книги из ГПНТБ / Кузнецов В.А. Геохимия аллювиального литогенеза

ских, биохимических и микробиологических процессов (В. Р . Бенсман, В. А. Ковалев, 1969).

Отражением процессов заболачивания долин и водораз­ делов является большое содержание гумусовых веществ в Березине, Припяти и других реках, обусловливающее высокую степень миграции железа и микроэлементов в форме суль­ фатов, органо-минеральных комплексов и других соединений. С определяющим влиянием торфяно-болотных массивов на формирование состава речных вод и повышенную миграцию элементов, несмотря на низкие содержания последних в раз­

существенно отличаются содержанием кальция, которого в пойменных водах больше, чем в водах аллювия I террасы, в 2,3 и I I — в 1,7 раза. Это связано с подтоками высокомине­ рализованных глубинных карбонатных вод и накладывает от­ печаток на современный аллювиальный литогенез: локальное •накопление карбонатов в поймах среднего течения Припяти.

Состав солянокислых и водных вытяжек из современных осадков рек бассейна (табл. 29) в определенной мере отража­ ет фациальные условия их формирования. У солянокислых вытяжек из них по сравнению с вытяжками из речных осад­ ков террас повышены концентрации Si0 2 и понижены — СаО, MgO и СаСОз, относительно низкие концентрации Са и Н С 0 3 по отношению к верхнечетвертичным речным отложениям со­ храняются и в водных вытяжках. Разница в составе вытяжек связана с большим распространением рассеянных карбонатов в верхнеантропогеновом аллювии.

Отмечая разнообразные стороны геохимической характе­ ристики аллювиального литогенеза, нельзя не коснуться влия­ ния хозяйственной деятельности человека. Работы по углуб­ лению русла, связанные с поддержанием судоходства, изменя­ ют естественные взаимосвязи и последовательность отложения речного материала. Сооружение водохранилищ создает новые режимы осадкоотложения. Осушение болот пойм сопровож­ дается изменениями условий миграции и осаждения железа, марганца и микроэлементов, состояния и состава органичес­ кого вещестза.

Наряду с улучшением естественной миграции и переотло­ жения речного материала в ряде случаев деятельность чело­ века оказывает отрицательное воздействие на аллювиальный литогенез. Спрямление русел рек и осушение водоразделов ведет к уничтожению малых и обмелению средних рек с пре-

кращением на их поймах паводков и пойменного осадкоотложения. Пагубно влияют на состояние растительности, живот­ ного и микробиологического мира сбросы в реки отходов от промышленных предприятий и коммунальных хозяйств. Влия­ ние техногенного фактора остается почти не изученной сторо­ ной геохимии аллювиального литогенеза и ландшафтов речных долин, что в настоящее время настоятельно требует постанов­ ки специальных геохимических исследований.

Суммируя данные о литогеохимических особенностях и со­ ставе современных речных осадков, можно сделать следующие выводы.

Для современного аллювия характерна четко выраженная пространственная, временная и фациальная дифференциация элементов и их соединений.

Закономерности пространственной химической дифферен­ циации проявляются с одной и той же направленностью по различным фациальным комплексам речных осадков, отражая общие геохимические особенности аллювиального литогенеза, основные черты геологического строения и 'Процессы выветри­ вания в бассейне эрозии.

Существенное влияние на аллювиальный литогенез в го­ лоцене оказывают развитие органического вещества, процес­ сы заболачивания, а также подток глубинных минерализован­ ных вод, ведущий к карбонатизации и ожелезнению речных осадков. От предшествующего верхнечетвертичного литоге­ неза современное речное осадкообразование отличается уси­ лением геохимической роли миграции и аккумуляции соедине­ ний углерода, увеличением переноса и переотложения соеди­ нений кремния и относительным уменьшением масштабов карбонатообразования.

В связи с углубляющейся речной эрозией в Поднепровье местами состав осадков рек снова определяется составом размывающихся глубинных дочетвертичных пород.

По составу речных осадков и процессам аллювиального литогенеза на территории бассейна резко выделяется припятская долина, наследующая геохимические особенности по­ лесий, заложенные в верхнечетвертичное время.

На аллювиальный литогенез и его геохимические черты оказывает огромное влияние производственная и хозяйствен­ ная деятельность человека.

Особенности палеогеохимической обстановки образования речных осадков

вверхнечетвертичное время

Внастоящее время накоплен значительный материал по дифференциации состава аллювия нормального типа. В то же время закономерности ее для перигляциальных речных от-

ложений оставались не исследованными. С этой целью изу­

с размывом отложений зоны краевых образований ор­ шанской стадии последнего оледенения; в центральной (Мо­ гилев—Речица) — с размывом моренных и флювиогляциальных осадков днепровского и московского оледенений; в южной (южнее широты Речицы) — с размывом и переотложекием главным образом флювиогляциальных песков.

Закономерности пространственной механической диффе­ ренциации осадков в пределах террас заключаются в постепен­ ном уменьшении величины Md вниз по течению реки (см. табл. 12), соответственно для северного, центрального и южного участков 0,42; 0,28 и 0,16 мм для второй и 0,36; 0,32 и 0,26 мм — первой надпойменных террас. Формирование осад­ ков террас происходило в условиях размыва относительно однородного материала полноводными потоками. Хотя условия формирования аллювия террас близки, все же имеются неко­ торые различия. Скорости потоков в период формирования I I надпойменной террасы в центральной части (Md=0,QA—0,46, при среднем 0,28 мм) были близки к скоростям потоков пери­ ода формирования I террасы на южном участке (0,06—0,48, среднее 0,26) и современного Днепра в нижнем течении (0,11—0,45, среднее 0,28 мм). Образование аллювия второй надпойменной террасы происходило при больших перепадах силы потока и меньшем диапазоне сортировки материала, чем у первой террасы.

Аллювий террас формировался в перигляциальных услови­ ях более широкими полноводными реками, при широких раз­ ливах, сопровождавшихся относительно быстрой потерей си­ лы потока вниз по течению.

Современные речные осадки отлагаются в условиях узкой, углубляющейся долины, когда сила потока возрастает вниз по течению и в переотложение вовлекается более разнообразный материал.

Для пространственного изменения минеральных ассоциа­ ций речных осадков надпойменных террас отмечаются следу­

чением во фракции 0,1—0,01 мм. Для I I террасы на указан­ ном участке долины во фракции 0,25—0,1 мм заметно увели­ чение содержания кварца с уменьшением содержания полевых шпатов. Среди тяжелых минералов в аллювии I террасы сред-

него и нижнего течения Днепра в этих фракциях отмечается некоторое уменьшение концентрации неустойчивых амфибо­ лов, пироксенов и биотита. Во фракции 0,1—0,01 мм.возраста­ ет содержание ильменита, гидроокислов железа. Содержание эпидота уменьшается во фракции 0,25— 0,1 и возрастает во

биотита, которое для фракции 0,25—0,1 мм составляет от 1,8

личение концентрации кремнезема и уменьшение концентра­ ции окислов железа, щелочных и щелочноземельных элемен­ тов (табл. 30).

Как отмечалось выше, дифференциация химических эле­ ментов в разрезе аллювиальной толщи террас происходит так­ же в связи с формированием различных типов аллювия — нормального и перигляциального.

При изучении закономерностей распределения микроэле­ ментов в различных фациях современного и верхнечетвертич­ ного аллювия Полесья нами выявлены некоторые особенности: 1) вариационные кривые распределения микроэлементов в различных фациях аллювия 1 надпойменной террасы по фор­ ме и характеру аналогичны кривым для современного аллю­ вия центральной части бассейна, 2) большинство микроэле­ ментов характеризуется более высокими концентрациями в

сравнению с голоценовыми более глинистые. Это подтвержда­ ется также сравнением составов различных литологических типов современных и террасовых речных осадков: в послед­ них больше А1 и меньше Si (В. А. Кузнецов, 19656). Анало­

Ранее мы отмечали повышенную карбонатность осадков террасового аллювия по сравнению с современным, а также некоторые различия составов их грунтовых вод.

Показательны различия верхнечетвертичного аллювия террас Западной Двины, формировавшегося в зоне размыва

конечных морен, и аллювия Припяти, развивавшегося в усло­ виях полесий (табл. 31).

Террасы Припяти обогащены кремнеземом, обеднены со­ единениями А1, Fe, К, Na, Са и M g и микроэлементами (Ті, Ni, Zr, Cr, Си, V, Mn, Zn, Ba). Так, аллювий I надпойменной террасы Припяти имеет концентрации Ті в 3 раза, Сг—2, V—

рованием аллювия Западной Двины за счет размыва морен­ ных и озерно-аллювиальных отложений времен средне- и верхнечетвертичного оледенений, а у Припяти — за счет перемыва главным образом песчаных пород.

черты пространственной дифференциации механического, ми­ нералогического и химического составов, сходные с современ­ ными, особенности которой определяются связью осадков с отложениями различных палеогеографических зон, измене­ ниями состава осадков вниз по течению рек и т. д.

Закономерности эволюции состава аллювия в разрезе неоген-четвертичной толщи Поднепровья

Гранулометрическая характеристика речных осадков на протяжении четвертичного периода, как указывалось, испы­ тывала значительные изменения в зависимости от развития речных долин, палеорельефа, размыва пород водораздельных пространств и т. д. Во временном аспекте, судя по средним

величинам Md песчаных отложений, можно указать на следу­ ющие особенности развития аллювия.

величина характеризуется значениями 0,14 и 0,22 мм соответ­ ственно; голоценовые пески имеют средний Md (0,20 мм). Указанное хорошо согласуется с палеогеографическими усло­ виями развития долины Пра-Днепра на протяжении четвер­

Близкие закономерности состава песков в разрезе аллювиаль­ ных свит голоценового, кривичского (александрийского) и венедского (налибокского) аллювия отмечаются Г. И. Горецким (1970) для Припяти.

Распределение минералов в зависимости от возраста осад­ ков носит сложный характер. При переходе от нижне- и среднечетвертичных к голоценовым отложениям содержание квар­ ца во фракции 0,25—0,1 мм постепенно уменьшается, воз­ растая в 0,1—0,01 мм (рис. 13). Количество полевых шпатов колеблется в близких пределах (9,9—4,7% во фракции 0,25—0,1 и 14,8—8,3%—0,10—0,01 мм), ири этом заметна тенденция к снижению содержания с переходом к молодым осадкам, особенно четко выраженная на жлобинском участке (от 10,9 до 4,7% во фракции 0,25—0,1 мм и от 14,8 д а 11,0%—- 0,1—0,01 мм). Содержание карбонатов уменьшается от древ­ них к молодым осадкам в верхней части бассейна; в нижней оно в близких пределах.

падение для низовьев — эпидот, ильменит; 4) уменьшение концентрации во фракции 0,25—0,1 мм и возрастание в 0,1— 0,01 мм — гранаты. Так, во фракции 0,10—0,01 мм осадков от средне- и верхнечетвертичного к голоценовому аллювию на Могилевском участке концентрации несколько увеличиваются: у амфиболов от 22,8 до 29,8%, у пироксенов в пределах 1,3— 1,6, рутила 1,1—1,8илейкоксенаЗ—3,8%. Подобное увеличение характерно для указанных минералов при переходе от аллю­ вия I I надпойменной террасы к голоценовому. Противополож­ ным образом происходит распределение слюд и гидроокислов

железа. В рассматриваемой фракции их содержание соответст­ венно уменьшается для биотита от 2 до 0,8%, гидроокислов железа от 5,5 до 4,8%. Концентрация эпидота и ильменита во •фракции 0,1—0,01 мм с переходом от аллювия I I надпоймен­ ной террасы к современному для среднего течения Днепра {Могилевский участок) находится в пределах от 6,5 до 11,1%

Тяжелые минералы

Рис. 13. Распределение минералов в аллювиальных песках бассейна Днепра:

у эпидота и от 19 до 20% ильменита и уменьшается для сред­ него течения (Жлобинский участок) соответственно от 5,2 до 5,0 и от 17,6 до 15,4%. Поведение этих минералов во фракции 0,25—0,1 мм лишь незначительно различается по уровню со­ держания и форме кривых (рис. 14). Интересно отметить на­ ходки пирита и марказига в аллювии в северной части бас­ сейна (Оршанский и Могилевский участки), связанные с александрийскими и муравинскими осадками и не отмечае­ мые в более молодых аккумуляциях; содержание их во фрак­ ции 0,25—0,1 мм достигает 0,8%. Характерны резкие повы-

Рис. 14. Распределение минералов в аллювиальных песках верхнечетвертичного возраста бассейна Днепра. Обозначения те же, что на рис. 12