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

нижнего течения Припяти и низовья ее притоков. Генезис реч­ ных осадков здесь связан с перемывом песчаных флювиогля­ циальных, древних и современных речных отложений. Осадки выделяются устойчивой ассоциацией максимальных содержа­ ний кремнезема и минимальных — микроэлементов.

Припяти. Осадки образуются за счет сноса материала с Укра­ инского кристаллического массива и характеризуются высо­ кими содержаниями А1 2 0 3 в верховьях и повышенной устой­ чивой ассоциацией Ni, Со, Сг. Друг от друга районы отличаются некоторыми особенностями состава речных и грунтовых вод и комплексом тяжелых минералов.

Выделяются также участки С т в и г а-Г о р ы н с к и й, расположенный близ Давид-Городка и Турова, речные осадки которого обогащены карбонатами за счет подтока грунтовых вод, и М о з ы р с,к и й, связанный с размывом лессов и имею­ щий повышенные концентрации Ті, Си и V.

Современный аллювий бассейна Припяти имеет в целом высокое среднее содержание кремнезема (88,1%) и понижен­ ное глинозема (3,6), окислов натрия (0,3) и калия (0,7%). Осадки бассейнов Днепра и Припяти наряду с различиями имеют близкие черты. Так, по составу и условиям формирова­ ния осадков Березинский участок схож с Ясельда-Птичским, Нижнеднепровский с Припятским.

Выделенные районы распространения аллювия связаны с восточной частью Центральной и Южной литогеохимическими провинциями Белоруссии («Геохимические провинции...», 1969). Специфика первой провинции связана с нахождением ее в полосе Белорусской гряды и прилегающих возвышенно­ стей, сложенных в основном моренными и лессовыми отложе­ ниями, в меньшей степени — флювиогляциальными, болотны­ ми и аллювиальными осадками. По средним концентрациям химических элементов ее осадки близки к кларковому соста­ ву покровных пород республики. Верхнеднепровский район совпадает с одноименным районом аллювия, имеющим повы­ шенные по сравнению с провинцией концентрации Ті, У и близкие к ним — Мп. Район севернее Гомеля совпадает со Среднеднепровским аллювиальным районом. Южная провин­ ция, охватывающая полесскую низменность и прилегающие зандровые равнины, характеризуется песчаными аккумуля-

циями и заболоченными ландшафтами с пониженными содер­ жаниями А1, Fe, Са, Mg, К, Na и большинства микроэлемен­ тов и максимальными Si. Мозырский район совпадает с Мозырским геохимическим участком аллювия.

Установленная пространственная дифференциация состава аллювия вниз по течению Днепра, Березины, Прони, притоков Припяти отражает черты широтной геохимической зональ­ ности покровных отложений, 'проявленной в пределах респуб­ лики. Закономерное изменение состава осадков по мере пе­ рехода от северных к южным областям (увеличение содержа­ ний кремнезема и уменьшение окислов кальция, магния и алюминия) отмечается не только у аллювиальных, но и у мо­ ренных, флювиотляциальных и лессовых отложений. У лессо­ вых и флювиогляциальных пород обнаружена тенденция к снижению концентрации ряда микроэлементов в южном на­ правлении. Характерно, как и для аллювия, увеличение крем- не-алюминиевого коэффициента в данном направлении у мо­ ренных* озерно-ледниковых и лессовых пород. Выделенные гео­ химические районы распространения речных осадков хорошо согласуются также с биогеохимическими, педогеохимическими и гидрогеохимическими провинциями Белоруссии («Геохими­ ческие провинции...», 1969).

Таким образом, геохимическое районирование территории аллювия, основанное на детальном изучении его фаций и литогенеза, всесторонне и полно раскрывает провинциальные геохимические признаки бассейна эрозии.

Необходимо заметить, что изучение осадков рек (шлиховый метод) применяется в основном как метод поиска глав­ ным образом на стадии геолого-поисковых работ. В связи с изложенным выше представляется, что геохимическое изуче­ ние речных отложений необходимо развивать в первую оче­ редь на стадии геологосъемочных работ, направленных на выяснение строения, состава и на оценку потенциальной рудо­ носное™ территорий.

Состав речных осадков как отражение динамических фаз и палеогеографических условий формирования аллювия

Формирование современных осадков рек Белоруссии про­ исходит в разнообразных фациальных и геологических обста­ новках. Существенные признаки строения долин и состава аллювиальных осадков Днепра и Припяти связаны с преиму­ щественным размывом средне- и верхнечетвертичных отложе­ ний и пострисскими процессами, для Немана и Западной Двины — с денудацией верхнечетвертичных отложений и поствюрмскими процессами выветривания. По указанной причине

бассейны первых двух рек, особенно Припяти, характеризу­ ются широкими долинами с блуждающими руслами и сложены перстративным аллювием; у вторых, относительно молодых рек, долины узкие с углубляющимся руслом и отложением кнстративного аллювия. Это отражается в различиях фациальных обстановок современного речного осадконакопления, выявленных по анализу свыше 420 обнажений и скважин (табл. 34). Распространенность осадков русловой фации в ука­ занных бассейнах имеет близкие значения, отражая нормаль­ ное отношение фаций, свойственное рекам умеренного пояса. Максимальное распространение старичных отложений у бас­ сейна Припяти, поскольку река и ее притоки испытывают зна­ чительную фуркацию в условиях Полесской низменности.

ВПоднепровье интенсивная фуркация русла отмечается лишь

вюжной части (Приднепровская низменность); по развитию старичных осадков Днепр занимает промежуточное положе­ ние. Минимальное распространение стариц имеют Неман и Западная Двина. Видимо, несколько завышенное значение рус­ ловых осадков и пониженное пойменных у Припяти связано с трудностями выделения фаций в разрезе ее пойм, обусловлен­ ными накоплением речных осадков за счет перемытых песча­ ных пород с относительно малыми отложениями глинистого и илистого материала во время паводков.

Как видно из табл. 34, общим для речных осадков явля­ ется их преимущественно песчаный характер (от 74,2 для Днепра до 85,2 % для Припяти). В то же время бассейны Днеп-

Т а б л и ц а 34

Распределение речных отложений территории Белоруссии по фациальному и литологическому признакам, %

pa и Припяти выделяются минимальными накоплениями ва- лунно-галечного материала. Низкие значения супесь-глини­ стых осадков характерны для Припяти, а максимальные—для Днепра, что связано с широким размывом зандрового мате­ риала в первом бассейне и лессовых и моренных отложений во втором. Для долины Припяти специфично широкое рас­ пространение торфяников и погребенных почв. Глубокие врезы долин Немана и Западной Двины, сложенных морен­ ными отложениями, обусловливают повышенное развитие ва- лунно-галечного материала и крупнозернистых песков.

В табл. 35 приведен химический состав современных реч­ ных осадков республики. По бассейнам'он рассчитан с учетом распространения фациальных разностей, а кларковый состав речных осадков республики с учетом развития аллювия по отдельным бассейнам.

Различия состава осадков северных (Неман и Западная Двина) и южных (Припять) рек явны не только по данным сравнения с кларковыми величинами для аллювия БССР, но и при сопоставлении осадков бассейнов в целом и их фа­ циальных разностей в отдельности. С бассейном Припяти свя­ зано максимальное среднее содержание Si0 2 и минимальное А12 03 , СаО, Na 2 0 и К 2 0 ; бассейн Западной Двины имеет ма­ ксимальное значение А12 0з, СаО, MgO, Na2 0, К 2 О и минималь-, ное Si02 . Осадки Днепра в целом характеризуются промежу­ точными величинами компонентов. Бассейн Припяти по срав­ нению с другими выделяется минимальными (ниже кларковых

аллювиальные глины юго-восточной провинции, совпадающей с большей частью территории днепровского бассейна, выде­ ляются среди других территорий республики максимальным содержанием S i 0 2 и низким А12 0з, СаО и MgO.

Закономерные изменения состава речных осадков при пе­ реходе от северных (Западная Двина) к южным (Припять) бассейнам, т. е. территориям с различными по продолжитель­ ности процессами постледникового выветривания, отражаются на величинах геохимических коэффициентов — показателей степени выветривания, которые соответственно уменьшаются: для Ъа от 0,78 до 0,61; А 1 2 0 3 : S i 0 2 от 0,04 до 0,02; Na 2 0 : К 2 О от 0,52 до 0,46; СаО ; MgO — 2,03 и 0,79 и увеличиваются для

ношений Сг : Ni, уменьшается Мп : Ni .

Таким образом, составы речных осадков бассейнов Бело­ руссии в сопоставлении друг с другом отражают особенности химической дифференциации, происходящей в условиях фор­ мирования различных динамических типов аллювия, вскрыва­ ют некоторые различия палеогеохимического развития север­ ной и южной частей Белоруссии, связанные с процессами ли­ тогенеза и выветривания в течение верхнечетвертичного и голоценового времени.

переносу и переотложению вещества. Такой подход не учиты­ вает все стороны аллювиального литогенеза; он ведет к недо­ оценке некоторых практических задач, вытекающих из геохи­ мического изучения речных отложений..

Выделяются следующие этапы разделения элементов и их соединений в аллювиальном литогенезе:

1. При переносе материала речными водами. Дифферен­ циация элементов и их соединений на этом этапе связана с растворением (разделение растворимых и нерастворимых соединений); истиранием и дроблением (механически устой­ чивых и неустойчивых минералов и обломков пород); грави­ тацией (тяжелых и легких минералов, садка коллоидов); с особенностями переноса вещества в различных гидродинами­ ческих условиях потока (разделение растворенного, взвешен­ ного и влекомого материала) и т. п.

2. При отложении материала. Дифференциация элементов обусловлена различиями гидродинамического режима пото­ ка, химическими и биологическими процесами, фациальными, геохимическими и другими условиями среды.

3.При диагенетических преобразованиях осадков (при уплотнении, обезвоживании осадка и переходе его в породу, синерезисе, вторичном минералообразовании, преобразовании органического вещества и т. д.).

4.Эпигенетическая дифференциация элементов в сформи­ ровавшихся аллювиальных толщах под влиянием процессов педогенеза, подтока речных, грунтовых и глубинных вод и т. д.

Факторы, влияющие на разделение элементов в аллювиаль­ ном литогенезе, определяются: а) природой переносимого ве­ щества (устойчивостью минералов к дроблению, истиранию, растворению, способностью соединений к адсорбции, ионо­ обменным реакциям и т. д.У; б) условиями переноса и отло­ жения (гидродинамический режим потока, физико-химические процессы, ведущие к образованию труднорастворимых соеди­ нений, коагуляции коллоидов, избирательному накоплению элементов организмами, смешивание вод различного состава и т. д.); в) геологической .и физико-географической обстанов­ кой (геологическое строение бассейна, состав эродируемых пород, неотектонические движения, геоморфологическое строение речной долины, ландшафтно-климатические усло­ вия) ; г) хозяйственной деятельностью человека.

Геохимическая дифференциация и продукты аллювиаль­ ного литогенеза подчиняются закономерностям зональности гипергенных процессов и их образований.

Взаимосвязанная с различными сочетаниями процессов и условий среды дифференциация элементов при аллювиальном литогенезе имеет часто сложный характер. В ряде случаев она завуалирована вследствие сложности геологического строения

с возрастанием скоростей потоков переносятся и более круп­ ные частицы.

Как показывают наши наблюдения, у современных рек бассейна Днепра преобладает переотложение главным обра­ зом мелкозернистых песков. Прареками бассейна с большей водностью потоков откладывались средне- и крупнозернистые пески. В периоды формирования аллювия надпойменных тер­ рас переносился и переотлагался в значительном количестве гравийно-галечный материал. В поймах в условиях половодий мигрировали и осаждались преимущественно тонкозернистые пески, супеси и глины. Изменения в скоростях речных вод, отражавшиеся на механической дифференциации, в разрезах

нижением скоростей речного потока перенос и переотложение соединений Si несколько снижается с увеличением для А1, К, Na, Са, а также микроэлементов, что видно из анализов рус­ ловых песков и пойменных наилков (табл. 37). При переносе гравийно-галечного материала преобладает перераспределе­ ние карбонатов Са, M g (при размыве осадочных пород), сили­ катов и алюмосиликатов К, Na, Са, M g (изверженных и мета­ морфических пород). Повышенные концентрации в илах ряда макро- и микроэлементов при садке речных взвесей способ­ ствуют обогащению ими песчаных наносов поймы.

Взвешенный материал Днепра в целом отличается от ма­ териала других рек повышенным содержанием кремнезема и пониженным остальных компонентов (Cyril S. Fox, 1949).

В бассейне Днепра со взвесями связан преобладающий перенос Fe, Mn, Ni, Со. Высокую роль речных взвесей в пе­ реносе редких элементов отмечают Н. М. Страхов (1954, 1956)

Морозов (1969) — К , Li, Pb, Cs. С геохимической точки зре­ ния состав взвесей и тонких фракций донных осадков является наиболее динамической средой во взаимоотношении химиче­ ских элементов твердой и жидкой фаз, чутко реагирующей на изменение обстановок в речной сети, отражающихся в отно­ шениях концентраций элементой в составе их поглощенного комплекса, солевых вытяжек и т. д.

В химическом переносе рек бассейна Днепра преобладают гидрокарбонаты кальция и магния (табл. 37). На миграцию и перераспределение железа и марганца и микроэлементов в растворенном состоянии оказывает огромное влияние органи­ ческое вещество с окружающих болотных массивов. С гуми-