельствуют о большей зрелости верхних горизонтов почв относительно нижних. Это же подтверждается и соотношением по профилю окиси кремния и полуторных окислов, которое уменьшается от 7,8 в гор. А до 6,3 в гор. С. Узкий предел колебания этой величины свидетельствует о слабом разложении алюмосиликатного ядра, сиаллитном типе выветривания. В гор. А накапливаются наиболее устойчивые окислы кремния (в гор.А-59,02 %, в гор. С - 46,92 %), титана (в гор.А-0,81 %,в гор. С - 0,70 %).

В процессе гипергенной переработки часть соединений приобретает большую подвижность. Так, окисление соединений железа приводит к накоплению его в различных формах в нижних горизонтах почвенного разреза (в гор. А-3,00, в гор.С -5,00 %) совместно с гидроокислами других элементов и глинистыми минералами (в данном случае монтмориллонитом). Глубже накапливаются элементы щелочноземельного и щелочного ряда: окислы кальция (в гор. А-3,18 %, в гор. С-12,93 %), окислы натрия (в гор. А-1,18 %, в гор.С-1,36 %) параллельно распределению карбонатов, сульфатов (в гор.А-0,08 %, в гор.С-0,46 %) и др. подвижных соединений (рисунок 5.4). Максимум содержания карбонатов - 13,19 % наблюдается на глубине около 200 см, гипс накапливается ниже. На глубине 80-90 см его 0,05 %, в материнской породе на глубине 500-510 см - 2,73 %. Связь между карбонатом кальция и гипсом обратная - 0,451 при критическом значении 0,349.

Карбонаты являются типоморфными для суглинков четвертичного возраста. В почвах на этих породах содержание их также высокое. Пути формирования карбонатов и их новообразований различны. Обсчет V показал, что величина отличия почв и почвообразующих пород суглинистого состава по этому компоненту равна 18,3 при критическом значении 3,8. Параллельно указанным компонентам pH среды возрастает от 7,2 на глубине 50-60 см до 7,7 в суглинках на глубине 500-510 НСО?5С15 см. Состав водных выявлен по профилю почв меняется от М 0,054-----------в

Са31 Mg^Naf, SO^jHCOhCli гор. А (2-10 см) до М 0,411 ---?--------- в материнской породе (500-510 см).

Af^27^^21 ^*^2

Наблюдается значительный рост величины плотного остатка и параллельно с ним -гипса. Коэффициент корреляции между ними составляет +0,648 при критическом значении 0,349.

В верхних горизонтах почв количество поглощенного кальция уменьшается, а магния растет. Суммарная емкость поглощения уменьшается сверху вниз. Для гумуса характерно резкое снижение содержания от 5,11 % в гор. А до 0,10 % в гор. С. Распределение рудных элементов, за исключением молибдена, по профилю стабильно (рисунок 5.4, разрез 4, 5). Содержание меди в гор. А - 5,6* 1О’3 %, в гор С - 4,5* 10'3 %, значение Кэа-1,1; цинка - 12,2* 10'3 %, 11,2* 1 О*3 %, 1,1; кобальта -1,8*10’3 %, 2,2*10’3 %,0,8; бария - 40*10'3 %, 60*10’3 %, 0,7; соответственно. Слабое накопление с органоминеральными комплексами в гор. А характерно для меди, цинка, свинца; с солями и новообразованиями, минеральными суспензиями в гор. С для кобальта, молибдена, бария. Проверка величины коэффициента корреляционной связи для свинца и гумуса, молибдена и гипса показала значения +0,801 и 0,557 соответственно, при критическом значении 0,349. Расчет кларков концентрации и рассеяния свидетельствует о том, что тенденцию к накоплению в этих почвах имеет только молибден (кларк +5,2). Проверка информативности почв по сравнению с подстилающими породами указывает, что они резко отличаются по молибдену. Величина т2 составляет для него 28,5 при критическом значении 3,8. Эта особенность объясняется повышенной засоленностью почв.

Анализ тонкодисперсной части почв показал, что в ней накапливается значительная доля элементов особенно меди, свинца. Отмеченная рядом исследователей четкая корреляция между распределением гумуса и рудных элементов, например кобальта в черноземах, не находит подтверждения на Южном Урале. В гумусовом горизонте содержание меди, кобальта и других элементов даже снижается. Возможно, оно обусловлено обменом металлов почвенного поглощающего комплекса на металлохелаты. Существенная связь цинка, кобальта и ряда других элементов с гумусом отрицается, как нашими исследованиями предыдущих лет по Северному Кавказу, так по Южному Уралу других авторов в последующие годы. Сказанное подтверждается и данными изучения подвижной части рудных элементов (таблица 5.9).

ПРОФИЛЬП

СОДЕРЖАНИЕ Ca.M9,Ne. НСО,. Се. S04 ВВОДНОЙ ВЫТЯЖКЕ

МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ. УДЕЛЬНЫЙ И ОБЪЕМНЫЙ ВЕС. С КВ А ЖНОС Т Ь, Г И Г РО 8 Л А Г А

Геохимическая характеристика почв Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

Рисунок 5.4 - Геохимическая характеристика почв Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

224

fM

профиль!

ПНМД U Ш 3»

С«ЫЖ» .<№.> « и г *с *

я «о м ас сс

гнгювлаг*. % м • » « >

R

90 м

МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ. УДЕЛЬНЫЙ И ОБЪЕМНЫЙ ВЕС. СКВАЖНОСТЬ. ГИГРОВЛАГА

Рисунок 5.5 - Геохимическая характеристика почв Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

Подвижная часть, переходящая в вытяжки преимущественно из--почвенных солевых органических гидроокислов

Закрепленная часть в остатке после вытяжек;

в тонкодис- в грубодисперсной Фракции лерснои фракции.

растворов, новообразований, соединений, железа .

Рисунок 5.6 - Распределение меди в основных компонентах почв Южно-Гайского медноколчеданного месторождения в % от валового содержания

226

Таблица 5.8 - Распределение меди и молибдена в основных компонентах малосформированных почв (разрез 1) в условиях ортоэлювиального ландшафта на участке Южно-Гайского месторождения, % от валового содержания

Элемент

Г оризонт

Глубина

см

Валовое содержание в исходной пробе, 10'3%

Подвижная часть, переходящая в вытяжки преимущественно из:

Закрепленная часть в остатке после вытяжек

Почвенных растворов

Солевых новообразований

Органических соединений

Г идроокислов железа

В тонкодисперсной фракции

В грубодисперсной фракции

Медь

Л

0-12

11,4

?

0,4

1,2

5,4

20,0

73,0

С

22-35

4,5

0,1

1,5

1,4

8,7

32,5

55,8

Молибден

А

0-12

1,0

-

0.5

-

-

12,9

86,6

С

22-35

1,5

0,0*

0,3

-

0,2

10,4

89,1

?Здесь и далее знак «-» обозначает отсутствие данных. «0.0» - выход элемента в раствор ниже 0.1%

Таблица 5.9 - Распределение меди и молибдена в основных компонентах черноземов южных карбонатных (разрез 9) в условиях параэлювиального ландшафта на участке Южно-Гайского месторождения, % от валового содержания

Элемент

Горизонт

Глубина см

Валовое содержание в исходной пробе, 10’3%

Подвижная часть, переходящая в вытяжки преимущественно из:

Закрепленная часть в остатке после вытяжек

Почвенных растворов

Солевых новообразований

Органических соединений

Г идроокислов железа

В тонкодисперсной фракции

В грубодисперсной фракции

Медь

А

8-18

5,6

0,2

0,2

0,6

5,0

36,4

57,6

В

40-50

7,0

0,1

0,0

0,7

5,4

25,4

73,4

С

170-180

5,4

0,1

0,2

0,5

5,4

32,5

61,3

Молибден

А

8-18

0,05

0,4

5,7

2,8

9,1

-

82,0

В

40-50

0,05

-

-

-

-

-

-

С

120-180

0,30

0,9

4,0

4,0

18,6

-

72,6

Широкое развитие в условиях параэлювиального и сопряженных с ним ландшафтов получает солонцевато-солончаковатые почвы (рисунок 5.3, 5.4). В тонкодисперсной части этих почв также преобладает монтмориллонит. Содержание солей в водных вытяжках достигает 2 %. Величина pH > 7. Как в целом по региону, так и на участках месторождений среднее содержание рудных элементов в этих почвах повышено. По профилю, в отличие от других разностей почв, намечается более четкая дифференциация. Кларки концентраций в гор. В достигают у меди +2,5; цинка +2,1, свинца +2,0, кобальта +2,7, молибдена +3,5; в гор. С эти величины повышаются у меди до +6,0, цинка +5,7, молибдена +6,0 и т.д., благодаря воздействию минерализованных вод снизу.

Супсраквальный ландшафт свойственен центральной и юго-восточной частям участка. Наибольший интерес представляет район Купоросного озера (рисунок 5.3, 5.4, разрез 8). Несмотря на близость к поверхности грунтовой воды, сплошного заболачивания на данном участке не произошло. Почвенный и растительный покровы его весьма сложны. Почвы луговые и лугово-болотные имеют малую мощность, развиты на намытых глинах и песках. Представлены они торфяно-иловатым материалом, с обилием переплетенных корней древесной и остатков травянистой растительности. Вся масса пропитана гипсом. Величина pH почв снижается до 2. В этих условиях медь и другие рудные элементы нс создают значительных концентраций и мигрируют дальше. В почвенном покрове вблизи озера и на его берегах повсеместно распространены ярко-желтые и красно-бурые корочки сульфатных солей и квасцов, а также скопления гелеобразных окислов железа, алюминия, марганца. Сопоставление результатов анализов водных вытяжек из этих новообразований (таблица 5.10) с составом вод озера и скв. 15 позволяет судить о близости их состава и генезиса. Слабосвязанныс соединения хлоридов натрия и кальция легко переходят в водную вытяжку. Аналогично ведут себя медь, цинк. Несколько труднее переходят в вытяжку молибден и кобальт. Прочно связаны и с трудом переходят в вытяжку соединения железа, а также свинца и бария.

Но мерс удаления от озера почвы в долине ручья продолжают -сохранять солончаковый профиль. Сопоставление состава водных вытяжек новообразований (таблица 5.10, 5.11) в районе озера и в долине ручья (па расстоянии 300 м от озера) позволяет сделать вывод о том, что количественная и качественная характеристики их близки. Несколько снижается количество плотного остатка. Благодаря облегчению механического состава, соединения железа связываются менее прочно и легче переходят в водную вытяжку. При обработке рассматриваемых почв щелочами в раствор переходит значительная часть сульфатов и хлоридов калия. Анализы кислотных вытяжек показали, что с труднорастворимыми соединениями сульфатов (1,291 %) и гидроокислов железа (окиси железа -0,50 %, закиси железа - 6,08 % связана большая часть меди - 18* 10’3 % и цинка - 3*1О'3%, прочно связан барий, слабо - кобальт, молибден).

Почвы но долине, как и в районе озера, имеют признаки ныне остепняющихся. Образовались они на аллювиальных отложениях и на отложениях смешанного генезиса - делювиально-алювиальных (разрез 8 в 600 м ниже озера). Характерным в них является обилие бурожелезняковых образований в виде бобовин, линзочек и т.п., обусловленных привносом железа подпитывающими их транзитными водами.

Состав водной вытяжки этих почв меняется от М 0,086 ----------в

Са24 Mg^Na2

А . Cl34S0*sHC0?

гор. А до М---------- в гор. С.

Содержание гумуса высокое в гор. А - 7,81 %, в гор. С - 0,86 %. Реакция среды кислая - от 6,4 до 4.8. Механический состав не выдержан по профилю. На глубине 85-95 см фракция 0,05-0,25 мм составляет - 41,4 %, а несколько глубже - 13,1 %. Гигровлага меняется от 5,4 % в гор. А до 1,0 % в гор. С (рисунок 5.4). Среднее содержание рудных элементов в луговых почвах региона: меди - 7,0, цинка - 6,0,свинца -2,0, бария - 50,0, кобальта-2,0, молибдена - 0,2* IO’3 %. В почвах участка повышено содержание свинца, кобальта, молибдена и, особенно, цинка в 20 и меди - 50 раз. Коэффициенты корреляции между медью и цинком равны +0,787, при критическом значении 0,349. При общей высокой степени связи меди и цинка в почвах, по отдельным компонентам распределение этих элементов различно. Так, в глинистых минералах цинк адсорбируется менее прочно, чем медь и легко вытесняется. Этим следует объяснить довольно равномерное распределение цинка в различных фракциях почв Южного Урала. В рассматриваемых почвах максимальная концентрация элементов отмечается на глубине 140-160 см. Здесь кларк концентрации достигает у меди +66,0, цинка +14,0, кобальта +7,2. Повышенное содержание перечисленных элементов, видимо, обусловлено подпитыванием грунтовых вод, несущих эти элементы, а также внутрипочвенным испарением. Естественно, что элювиальноаккумулятивные коэффициенты верхних горизонтов почв в этих условиях будут меньше 1 и составляют для меди - 0,4, цинка - 0,3, кобальта - 0,2.

В легкорастворимых соединениях почв находится до 2-3 % подвижной меди (гор. А). Анализ вытяжек в рядом расположенном раз. 9 в условиях параэлювиального ландшафта не выявил меди, связанной с почвенными растворами. Разложение части солей, преимущественно гипса, обусловило переход в вытяжку до 6,0 % подвижной меди (таблица 5.12). В нижних горизонтах почв параллельно уменьшению содержания указанных соединений выход подвижной меди существенно снижается.

Изучение труднорастворимых солей почв показало близкие результаты. Из почв гор. А в вытяжку перешло 6,2 % подвижной меди, гор. С-3,1 %. Аналогичные денные подучены по цинку - 11,1 и 8,3, кобальту -17,6 и 9,3 %. Выход свинца крайне ограничен в гор. А -0,1 %,в гор. С - 0,2 %. Данная вытяжка является более жесткой, чем ранее рассмотренная.

С органическими соединениями связано в гор. А до 12,3 % подвижной меди, что свидетельствует о значительной роли биологического кругооборота в этих условиях.

Таблица 5.10 - Химический состав водной вытяжки из солевых выцветов на поверхности рыхлых отложений вблизи Купоросного озера участка Южно-Гайского месторождения

Содержание

Na*1 + «+1

Са*2

Мд*2

Fek2

IlCOl1

Cl*1

5O|2

АЬО3

Сухой остаток

pH

Содержание мг/л

Си*2

Zn*2

В мг/экв. На 100

г. породы

20,660

11,63 0

3,480

0,150

0,007

н/обн.

8,580

27,410

8,900

-

-

-

-

В % от высушенной при 110° навески

0,475

0,233

0,042

0,004

0,001

-

0,300

1,278

0,240

2,367

3,0

0,3

0,5

Таблица 5.11 - Химический состав водной вытяжки из солевых выцветов на поверхности рыхлых отложений

долины Купоросного ручья участка Южно-Гайского месторождения

Содержание

К2О

Са*2

Мд*2

Fe*2

Fe*2

MnO

wcoj1

Cl*1

Сухой остаток

pH

Си*2

РЬ*2

Zn*2

Мо :

Л$*3

В мг/экв. На

100 г. породы

0,015

8,510

1,730

-

-

н/обн

23,710

17,9 00

-

-

-

-

-

-

-

В % от высушенной при 110° С навески

  • 0,000
  • 7

0,170

0,021

0,210

0,200

0,182

-

0,829

0,86 0

1,541

2,0

0,007

0.00004

0,004

0,0001

н/обн

232

Таблица 5.12 - Распределение меди и молибдена в основных компонентах лугово-солончаковых почв (разрез 8) в условиях супсраквального ландшафта на участке Южно-Гайского месторождения, % от валового содержания

Элемент

I оризонт

Глубина см

Валовое содержание в исходной пробе, 10'3%

Подвижная часть, переходящая в вытяжки преимущественно из:

Закрепленная часть в остатке после вытяжек

Почвенных растворов

Солевых новообразований

Органических соединений

Г идроокислов железа

В тонкодисперсной фракции

В груболисперсной фракции

Медь

А

22-32

160,0

2,3

6,0

12,3

20,1

26,0

33,3

С

140-150

310,0

0,1

0,1

1,0

12,5

12,8

74,5

Молибден

А

22-32

0,45

-

2,6

2,6

-

49,1

45,7

С

140-150

0,05

-

-

6,0

8,9

29,9

65,2

233

Таблица 5.13 - Параметры распределения элементов в почвенном покрове Южно-Гайского месторождения, 10’'%

Элементы

Сф

с.

с2

С3

б

Медь

4,2

5,8

8,0

11,0

1,4

Цинк

4,8

7,1

11,0

17,0

1,5

Свинец

1,6

2,2

2,8

3,6

1,3

Барий

30,0

39,0

50,0

66,0

1,3

Кобальт

1,4

1,8

2,4

3,4

1,3

Молибден

0,1

0,1

0,3

0,4

1,2

х/ в горизонте А

234

Таблица 5.14 - Основные характеристики геохимических ореолов в почвенном покрове Южно-Гайского месторождения

Наименование

Един.

изм.

Медь

Цинк

Свинец

Барий

Мышьяк

Серебро

Кобальт

Молибден

Максимальное аномальное содержание

1O’J%

400

100

15

200

30

0,4

10

0,8

Коэффициент аномальности

-

95,2

21,0

9,3

6,6

-

-

7,0

6,6

Площадь ореола на уровне минимально-аномального содержания

2 м"

3124000

2462000

2701000

2282000

30000

1641000

1693000

1680000

Продуктивность

м2%

7230

5190

1907

18538

900

49

1029

213

Мощность ореола на уровне минимально-аномального содержания

м

1

1

1

1

1

1

1

1

Запасы

т

55

66

23

384

12

0,64

13

3

235

А 2-10 см

Проба 719

  • 128
  • 720 м

В 50-60 см

Проба 720

722м

ВС 140-150 см

Проба 722

С 500-510 см

Проба 725

Рисунок 5.7 - Термограммы и элсктронномикроскопичсскис снимки тонкодисперсной фракции черноземов южных карбонатных слабосолонцеватых среднемощпых, тяжелосуглинистых на четвертичных желто-бурых карбонатных глинах на участке Южно-Гайского месторождения.

Для меди характерны хелатные весьма устойчивые соединения. Согласно исследованиям других авторов ряд устойчивости хелатных соединений представлен Си > Со = Zn. Доля подвижной меди, перешедшей в раствор из свободных гидроокислов железа, в гор. А-20,1, в гор. С - 5,7 %.

Общее количество подвижной части меди достигает в гор. А 40,7 %, снижаясь в гор. С до 6,9 %. Наиболее легкоизвлекаемые формы меди привнесены в гор. А поверхностными водами. Более прочно закрепленные формы (преимущественно в гидроокислах железа и глинистых минералах в гор. С) привнесены подземными водами.

Определение параметров распределения рудных элементов в почвах участка в целом (таблица 5.13) показало, что они существенно превышают как кларки почв, так и средние величины по району.

Поток элементов типоморфного комплекса в отложениях мезокайнозоя, описанный выше, "просвечивает" в почвенном покрове участка в трех местах: вблизи рудной залежи северной границы участка и в районе Купоросного озера (рисунки 5.3, 5.5). В районе рудной залежи ореолы рудных элементов смещены на восток и юго-восток. Менее всего смещены ореолы цинка и бария. Малое смещение ореолов цинка обусловлено фиксацией элемента в условиях карбонатного фона. Для бария характерна связь с малоподвижными гипогенными минералами. Ореол элементов у северной границы участка является окончанием субмеридионального потока с Гайского месторождения, протяженностью около 2000 м. Ореол в районе Купоросного озера является следствием выклинивания погребенного потока в рыхлой толще. Морфология его в почвенном покрове сложная и обусловлена местной гидросетью.

Ореолы всех элементов в основном повторяют друг друга. Характерным является образование отрицательных ореолов меди и молибдена. Отрицательный ореол меди детально описан нами в районе 45-49 профиля рудной залежи. Здесь на фоне высококонтрастных ореолов цинка и других элементов типоморфного комплекса ореолов меди не зафиксировано.

Это объясняется высокой миграционной способностью этого элемента в условиях воздействия сильнокислых вод. Отрицательный ореол молибдена установлен в районе Купоросного озера (рисунок 5.5). Он повторяет конфигурацию местной дренажной сети, по которой сбрасываются кислые воды. В силу малой подвижности в кислой среде молибден образует кольцевой ореол за пределами долины. Сверху вниз по профилю почв, по мере приближения к зеркалу подземных вод (2 м), содержание молибдена снижается в 4-5 раз. Содержание меди, цинка, кобальта по профилю почв в пределах всех вышерассмотренных ореолов нарастает сверху вниз. Почвообразовательные процессы в условиях высоких концентраций рудных элементов в почвообразующих породах не приводят к их существенному перераспределению. Стабильностью в распределении по профилю характеризуются свинец и барий.

Сведения о параметрах ореолов в почвенном покрове участка приведены в таблице 5.14. Судя по ним высококонтрастные ореолы создают только медь и цинк. В целом контрастность ореолов в почвенном покрове значительно ниже, чем в коре выветривания и, особенно, в отложениях мезокайнозоя. Площади ореолов в почвенном покрове больше, чем в породах палеозоя, но меньше, чем в корах выветривания и отложениях мезокайнозоя. Максимальные по площади ореолы развиты в районе Купоросного озера. Соотношение площадей ореолов в районе Купоросного озера и рудной залежи колеблется в пределах 3-15. Соотношение между площадями ореолов отдельных элементов свидетельствует о максимальных размерах ореолов меди, цинка, свинца и минимальных - бария, молибдена, кобальта, т.е. ранее установленная закономерность горизонтальной зональности элементов сохраняется и в почвенном покрове. Запасы элементов в почвенном покрове, в силу ограниченного объема этой среды, существенно уступают запасам в подстилающей коре выветривания и отложениях мезокайнозоя.

В почвенном растворе содержание рудных элементов в условиях элювиальных ландшафтов ограничено десятыми долями процента. В условиях супсраквального ландшафта, в силу непрерывного притока вод, несущих рудные элементы, концентрация их повышается. Находятся они в форме анионов и катионов, диссоциированных молекул оснований, в комплексных и органоминеральных соединениях хелатного типа.

С солевыми новообразованиями связаны первые проценты подвижной части и до 30 % прочно связанной части рудных элементов. Захват рудных элементов обусловлен как коллоидальными и метасоматическими процессами в случае карбонатов, так и процессами кристаллизации из водноионной среды - в случае гипса.

Более 10 % от валового содержания принадлежит подвижной части рудных элементов, сконцентрированных в органических (органоминсральных) соединениях. С учетом прочносвязанной части, эта доля возрастает до 20 %. Связь с органическими кислотами имеет преимущественно хелатный характер. К таким элементам в первую очередь относится медь. Для молибдена свойственно образование комплексов с многоосновными кислотами.

В гидроокислах металлов сосредоточено до 20 % подвижной и до 40 % прочносвязанной части рудных элементов от валового содержания. Нераскристаллизованными коллоидальными формами гидроокислов железа, марганца, алюминия обусловлена наиболее активная сорбция рудных элементов. В сравнении с соединениями железа коллоидальные осадки марганца обладают удвоенной емкостью. Причины накопления марганца в почвах рассмотрены нами ранее.

Активную связь рудных элементов с гидроокислами следует объяснить не только сорбцией, но и совместным соосаждением и переходом в необменное состояние в результате хемосорбции, благодаря близости геохимической обстановки выпадения гидроокислов и рудных элементов. Высокую емкость рассматриваемых компонентов почв следует объяснить тем, что все частицы почв обволакиваются пленкой органических, органоминсральных и минеральных соединений, содержащих до 65 % окислов железа.

О высокой степени связи химических элементов с тонкодисперсной фракцией рыхлых отложений свидетельствуют исследования многих авторов.

Наши исследования показали, что с ней связано от 10 % до 75 % элементов, нарастая от каолинитов через гидрослюды к монтмориллонитам. Последнее согласуется с рядом, полученным в результате экспериментальных исследований.

Грубодисперсная часть почв, после проведения серии селективных вытяжек, имеет весьма пестрый состав. Сюда входят неразложившиеся минеральные и органические соединения, нсдиспсргированиая часть глинистых минералов, группа рудных и породообразующих аутигенных и гипогенных минералов. Доля рудных элементов, закрепленных в этой части почв, по мере перехода от элювиальных к супераквальным ландшафтам, уменьшается от 80 % до 30 %. Существенная доля рудных элементов, связанных с этими компонентами почв, обусловлена минералами группы железа, а также карбонатами (малахит) и ряда других. На долю породообразующих минералов остается незначительная часть рудных элементов.

Сопоставление баланса рудных элементов в почвах различных элементарных ландшафтов свидетельствует о несущественном его различии между орто- и параэлювиальным и существенным - между ними и супераквальным ландшафтом.

Минералогические и геохимические преобразования почвенного покрова в пределах Южно-Гайского месторождения наложили значительный отпечаток на его морфологию. Изменения, наступившие в условиях супераквального ландшафта, описаны выше.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >