Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.02 Mб
Скачать

шения содержаний глауконита на отдельных участках совре­ менных рек (до 13—43%), тогда как в более ранних осадках

(исключая нижнечетвертичный аллювий) его

концентрация

не превышает 1,5%, что связано с углублением

русла Днепра

в голоцене и новым размывом палеогеновых и неогеновых от­ ложений.

Для состава галечного материала выявлено более высокое содержание карбонатов в верхнечетвертичном аллювии по сравнению со среднечетвертичным; древние осадки содержат больше биотита.

Минералогическая ассоциация аллювия долины Днепра с возрастом меняется: для нижне-среднечетвертичного она оп­ ределяется как циркон-лейкоксен-ильменит-гранат-амфиболо- вая; для верхнечетвертичного — эпидот-лейкоксен-ильменит- амфибол-гранатовая и для голоценового — эпидот-лейкоксен- ильменит-гранат-амфиболовая.

Таким образом, формирование минералогического состава речных отложений на различных этапах развития долины Днепра несет черты дифференциации, связанной с изменением состава пород областей размыва (глауконит, карбонаты, тя­ желые минералы) и разрушением неустойчивых минералов в процессах речной транспортировки (полевые шпаты и т. д.). Ее выраженность в зависимости от возраста аллювия услож­ няется тем, что река перемывает ранее отложенный материал или вовлекает в размыв породы глубинных горизонтов.

Подмеченное сходство во временных закономерностях из­ менения минералогического состава аллювия и морен терри­ тории бассейна (К. И. Лукашев, В. А. Кузнецов, С. Л. Шима-

нович, 1969) свидетельствует

о главенствующей роли раз­

мыва ледниковых отложений

в формировании минеральных

ассоциаций и о специфике их возрастной дифференциации у речных осадков на протяжении четвертичного периода.

В химическом составе речных отложений Поднепровья в за­ висимости от возраста отмечаются следующие закономерно­ сти (табл. 32 и 33). В песках концентрация кремнезема умень­ шается от полтавских до александрийских и затем возрастает к голоценовым. Содержание глинозема в целом с возрастом несколько увеличивается при максимуме в шкловских осад­

ках.

Концентрация окислов

железа возрастает

от

полтавс­

ких

к

александрийским и

от александрийских

к голоце­

новым

с резким увеличением от рутковичских к

современным

осадкам.

 

 

 

Для щелочных и щелочноземельных элементов характерна тенденция к увеличению их содержаний с возрастом, однако максимальные значения связаны с александрийскими осадка­ ми (для калия также со шкловскими), что хорошо согласуется с повышенными их концентрациями у березинских и днепров-

9. Зак. 204

129

Средний химический состав аллювиальных и озерно-аллювиальных отложений неоген-четвертичной толщи долины Днепра, %

 

 

О

 

о

 

 

о

он

 

 

 

 

 

25

 

 

 

 

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Аллювиальные

 

 

 

 

 

Q4

171

91,04 1,19

3,04

0,52 0,24

1,09

0,61

0,27 0,48

1,63

Ql

62

90,42 0,71

3,22

0,54

0,31

1,06

0,43

0,11 0,35

2,24

Ql

40

92,71

0,86

2,98

0,43

0,11

1,21

0,39

0,16

0,23

Ql

17

88,69

0,85

4,63

0,83 0,45

1,63

0,59

0,19 0,75

1,47

Q 2

6

85,68

0,81

4,09

2,69

1,26

1,36

0,71

0,28 1,83

2,91

Qi

16

90,08 1,05

3,03

0,59 0,37

0,82

0,31

0,20

2,14

Ql

17

93,42 1,20

3,01

0,39 0,37

0,45

0,17

0,77

 

13

97,14

0,27

0,83

0,39 0,13 следы

следы

Q*

29

75,38 4,78

10,99 1,77

1,12

.—.

'—

3,25

Q3

16

75,01 4,05

13,39 1,36 1,20

3,44

 

 

 

Озерно-аллювиальные

 

 

 

 

Q4

48

74,78 3,67

11,73 0,70 1,18

—•

4,84

Ql

15

55,99 5,38

15,86 7,71 3,31

11,44

Ql

9

75,68 3,48

12,04 0,67 0,91

_

3,66

Q,

2

73,63 4,55

14,03 0,66

1,33

4,11

 

6

66,01

4,97

17,74 1,98

0,61

7,72

ских морен (А. В. Матвеев, 1966). У глинистых озерно-аллю­ виальных отложений в целом те же закономерности.

Изучение возрастной химической дифференциации в осад­ ках с учетом фациальных особенностей показывает, что пес­ чаные и глинистые осадки русловой, пойменной и старичной фаций (рис. 15 и 16) отражают выявленные закономерности, подчеркивая с разной степенью геохимическую направлен­ ность аллювиального литогенеза на территории бассейна.

Общая тенденция изменения состава аллювия на протя­ жении четвертичного периода в Поднепровье, хотя и имеет сложный характер, в основном согласуется с прямым поряд­ ком возрастной дифференциации, установленным для других

речных бассейнов Б. С. Луневым (1967), согласно которому в молодых отложениях возрастают концентрации кремния, алю­ миния, калия, натрия, кальция и магния. Однако объяснение такой направленности дифференциации преимущественно вы­ ветриванием и разрушением минералов, на наш взгляд, недо­ статочно. Во-первых, не раскрывается поведение карбонатов и глинозема в стратиграфическом разрезе, которые должны,

Я0гАігОзГегО3

I

ЗДАЭДВД

//

Pgl Qt Q2 Q3 Qj, Q, Q2 Q3 O4 flj % З3 rf*

Рис. 15. Распределение макроэлементов в песчаных аллювиальных отложе­ ниях бассейна Днепра в зависимости от возраста осадков и (радиальных условий их образования: / — Si02 , 2 — А12 0з, 3 — Ре2 0з, 4 — СаО, 5 — MgO, 6 К2О, 7 — Na2 0; фации: / — русловая, / / — пойменная, III — старичная.

Для палеогеновых осадков — дельтовый аллювий

казалось бы, уменьшить концентрацию; во-вторых, недооце­ нивается специфика отдельных процессов аллювиального ли­ тогенеза, связанных с размывом разнообразных пород питаю­ щих провинций, с гипергенным минералообразованием и па­ леогеохимическими особенностями отдельных периодов.

Распределение микроэлементов в аллювии Поднепровья имеет сложный характер (рис. 16). В целом для V, Zr, Сг, Ті отмечается тенденция к снижению концентрации в осадках на протяжении четвертичного периода с некоторыми отклоне­ ниями, например минимальными значениями в осадках мура-

9*

131

винского времени. Повышение концентрации Мп связано со среднечетвертичными отложениями. Характерно некоторое возрастание содержания Мп, Ті, Cr, Zr с переходом от верх­ нечетвертичного к голоценовому аллювию.

Для возрастной дифференциации речных отложений доли­ ны Припяти при переходе от аллювия надпойменных террас к современному выявлено увеличение содержаний Si и умень­ шение содержаний Са, Mg, Na, V, Zn, Си, Ва и Ті, т. е. обрат­ ный порядок, что обусловлено неоднократностью перемыва однородного песчаного материала в условиях Полесья с выно­ сом щелочей и карбонатов. Высокие концентрации микроэле­ ментов в древнем аллювии здесь связаны главным образом

Мі

 

•С^-

 

і

НО

 

 

А

 

1

'•к. І

*

v

1

:f><

\

А

; 2

/)/

 

1M

1

*7

V

*Ч* \

• *

1 ,

*

 

t*

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

' *

і

 

 

V

V'

 

 

 

 

Риє. 16.

Распределение

микроэлементов

в

песчаных

аллювиальных

отло­

жениях

бассейна Днепра

в зависимости

от

возраста

осадков ( л - 1 0 - 3 % ) :

фации: / — русловая, 2—пойменная,.?

— старинная,

4 — дельтовые

отло­

жения; штрихами

дан масштаб

для

V в старинных осадках

 

с большей глинистостью террасовых отложений. Как уже от­ мечено, в породах межледниковий имеются свои закономер­ ности распределения элементов, обусловленные сменой теплых сред осадконакопления перигляциальными.

В табл. 33 приведены статистические данные распределе­ ния микроэлементов в песках русловой фации разного возра­

ста.

Определение

медианного значения

(Me)

и квартилей

(Qi

и <2з) велось

графически. Математически рассчитывались

нижние (GH ) и верхние

(GB ) квадратичные

значения распре-

деления по формулам: Gn

3

и

 

3

Me);

= —{Me—Qi)

G B = — (Q3

верхняя (НПВ) и нижняя

(ЯЯ Н ) границы

нормального

геохи­

мического поля:

НПВ=

1,503—0,5 Me и

НП„=

1,50—0,5 Me;

коэффициент вариации

(V) по формуле V =

Q

.Коэффициент

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

встречаемости (Кв) представляет отношение

количества

проб

с содержанием элемента выше порога чувствительности

ана­

лиза

к общему количеству

анализированных

проб в %•

 

Анализ данных показывает, что вверх по разрезу неогенчетвертичной толщи в аллювии отмечается снижение концен­ траций (по Me, Qi и Q3 ) Ті (при некотором повышении в голоценовых осадках), Cr, V, Zr. Максимальные значения кон­ центраций Мп связаны со среднечетвертичным, Ті и V с неогеновым аллювием.

Разделение микроэлементов по коэффициенту встречаемо­ сти показывает, что их ассоциация в русловых песках от нео­ гена до верхнечетвертичного времени в целом аналогична, так как Кв лежит в пределах 75—100%. Ассоциация современных песков выделяется пониженной встречаемостью Сг и Ni

( К в < 5 0 % ) , По величинам коэффициентов вариаций выделяются три

группы элементов: 1) Ті, Cr, Ni, Zr, максимумы которых свя­ заны с нижнечетвертичными отложениями, 2) Мп — наиболее высокие значения у современных осадков и 3) V, Zr — ми­ нимальные значения относятся к среднечетвертичному, аллю- ЕИЮ. Максимальные величины коэффициентов вариации могут расцениваться как показатели особенностей аллювиального литогенеза, связанные с большей возможностью концен­ трирования элементов, минимальные — с их рассеиванием. С этой точки зрения поиск погребенных россыпей имеет наи­ большее значение в нижнечетвертичном аллювии, что выте­ кает также из изучения геологического строения и истории развития рассматриваемой территории. Величиной стандарт­ ных отклонений выделяются по Ті и V осадки неогенового и нижнечетвертичного аллювия, по Мп — среднечетвертичного. Резко выделяются максимальными значениями по отношению

 

 

Статистические показатели

распределения микроэлементов в русловых песках

 

 

 

 

 

аллювия неоген-четвертичной толщи Белорусского Поднепровья

 

 

 

Возраст

Кол-во

Me

Qi

 

* в

G H

C B

 

нпв

V

Me

Qt

Q,

*8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проб

 

 

 

 

Ті

 

 

 

 

 

 

Mn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q*

57

44

25

80

100

28

54

15

98

94

13

6

31

97

10

Q3

70

34

25

55

100

13

31

20

65

66

12

8

14

100

1,6

Q2

33

50

32

85

100

27

52

23

102

79

46

29

78

100

25

Qi

23

80

35

175

100

67

142

12

222

131

10

7

15

100

3

Щп

10

140

78

200

100

90

93

47

230

65

9

7

16

100

3

Возраст

Кол-во

 

 

 

 

Ni

 

 

 

 

 

 

V

 

 

проб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57

 

 

 

33

 

 

 

 

 

0,7

0,5

1,2

43

0,4 .

Q3

70

0,3

0,2

0,6

92

0,2

0,3

0,1

0,7

84

1,7

1,2

2,4

90

0,7

Q2

33

0,3

0,2

0,5

94

0,2

0,4

0,1

0,7

108

2,9

2,3

3,8

100

0,9

Qi

23

0,4

0,2

1,1

100

0,3

0,9

0,1

1,4

143

3,8

2,0

6,0

100

2,7

щп

10

0,3

0,2

0,5

100

0,1

0,4

o.i

0,6

108

12

4,4

19

100

10

Возраст

Кол-во

 

нпа

 

V

Me

Qi

Q3

« в

°Н

° в

 

н п *

V

Мп

Мп

Cr

проб

 

 

 

 

 

 

 

 

Сг

 

 

 

 

Ni

V"

Ni

 

 

 

 

Мп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

57

27

2,5

40

144

0,7

0,5

1,2

37

0,4

0,7

0,4

1,4

71

17

 

Q3

70

3,7

6

16

41

0,9

0,6

1,5

90

0,5

0,9

0,4

1,8

72

40

7

3

Qz

33

48

20

94

80

1,4

1,0

1,8

100

0,6

0,7

0,8

2,0

43

153

15

4,6

Qt

23

8

6

17

62

2,1

0,9

3,5

100

1,7

2>1

0,4

4,2

90

25

2,6

5,2

N P »

10

10

6

19

75

3,4

1,4

4,2

100

1,2

3,0

0,4

4,6

62

30

0,7

11

Возраст

Кол-во

 

 

V

 

 

 

 

 

Zn

 

 

 

 

Ті

Ni

Ті

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

V

Zr

проб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q4

57

0,7

0,4

1,5

7,6

6,9

1,7

14

79

7 - 7

10

0,8

17

133

62

6,2

 

Q3

70

1,1

0,9

2,7

53

7,0

4,5

12

92

3,7

8,3

3,2

15

86

20

0,1

4,5

Qz

33

1,4

2,0

4,2

39

12

6,5

17

97

7,5

9,0

3,5

20

66

17

0,1

4,1

Qi

23

1,1

3,3

7,1

79

12

6,9

31

100

8,1

28

4,1

40

145

21

0,1

6,6

 

N pit

10

12

0,6

22

91

10

3

17

100

10

11

0,5

20

105

11

0,02

14

Cr : Ni и Ті : Zr неогеновые, по Мп : V и Mn : Ni — среднечетвертичные и Т і : V — голоценовые речные пески.

Выше отмечались различия в поведении микроэлементов в теплых и перигляциальных условиях аллювиального литоге­ неза. Особенно различаются ори этом величины коэффициен­

тов вариации (например, для

верхнечетвертичного

аллювия

они соответственно составляют

у Сг 102 и 37, Ni 84

и 64,

V 109 и 36; для среднечетвертичного у Сг 66 и 43,

Ni —

40 и 19, V 32 и 17, Мп 168 и 37 и т. д.).

 

 

Таким образом, в возрастной дифференциации

состава

речных осадков и их эволюции

в разрезе неоген-четвертичной

толщи бассейна выявляется прямой порядок химической диф­ ференциации аллювия Поднепровья и обратный бассейна Припяти.

Направленность химической дифференциации аллювия в пределах межледниковий подчиняется изменениям второго порядка, связанным с переходом от теплых к холодным кли­ матическим условиям осадконакопления и от нормального к перигляциальному типу аллювия, сопровождающимся умень­

шением содержаний микроэлементов

и степени

их вариа­

ции и т. д.

 

 

 

 

Существенное влияние на характер дифференциации аллю­

вия в межледниковьях оказал размыв

ледниковых аккумуля­

ций, а с переходом к голоцену — развитие

органического

ве­

щества.

 

 

 

 

Специфика дифференциации элементов

при

переходе

от

верхнечетвертичного к голоценовому аллювию на территории долины Днепра заключается в возрастании содержаний микро­ элементов в речных осадках, связанном с усилением глубин­ ного вреза и вовлечением в переотложение дочетвертичных пород; в Полесье — уменьшении их концентраций в связи с новым перемывом флювиогляциальных и аллювиальных акку­ муляций.

Установленные величины статистических показателей рас­ пределения микроэлементов отражают временные особенности литогенеза и могут быть использованы как местные критерии при корреляции речных осадков, определении их возраста, а также в поисковых целях.

Геохимическое районирование территории распространения аллювиальных отложений

В основе геохимического районирования территорий и вы­ деления провинций лежит изучение концентраций элементов в горных породах, почвах и растительном покрове. Примени­ тельно к площадям распространения речных отложений оно основывается главным образом на минералогическом изуче-

нии шлихов руслового аллювия. В настоящее время развива­ ются методы с применением данных химического анализа тя­ желых минералов (Б. С. Лунев, 1967), распространения микро­ элементов в глинистой фракции русловых осадков и ее эк­ страктах (J. S. Webb и др., 1963, 1968) и т. д. Эти методы обладают рядом преимуществ, но не лишены недостатков. Например, шлиховая съемка наиболее проста по выполнению и в целом отражает закономерности распространения мине­ ралов и элементов в долине, однако является неполной, по­ скольку не основана на всестороннем изучении процессов и продуктов аллювиального литогенеза.

Нами в основу геохимического районирования территории развития речных отложений принимается учет связи состава речных осадков со строением и литологией бассейна эрозии, химической дифференциации в долинах, закономерностей распространения элементов во всех фациальных комплексах аллювия, основанных на принципе изучения устойчивых и не­ устойчивых ассоциаций. Под устойчивой ассоциацией понима­ ется такая, содержание химических элементов в которой во всех аллювиальных фациях данной территории оказывается повышенным (или пониженным) по отношению к их содержа­ нию в комплексе фаций других территорий. В неустойчивой ассоциации относительные содержания элементов в различных фациях оказываются непостоянными.

В бассейне Днепра по особенностям, химического состава речных осадков с учетом специфики аллювиальных толщ и фа­ циальных сред осадконакопления мы выделяем следующие геохимические районы распространения аллювия (рис. 17). Подробная характеристика районов дана в работе «Гео­ химические провинции...» (1969) и др.

В е р х н е д н е п р о в с к и й

район охватывает

верховья

Днепра, Друти, Сожа, Прони

и характеризуется

формирова­

нием аллювия преимущественно за счет лессовых и моренных

отложений в условиях нешироких долин.

Развиты

главным

образом осадки русловой и менее развиты

пойменной фаций.

Речные осадки имеют максимальные содержания

глинозема,

щелочных и щелочноземельных элементов, бария,

марганца,

повышенные ванадия.

 

 

 

 

 

С р е д н е д н е п р о в с к и й

район

занимает

территорию

среднего Днепра, Друти и Сожа. В составе осадков

отмеча­

ются переходные черты между первым и третьим

районами.

Характерно повышенное содержание Ті, Cr, V и

других эле­

ментов. '

 

 

-

 

 

Н и ж н е д н е п р о в с к и й

район

расположен

в

нижнем

течении Днепра и Сожа. Характеризуется

преимущественным

накоплением осадков при размыве и переотложении древних и современных аллювиальных песчаных отложений, выделяется

широко развитым пойменным и старичным аллювием. Речные осадки имеют максимальные содержания кремния и мини­ мальные остальных макро- и микроэлементов.

Б е р е з и н с к и й район охватывает долину Березины. Формирование аллювия происходит главным образом за счет флювиогляциальных и моренных отложений в условиях

Рис. 17. Карта-схема геохимического районирования аллювиальных отло­

жений бассейна Днепра: геохимические районы:

/—Верхнеднепровский с

Оршанским

(а)

участком, 2—Среднеднепровский,

3— Ясельда-Птичь-Бе-

резинский,

4 — Припять-Нижнеднепровский

с Мозырским (б)

участком,

5 — Стырский,

6—Горынь-Словечанский,

7 — Ствига-Горынский

участок;

8— литогеохимические провинции:

/ — северная,

II— центральная,

III—

южная; границы: 9 — геохимических

провинций,

10—геохимических

райо­

 

 

нов, 11 — бассейна

Днепра

 

 

сильно заболоченной долины и водоразделов. Характеризуется промежуточным содержанием элементов между первыми дву­ мя и третьим районами. Концентрации щелочноземельных эле­ ментов здесь минимальные.

Состав осадков выделенных райбнов отличается от кларковых содержаний элементов в аллювии Днепра в целом. На­ пример, третий район имеет повышенные (к кларку) содержа­ ния кремнезема и пониженные остальных компонентов, первый характеризуется их противоположными соотношениями.

В Белорусском Полесье выделяются следующие геохими­ ческие районы:

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ