CC BY
11
BicHHK ^mnponeipoBCbKoro ymBepcmeiy. Cepia: reo^oria, reorpa^ia Visnik Dnipropetrovs'kogo universitetu. Seria Geologia, geographia Dnipropetrovsk University bulletin. Serias: Geology, geography
Dnipropetr. Univ. Bull. Ser.: Geol., geogr. 2015. 23(1), 56-64. doi: 10.15421/111507
ISSN 2313-2159 print ISSN 2409-9864 online
http://geology-dnu.dp.ua
УДК 549.0;8: (552.5)
Лгголопя та можливост! комплексного використання сучасного
алювдо Дн1пра
В.В. 1ванченко*, М.В. Белщька*, 1.В. Гаврилюк**
*На^ональна академiя наук Украти, вiддiлення морськоi геологи та осадочного
рудоутворення,Кривий Рiг **Державна служба геологи та надр Украти, Омферополь
Вивчено мшералопю донних ввдклад1в Нижнього Дншра. Визначено м1нерали циркошю, р1дких земель (монацит), титану, гранат1в тощо; також виявлен1 золото, ср1бло i алмази. KpiM типових уламкових зерен встановлена компонента аутигенних новоутворень осаду - трит, марказит, карбонати, гетит. Виявлена постшна присутшсть часточок шламiв, шлакiв, вогнетривiв, металургiйного граф^, шпiнелi, скляних i рудних куль - iндикаторiв техногенного забруднення довкшля. Пошуковий iнтерес мають золото, циркон, шьмешт, рутил, монацит, алмаз. При попутному видобутку можуть використовуватись мшерали легко!" фракцп: кварц, каолiнiт та шш1 глинист1 мiнерали, а також мушлевий детрит та вапняки.
Ключовi слова: алювш, лгголопя, мшералоия, електронна мжроскошя, седиментащя, Дншро, розсипи.
Litology and possibilities of comprehensive using modern alluvium Dnieper
V.V. Ivanchenko*, M.V. Belitska*, I.V. Gavriliuk**
*Department of marine geology and sedimentary ore formation of NAS of Ukraine, Krivoy Rog,
Ukraine
**State Service of Geology and Mineral Resources of Ukraine, Simferopol, Ukraine
Studied mineralogy of bottom sediments of the Lower Dnieper. The identified minerals zirconium, rare earths (monazite), titanium, grenades, etc., is finding gold, silver and diamonds. In addition to typical detrital grains tumors installed component authigenic sediment - pyrite, marcasite, carbonates, goethite. The observed constant presence of particles of sludge, slag, refractory,
Национальна академ1я наук Украши, ввддшення морсько! геологи та осадочного рудоутворення, вул. Пущина, 37, Кривий Pir, 50000, Украша. E-mail: vvivanchenko@.ukr.net
Державна служба геологи та надр Украши, вул. Беспалова 47, С1мферополь, Крим, 95710, Украша. State Service of Geology and Mineral Resources of Ukraine, Bespalov 47, Simferopol, Crimea, 95710, Ukraine.
Tel.: +380 (652) 54-50-81 E-mail: geotem@mail.ru
metallurgical graphite, spinel, glass and ore balls - indicators of anthropogenic pollution. Search interest with gold, zircon, ilmenite, rutile, monazite, diamond. When passing extraction can be used light fraction minerals: quartz, kaolinite and other clay minerals and mushlevyy detritus and limestone.
Key words: alluvium, lithology, mineralogy, electron microscopy, sedimentation, Dnieper, deposits.
Вступ. Дншро - четверта за довжиною piKa Свропи. Природна довжина И русла становила 2285 км, а в урегульованому стaнi скоротилася до 2201 км. Водозбipнa площа piки - 504 000 км2 [3]. На нш розташоваш та вiдпpaцьовуються численнi родовища рудних i нерудних корисних копалин. 1з них та i3 piзних за вiком гipських поpiд до piчкового осаду потрапляе i накопичуеться широкий спектр мiнеpaлiв. У результат урбашзаци водозбipноl площi та дiяльностi промислових пiдпpиемств пpиpоднi мiнеpaльнi асощацл aлювiю доповнилися техногенно змiненими та техногенними часточками шлаюв, шлaмiв, вогнетpивiв, будiвельних мaтеpiaлiв, побутових вiдходiв тощо. Численнi дамби на Днiпpi та li притоках уповiльнили течiю i призвели до замулення piчищ. У нижнш течи Днiпpa частково поглиблюють русло для забезпечення судноплавства, намивають штучнi острови. Пpиpоднi та пов'язаш з дiяльнiстю людини процеси вплинули на склад i будову донних вiдклaдiв Днiпpa, що потребуе проведення додаткових лiтологiчних дослiджень, пошукових i технологiчних pобiт, пеpеоцiнки перспектив 1х комплексного використання [1-13].
Завдання дано! роботи - визначення стану сучасних aлювiaльних вщклащв Днiпpa та можливосп !х комплексного використання.
Об'ект дослщжень - дiлянкa piчищa в нижнш течи Дшпра. Проби aлювiю вщбраш з дна piки у профш, що перетинае долину вiд лiвого берега (с. Корсунка) до правого (с. Львове), а також iз керна свердловин глибиною вiд 2-4 м на природному i штучному островах i до 36 м на заплавь
Методика дослiджень включала буpовi роботи, опробування керна й дна piчки (пiдводнi роботи з аквалангом), вщмивання «шрого шлiху», роздшення його у бpомофоpмi та методами магштно! сепараци, мiнеpaлогiчний, електоронно-мшроскошчний, мiкpозондовий aнaлiз.
Результати роботи. За даними ситового aнaлiзу pозмip часточок осаду змшювався вiд 0 до понад 100 мм (рис.1, табл. 1). У верхнш чaстинi aлювiaльного pозpiзу вiн вiдповiдaе замуленим ол^омштовим кварцовим aлевpитопiскaм, а в нижшх приплотикових дiлянкaх i пiд правобережними кручами складаеться зi щебеню та гальки вапняюв. Лiтологiчний pозpiз природного острова додатково мютить прошарки шро-зелених глaуконiтових i строкатих гiдpослюдистих глин потужшстю 0,4-0,8 м. Штучний ос^в за результатами бурових pобiт складаеться з однорщно1 пухко1 обводнено1 сумiшi кварцового пiску та мушлевого детриту.
Рис. 1. Галька, гравш та тсок iз алювiальних вiдкладiв Днiпра (твобережна заплава в район! с. Корсунка)
Таблиця 1
Усередмемий грамулометричмий склад донного осаду _Дншра в район! дослздження_
Клас крупносл Вихвд, %
+40 34,09
+20 10,97
+10 16,20
+5 3,33
+2,5 2,06
+1,25 2,35
+0,63 2,69
+0,315 2.98
+0,200 1,62
+0,160 0,79
+0,125 1,34
+0,080 2,01
+0,040 5,28
-0,040 14,32
Легка фракщя осаду складаеться переважно iз зерен кварцу й кальциту у виглядi уламюв кристалiв, друз, кiрок, жовн, а також перевщкладених i сучасних мушель.
У важкiй фракцп дiагностовано такi мiнерали: алмаз, альмандин, андалузит, апатит, барит, бютит, бронза, гематит, гетит, графгг, дiстен, залiзо металеве, золото, iльменiт, кордiерит, лейкоксен, магнетит, магштш кульки, марказит, мiдь природна й техногенна, монацит, муасанiт, трит, пiроп, рубiн, рутил, свинець i олово (сплав), срiбло самородне, сфен, турмалш, епiдот, хромiт, циркон, кульки скляш, шпiнель.
Золото виявлено у складi плотика та надплотикових вщкладах, вище за розрiзом зустрiчаеться рщко. Розмiр украплень золота змiнюеться вщ 0,03 мм до 0,18 мм (рис. 2, а; табл. 2). В асощаци iз золотом у дослщжуваних пробах зустрiчаються самородна мщь, срiбло, сульфiди.
Мiдь утворюе луски, кутасп, видовженi та закрученi зерна, грудочки, дендрити вщ 0,02 мм до 0,7 мм жовто-червоного, шро-коричневого кольору
(рис. 2, б) у «сорочщ» з червонувато-бурих окишв i синьо-зелених вторинних карбонатiв i гiдрокарбонатiв мiдi. Плiвка вторинних мiнералiв легко розчиняеться в розбавленш солянiй кислотi, звiльнюючи пластинки металу яскраво-червоного кольору (рис. 2, в).
У дослщжуваних пробах у невеликих кшькостях постшно зустрiчаються сульфщи, в основному пiрит i марказит. Ирит морфологiчно дуже рiзноманiтний, навт у межах одше! проби. Зус^чаються уламковi частково обкатанi зерна, кубiчнi кубооктаедричнi та кубододекаедричнi кристали, нат1чш утворення пiриту у виглядi сферолтв, трубочок й iнших стяжiнь (рис. 2, г—д). Вони асоцiюють iз натiчними агрегатами марказиту й утворюють iз ним поступовi переходи. До складу дрiбнозернистих пiритових агрегатiв входять також карбонати й iншi новоутвореш мiнерали рiчкового осаду. Марказит зус^чаеться також у виглядi iдiоморфних видовжених та сплюснених монокристалiв (рис. 2, е). Рiдко зустрiчаеться iдiоморфнi кристали арсенотриту (рис. 2, ж).
Практично в кожнш пробi наявнi дрiбнi обкатанi зерна iльменiту, рутилу, циркону, берилу та шших розсипоутворювальних мiнералiв (рис. 2, з—), а також жовна, напчш агрегати гетиту, землист маси лiмонiту.
Рис. 2. Природш мiнерали важко! фракци алювiю Дншра
%9
д
е
i
Рис. 2. Природн! м!нерали важко!" фракцп алювто Дншра:
а - луски «тонкого» золота; б - мдь самородна в «сорочщ» 1з вторинних сульфвд1в i оксид1в мщ; в -луска самородно! мвд тсля травления в слабому розчиш соляио! кислоти; в - зростки щоморфних кристатв триту; д - частково обкаташ зерна уламкового триту; е - видовжеш та сплющеш кристали лiмоиiтизоваиого марказиту; ж - кристал арсеиопiриту; з - лейкоксеиiзоваиий рутил; i - обкатане зерно циркону iз вкраплениями кварцу; а, в-ж - бшокуляр; б, з, i - растрова електроииа мiкроскопiя. Збшьшення: а, i - 200х; б - 160х; в - 300х; г, е - 40х; д - 45х; ж, з - 100х
Асощащю природних мiнералiв доповнено мiнеральними часточками промислового походження. Гексагональнi або неправильно! форми луски металургшного графiту покрит тонкою плiвкою залiзистих карбонатiв (рис. 3, а). Затзо-хром-магшева шпiнель утворюе iдiоморфнi гексоктаедричнi кристали (рис. 3, б). Бронза - у виглядi кутастих та частково обкатаних зерен (рис. 3, в). Наявш також уламки металургшного скла i шлаку (рис. 3, г), полшомпонентш за хiмiчним складом магштш кулi (рис. 3, д).
г
Рис. 3. Мшерали промислового походження, вилученi з алювто Днiпра
д
Рис. 3. Мшерали промислового походження, вилученi з алювiю Днiпра:
а - металургшний граф1т з юркою сидериту; б - октаедричний кристал металурийно! шишелц в -бронза; г - часточка металург1йного шлаку; д - магттна куля з металургшних шлам1в; а, в -бшокуляр; б, г, д -растрова електронна мжроскошя. Збившення: а - 45х; б - 240х; в - 60 ; г - 280 ; д - 190х
Таблиця 2
XiMi4Hrt склад оксидiв залiза в алювil Дншра, за даними мжрозондового аналiзу
(аналiтик - В.В. Пермяков)
Вмют х1м1чних елеменпв мас.% Х1м1чний елемент Мшерал
мщь само-родна мщь техно-генна шрит мартит ¡з юркою гетиту магшт-ш куш рутил циркон шлак спец-сташ шшнель
Fe 0,92 43,17 68,59 47,83 1,18 3,17 19,65
Si 0,74 5,21 14,60 16,58
Ca 0,89 1,41 22,0
Al 0,82 0,42 5,21 9,58
S 1,93 4,31 56,83 0,71
Cu 92,26 73,44
Mg 0,91 5,65
Cl 1,34 0,97
Ti 1,78 55,30 0,41 0,58
Cr 23,96 8,08 24,56
Mn 2,06
Ni 3,32
Zr 52,7
Br 8,51
V 0,79
О 5,81 9,85 31,41 11,71 43,57 31,51 43,77 39,98
Обговорення результатов i висновки. Мшералопя донних вщклад1в Нижнього Дншра дуже р1зномаштна. Серед визначених мшерал1в важливе значения мають знахвдки золота, ср1бла i алмаз1в. Весь район дослщжень багатий на мшерали циркону, рщких земель (монацит), титану, гранати тощо. Знайдеш уламков1 та частково обкаташ зерна шриту, не замщеного л1моштом, свщчать про
розмив Дшпром сульфщних жил та можливу наявшсть полiметалевого зруднiння в породах pÍ4KOBoro ложа.
Серед дослiджених мiнералiв KpiM типових уламкових зерен установлено важливу компоненту аутигенних новоутворень осаду, яка суттево змiнила первинний склад донних накопичень гiдросистеми (пiрит, марказит, карбонати, гетит).
Характерна риса сучасного осаду Дншра - постiйна наявшсть часточок шламiв, шлакiв, вогнетривiв, металургшного графiту, шпiнелi, скляних i рудних куль - iндикаторiв техногенного забруднення довкшля.
В алювiальних утвореннях нижнього Днiпра дослiдникiв можуть зацiкавити золото, циркон, шьмешт, рутил, монацит, алмаз. За побiжного видобутку можуть бути використаш мiнерали легко! фракцii, передуем кварц, каолiнiт й iншi глинист мiнерали, а також мушлевий детрит й вапняки, що намиваються в штучних островах. Комплексне дослiдження алювда рiчок Укра!ни дозволяе визначити генезис зрудншня, надае необхiдну iнформацiю технолопчного характеру щодо можливостi збагачення та видобування сировини за умови покращення екологiчного стану навколишнього середовища.
Б1бл1ограф1чн1 посилання
1. Beukes, N. J. The geology and genesis of high-grade hematite iron ore deposits [Text] / N. J Beukes, J. Gutzmer, J. Mukhopadhyay // Applied Earth Science: Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy: Section B 112.1. - 2003. -S.18-25.
2. Brunner, P. The flux of metals through municipal solid waste incinerators [Text] / P.Brunner, H. Mönch // Waste Management & Research 4.1. - 1986. - S. 105 -119.
3. Dnepr: [Text]: Putevoditel / Sost. A.B. Miroshnichenko. - K.: Kievskoe oblastnoe knizhno-gazetnoe izd-vo, 1962. - 352 s. (in Russian).
4. Field monitoring soil phytoremediation by a portable chlorophyll fluoroment. -«Warsaw'98» [Text] / P. Richter [et al.] // Fourth International Sumposium & Exib. On Environmental Contaminational in Centraj and Eastern Europe. - Warsaw, 1999. -1116 p.
5. James, A. Time and the persistence of alluvium: River engineering, fluvial geomorphology, and mining sediment in California. [Text] /A. James. //Geomorphology. - 1999. Vol. 31. - P. 265-290.
6. Hrasna, M. Environmental Geology - the new branch of geologic sciences [Text] / M. Hrasna // Acta Geologaca Iniv. - Bratislava, 1999. - № 54. - P. 66 - 68.
7. Luna, B.L. Fluvial Processes in Geomorphology [Text] / B.L. Luna, M.G. Wolman, J.P Miller. - San Francisco: W.H. Freeman and Co, 1964. - 522 p.
8. Malakhov, I. Some Conditions for Investment in Soil Reconstraction progects in a Mining Region. - «Prague 2000» [Text] / I. Malakhov // Fifth International Symposium & Exibition. On Environmental Contamination in Central and Eastern Europe. September, 2000. - Prague, 2001. - 924 p.
9. Ore mineralogy and its relevance for selection of concentration methods in processing of Brazilian iron ores [Text] / A. C. Araujo [et al.] // Mineral Processing and Extractive Metallurgy. - 2003. - 112(1). - S. 54-64.
10. The trait's of the bio-remediation technology. Book&CD «Warsaw'98» Fourth International Symposium & Exibition on Environmental Contamination in Central and Eastern Europe [Text] / V. Hapon, I. Malakhov, V. Savosko, M. Smetana. - Warsaw: Tallahassee, FL., 1999. - 199 p.
11. Voight, B. Rokslides and Avalanches [Text] / B.Voigh // Natural phenomena. -Elsevier. Amsterdam, 1978. - 376 p.
12. Vypna, M.V. Litolohiya i mozhlyvosti vykorystannya Alyuviyu richok Ukrainy [Text] / M.V. Vypna, V.V. Ivanchenko // Stalyj rozvytok promyslovosti u suspilstvi. Mizhnarodna naukovo-texnichna konferenciya. 22-25 zhovtnya 2013, m. Kryvyj Rih, - S.77 (in Ukrainian).
13. Vypna, M.V. Heoximichna specializaciya donnyx vidkladiv rik central"noyi ta pivdennoyi Ukrayiny [Text] / M.V. Vypna, V.V. Ivanchenko // Sb. dokladov Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencyy: «Aktualnyie problemyi poyskovoj y ekolohycheskoj heoxymyy». - K., 2014. - S. 6-7 (in Ukrainian).
Hadiüwna do редкоnегiï 05.03.2015
