Растительная среда

Орский Урал

Месторождение Яман-Касы

Общий характер растительности площади исследования определяется положением в северной части степной зоны Урало-Сакмарского междуречья на границе с лесостепью. В пределах участка представлены следующие типы растительности: степной, лесной, кустарниковый и луговой.

Степной тип растительности Steppa. Сообщества степного типа растительности преобладают на исследованной площади, занимая платообразныс поверхности увалов, вершины сопок, мсжсопочныс понижения, склоны увалов и сопок, отчасти долины ручьев.

Основным типом зональных степей являются разпозравно-типчаково-ковыльные степи, флористической особенностью которых является участие в сложении отдельных сообществ, наряду с красным ковылем Stipa rubens и других мсзокссрофильных ковылей - Stipa pennata и S. Stcnophylla, более характерных для северных степей. Положение участка у южных границ лесостепи обусловливает большое участие в сложении сообществ также элементов лугово-степного разнотравья, общих с луговыми степями лесостепной зоны.

Песчаноковыльная формация Stipeta pennatae. Сообщества этой формации занимают небольшую площадь, встречаясь на нижних частях склонов увалов и террасах небольших ручьев на лугово-черноземных мощных почвах. Песчаноковыльные степи представляют мезофитный вариант степей на рассматриваемом участке. Для пссчаноковыльных степей характерны высокая видовая насыщенность и сложная синузиальная структура. Наиболее типичной ассоциацией является (разнотравно-вейниково-песчаноковыльная с мезофильными элементами). В отдельных сообществах этой ассоциации число видов достигает 70. Общее проективное покрытие травостоя составляет 95 %.

Тырсовая формация Stipeta capillatae представляет эдафичсский вариант зональных красноковыльных степей, замещая последние на черноземах обыкновенных маломощных. Тырсовые степи приурочены к более крутым склонам различных экспозиций, которых достигает не менее 15°. На исследованном участке степи занимают незначительную площадь, ограничиваясь распространением в пределах поля липарито-дацитовых порфиров.

Степномятликовая формация Poeta stepposa является весьма характерной для исследованного участка. Сообщества ее распространены в различных условиях, некоторые из которых приближены к плакорным. Последнее обстоятельство дает основание относить такие сообщества стспномятликовой формации категории коренных сообществ.

Сообщества степномятликовой формации приурочены к различным элементам рельефа и видам почв. Эго определяет их фитоценотическое разнообразие.

Группа ассоциаций мезофитноразнотравно-степномятликовая включает одну из наиболее распространенных ассоциаций красноковыльно-разнотравно-степномятликовую. Эта ассоциация приурочена к небольшим прогибам на платообразной поверхности увалов, к средним и нижним частям склонов увалов с черноземами обыкновенными среднемощными. Сообщества этой ассоциации отличаются высоким общим проективным покрытием травостоя (85 %), участием луговых эвримезофилов и луговостепных ксеромезофилов, представляющих различные биоморфы: Agropyron repens, Zerna inermis, Phleum phleoides, Achillea millefolium. Filipendula vulgaris, Libonotis montana, Rumex acetosa, Sanguisorba officinalis, степных мсзокссрофилов — Роа stepposa, являющегося эдификатором сообществ, Stipa rubens, Salvia stepposa. Весьма разнообразна и группа петрофилов, также представленная различными экобиоморфами: Helictotrichon desertorum, Onosma simplicissimum, Artemisia marschalliana, Centaurea sibirica и др.

Типчаковая формация Festuceta sulcatae является весьма характерной степной формацией в пределах исследованного массива. Она образует основные эдафические (петрофитные) варианты степной растительности, замещая зональные красноковыльные степи на маломощных почвах.

Типчаковые степи чрезвычайно разнообразны по своей экологии, фитоценотическому составу, структуре, генезису и динамическим особенностям.

Типчаковые степи в пределах рассматриваемой территории представляют наибольший интерес, так как в условиях сухостепного климата, близкого залегания коренных пород и неполного развития почвенного профиля растительность типчаковых степей находится почти в прямой зависимости от литологического состава отложений и, как показали наши исследования, является надежным индикатором многих горных пород.

Поля кислых и основных пород (липарито-дацитовых порфиров и диабазов) характеризуются определенными литологическими комплексами сообществ типчаковых степей. Наиболее ярко отличие последних появляется в составе доминантных видов сообществ, приуроченных непосредственно к выходам порфиров и диабазов.

Для липарито-дацитовых порфиров эколого-фитоцснотичсский ряд обществ представляется в следующем виде.

Наиболее устойчивыми сообществами типчаковых степей, которые можно рассматривать как климаксовые в биогеоценотическом смысле, являются разнотравно-степномятликово-типчаковые ассоциации со Stipa rubens.

К более щебенчатым маломощным черноземам приурочена ромашниково-мохнатогрудницсво-типчаковая ассоциация, в которой уменьшается число видов и снижается общее проективное покрытие травостоя. В ассоциации значительную роль играют пстрофильныс виды Zentaurea sibirica, Tanacetum millefolium и др.

Ряд пстрофитности заканчивает ассоциация мохнатогрудницсво-маршалловополынно-типчаковая (Festuca sulcata + Artemisia marschalina + Galatella villosa), очень близкая к предыдущей ассоциации и отличающаяся от последней высоким обилием и большим проективным покрытием Artemisia marschalliana, Onosma simplicissimum, Centaurea sibirica и др. Последние две ассоциации являются индикаторными для поля дацитовых, липаритовых и дацито-липаритовых порфиров.

Литологические комплексы сообществ, приуроченные к диабазам, отличаются более богатым видовым составом сообществ и мезофильным характером их травостоя, в особенности сообществ, приуроченных к пологим склонам с менее щебнистыми черноземами обыкновенными среднемощными и к различным логам с лугово-черноземными почвами. Основной ассоциацией является разнотравно-типчаковая (Festuca sulcata+ Herbae stepposae).

Лесной тип растительности Silvae. Леса занимают незначительную площадь (менее 5 %), встречаясь в более благоприятных условиях по режиму увлажнения — в долинах небольших ручьев, глубоких логах на выщелоченных черноземах, изредка на склонах на примитивных серых лесных почвах с неполным профилем на элювиоо-дслювии липаритодацитовых порфиров.

Преобладающей формацией являются осинники (Tremuleta), встречающиеся небольшими массивами—колками. Это порослевого происхождения древостои, иногда чистые, иногда с небольшой примесью березы.

Кустарниковый тип растительности Frutici. Виды кустарников, являющихся цснозообразоватслями на исследованном участке, немногочисленны. По экологическим особенностям видов-ценозообразователей заросли кустарников подразделяются на 3 группы.

  • 1. Заросли, образованные мезокссрофильными и ксерофильными видами степных кустарников: Amygdalus папа, Caragana frutex, Spiraea crenata, S. hypericifolia. Заросли из Amygdalus папа, Caraganc frutex. Spiraea crenata встречаются по неглубоким эрозионным ложбинам и в нижней части склонов увалов на черноземах обыкновенных среднемошных.
  • 2. Заросли, образованные мезофильным видом Rosa cinnamomea с иримесыо Cerasus fruticosa и др. Такие заросли изредка встречаются в широких ложбинах с лугово-черноземными почвами. В таких зарослях большой удельный вес в травостое приходится на долю мезофильных злаков и разнотравья: Alopecurus pralensis, Agropyron repens, angustifolia, Plantago, maxima, Sanguisorba officinalis.
  • 3. Ограниченное распространение имеют ивняки, приуроченные к сильно увлажненным глубоким депрессиям. Ценозообразавателем является Salix aiirita с незначительной примесью Salix phylicifolia, Salix rossica. Этим зарослям сопутствуют гигрофильные виды: Filipendula ulmaria, Lythrum salicaria. Lycopus exaltatus, Galium uliginosum, щгех gracilis и др.

Луговой тип растительности Praia. Луговая растительность приурочена к местообитаниям с наиболее благоприятным режимом увлажнения — пойме небольшого ручья и центральной части ложбины. Представлена настоящими полевицевыми лугами с большой видовой насыщенностью и высоким проективным покрытием (95 %). Основу травостоя образуют мезофильные виды: эдификатор Agrostis gigantea (сор2, 55 %), Agropyron repens, Zerna inermis, Alopecurus prawns и группа разнотравья: Leucanthemum vulgare, Trifolium repens. Lathyrus pralensis, Vicia cracca и др.

Прежде чем рассматривать уровень рассеяния рудных элементов Яман-Касинского месторождения, приведем данные по зольности растений.

В пределах одной биоклимадичсской зоны представители различных биоморф в порядке уменьшения зольности располагаются следующим образом: травы — кустарники — полукустарники — деревья.

В рассматриваемых условиях полукустарнички имеют зольность в 12—1,3 раза выше, чем кустарники (таблица 6.1). У одной и той же биоморфы зольность различных органов снижается от листьев к корням (таблица 62). Отмечается зависимость зольности от ландшафтно-геохимичссктзх условий, что проявляется в возрастании зольности в условиях рудного поля и супераквальных ландшафтов соответственно в 13—1,5 раза. Так, зольность листьев деревьев (осины) в супераквальных ландшафтах составляет 6,4 %, а в зрапсфгоэзиовиальных ландшафтах — 4,08 %. Зольность стеблей и листьев у вероники седой (Veronica incana) в условиях рудного поля составляет соответственно 6,04 и 10 %, а у травянистых растений, произрастающих в условиях нормального поля на диабазах, зольность соответственно равна 5,15 и 8,00 %. Зольность стеблей и листьев у Caragana frutex, произрастающей в контуре рудного тела,, соответственно составляет 6,46 и 9,41 %, что в 2,3 раза превышает -зольность стеблей и в 1,4 раза зольность листьев у кустарников, произрастающих в нормальном поле на диабазах. Зольность некоторых видов, в рассматриваемом случае у спиреи Spiraea crcnata, остается довольно постоянной.

Исследования содержания тяжелых металлов в растительном покрове Яман-Касинского медно-колчеданного месторождения (рисунок 6. Г) показали следующие результаты.

Наиболее контрастно (Ка = 9) биогеохимический ореол Си проявляется в ветвях всех опробованных кустарников: Сагадапа frutex, Cytisus ruthenicus, Spiraea hypericifolia, S. crenata и др. Ореолы Си в указанных растениях формируют три поля в западной, центральной и восточной частях участка. Ореольное поле на западе участка приурочено преимущественно к гидроморфному, частично ортоэлювиальному и трансортоэлювиальному ландшафтам. Размеры этого поля ореола 340x130 м; проведено оно по изоконцентрции 40x10 '%. Внутри поле осложнено изоконцентрацией 80x10'3 %. Ореол частично связан с аналогичным ореолом Си в верхних горизонтах пород палеозоя, а также иривпосом ее со стороны. Биогенная миграция обусловила более высокий уровень рассеяния Си в поле ореола. Основное ореольное поле Си приурочено к центральной рудоносной части участка. Оно расположено в контуре рудного тела и приблизительно 280

равно ему по площади. Однако в отличие от изомстричного контура последнего биогеохимический ореол Си имеет вытянутую (субмеридиональную) форму. Ореол развит в ортоэлювиальных и трансортоэлювиальных ландшафтах. Размеры ореола составляют 500x130 м. Строение ореола очень сложное. Ореол оконтурен по изоконцептрации 15x10'3 %. Большая часть площади ореола характеризуется аномальными содержаниями Си — 40-50хЮ'3%. Имеются отдельные ореолы с изоконцентрацией 100х10'3%. Пространственно рассматриваемый ореол совпадает с геохимическими ореолами в породах палеозоя, природных водах и почвах. В целом содержание Си в этом поле ореола соответствует ее содержанию в нижних горизонтах палеозоя. Вместе с тем в отдельных точках максимально-аномальные значения Си в ветвях кустарников превышают таковые в породах палеозоя, что обусловлено интенсивностью биогенной аккумуляции этого элемента.

Биогеохимический ореол Си четко выявляется и по листьям опробованных кустарников. Величина биогеохимического фона и аномальные содержания элементов в последних снижаются в 2,5 раза по сравнению с ветвями кустарников. Однако контрастность биогеохимического ореола Си, сопряженного с рудным телом, сохраняется прежней (Ка = 8,9).

В ветвях и листьях полукустарничков контрастность рассматриваемой части ореола снижается (Ка = 6,6 и 6); еще мснсс контрастно он проявляется в стеблях злаков (Ка = 4,5) и, наконец, в листьях злаков он становится слабым. Восточное поле ореола Си связано с тектонической зоной нарушения и соответствующим ей ореольным полем в породах палеозоя. Размеры поля составляют 300х40 м. Морфологически это более простое поле, оконтуренное изоконцентрацией 15-30x10‘3 %.

Биогеохимический ореол Zn также контрастно фиксируется в ветвях и листьях опробованных кустарников. Биогеохимический фон Zn в ветвях и листьях соответственно составляет 32,25 х! О’3 % и 24,9х 10‘3 %, т. е. находится в диапазоне фоновых содержаний, установленных для других районов.

Диапазон фонового содержания Zn в золе надземных частей растений составляет 0,005-0,5 %. Для большинства растений он близок к 0,02—0,2 %.

Ореолы Zn создают три поля: в западной, центральной и восточной частях участка. Ореольное поле Zn на западе участка не сплошное и представлено двумя группами ореолов — северной и западной. Приурочены они к трансортоэлювиально-аккумулятивным и гидроморфным ландшафтам. Размеры ореолов составляют 200х40 м (северная часть) и 130х 120 м (западная часть). Проведены они по изоконцентрации 60х103 %. Внутри каждое поле осложнено изоконцен грациями 100-150-200х10’3 %. Эти ipyinibi ореолов связаны с ореолами в породах палеозоя, формирующихся по зонам тектонических нарушений, а также обусловлены вторичными аккумулятивными ореолами в гидроморфных ландшафтах.

Центральное ореольное поле Zn охватывает контур рудного тела. Оно пространственно соответствует орсольным полям элемента в породах палеозоя, природных водах и почвах. Находится оно в условиях ортоэлювиалыюго ландшафта. Размеры данного поля достигают 650х350 м и до конца не прослежены. Ограничено поле, как и в первом случае, изокопцентрацией 60х 10’’%. Максимальные концентрации в ореоле составляют 100-200х 10'3%. По контрастности рассматриваемый ореол аналогичен предыдущему, Ка которого равен 9,3.

Восточный ореол Zn — наименьший по размерам — 300х 100 м. Он приурочен к трансортоэлювиальным ландшафтам на крутом склоне долины. Оконтуривастся также изоконцентрацией 5Ох1О‘3% и осложнен изоконцентрацией 300х 10’3%.

Уровень рассеяния Zn в биогеохимических ореолах превышает его содержание в верхних горизонтах пород палеозоя, но существенно ниже относительно их глубоких горизонтов.

Интенсивность проявления ореола Zn в листьях опробованных кустарников несколько слабее, чем в стеблях. Контрастность ореолов Zn в других видах растений такого же порядка или слабее, как например, в корнях Artemisia marschalliana и стеблях Festuca sulcata.

Ореолы Pb образуют сплошное поле, захватывающее восточную часть контура рудного тела и распространяющееся от последнего далее на восток. Приурочено оно к трансэлювиальному ландшафту. Размеры ореола составляют 400*200 м. Кроме основного ореольного поля, имеется несколько изолированных небольших ореолов РЬ, связанных также с контуром рудного тела или эндогенными ореолами в породах палеозоя, пробивающихся на поверхность по зонам тектонических нарушений. Размеры таких ореолов 60*20 м или немногим более. Ореольное поле оконтурено по изоконцентрации 20*10'%. Внутри поле осложнено высокоаномальными содержаниями, достигающими 100-150* 10’3%.

Содержание РЬ в биогеохимическом ореоле больше, чем содержания этого элемента в ореолах в породах палеозоя и почвенном покрове, и соответствует содержанию РЬ в руде, а в отдельных точках даже превышает последние. Высокие содержания РЬ в биогеохимическом ореоле обусловлены высокой концентрирующей способностью кустарников, имеющих глубоко проникающую корневую систему (в среднем - до 10-15 м) и интенсивно вовлекающих в биогенный цикл миграции многие химические элементы.

По контрастности рассмотренный биогеохимический ореол РЬ аналогичен ореолам Си и Zn (Ка = 9,6). Интенсивность биогеохимической аномалии в листьях кустарников несколько ниже (Ка = 7).

Ореолы Со отличаются топографическим своеобразием по сравнению с рассмотренными ореолами. Основные поля Со находятся на западе участка, что обусловлено развитием эндогенных ореолов Со в породах палеозоя вблизи корневой части ореольной зоны Яман-Касинского месторождения. Суммарные размеры двух ореольных полей Со составляют 460*440 м. Отмечается также изолированный мелкий ореол Со в контуре рудного тела.

Си

РЬ

Zn

Ba

  • 1 - 50х20’3 %; Со. Ag - 0,03* 10’3 %; РЬ - 30* 10 3 %;
  • 2 - биогеохимические ореолы Си. РЬ с содержанием 40-60* 10’3 %; Zn. Ba - 100-200* 103 %;

Со - 5* 10'3 %; Ag - 0,5* 10‘3 %;

  • 3 - биогеохимические ореолы Си с содержанием 80-100* 10‘3 %; Ва - 300* 10’3 %;
  • 4 - контур рудного тела;
  • 5 - бурая жслсзияковая зона;

Оэ - ортоэлювиальные ландшафты;

Ота - транс-ортоэлювиально-аккумулятивные ландшафты;

Г - гидроморфные ладшафты

Рисунок 6.1 - Биогеохимические ореолы рудных элементов Яман-Касинского месторождения

Таблица 6.1 - Зольность отдельных органов растений у различных жизненных форм, %

Opt ан роста им

К)с гарвтки

1кгтукусгарт втки

Итаки

Мнотихчнис травянистые растения

Дерена

Липарито-дацитовые порфиры

Стебли

3,89

338

5,42

4,92

-

Листья

7,19

9,89

83

10,8

4,08

Цветки

6X2

7,13

5,41

652

-

Плоды

3.96

-

-

725

-

Надемная часть вдетом

5,71

6,77

654

737

-

Диабазы

Стебли

2,77

4,89

5,97

5,15

1.7

Листья

6,70

65

7,1

8.0

6,4

Цветки

6.12

624

836

-

I Ькуты

3X5

7,46

-

Навели тая часть в целом

4,44

5,84

6,43

7,49

-

Таблица 6. 2 - Зольность некоторых видов растений, произрастающих над рудным полем, %

Вод растения

Кол-во проб

Корни.

X

Стебли.

X

Листья,

X

Caragana frutex

18

-

0,46

9,41

Spiraea crenata

14

-

1,94

646

Veronica incana

15

759

6,64

10,0

Ореол Со, как и все рассмотренные ранее ореолы, имеет сложное строение. Он оконтурен изоконцентрацией 0,5><10’3 %. Внутри ореола имеются изолинии 1,5-2x10’3 %. Максимальные концентрации в ореоле составляют 6-7х10'3 %, а в отдельных точках содержания достигают ЮхЮ’^.

Таким образом, максимальные содержания Со в биогеохимическом ореоле отражают содержание этого элемента в руде — 0,01 %.

Биогеохимическая аномалия над рудным телом характеризуется также аномальными содержаниями в ветвях кустарников ряда других химических элементов: Мо (Смакс = 1,0х10"3%), Sr (Смакс = ЗОО*1О’3%), Мп (Смакс = ЗООх 1О'3 %), Fe (Смакс = 2 %), Ti (Смакс = ЗООх 103 %), Ni (Смакс = 20х 10‘3%), Bi (Смакс = 0.2х10-3%).

В листьях все эти элементы, за исключением Bi, также имеют аномальные концентрации. Интенсивность проявления аномалий этих элементов меньшая, чем это характерно для аномалий, выявленных по содержанию элементов в ветвях. Однако в целом они все являются достаточно четкими, что свидетельствует о высокой индикационной значимости кустарников при биогеохимических поисках сульфидных месторождений в условиях разнотравно-типчаково-ковыльных степей.

Оценивая индикационную значимость полукустарничков, необходимо отметить следующее. Биогеохимические аномалии основных халькофильных элементов (Си, Pb, Zn), связанные с рудным телом, фиксируются всеми органами опробованных видов полукустарничков — Artemisia marschalliana и A. austriaca. Однако интенсивность проявления этих аномалий слабее, чем в ветвях и листьях кустарников. При этом в стеблях и листьях Artemisia marschalliana аномалии по Си и Zn значительно интенсивнее, чем в корнях, и немногим уступают интенсивности аномалий этих элементов, выявленных по содержанию в кустарниках.

Концентрации элементов-индикаторов в растительности высокие, что обусловлено интенсивностью биологического поглощения. Группа элементов, для которых Кбп>1, включает весь комплекс типоморфных элементов. Так, для стеблей Spiraea crenata характерен следующий ряд по величине Кбп, рассчитанных как отношение среднего содержания элемента в растении к среднему валовому содержанию в почвах: Zn 12,7 > Са 10,2 > Sr 7,9 > Си 7,2 > Мп 6,2 > Pb 5,4 > Мо 3,9 > Со 2,2 > Ni 2,1 > Ва 1,5 >Agl,4.

Проникновение корневых систем в среднем до глубины 5-10 м, а также интенсивная транспирация растительности в условиях засушливого климата, способствующая испарительной концентрации элементов, обусловливают высокую интенсивность биологического поглощения химических элементов. В биогенный цикл миграции вовлекаются химические элементы, содержащиеся не только в почвах, но и в горных породах, что и обеспечивает высокий уровень концентраций в растениях, даже в тех случаях, когда в силу окислительных процессов микроэлементы вынесены из почвенного покрова.

Параметры распределения химических элементов в растительном покрове участка приведены в таблицах 6.3, 6.4.

Характеристика самих ореолов в растительной среде месторождения представлена в таблице 6.5.

Таблица 6. 3

Фоновые и аномальные содержания элементов в опробованных растениях, произрастающих на липарито-дацитовых

порфирах Яман-Касинского месторождения (п 10'3 °/о; Са, Mg в %)

Виды и органы растений

Элемент ы

c,

s

Car

Ca2

Cay

r v мин

Смаке

K.

Caragana frutex

Си

11,16

0.47

11.63

12,10

12.6

2.0

100.0

9.

(L) С. Koch. —

Ph

15.59

0.55

16.14

16,69

17.2

0.3

150.0

9.6

стебли

Zn

32.25

0,38

32.63

33.01

33.1

4.0

300,0

9.3

Aa

004

0.02

0.06

0.08

0.1

0.0

0.2

3.8

Л/7

1.98

0.51

2.49

3,00

3.5

0.1

20.0

10,1

Sr

62.70

0.30

63.00

63.30

63.6

20.0

300.0

4.8

Ba

18,90

0.67

19.57

20.24

20.9

-2,0

300,0

15.9

Fe

321.40

0.45

321,9

322,45

322.9

30.0

2000,0

6.2

Ti

39,50

0.44

39,94

40.38

40.8

6.0

300,0

7.6

Ca

5.97

2.92

8.89

11.82

14.7

0.6

10,0

1.7

Ma

2.43

1.14

3.57

4.72

8.3

0.6

5.0

2,1

Caragana frutex

Cu

4,74

0.35

5,09

5.44

5.8

0.3

40.0

8.9

(L.j C. Koch.

Ph

5.98

0.57

6.56

7.13

7.7

0.2

40.0

7.0

листья

Zn

24.90

0.56

25.46

26.02

26.6

3.0

200.0

S.O

Sr

49.50

0.39

49.89

50.28

50.6

10.0

150.0

3.4

Ba

9.32

0,63

9.95

10.58

11.2

2.0

100.0

10.7

Cr

1.32

0.83

2.15

2.98

3.8

0.1

3.0

2,3

Sn

0,07

0.02

9,09

0,11

0.1

0.1

0.1

1,4

V

1.89

0.73

2.62

3.35

4.1

1.0

3.0

1.6

Ti

23.20

0.30

23.50

23.80

24.1

3.0

100,0

4.3

Ca

6,91

2.40

9,30

11.70

14.1

2.0

10,0

1.5

Mg

4.93

2.71

7.64

10.35

13.1

0.6

10.0

1.0

Artemisia mar-

Cu

37,60

25.80

63,40

89.20

91.7

4.0

100.0

2.6

sc/uiiCiaria

Ph

7.16

O.SO

7,46

7,76

8,1

3,0

50,0

4.1

Spreng. — корни

Zn

38.20

25.10

63.30

88.40

113.5

3.0

80.0

2.1

Ag

0.03

0.02

0.05

0.08

0.1

0.0

0.1

5.0

Ni

1,74

1.26

3,00

4.26

5.5

0.3

5,0

2.8

Co

0.61

0.23

0,84

1,07

1.3

0.3

1.0

1.6

Mn

153.00

85.60

238,60

324.20

409.8

30.0

300,0

1.9

Sr

40.60

19.20

59.80

79.00

98.2

20.0

80.0

2.0

Яа

6.71

4.21

10.92

15.13

19.3

2.0

15,0

у '

Fe

1682.00

1208.00

2890.00

4098,00

5306.0

400,0

4000.0

2.4

Cr

2.44

1.33

3.77

5,10

6.4

1.0

5.0

2,0

Sn

0.06

0.02

0.08

0,10

0.1

0.0

0.1

1.7

V

2,00

0.98

2.93

3.86

4.7

1.0

3.0

1,5

Ti

150.30

126.20

276.50

402.70

528.9

5.0

400.0

2.6

Ca

7.65

2.34

9.99

12,33

14.6

4.0

10.0

1.3

Mg

3.53

1.54

5,07

6.60

8,1

1.0

6.0

1.4

Artemisia mar-

Cu

7.50

12.30

19.80

32.10

44.4

3.0

50.0

6.6

schalllana

Ph

6.03

5.15

11.18

16.33

21.5

0.5

15.0

2,4

Spreng. —стебли

Zn

18.50

12,30

30,70

43.00

55,3

3.0

60,0

Artemisia mar-

Cu

10.00

17.30

27,30

44.60

61.9

3.0

60,0

6.0

schalliana

Ph

3.00

2,46

5,46

7.92

10.38

0.3

10.0

3.3

Spreng. листья

Zn

7.60

0.44

8.04

8.48

8.92

3.0

60.0

8.0

Festuca sulcata

Cu

3.32

0.26

3.58

3.84

4.10

1.0

15.0

4.5

Hack. — стебли

Ph

3,75

0.69

4,44

5.13

5,82

0.1

80,0

2,1

7.n

29,10

0,36

29.46

29.82

30,18

8.0

200.0

6.6

Festuca sulcata

Ni

0.88

0.28

1.16

1.44

1.72

0.30

5.0

5.6

Hack. — листья

Mo

0.05

0,30

0.35

0.40

0.45

0.05

0.8

16.0

Mn

41.90

0.43

42.33

42.76

43.19

3.00

300,0

7.6

Sr

16,30

5.94

22,24

28.18

34.12

10.00

30.0

1.7

Sn

0.15

0.14

0,29

0.43

0.57

0.05

0.3

2.0

Ti

17.50

0,38

17.88

18.26

18,64

4.0

200.0

11.5

Таблица 6.4 - Фоновые и аномальные содержания в растениях, произрастающих на диабазах Яман-Касинского месторождения (п*10

3,%, Са, Mg, %)

Виды и органы растений

Элементы

Сф

s

Car

Ca2

Ca,

C’mhh

Смаке

Ka

Caragana frut ex

Си

1750

1720

35.70

51.90

69,10

15

600

3.4

РЬ

1220

0,46

1206

13,12

13.; 8

1,0

1000

82

(L.) C. Koch.—

Zn

68,10

4100

109,10

150.10

191,10

40

1510

22

стебли

Ag

004

000

004

005

005

0,0

0,1

13

Ni

322

2,12

534

7,46

958

05

100

3,1

^1n

136.70

96.90

23300

33050

427.40

30,0

3000

22

Sr

|7I.7O

52,10

12350

175.90

22800

200

2000

25

Ba

31.10

285»

59.90

88.70

11750

20

1000

32

Cr

2,41

1,4

332

523

6M

W

60

25

Sn

0,11

005

0,16

021

026

0,1

02

15

V

1,75

005

200

3,45

430

10

40

23

Ti

84,10

83,70

10750

25150

33520

80

3000

36

Ca

6.01

250

854

1108

1352

20

100

1,7

Mg

201

1.17

3.79

4,97

6.15

0.8

6.0

23

Caragana frut ex

Си

446

022

408

4.90

5.12

20

20.0

45

(L.) C. Koch. —

Pb

409

031

4.40

4,71

502

1.0

200

40

now

Zn

27,10

25j00

52,10

77,10

102,10

30

800

30

Co

036

0.12

0.48

000

0.72

03

00

1.7

C

336

035

3.71

406

4.41

10

150

4,4

Pb

1320

1030

2350

3350

44,10

3,0

300

23

Festuca sulcata

Zn

1700

050

1750

1800

1850

5.0

1500

8,9

Hack. — листья

Ni

1,18

023

1,41

IM

157

06

50

42

Co

036

0.11

0.47

058

009

03

06

1.7

?vln

3630

1800

5430

7230

9030

100

800

22

Sr

1300

4,14

17.14

2128

25.42

10.0

200

15

Таблица 6. 5 - Сравнительная характеристика геохимических ореолов

Яман-Касинского месторождения

Параметры

Си

Zn

РЬ

Ва

Ag

Со

Ореолы в почвах

Са макс, 10’3%

30

50

60

100

3

3

Ка

6

10

37,5

1,9

8,6

2

F,m2

26611

51175

34798

39404

53658

11258

Р,м2%

142,6

270,4

71

2056,9

18,8

12,3

М,т

-

-

-

-

-

-

Биогеохимические о

эеолы

Са макс, 10 3%

100

300

150

300

2

5

Ка

9

9

10

16

66,6

16

F,m2

43999

49190

22515

39387

34287

21486

Р,м2%

132

393,5

90

196,9

5,1

1,9

Н,м

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Примечание-F - площадь ореола на уровне минимально-аномального содержания Са, Р - продуктивность, М - запасы металлов в ореоле, Н - мощность ореола на уровне Саь

6.1.2 Южно - Гайское месторождение

Участок Южно - Гайского месторождения условно разбит на три поля. Площадь, включающая рудную залежь и рудовмещающие породы, приближающаяся к поверхности отнесена к рудному полю. Площадь, включающая березовый лес, Купоросное озеро и систему мелких логов, характеризующаяся высоким содержанием рудных элементов во всех природных средах, рассматривается как аномальное поле. Остальная площадь участка, примыкающая к названным выше принята за нормальное поле (рисунок 6.2). Наибольший удельный вес в сложении травостоя растительных ассоциаций на участке занимают злаки, а среди них - ковыли (Stipa capillata, St. lessingiana), менее распространено разнотравье и полыни. Особняком стоит древесная растительность - и береза и осина. Химический состав, как растительных ассоциаций, так и их отдельных видов различен. С целью соблюдения принципа сопоставимости результатов, опробование велось по одному виду - Stippa lessingiana. Зольность растительности как в условиях нормального, так и рудного поля равна в среднем 10 %. В условиях супсраквального ландшафта или аномального поля наблюдается существенное повышение зольности. В стеблях зольность возрастает в 1,3 раза, в корнях - в 2,5 раза. В последнем случае в сравнении с зольностью, характерной для сухих степей - 5 %, зольность возрастает в 5 раз и является уже аномально высокой. С целью получения более объективных данных о распределении рудных элементов в цепи - почвообразующие породы -почвы-корни-стебли используются данные о распределении элементов не по всему почвенному профилю, а по двум горизонтам: оптимального проникновения корневой системы, условно названного «почвообразующие породы», и максимального скопления корневой системы, условно названного «почвы». Использование других, произвольно выбранных горизонтов почв

/• условное „оудпое поле". t-яо но.оионалоноо поле"; з~но не .яоневоо поле";

4~гистозроммо содержании (следа - напрадоJ меди, цинка, кобалкпа, молибдена S золе стеблей и корней злакоб, ta‘9y.

Рисунок 6.2 - Содержание меди, цинка, кобальта, молибдена в растительной среде Южно-Гайского медноколчедапного месторождения

Здесь и далее используются средние данные по почвам на всей площади участка, рассмотренные в предыдущем разделе, а средние данные по почвам вышеуказанных полей в точках отбора растительных проб. В силу значительной дисперсии эти данные отличаются. Профили отбора растительных проб не выходили далеко за контуры рудного и аномального полей, и это также наложило определенный отпечаток.

Из 41 исследованных элементов: меди, свинца, цинка, серебра, никеля кобальта, хрома, галлия, молибдена, ванадия, титана, марганца, бериллия, фосфора, лития, олова, вольфрама, висмута, мышьяка, сурьмы, германия, таллия, индия, ниобия, лантана, церия, гафния, тантала, рения - в силу недостаточной чувствительности анализа, не обнаружены: вольфрам, висмут, мышьяк, сурьма, германий, таллий, индий, ниобий, лантан, церий, гафний, тантал, рений; установлены с встречаемостью ниже 50 % - кадмий, с встречаемостью ниже 100 % - серебро, молибден, олово, фосфор, литий, бериллий.

Растительность рассматриваемых полей, унаследуя состав субстрата, также должна содержать элементы в количествах, превышающих соответствующие кларки. Такая закономерность появляется у растительности в условиях даже нормального поля на участке по меди, свинцу, цинку и другим элементами (таблица 6.6). Получены конкретные цифры по серебру -0,5*10 J% и другим элементам, для которых кларки нс установлены.

Содержание элементов в растительности аномального поля превышает кларки в более значительной степени. Так, содержание меди в стеблях -92*10’3%, в корнях - 350* 1O’J%, кларк равен п*10'3%, т. е. превышение над кларком достигает 10-100 раз. В десять раз превышает кларки средние содержания свинца, серебра, цинка, кобальта в растительности аномального поля.

Таблица 6.6 - Среднее валовое содержание рудных элементов в стеблях и корнях злаков, почвах и почвообразующих породах Южно - Гайского месторождения, 10’3%

Элементы

Кларки растений

Стебли злаков

Корни злаков

Кларки почв

Почвы

Породы

нормальное поле

аномаль ное поле

рудное поле

нормальное поле

аномаль ное поле

РУД-ное поле

нормальное поле

аномаль ное поле

РУДное поле

нормаль -ное поле

аномаль -ное поле

РУДное поле

Медь

п,0

15,8

92,0

25,0

3,0

350,0

23,0

2,0

7,2

200,0

6,0

9,0

600,0

5,0

Цинк

п,0

20,0

115,0

30,0

20,0

93,0

52,0

5,0

13,5

30,0

10,0

13,0

100,0

17,5

Синец

0,п

2,0

3,0

4,0

2,7

4,0

3,0

1,0

2,7

3,0

5,0

2,0

3,0

2,0

Барий

10 п

20,6

19,0

24,0

13,0

21,0

24,0

30,0

45,0

50,0

105,0

45,0

50,0

45,0

Серебро

-

0,06

0,40

0,10

0,05

0,50

0,80

0,01

0,02

0,02

0,02

0,08

0,01

0,02

Кобальт

0,п

0,7

2,5

0,6

1,4

4,0

4,0

0,3

2,0

2,0

1,1

2,6

10,0

1,4

Молибден

0,п

0,4

1,2

1,2

0,3

0,

0,9

0,2

0,2

0,2

0,1

0,3

0,2

1,1

Зольность

11,6

13,0

9,0

0,7

25,0

2,0

293

При описании почвенного покрова в районе Купоросного озера и его окрестностей ранее указывалось на исключительно высокое валовое содержание элементов в почвах и высокий процент их подвижной части. Так, в раз. 8 в гор. В (22 - 32 см) при абсолютном содержании меди 160*10'3%, доля подвижной части составляет 45,3 %.

Растительность не может полностью противостоять вхождению ионов металлов, содержащихся в высокой концентрации в почвах, тем более при значительной доле элементов, находящихся в подвижном состоянии. Накопление элементов в растениях происходит до определенных пределов. Защитная реакция растений определяется полнотой связи ионов металлов в комплексе со сложными органическими кислотами. Однако в этих соединениях обычно содержатся в среднем около 40-60 % меди, цинка, молибдена, остальная часть находится в слабосвязанном состоянии. Последняя легко извлекается водной вытяжкой.

Высокое содержание элементов как в почвах, так и в растениях, высокая засоленность почв и, как следствие, повышенная зольность растений района Купоросного озера не вызвали эндемичных отклонений у последней. Более того, растительность здесь развита пышно, отличается высоким травостоем.

Вблизи рудных тел в растительности содержание меди, цинка, серебра несколько превышает как кларки, так и содержание, характерное для растительности нормального поля. Так, меди в злаках в пределах рудного поля в среднем 25*10’3%. Как указывалось выше, для условий нормального поля эта величина составляет 15,2*10’3%, т.е. коэффициент аномальности приближается к 2. Так как мы пользуемся средними содержаниями по полю, то коэффициенты аномальности будут меньше величин максимально аномальных значений, используемых при описании ореолов.

Расчет соотношений средних содержаний меди, цинка в контуре рудного тела составляет для стеблей - 0,83, для корней - 0,44. В обоих случаях величины отношений превышают значение 0,23, принятое за предел.

Величина выше его свидетельствует о преобладании меди в составе исходных руд.

В растениях (на примере корней) аномального поля к числу элементов с коэффициентом аномальности >3 относятся: Agw.o >Zn4.8 >Cu43 >Со3.о = Моз.о (таблица 6.7).

Для случая стеблей: Zn57.o>Ag8.o >Сиб,о>Со3.|>Моз.о.

Внизу символов здесь и далее указано значение коэффициентов, в данном случае - аномальности. Согласно сложившимся представлениям элементы с коэффициентами аномальности > 3 свидетельствуют о том, что они являются индикаторами для данного вида растений. Этим критерием будем руководствоваться и в дальнейшем.

На основании приведенных данных можно заключить, что основная часть элементов типоморфного комплекса медноколчеданных объектов получает отражение в растительной среде. В случае использования маскимально-аномального содержания как перечень элементов, так и значения их коэффициентов увеличиваются.

Столь высокие значения коэффициентов (до 57,0 у цинка, до 6,0 у меди) следует связывать не только с высоким валовым содержанием, а так же с высокой долей подвижной части этих элементов в породах и почвах района рудного тела и аномалии которых рассмотрены в соответствующих разделах.

По материалам, накопленным на сегодняшний день, ряд миграционной способности элементов в водах Южного Урала: Ag>Zn>Mo>Cu>Pb>Co>Ba. Приведенные выше ряды коэффициентов аномальности в растительности аналогичны этому ряду. Имеющиеся отклонения обусловлены биологическими особенностями, например, отсутствием биологического барьера для накопления молибдена и т.д. Это сопоставление позволяет судить о путях доставки рудных элементов в растительную среду.

В рудном поле, в местах отбора растительных проб в почвообразующих породах и почвах не оказалось рудных элементов, коэффициент аномальности которых превышал бы значение 3.

Таблица 6.7 - Ряды коэффициентов рудных элементов в стеблях и корнях злаков, почвах и почвообразующих породах Южно-Гайского месторождения

Объект

Коэффициент

Ряды коэффициентов

Стебли

Аномальное нормальное

К57.0 > А§8.о > Cu6.o > С03.1 > М03.0 > РЬ] з > Ва0.9

Рудное нормальное

Моз о> Ag2.8 > РЬг.о> CUi.6> К1.5 > Bai i> СО0.7

Корни

Аномальное нормальное

Agio.o > К4.8 > C1I4 з > С03 о = МО3.0 > Pbi 5 > Ва

Рудное нормальное

Ag6.o> Мо3.о> Со3.о> Си2.8> К2.6 > ВЭ1.2 > РЬ

Почва

Аномальное нормальное

Cu27.o > К22.0 > Pbi.1 = Bai 1 > Ag] о= Moi о = Со10

Рудное нормальное

Ва2.1> PbL1 > Agi o > Cuo.8 > К0.7 > МО0.5 = Coo s

Породы

Аномальное нормальное

Cu66.o > K5.5 > C03.1 > Bai,3 > Agi.o > Pbo.4 = M00.4

Рудное нормальное

MO2.2 > Agi o = Bai 0 > Ki 9 > Cuq.5 = CO0.5 > Pbo.4

296

Большая часть элементов имеет коэффициент меньше 1. Сюда относятся: медь, цинк, молибден, кобальт и другие элементы. Тем не менее, в растительности (на примере корней) эти элементы установлены как аномальные: Ag6.o>Mo3.o=Co3.o >Cu2.8 >Zn2.6. В стеблях наблюдается уменьшение величин коэффициентов аномальности: Мо3.о> Ag2.8.

Все вошедшие в эти ряды элементы являются или сильно накапливаемыми - серебро или составляющими начало ряда средне накапливаемых - кобальт, молибден.

Возглавляют выведенные нами ряды - серебро и молибден. Такие элементы, как медь и цинк, обладают меньшими коэффициентами аномальности. Судя по ранее приведенным материалам, эти элементы во всех средах являются основными орсолообразующими. Высокую концентрацию серебра и молибдена следует связывать с тем, что у растений практически отсутствует предел поглощений этих элементов.

Накопление элементов в корневой части растений объясняется питанием растений за счет более глубоких горизонтов субстрата и выщелачивающим действием корневой системы. Переход элементов из почв в растения происходит за счет целого ряда явлений: извлечения растворимых фаз и водных растворов, непосредственного извлечения из твердой фазы почв образования вокруг корешков зон низкого pH и повышенных содержаний СО2. В ходе последнего процесса ион кобальта обменивается на водород.

2НСО3<=> 2Н++2НСО3'

Поглощающий комплекс + Со Поглощающий комплекс - Н

+ Со + 2Н+ <->2НСО3 - Н

+ Со + Со

+ Со(НСО3)2 + Со

В итоге образуется гидрокарбонат кобальта (аналогично и другие металлы), который легко захватывается корнями и поступает в общий цикл обмена.

Важным является вопрос о распределении элементов в цепи: почвообразующие породы - почвы - корни - стебли.

В распределении элементов в почвообразующих породах и почвах в условиях выделенных полей на месторождении не наблюдается четких закономерностей. Причины этого раскрыты в предыдущих разделах.

Соотношения между элементами в корнях и почвах (аналогично в почвообразующих породах), если судить по коэффициентам >3, характеризуются для разных полей различным набором элементов ряд состоит из пяти элементов Ag2o.o>Zn5 2 >Мо4.5> CU3.9 >Соз.б.

В соотношении между содержанием элементов в растениях и почвах в обоих случаях приняты валовые содержания элементов. Естественно, что коэффициенты биологического поглощения следовало бы рассматривать по соотношению между подвижными формами. Однако, вследствие отсутствия объективных сведений о последних, такие расчеты нс производились.

Стебли по сравнению с корнями обеднены рудными элементами.

Наиболее существенно эго сказывается на кобальте. Так, в пределах рудного поля соотношение кобальта в стеблях и корнях равно 0,1. Об исключительно высоком различии в концентрации кобальта в стеблях и корнях Stipa lessingiana, составляющем 0,05 (обратное соотношение равно 25), отмечалось в более ранних наших исследованиях. Следует заметить, что поступлению кобальта в растения препятствует его прочная связь в почвах, благодаря сорбции, пропорционально увеличивающейся количеству физической глины.

Из накапливающихся в стеблях элементов в условиях Южно-Гайского месторождения следует также отметить молибден. Однако коэффициент накопления его не превышает значения 1,3. Условно молибден может быть отнесен к элементам базипетального градиента.

Абсолютное большинство элементов концентрируется преимущественно в корнях, что связано с длительным периодом их существования по сравнению со стеблями. Так соотношение средних содержаний элементов в корнях и стеблях достигает коэффициента для кобальта - 8,0, серебра - 2,1 и т.д., их следует отнести к элементам акропетального градиента.

На примере аномального поля ряд соотношений средних содержаний элементов в корнях и стеблях ковыля по степени убывания располагается так: Cu>Co>Pb>Ag>Ba>=Mo.

Сравнение распределения элементов между почвообразующими породами, почвами и стеблями свидетельствует о том, что основная часть их накапливается с коэффициентом >3. В этом случае также, как для корней, наблюдается рост числа элементов с высокими коэффициентами аномальности от нормального поля к рудному. Так, для соотношения элементов в стеблях и почвах эти ряды составляют:

Аномальное поле - Ag>Mo...

Рудное поле - Mo>Ag>Cu>Zn>...

Коэффициенты концентрации для серебра и молибдена составляют 26,6 и 9,3; 12,0 и 6,0 - соответственно. В условиях аномального ноля, характеризующегося более подвижными формами элементов в почвах, коэффициенты биологического поглощения выше, чем для случая рудного поля. Приведенные выше материалы свидетельствуют о том, что в условиях Южно-Гайского месторождения опробования растительности без потери информативности можно производить по стеблям злаков.

Барий и ряд других элементов, согласно данным (таблица 6.8), в цепи почвообразующие породы-почвы-стебли не создают высоких концентраций. Эти элементы находятся в почвах в слаборастворимых соединениях (для бария - это сернокислые соли), и поэтому почвы практически не теряют эти элементы. В водах этот элемент мигрирует слабо.

Значительные концентрации упомянутых элементов позволяют судить об активном участии растений в миграции этих элементов в почвеннорастительной сфере. Именно эта группа элементов характеризуется наиболее высокими долями слабозакрепленных или не закрепленных форм в почвенном покрове. В силу этого они активно входят в растения и поглощаются ими. Следует ожидать их частичное накопление в гор. А почв. Об этом свидетельствуют материалы предыдущего раздела.

С целью изучения избирательной способности видового состава растений вблизи раз. 9 был произведен отбор злаков - Stipa lessingiana и полыни Artemisia austriaca. Спектральный анализ золы этих растений показал, что средние содержания элементов в них довольно близки между собой. Ряд элементов в полыни по сравнению со злаками имеют более высокие содержания. К таковым в первую очередь следует отнести медь. В стеблях злаков меди - 15*10’3%, полыни - ЗО*1О’3%, в корнях злаков - 6*10‘3%, полыни - ЗО*1О‘3%, т.е. превышение достигает 3-5 раз.

Несомненный интерес представляет реакция древесной растительности на высокие содержания меди в почвах, которыми характеризуются окрестности Купоросного озера. Внешне березы чувствуют себя хорошо, и на большей части площади леса нет заметных следов угнетения, хотя общую картину затушевывает ветролом. Вблизи озера и истоках ручья, в местах, затапливаемых сернокислыми водами, угнетение естественно сказывается. Стволы берез оголены и в значительной степени искривлены.

Что касается содержания меди в вегетативных органах березы, то оно снижается от 60*10’3% - в коре, 20*10’3% в ветвях, до 7*10‘3% в листьях, что обусловлено значительным различием в длительности вегетативного развития. В опаде, благодаря воздействию прорывающихся сернокислых вод с высоким содержанием меди - до 25 мг/л, содержание последней возрастает до 11()*10’3%. Приведенные данные свидетельствуют о незначительном накоплении меди в органах березы высокого физиологического барьера, препятствующего накоплению меди.

Ореолы в растительном покрове района рудных тел представлены всем комплексом рассматриваемых элементов, за исключением мышьяка, т.е. в растениях состав почвенного покрова полностью унаследуется (таблица 6.9).

Таблица 6.8 - Ряды соотношений средних содержаний рудных элементов в стеблях и корнях злаков, почвах и почвообразующих породах Южно-Гайского месторождения

Объект

Коэффициент

Ряды коэффициентов

Стебли Корни

нормальное

CU2.0> N01.3 > Bai l > 2П1.о> Agi.o> Pbo.7 > Coo s

аномальное

МО1.з > Zni 2 > ВЭо.9 > Ago.8 > КП1.5 > Pbo.8 > СОо.З

РУДное

РЬ1.з> N01.2 > Cui.i > Bai о > Zno.6 >Ago.s> Coo.i

Стебли Почвы

нормальное

Ag3.3> Cll2.2> Ba 15 > Pbo.7> Bao.4 =COo.4 > MOo.3

аномальное

Age 6> Coi.o> C0i.2> Pbi.o> Cuo.s >Zno.4 = Bao.4

РУДное

MO12.0 > Ago.3> Cuq.2 > 2пз.о> Pbi.3 > C00.5 > Ba0.2

Стебли

Породы

нормальное

Ag3.3 > Cui.7 > Zni.i> Coq.8= Pbo.8> Ba0.4> C00.3

аномальное

Ag26.96o> МОб.о Pbi.$> Zni 1 > Вас. з> Соо.з> Cuo 1

РУДное

Ag6 7>CUs o> Pb2.0> Zni.7 > Moi 1> ВЭо.5> COo.4

Корни Стебли

нормальное

C02.0> Pbi.4> Agi.i> Zrii.o> ВЭо.9 >MOo.8-> CUo.5

аномальное

Cii3.9> Coi.6> Pbi з> Agi.2> Bai.i> Zno.8=Mo0.8

РУДное

Co8.o> Ag2.i> Zni.7> Bai.o. > C110.9 >N100.8 = Pbo.8

Корни

Почва

нормальное

Ag3.3 > Zni.5. > Clli.i >Pbi.Q> C0q.7> ВЭо.4> M02.2

аномальное

M04.5 > Ag3.3> РЬг.о> Zni.3> Cuo.8> Coo.4> Вао.з

РУДное

Ag20.0> CU5.2>Zn4.5 > СОз.9> Pb3 6 > MOi.o > Ba0.2

Корни Породы

нормальное

Ag3.3 > Zni.i > Pbi.o> Cu0.9>Mo0.8> Co0.5> Ba0.4

аномальное

M04.S >Ag3.3 > РЬг.о > Zni о > Coo.6>Cuq.4 > Вао.з

РУДное

Ag2o.o> Сщ.б> Zn3.o= Соз.о> Pbi.s >Moo.g> Bao.s

Почва Породы

нормальное

M03,o> Pbi.o> Agi,o> Zni o> CUo.8> ВЭо.8> COo.6

аномальное

Zn3.o> Pbi.s >Agi.o > Pbi.o> Ba0 8 > Ciio.3> C00.2

РУДное

Ba2.i> Pbi 5CU1.2 >Agi.o> CO0.7 > Zno.5 >MOq,2

301

Таблица 6.9 - Основные характеристики геохимических ореолов в растительной среде Южно-Гайского месторождения

Наименование

Ед.измерения

Медь

Цинк

Свинец

Барий

Серебро

Кобальт

Молибден

в районе Рудны тел

Максимальное аномальное содержание

ю’%

50.0

50.0

5.0

60.0

0,6

5,0

2,0

Коэффициент аномальности

-

3.1

3,0

2.3

3.0

12.0

7.1

5.0

Площадь ореола на уровне максимально-аномального содержания

м2

300000

зососо

200000

600000

500000

20С0С0

300000

продуктивность

м2

600

600

30

500

5

20

15

Мощность ореола на уровне минимально-аномального содержания

м

0.5

0.6

0.5

0.5

0.8

0.5

0.3

Заласы

Т

0.01800

0.01800

0.00240

0.01500

0.00013

0.00030

0.00045

в районе Купоросного озера

Максимально-аномальное содержание

103%

300

300

6

40

10

3

2

Коэффициент аномальности

-

31

13

3

2

20

7

5

Площадь ореола на уровне максимально-аномального содержания

2 М

1200000

1200000

600000

900000

1200000

60С0С0

600000

продуктивность

м‘

2400

2400

240

900

12

90

30

Мощность ореола на уровне минимально-аномального содержания

м

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.3

0.5

Запасы

т

0.7200

0.07200

0.00720

0.02700

0,00036

0.00180

0.00700

в целом по участку

Максимально-аномальное содержание

ю

300

300

6

60

1.0

3

2

Коэффициент аномальности

-

31,0

15.0

3.0

30.0

20.0

7.1

50.0

Площадь ореола на уровне максимально-аномального содержания

м2

1300000

1500000

500000

1300000

1700000

900000

900000

продуктивность

3000

3000

320

1400

17

80

43

Мощность ореола на уровне минимально-аномального содержания

м

0.5

0.5

0.5

0.3

0.5

0.3

0.3

Запасы

т

0.00900

0.09000

0.00960

0.04200

0.00051

0.00073

0.00045

302

Коэффициенты максимальной аномальности всех элементов, за исключением серебра, колеблется в пределах 2,5 - 7,1, т.е. не превышает среднеаномальных величин. В почвенном покрове на площадях гербаризации подобные величины характерны для кобальта и меди.

Площади ореолов в растительной среде и почвенном покрове близки между собой. Намечается три группы элементов, характеризующихся идентичными размерами создаваемых ими ореолов: Ag>Cu, Zn, Мо> РЬ, Со.

Ореолы в растительной среде, как и ореолы в других средах, в плане несколько смещены относительно местоположения рудных тел в юго-восточном направлении. При рассмотрении внутреннего строения ореолов в растительности наблюдается повышение концентрации рудных элементов в северо-западной части. Здесь имеются выходы на дневную поверхность как рудовмещающих пород, так и верхних горизонтов зоны окисления рудных тел вдоль северо-западной кромки рудного карста. Перечисленные образования несут повышенные содержания рудных элементов.

Продуктивность ореолов в растительной среде колеблется от 5м"% для серебра, до 600м2% - для меди и цинка (таблица 6.9). Величина продуктивности ореолов в растительной среде и почвенном покрове соизмерима для большинства элементов, при более низких значениях для первых. В силу ограниченной биологической аккумуляции содержание бария и кобальта в растениях на порядок ниже, чем в почвах. Продуктивность ореолов бария в почвах - 5769м2%, в растениях - 500 м2%, ореолов кобальта -291 м2 % и 20 м2 % соответственно.

Запасы рудных элементов в растительности ограничиваются 0,018 т меди и 0,00015 т серебра. В сравнении с подстилающей средой - почвами -эти величины ниже на 3-4 порядка. Они являются наиболее низкими по сравнению с запасами в других природных средах.

Второе орсольнос поле в растительно™ участка тяготеет к району Купоросного озера. Генезис этого ореола подробно рассмотрен в предыдущих разделах. Комплекс рудных элементов в растительности зоз аналогичен ранее приведенному. Однако абсолютные содержания элементов, контрастность, площадь и продуктивность ореолов, а также запасы элементов значительно превышают величины, характерные для ореолов в районе рудного тела. Так, концентрация меди цинка в растительности возрастает от 300 до 500*10’’%. Ряд, построенный по принципу уменьшения коэффициента максимальной аномальности, имеет вид: Cu9i>Ag7o>Zni5>Co7>Mo5>Pb5>Ba2, т.е. согласуется с коэффициентом миграционной способности элементов в растительной среде. Хотя абсолютные содержания элементов становятся близкими к тем, которые имеются в почвах, как продуктивность, так и запасы элементов в растениях продолжают оставаться более низкими, чем в почвах. Это обусловлено объемом растительной массы по сравнению с почвами.

Относительно рудного тела данный ореол в растительности следует рассматривать как оторванный. Строение ореола сложное и соответствует конфигурации притоков Купоросного ручья (рисунок 6.2).

Вблизи озера содержание меди в растениях, хотя и повышается, но незначительно. Объясняется это низкими значениями pH в питающей среде, препятствующими фиксации меди. Ниже по потоку pH возрастает до 5, что обуславливает здесь усиленное осаждение меди. Концентрация последней в растениях (Agrostis alba) достигает 500*10'3%. Далее по потоку концентрация меди во всех средах снижается, и она прочно закрепляется ввиду увеличения щелочности среды. Аналогичный характер имеют ореолы цинка и других рассматриваемых элементов.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >