23 Июн

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЭЛЬКОНСКОГО УРАНОВОРУДНОГО РАЙОНА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Планами промышленного освоения Южной Якутии предусмотрено строительство крупного горнодобывающего предприятия   в Эльконском урановорудном районе. С экологических позиций важно получить информацию о фоновом состоянии окружающей природной среды до начала интенсивного техногенного воздействия.  Изучение химического состава снежного покрова позволяет получить качественные и количественные характеристики сухих и влажных выпадений из атмосферы в холодный сезон, т. е. практически за полгода, в начальный период хозяйственного освоения района.

Район исследований расположен в Южной Якутии в центральной части Алданского нагорья (рис. 1).


Рисунок 1. Район геохимических исследований

Отбор проб снега проводился в конце марта — начале апреля (28.03-02.04.2015 г.). Перепад высот точек отбора снега составляет около 500 м — от 409 м до 908 м.

В ландшафтно-климатическом отношении район исследований расположен в среднетаёжной подзоне мерзлотно-таёжной области бореального пояса Восточной Сибири. В административном – это Алданский район Республики Саха (Якутия).

В геологическом отношении район исследований находится в северной части Алданского щита в пределах Эльконского горста. Согласно металлогеническому районированию это территория Эльконского золото-уранового района, где сосредоточены большие запасы урана и золота. Гидротермальные Au-U месторождения являются наиболее крупным резервом урана в России [1]. Эндогенные ореолы рудных тел характеризуются устойчивой ассоциацией типоморфных элементов Ag-V-As-Tl-Au [2].

Геоморфологически Эльконское поднятие представляет четко выраженный свод-горст фундамента со ступенчато-блоковым рельефом и осевым грабеном, с окаймляющими пологими тектоническими блоками древней части Алданского докембрийского пенеплена. Одной из основных особенностей природных условий Эльконского горста является существенная неоднородность геокриологических условий, что в первую очередь, связано с геоморфологическим строением [3].

Мерзлотные ландшафты представлены высотно-поясными типами: горно-таёжными, горными редколесьями и горно-тундровыми.

Средняя температура воздуха составила в период наблюдений -31,4оС, температура снега на поверхности почвы в среднем -4,8 оС и изменялась в отрицательном диапазоне от 0,6 до 11,0 оС.

Наблюдаются некоторые особенности залегания снега, связанные с ландшафтной поясностью. Высота снега возрастает с повышением высотности рельефа с 80 см в горно-таежных ландшафтах до 99-103 см в расположенных выше ландшафтах редколесий и тундр.

Характерной особенностью снежного покрова региона является высокая плотность.  К началу снеготаяния его плотность колеблется от 0,202 г/см3 на высотах 400-600 м до 0,258-0,281 г/см3 в горных ландшафтах, почти в два раза выше (0,138–0,154 г/см3), чем в горных ландшафтах Восточной Якутии [4].

Концентрация пылевых частиц в снежном покрове изменяется в пределах 0,005-0,110 г/л. Запыленность максимальна в ландшафтах горных пустынь 0,062-0,110, в среднем 0,074 г/л, и понижается до 0,010 г/л в среднетаёжных ландшафтах на высотах 400-600 м.

Снеговая вода в районе исследований гидрокарбонатно-кальциевая ультрапресная, с диапазоном изменения минерализации в пределах 8,0 — 14,8 мг/л.

Для снежного покрова всех типов горных мерзлотных ландшафтов характерно идентичное соотношение макрокомпонентов:

HCO3>  Cl > SO42- > NO3> NO3;  Са2+ > Na+, Mg2+ > NH4 > K+.

По соотношению главных ионов химический состав снежного покрова типичен для горных районов и подчиняется общей гидрохимической закономерности, в соответствии с которой, первым анионом пресных и ультрапресных вод является HCO3. Преобладающее влияние на процессы формирования химического состава снежного покрова в горных мерзлотных ландшафтах оказывают соли континентального происхождения. Об этом свидетельствует высокое содержание гидрокарбонатов кальция (40-74 %-экв.). Соли морского происхождения составляют в среднем всего 15% от общего количества солей в снеге.

Относительное содержание сульфат-иона в снежном покрове не превышает 9 %-экв. (0,58-1,07 мг/л), что отражает существующий в настоящее время низкий уровень техногенного давления в регионе.

Величина рН в снежном покрове всех типов высотных ландшафтов колеблется в пределах 5,17-5,57, что отвечает фоновым атмосферным осадкам. В техногенных районах Якутии для снега характерны щелочные значения рН [5].

Среднее содержание микрокомпонентов в снежном покрове колеблется от <0,005 (Li, Sr, Ba) до 33 (P) мкг/л. В порядке убывания концентрации микроэлемены группируются в следующий ряд: P > Mn > Cu, F > Ba, Sr, Li, As.

Распределение микроэлементов в снежном покрове отклоняется от высотной зональности, в соответствии с которой с высотой должна понижаться их концентрация. Максимальное содержание F, Sr и тяжелых металлов (Mn и Cu), наблюдаются в  ландшафтах горных редколесий и горных тундр с абсолютными отметками в интервале высот 600 – 1000 м (табл. 1).

Таблица 1

Содержание микроэлементов в снежном покрове мерзлотных ландшафтов Эльконского горста

Тип ландшафта

(абс. отм., м)

  рН      H3+,

ТЕ

Среднее содержание, мкг/л  
  Mn Cu  As Р  
  Горно-таежные, (400-600)    5,27 13  7,0  5,0 <1  0,022
  Горные  редколесья, (600-800)    5,34 19  8,9  4,5 <1  0,016
  Горные тундры, (800-1000)    5,36 31   12,2  8,2   <1 – 94  0,012

Суммарное поступление (плотность накопления) растворимых и нерастворимых форм компонентов в снежный покров возрастает с высотой и колеблется от 32 т/км2 в горно-таёжных ландшафтах до 44 т/км2 в более высокогорных ландшафтах горных тундр. Во всех типах горных ландшафтов наблюдается преобладание растворимых (ионных) форм над пылевыми, в соотношении 5-6:1. В распределении плотности поступления компонентов в снежный покров четко выражены элементы обратной гидрохимической зональности. Отклонение от высотной зональности распределения химических элементов в снежном покрове (S, C, Mn, Cu, H3+), связано с миграцией макро- и микроэлементов из подстилающего субстрата в снег в ландшафтах горных редколесий и горных тундр, где распространены аномалии элементов типоморфных для рудных тел и эндогенных ореолов рассеяния Au-U месторождений.

Отсутствие горных работ на территории Эльконского горста в зимнее время и удаленность от селитебных и промышленных объектов определяют чистоту атмосферы и снега. Концентрация большинства химических компонентов в снежном покрове значительно ниже экологических норм для воды: на один (Li, NO2, NO3), два (Ca2+, Mg2+, K+, Sr2+) и даже три (Cl, Ва, SO42-, Na+) порядка. В тоже время, положение района исследований на территории специфической золото-урановой металлогении определяет миграцию в снег из подстилающего субстрата ряда химических элементов типоморфных для рудных тел. Концентрация рудных элементов в снежном покрове превышает санитарные нормы для рыбохозяйственного использования поверхностных вод и достигает экологически неблагоприятных значений (в скобках уровень превышения над ПДКрыбохоз.): Cu(13)>Mn,As(1,9)>NH4+(1,2).

Список литературы:

 

  1. Наумов С.С., Шумилин М.В. Урановые месторождения Алдана // Отеч. Геология. 1994, № 11/12. С. 20-23.
  2. Лоскутов Е.Е. Поэлементная геохимическая база данных участка Сохсолоох. // Казанская наука, № 2, 2011, с. 278-279.
  3. Сериков С.И., Железняк М.Н., Жижин В.И. Криогенные процессы в современном рельефообразовании Эльконского горного массива. // Якутск, ООО Издательство «Сфера», Наука и образование, 2012 г. №1 с.40-44.
  4. Макаров В.Н. Геохимия снежного покрова таёжных и горных мерзлотных ландшафтах Якутии. – Лед и снег. – 2014. — №1 (125) — С. 73-80.
  5. Макаров В.Н., Федосеев Н.Ф., Федосеева В.И. Геохимия снежного покрова Якутии. Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО А СССР, 1990. 152 с.
    ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЭЛЬКОНСКОГО УРАНОВОРУДНОГО РАЙОНА
    Исследован снежный покров в пределах Эльконского урановорудного района, расположенного в Южной Якутии. В ландшафтно-климатическом отношении это среднегорная подзона мерзлотно-таёжной области бореального пояса Восточной Сибири. Суммарная плотность поступления растворимых и нерастворимых форм компонентов в снежный покров закономерно увеличивается с изменением высоты местности – при переходе от горно-таёжных к горно-тундровым территориям. Распределение микроэлементов в снежном покрове не подчиняется высотной зональности. Максимальное содержание F, Sr и тяжелых металлов (Mn, Cu), в снежном покрове наблюдается в ландшафтах горных тундр и обусловлено положительным вертикальным градиентом влагозапаса в снеге и расположением в ландшафтах горных редколесий и горных тундр рудных тел и эндогенных ореолов гидротермальных Au-U месторождений.
    Written by: Макаров В.Н.
    Published by: Басаранович Екатерина
    Date Published: 12/15/2016
    Edition: euroasia-science_6(27)_23.06.2016
    Available in: Ebook