CC BY
12
ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
ХИМИЧЕСКИИ СОСТАВ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРНЫХ ЛАНДШАФТОВ ЭЛЬКОНСКОГО УРАНОВОРУДНОГО РАЙОНА
Макаров В.Н.
Доктор геол.-мин. наук, Институт мерзлотоведения СО РАН, г. Якутск
АННОТАЦИЯ
Исследован снежный покров в пределах Эльконского урановорудного района, расположенного в Южной Якутии. В ланд-шафтно-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.
ABSTRACT
Inve^igated snow cover within the Elkon uranium ore di^rict located in the South Yakutia. The landscape is climatically Mid-taiga subzone permafroS boreal region of Ea^ern Siberia. The total density of the receipt of soluble and insoluble forms of the components in the snowpack increases regularly with changes in altitude - in the transition from mountain taiga to mountain-tunndrovym territories. Di^ribution of trace elements in the snowpack is not subject to high-altitude zoning. The maximum content of F, Sr, and heavy metals (Mn, Cu), snow cover is observed in the landscapes of mountain tundra and due to positive vertical gradient of water Sock in the snow and located in landscapes of mountain woodlands and mountain tundra ore bodies and endogenous halos hydrothermal Au-U deposits.
Ключевые слова:криосфера, геохимия, горы, ландшафты, снег, Якутия
Keywords: сryosphere, geochemi^ry, landscapes, mountain, snow, Yakutia
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 Эль-конского горста. Согласно металлогеническому районированию это территория Эльконского золото-уранового
района, где сосредоточены большие запасы урана и золота. Гидротермальные Аи-и месторождения являются наиболее крупным резервом урана в России [1]. Эндогенные ореолы рудных тел характеризуются устойчивой ассоциацией типо-морфных 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-поясны-ми 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.
Содержание микроэлементов в снежном пок
Снеговая вода в районе исследований гидрокарбонат-но-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:
НСО3- > С1- > SO42- > N03- > N03-; Са2+ > №+, Mg2+ > 1МН4- > К+.
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 НС03-. 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 Sr, Ва) до 33 (Р) мкг/л. В порядке убывания концентрации микроэлемены группируются в следующий ряд: Р > Мп > Си, F > Ва, 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 (Мп и Си), наблюдаются в ландшафтах горных редколесий и горных тундр с абсолютными отметками в интервале высот 600 -1000 м (табл. 1).
Таблица 1
ве мерзлотных ландшафтов Эльконского горста
Тип ландшафта (абс. отм., м) рН Н3+,ТЕ Среднее содержание, мкг/л
Мп Си As Р
Горно-таежные, (400-600) 5,27 13 7,0 5,0 <1 0,022
Горные редколесья, (600800) 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 С, Мп,
Си, Н3+), 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 Аи-и 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 N02-, N03-), два (Са2+, Mg2+,
К+, Sr2+) и даже три (С1-, Ва, SO42-, №+) 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 ПД-Крыбохоз.): 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 Элькон-ского 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.
