Биогеохимия растительного покрова яман-касинского медно-колчеданного месторождения



жүктеу 81.37 Kb.
Дата11.07.2016
өлшемі81.37 Kb.
БИОГЕОХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА

ЯМАН-КАСИНСКОГО МЕДНО-КОЛЧЕДАННОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Черняхов В.Б., Калинина О.Н., Ханина Е.В.

ФГ БОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

г. Оренбург
Экологическая обстановка в районе Яман-Касинского месторождения сложная. Она обусловлена повышенным содержанием экологически опасных элементов во всех природных средах месторождения, включая растительный покров. Изучение этой проблемы является крайне важным на сегодняшний день [1].

Исследования содержания тяжелых металлов в растительном покрове этого месторождения показали следующие результаты.



Медь

Наиболее контрастно (Ка = 9) биогеохимический ореол Сu проявляется в ветвях всех опробованных кустарников: Сагаgana frutex, Cytisus ruthenicus, Spiraea hypericifolia, S. crenata и др. Ореолы Сu 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 340×130 м; проведено оно по изоконцентрции 40×10-3 %. Внутри поле осложнено изоконцентрацией 80×10-3 %. Ореол частично связан с аналогичным ореолом Сu в верхних горизонтах пород палеозоя, а также привносом ее со стороны. Биогенная миграция обусловила более высокий уровень рассеяния Сu в поле ореола. Основное ореольное пале Сu приурочено к центральной рудоносной части участка. Оно расположено в контуре рудного тела и приблизительно равно ему по площади. Однако в отличие от изометричного контура последнего биогеохимический ореол Сu имеет вытянутую (субмеридиональную) форму. Ореол развит в ортоэлювиальных и трансортоэлювиальных ландшафтах. Размеры ореола составляют 500×130 м. Строение ореола очень сложное. Ореол оконтурен по изоконцентрации 15×10-3 %. Большая часть площади ореола характеризуется аномальными содержаниями Сu — 40-50×10-3 %. Имеются отдельные ореолы с изоконцентрацией 100×10-3 %. Пространственно рассматриваемый ореол совпадает с геохимическими ореолами в породах палеозоя, природных водах и почвах. В целом содержание Сu в этом поле ореола соответствует ее содержанию в нижних горизонтах палеозоя. Вместе с тем в отдельных точках максимально-аномальные значения Сu в ветвях кустарников превышают таковые в породах палеозоя, что обусловлено интенсивностью биогенной аккумуляции этого элемента.

Биогеохимический ореол Сu 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 Сu, 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 менее контрастно он проявляется в стеблях злаков (Ка = 4,5) и, наконец, в листьях злаков он становится слабым. Восточное поле ореола Сu связано с тектонической зоной нарушения и соответствующим ей ореольным полем в породах палеозоя. Размеры поля составляют 300×40 м. Морфологически это более простое поле, оконтуренное изоконцентрацией 15-30×10-3 %.



Цинк

Биогеохимический ореол Zn также контрастно фиксируется в ветвях и листьях опробованных кустарников. Биогеохимический фон Zn в ветвях и листьях соответственно составляет 32,25×10-3 % и 24,9×10-3 %, 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 200×40 м (северная часть) и 130×120 м (западная часть). Проведены они по нзоконцентрации 60×10-3 %. Внутри каждое поле осложнено изоконцентрациями 100-150-200×10-3 %. Эти группы 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 ореольным полям элемента в породах палеозоя, природных водах и почвах. Находится оно в условиях ортоэлювиального ландшафта. Размеры данного поля достигают 650×350 м и до конца не прослежены. Ограничено поле, как и в первом случае, изоконцентрацией 60×10-3 %. Максимальные концентрации в ореоле составляют 100-200×10-3 %. По контрастности рассматриваемый ореол аналогичен предыдущему, Ка которого равен 9,3.

Восточный ореол Zn — наименьший по размерам — 300×100 м. Он приурочен к трансортоэлювиальным ландшафтам на крутом склоне долины. Оконтуривается также изоконцентрацией 50×10-3 % и осложнен изоконцентрацией 300×10-3 %.

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.

1 – биогеохимические ореолы Cu с содержанием 20×10-3 %; Zn, Ba – 50×20-3 %; Co, Ag – 0,03×10-3 %; Pb – 30×10-3 %;

2 – биогеохимические ореолы Cu, Pb с содержанием 40-60×10-3 %; Zn, Ba – 100-200×10-3 %; Co – 5×10-3 %; Ag – 0,5×10-3 %;

3 – биогеохимические ореолы Cu с содержанием 80-100×10-3 %; Ba – 300×10-3 %;

4 – контур рудного тела;

5 – железняковая зона;

ОЭ – ортоэлювиальные ландшафты;

ОТА – транс-ортоэлювиально-аккумулятивные ландшафты;

Г – гидроморфные ладшафты

Рисунок 1 – Биогеохимические ореолы рудных элементов Яман-Касинского месторождения


Свинец

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 Рb, 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 20×10-3 %. Внутри поле осложнено высокоаномальными содержаниями, достигающими 100-150×10-3 %.

Содержание Рb в биогеохимическом ореоле больше, чем содержания этого элемента в ореолах в породах палеозоя и почвенном покрове, и соответствует содержанию Рb в руде, а в отдельных точках даже превышает последние. Высокие содержания Рb 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 Рb аналогичен ореолам Сu и Zn (Ка = 9,6). Интенсивность биогеохимической аномалии в листьях кустарников несколько ниже (Ка = 7).

Кобальт

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. Ореол Со, как и все рассмотренные ранее ореолы, имеет сложное строение. Он оконтурен изоконцентрацией 0,5×10-3 %. Внутри ореола имеются изолинии 1,5-2×10-3 %. Максимальные концентрации в ореоле составляют 6-7×10-3 %, а в отдельных точках содержания достигают 10×10-3 %. 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 (Смакc = 1,0×10-3 %), Sr (Смакc = 300×10-3 %), Мn (Смакc = 300×10-3 %), Fe (Смакc = 2 %), Ti (Смакc = 300×10-3 %), Ni (Смакc = 20×10-3 %), Bi (Смакc = 0.2×10-3 %).

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 [2].

Оценивая индикационную значимость полукустарничков, необходимо отметить следующее. Биогеохимические аномалии основных халькофильных элементов (Сu, 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 Сu и Zn значительно интенсивнее, чем в корнях, и немногим уступают интенсивности аномалий этих элементов, выявленных по содержанию в кустарниках [3].

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 > Cu 7,2 > Mn 6,2 > Рb 5,4 > Мо 3,9 > Со 2,2 > Ni 2,1 > Ba l,5 > Ag 1,4. 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.


Список литературы


  1. Рябинина, З.Н.  Растительный покров степей Южного Урала (Оренбургская область): монография / З.Н. Рябинина. - Оренбург : ОГУ, 2003. - 224 с. - Библиогр.: с. 183-212. - ISBN 5-85859-182-5.

  2. Баженова, М.В. Содержание химических канцерогенов в различных объектах окружающей среды / М.В. Баженова // Охрана окружающей среды Оренбургской области / под ред. В.Ф. Куксанова. – Оренбург: ИПК ОГУ, 2002. - 256 с. - ISBN 5-7410-0259-5.

  3. Вельц, Н.Ю. Оценка современного состояния растительности Южного Урала (Оренбургская область). Объединенный научный журнал. М: изд-во «Тезарус», 2003. № 2-3 (60-61), с. 73-74.


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет