Содержание к диссертации
Введение
Гава 1. Болота и болотные отложения как результат взаимодействия абиогенных и биогенных факторов
1.1 Болота и болотные отложения как результат взаимодействия абиогенных и биогенных факторов 9
1.2 Исследования болотных отложений и факторов их формирований ... 11
1.3 Геохимия болотообразователыюго процесса 15
Глава 2. Объекты, методы и район исследования
2.1 Объекты и методы исследования 31
2.2 Современные физико-географические условия на территории южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна 36
2.2.1. Геологическое строение и рельеф района 36
2.2.2. Климатические условия 46
2.2.3. Гидролого-геохимическая характеристика района 49
2.2.4. Почвенно-растител ьный покров 53
2.2.5. Распространение болот на территории южной лесостепи Минусинской котловины и центральной части Западного Саяна 59
Глава 3. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна
3.1. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений горной тайги центральной части Западного Саяна 66
3.1.1. Геохимические свойства и минеральный состав отложений разреза «Ойское» 66
3.1.2. Геохимические свойства и минеральный состав отложений разреза «Малый Кебсж» 73
3.2. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений на территории южной лесостепи 80
3.2.1. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Ивановка» 80
3.2.2. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Иджа» 88
3.2.3. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Знаменка» 95
3.2.4. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Большой Кызыкуль» 101
3.2.5. Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Тигрицкое» 106
Глава 4. Закономерности формирования микро- и макроэлементного, минерального составов торфяных отложений южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна
4.1. Микро- и макроэлементный состав отложений 112
4.2. Минеральный состав торфяных отложений 120
Выводы 129
Литература 132
Приложения
- Исследования болотных отложений и факторов их формирований
- Современные физико-географические условия на территории южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна
- Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений на территории южной лесостепи
- Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Тигрицкое»
Введение к работе
Актуальность работы
С появлением на нашей планете наземных растений, активным фактором выветривания пород и миграции химических элементов становится органическое вещество. Грандиозная роль органического вещества в процессах накопления химических элементов очевидна на примере каустобиолитов - углистых веществ континентальных и прибрежно-морских осадочных пород, возникших в результате грандиозных процессов заболачивания. Современному болотообразовательному процессу, имеющему широкое распространение на земном шаре, также принадлежит огромная роль в накоплении органического вещества и химических элементов (Майская, Дроздова, 1964; Юдович, 1978).
Болотам принадлежит огромная роль и в гидрологическом балансе территорий, и в регуляции газового состава атмосферы. Болотные биогеоценозы являются сложными биогеохимическими системами, находящимися в неразрывной связи с другими членами геохимического сопряжения. Химический состав формирующихся торфяных отложений одновременно можно рассматривать не только как результат перераспределения элементов внутри болотного биогеоценоза, но и как отражение общей направленности дифференциации химических элементов в сопряженных с болотным биогеоценозом ландшафтах, как фактор химической дифференциации элементов на путях миграции от областей сноса до областей аккумуляции (Кузнецов, 1985).
В настоящее время роль болотных биогеоценозов как факторов геохимической миграции и аккумуляции элементов на территории Южно-Минусинской котловины и ее горного обрамления изучена слабо. Данных по накоплениям элементов в торфяных отложениях и их средним содержаниям не имеется в достаточном количестве, практически не изучен минеральный состав отложений. Материалы комплексных исследований минерального, макро- и микроэлементного состава торфяных отложений и подстилающих их пород, представленные в работе, позволяют установить общие закономерности в дифференциации химических элементов в торфяных отложениях и прилегающих к ним ландшафтах.
Цель и задачи исследования
Цель работы заключается в изучении особенностей геохимических свойств и минерального состава торфяных отложений на территории южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна
В соответствии с поставленной целью необходимо было решить следующие задачи:
- изучить геохимический и минеральный составы торфяных отложений;
- рассчитать уровни накопления химических элементов в торфяных отложениях относительно их содержания в подстилающих породах и литосферных кларков;
- сопоставить уровни накопления химических элементов в торфяных отложениях южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна;
- установить динамику формирования минерального состава торфяных отложений.
Объект исследования
Объектом исследования являются торфяные отложения южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна, их геохимические свойства и минеральный состав.
Основные защищаемые положения
1. Макро- и микроэлементный состав торфяных отложений, уровни накопления в них химических элементов определяются локальными ландшафтно-геохимическими и гидрогеохимическими условиями и различаются в пределах одной ландшафтной зоны как на территории Южно-Минусинской котловины, так и в центральной части Западного Саяна.
2. Минеральный состав торфяных отложений формируется при ведущей роли проявления во времени процессов механического переноса отложений и химической миграции элементов, а также их перераспределении внутри толщи в результате годовой смены водного режима болот.
Научная новизна работы
Научная новизна работы заключается в том, что впервые для торфяных отложений территории южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна получены данные о средних содержаниях микро- и макроэлементов, рассчитаны уровни их накопления относительно подстилающих пород и кларки концентраций. Показано значение высокой зольности отложений и сезонной смены водного режима болот в формировании пестрой картины распределения элементов в толщах торфяных отложений. Также, впервые, для данного района детально исследованы минералы, входящие в состав торфяных отложений, в том числе и не связанные с болотообразовательным процессом, изучена устойчивость ряда минералов к условиям болотной среды.
Практическая значимость
Результаты, полученные в ходе исследования, могут быть применены для агрохимической оценки использования торфяных отложений. Данные исследований могут служить основой для составления геохимических карт, карт болотного районирования, а также для разработки мероприятий по экологическому мониторингу и рациональному использованию болот.
Результаті,! исследований легли в основу практической части курса «Геохимия новейших отложений» и используются при проведении полевой практики по почвоведению у студентов Красноярского государственного университета, обучающихся по специальности «Экология» и направлению «Экология и природопользование».
Апробация работы
Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на XIII Всероссийской студенческой конференции «Экология и проблемы защиты окружающей среды» (Красноярск, 2001); X Всероссийской студенческой конференции «Экология и проблемы защиты окружающей среды» (Красноярск, 2003); Южно-Сибирской международной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири» (Абакан, 2001); Межрегиональной научно-практической конференции посвященной объединению Красноярского края, Эвенкии и Таймырского автономного округа «Объединение субъектов Российской Федерации и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2005); Пятой Научной Школе «Болота и биосфера» (Томск, 2006); Всероссийской научно-практической конференции «Социально-экологические проблемы природопользования в Центральной Сибири» (Красноярск, 2006).
Публикации
Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 11 печатных работах.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы, 2 приложений. Общий объем работы 151 страница. Работа иллюстрирована 9 таблицами и 29 рисунками. Список литературы включает 195 наименований.
Благодарности
Автор хранит светлую память о д.г.н., профессоре А.Ф. Ямских), определившему интерес к области научных исследований.
Автор выражает особую благодарность своему наставнику и научному руководителю к.г.-м.н., профессору КГГ1У им. В.П. Астафьева Г.Ю.Ямских. В период исследований автор постоянно пользовался консультациями и советами к.б.н., доцента А.А. Ямских, за что выражает ему огромную благодарность и признательность. Автор благодарит коллектив преподавателей и сотрудников кафедры эволюционного ландшафтоведения и исторической экологии Красноярского государственного университета, особенно к. г. н. А.В. Гренадерову и к.г.н. И.В. Борисову за ценные советы и замечания в период написания работы. Глубокую благодарность за материальную поддержку в период написания диссертации автор выражает своей семье.
Исследования болотных отложений и факторов их формирований
Процессы взаимодействия и трансформации компонентов природы, приводящие к формированию болота и болотных отложений детально изучались К.Ф. Хмелевым (1980); В.Н. Сукачевым (1944, 1967); В.Е. Раковским и Л.В. Пигулевской (Раковский, Пигулевская, 1957, 1978); В.Е. Раковским и Е.С. Лукошко (Раковский, Лукошко, 1965); В.В. Кудряшовым (1929); М.И. Никоновым (1949, 1955); И.Д. Богдановской-Гиенэф (1946, 1969); Болота западной сибири (1976); И.И. Лиштваном (1985, 1989); И.И. Лиштваном и Н.Т. Король (Лиштван, Король, 1975); А.А. Ниценко (1967); О.Л. Лисе (2003); О.Л. Лисе, Л.И. Абрамовой, Н.А. Аветовой и др. (Лисе, Абрамова, Аветова и др., 2001); Л.И. Инишевой (2001, 2004); Л.И. Инишевой и II.Г. Инишевым (Инишева, Инишев, 2001) и другими исследователями.
Пути, которыми происходит заболачивание водоемов и суши детально рассмотрены в работах Р.И. Аболина (1914); В.Н. Сукачева (1967); B.C. Доктуровского (1922); М.И. Нейштадта (1977); В.Д. Лопатина (1980, 1985, 1997); Н.И. Пьявченко (1958, 1960); М.И. Пьявченко и З.А. Сибиревой (Пьявченко, Сибирева, 1959); К.Е. Иванова (1957, 1975); Н.А. Караваевой (1982); О.Л. Лисе и Н.А. Березиной (Лисе, Березина, 1980, 1981); W.Shotyk (1996, 1997) и другими.
В результате работ ряда авторов: А.П. Виноградова (1940, 1957); В.А. Ковды (1956); М.И. Никонова (1949, 1955); А.В. Пичугина (1947); СЕ. Приемской (1969, 1970); Н.И. Пьявченко (1955, 1958, 1960, 1963); П.Д. Варлыгина (1941); Т.А. Рожнова и Л.С. Счастной (Рожнов, Счастная, 1959); Д.М. Андреевой (1959); Ф.Я. Сапрыкина и A.M. Свентиховской (Сапрыкин, Свентиховская, 1965); А.Н. Свентиховской и С.Н. Тюремнова (Свентиховская, Тюремнов, 1962);С.Н. Тюремнова (1968), А.Д. Егоров с соавт. (Егоров и др., 1964), И.Ф. Ларгина (1966, 1967), И.Ф. Ларгина и СЕ. Приемской (Ларгин, Приемская, 1979), Я.В. Псйве (1958, 1963), Е.С. Лукошко с соавторами (Лукошко и др., 1989), СМ. Манской и Т.В. Дроздовой (Манская, Дроздова, 1964), В. Н. Крештаповой (1974) и других исследователей, известны общие закономерности содержания микро- и макроэлементов в растениях торфообразователях, особенности накопления отдельных элементов некоторыми растениями и влияние видового состава растений-торфообразователей на химические свойства торфов.
Вопросы о роли минеральных компонентов в формировании и эволюции болотных биогеоценозов, а также содержание химических элементов в торфах и торфяных почвах рассматривались в работах К.Ю. Вебера (1967), В.Д. Лопатина (1980, 1985, 1997), В.Р. Вильямса (Вильяме, 1949), Л.Л.Немчинова (1957), Ю.С. Тамошайтиса (1967), В.Н. Ефимова (1973), К.Е. Иванова (1953, 1957), А.А. Ниценко (1967), К.К. Лебедева (1959), Т.В. Трошичевой (1969, 1971), Л.И. Инишевой с соавт.(1997, 1999, 2003), В.К. Бернатониса с соавт. (1998, 2002), Т.Н. Цыбуковой с соавт. (Цыбукова и др., 2000), Е.Э. Езупенок (2001), Е.Э. Езупенок с соавт. (Езупенок и др., 2003), Т.Т. Ефремовой с соавт. (Ефремова и др., 2003), М.В. Банникова и А.И. Позднякова (Банников, Поздняков, 2004), Ф.Р. Зайдельмана и А.П. Шварова (Зайдельман, Шваров, 2002), Н.И. Пьявченко (1959, 1960, 1963), Н.И. Пьявченко и З.А. Сибиревой (Пьявченко, Сибирева, 1959), М.И. Никонова (1949, 1955), Luca Bragazza and oth. (2003) и других исследователей.
Зольности торфа, торфяных отложений и ее формированию большое внимание уделено в работах И.Ф. Ларгина (Ларгин, 1966,1967), И.И. Лиштвана (Лиштван, 1975,1985), И.И. Лиштвана и Н.Т. Король (Лиштван, Король, 1975), В.К. Бернатониса с соавторами (Бернатонис, Архипов, Здвижников и др., 2002), W. Shotyk (Shotyk.,1997), А.В.Пичугина (Пичугин 1947), М.И.Никонова (Никонов, 1949, 1955), Н.И. Пьявченко (Пьявченко, 1959), Т.В. Трошичевой (1969, 1971), P.M. Морозовой (Морозова, 1978), Ф.З. Глебова и Л.С. Толейко (Глебов, Толейко,1975), Г.М. Платонова (Платонов, 1964), А.Л. Ковалевского (Ковалевский, 1969).
И.И. Лиштваном с соавторами (Лиштван и др., 1989) разработана наиболее подробная генетическая классификация золы торфов. Несколько иная генетическая классификация зольных компонентов в торфе предложена В.К. Бернатонисом с соавторами (Бернатонис, Архипов, Здвижников и др., 2002).
Формирование торфяных отложений - сложный процесс, в формировании их зольности принимают участие вещества, поступающие в торфяные отложения в состоянии твердых минералов и растворов. Проявление этого процесса в различных условиях, влияние дальности переноса и агентов транспортировки минералов, а также роль механической миграции в истории отдельных элементов и минералов отражена в работах Ы.М. Страхова (1953, 1963), А.А. Кухаренко (1961), А.И. Перельмана (1989), В.Г. Родыгиной (1985), З.П. Гашпина (1968), Э.Д. Избекова с соавт. (1985), В.А.Кузнецова (1986).
Не смотря на большое количество исследований, в вопросах связанных с минеральным составом торфяных отложений на сегодняшний день складывается некоторая неопределенность, характерная не только для торфяных отложений, но и для всех углеродистых биолитов. Неопределенность вызывает количество синонимичных определений и множества классификаций. Э.Я. Юдович (2003) приводит парадоксальную ситуацию, возникающую при использовании понятий: «элементы в золе составляют зольность угля» и «элементы в угле определяют зольность угля». Это является следствием невозможности представлять биолиты, в том числе и торфяные отложения, как простую двухкомпонентную систему -«беззолыюе органическое вещество + минеральное вещество». Для лучшего понимания процессов накопления химических элементов в биолитах, Э.Я. Юдович предлагает оперировать понятиями о концентрации элементов в виртуальных «золах» и о соотношении зол между собой (Юдович, Кетрис, 2002; Юдович, 2003).
Современные физико-географические условия на территории южной лесостепи Минусинской котловины и горной тайги центральной части Западного Саяна
Минусинская котловина и ее горное обрамление расположены в центральной части Алтае-Саянской горной области. П.А. Чихачев в 1842 году впервые выделил этот район как Енисейскую полосу девонских отложений, а Э. Зюсс в 1905 году назвал Минусинской промежуточной областью. Я.С. Эдельштейн (1932, 1936) и ряд других исследователей закрепили за ней название Минусинская котловина; Я.С. Эдельштейн (1936) также выделил в ее составе ряд депрессий, широтно разделенных вытянутыми кряжами: Сыдо-Ербинскую и Чулымо-Енисейскую депрессии, за самой южной сохраняя название Минусинской котловины.
В геологическом плане территория Минусинской котловины является одним из наиболее изученных районов Сибири (Пономарева, Хромовских, 1969). Общегеологические исследования проводились здесь с начала 18 века. С 1932 года начаты разведочные газо-нефтепоисковые работы на территории Минусинских котловин, для этого периода характерны и наиболее значимые стратиграфические исследования. В период 1949-1956 гг. Н.А. Беляковым с соавторами (Беляков и др., 1956) была составлена стратиграфическая схема девонских отложений Южно-Минусинской впадины, развивающая и уточняющая схему Д.Г. Сапожникова. В 1949-1951 гг. в Минусинских котловинах одновременно начались работы Сибирского филиала ВНИГРИ, ВАГТА, АН СССР, Союзной геологопоисковой конторы. В результате М.И. Грайзером была разработана схема расчленения осадков нижнего карбона (Грайзер и др., 1954).
В 1951-1953 гг. трестом Минусиннефтегазразведка были проведены геологические съемки Ермаковской площади, правобережья р. Тубы и Сользаводской антиклинали, Уйбатской и Кутень-Булукской территорий. Детальные данные относительно мощности и состава различных свит получены в результате работ А.Г. Сивова (1948), А.П. Щеглова (1960), И.Ы. Казакова (1956) и других. Обобщенные данные по исследованиям геологии Минусинской впадины были представлены в работе Нефтегазоносность Южно-Минусинской впадины (Нефтегазоносность.., 1966, 1972). В 1993 году М.Л. Махлаевым разработана легенда Минусинской серии для государственных геологических карт масштаба 1:200000. В 1995 выполнена обобщающая работа «Составление геологической карты и карты полезных ископаемых масштаба 1:200000 Республики Хакасия» (Махлаев и др., 1995). В 1996 году представлены результаты геологического доизучения Абаканской площади (Федотов, 1996).
Стратиграфия геологических образований на территории Южно-Минусинской котловины охватывает возрастной период от раннего рифея до голоцена включительно.
Рифейская группа представлена всеми отделами. Выделены отложения вендской системы. Большим распространением пользуются отложения кембрия (нижнего, нижнего-среднего, среднего отделов, а также нерасчлененные верхнекембрийские). Широким распространением в структурах Западного Саяна пользуются отложения ордовика (нижнего, средне-верхнего и верхнего отделов) (Перфилова и др., 1995). Девонская система на территории Минусинской котловины представлена всеми отделами. К нижнему отделу относятся образования быскарского осадочно-вулканогенного комплекса, который в целом представляет собой сложную латерально изменчивую ассоциацию различных по составу эффузивных, пирокластических, терригенно-пирокластических образований продуктов наземного вулканизма и терригенных (иногда - карбонатных) пород аллювиально-пролювиального, озерного и мелководного лагунно морского типа осадконакопления, местами с признаками эвапоритовой седиментации. В связи с большим разнообразием типов разрезов, на площади развития образований комплекса выделяется ряд фациальных подзон (рис. 2.2), каждая из которых включает в себя от одной до пяти свит. Нижний средний отделы (верхний эмс - нижний Эйфель), нерасчлененные, представлены толтаковской свитой, сложенной ритмично переслаивающимися терригенными красноцветными песчаниками, алевролитами, гравелитами и конгломератами, иногда аргиллитами, известковистыми алевролитами, базальными конгломератами. Средний отдел (эйфельский - живетский ярусы) представлен аскиз-ской, шеморовской и бейской свитами, сложенными терригенно-карбонатными отложениями. В верхах разреза бейской свиты встречаются пласты и линзы гипса и ангидрита. В верхнем отделе преобладают терригенные преимущественно красноцветные осадки, в средней части разреза (кохайская свита) содержащие прослои известняков, пропластки и включения гипса.
Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений на территории южной лесостепи
На востоке болото ограничено поднятием с отметкой абсолютной высоты 450 м. В 50 м от подножья склона террасы в березняке разнотравно-осоково-зеленомошном заложен шурф «Ивановка». Древесная растительность поверхности болота представлена березой пушистой, березой повислой, присутствуют древовидные ивы, черемуха, рябина, сосна обыкновенная. В травяном покрове доминируют осока волосистая, осока сближенная. Моховый покров образован гипновыми мхами. В разрезе «Ивановка» мощность торфа составляет 2,3 м. Торфяная залежь низинного типа лесо-топяного подтипа. В сложении доминируют виды торфа, относящиеся к травяной группе: осоковый, тростниково-осоковый, травяной. Залежь характеризуется повышенным содержанием минеральных примесей, присутвуют торфо-минеральные и минеральные горизонты, с зольностью до 70%. Минеральная примесь представлена различными минералами, агрегатными зернами карбонатов кальцитового состава, а также раковинами моллюсков родов Vallonia, Pupilla, Lumnea, Planorbis, Pisidium. (Гренадерова, Шарафутдинов, 2004). Торфяные отложения подстилаются оторфованнои супесью, возраст которой согласно данным Г.Ю. Ямских (Ямских, 1995) составляет 4560±40 лет (ГИН-4251) (Рис.3.8.). Оторфованная супесь содержит примесь карбоната кальция, в сухом состоянии приобретает белесый оттенок; при воздействии соляной кислоты отмечается сильное кипение. Ниже оторфованнои супеси залегают зеленовато-голубоватые суглинки, до глубины 3,5 м, далее тонкозернистый песок, под которым сильно обводненный мелкий и средний галечник. Возраст отложений на глубине 2,2-2,25 м составляет 3475±45 лет (СОАН-5348). Торфяная толща имеет следующее строение: Интервал глубин, см Торф древесный, цвет темно-серый, структура грубозернистая, степень разложения составляет 22% 0-10 Торф осоковый, цвет бурый с серым оттенком, структура войлочная, степень разложения в среднем составляет 28% 10-35 Торф травяной, цвет бурый с серым оттенком, структура войлочная, степень разложения 25% 35-40 Торф древесно-осоковый, бурый с серым оттенком, структура войлочная, степень разложения в среднем 28% 40-65 Торф древесный, цвет темно-серый, структура зернисто комковатая, степень разложения в среднем 26% 65-80 Торф древесно-осоковый, цвет бурый с серым оттенком, структура мелкокомковатая, степень разложения в среднем 31% 80-90 Торф травяной, цвет бурый, структура войлочная, средняя степень разложения 31% 90-100 Торф тростниково-осоковый, цвет светло бурый, местами бурый, структура ленточно-войлочная, степень разложения в среднем составляет 27% 100-165 Торф осоковый, цвет светло-бурый с желтым оттенком, местами бурый, структура ленточно-войлочная, степень разложения в среднем 30% 165-180 Торф тростниково-осоковый, бурый с желтым оттенком, структура ленточная, степень разложения в среднем 34% 180-195 Торф древесно-осоковый, цвет бурый с серым оттенком, структура войлочная, степень разложения в среднем 30% 195-220 Торф тростниково-осоковый, цвет бурый с желтоватым оттенком, структура ленточно-войлочная, степень разложения 40% 220-225 Торф древесно-осоковый, цвет светло-бурый с серым оттенком, структура мелко-комковатая, степень разложения 42% 225-230 Оторфованная супесь серого цвета, окарбоначена 230-235 В связи с высокими значениями зольности, отложения с глубин 0-5, 65-70, 95-110, 120-165, 200-230 см являются торфо-минералыюй смесью.
Отложения в интервале глубин 145-150 см но значению зольности являются минеральным горизонтом. Высокая зольность объясняется высокими содержаниями СаСОз в нижних слоях отложений - до 570 г/кг. Согласно классификации Кокарцева (1981), отложения нижней части толщи представляют собой известковый торф и силыюторфяную гажу. Основными видами растений-торфообразователей являются (Гренадерова, Шарафутдинов, 2005): осока волосистоплодная, двудомная, дернистая, двутычиночная; береза пушистая и повислая, вейник седеющий, вахта трехлистная, хвощ болотный, тростник южный, стрелолист стрелолистный. Минеральный состав весьма обеднен, в верхней части профиля все минералы встречаются единично, до 99% составляют карбонатные агрегаты кальцитового состава, с отпечатками растительных остатков. В нижней части торфяного профиля несколько возрастает в составе золы доля зерен кварца, плагиоклаза и моноклинного амфибола. До 99% золы представлено карбонатами, кальцитового состава агрегатными зернами с отпечатками растений. Минеральный состав торфяных отложений: Интервал глубин, см Кварц - единичные зерна. Преобладают новообразованные кристаллы, неправильной формы зерна размером 0,05-0,1 мм. Калиевые полевые шпаты - единичные зерна, окатанные, слабоизмененные, размером 0,1 мм и менее. Плагиоклаз (альбит-олигоклаз) - 1%, преобладают слабоизмененные и хорошей сохранности зерна размером 0,05-0,1 мм. Хлорит - единично. Карбонаты - 79%, кальцитового состава рыхлые агрегатные образования с отпечатками растений, размером 0,1-1,2 мм. Обломки раковин моллюсков -20%, Также единично отмечены зерна магнетита, гематита, хромшпипелида, ильменита, биотита, моноклинного амфибола, эпидот-цоизита, циркона, апатита 0-30 Кварц - единичные зерна, преобладают новообразованные кристаллы размером 0,05-0,1 мм. Доля плагиоклаза - 1%, Также единично отмечены: хлорит, магнетит, ильменит, пирит, моноклинный амфибол, ромбический пироксен, эпидот, альмандин. 97% золы представлено карбонатами (агрегатные зерна кальцитового состава, размером 0,1 мм) 30-60 Кварц - единичные зерна, преобладают новообразованные кристаллы размером 0,05-0,1 мм. Также единично отмечены: плагиоклаз, хлорит, магнетит, ильменит, пирит, моноклинный амфибол, ромбический пироксен, оливин, эпидот, альмандин, монацит, циркон. 99% золы представлено карбонатами, кальцитового состава агрегатными зернами размером 0,1 мм 60-75
Геохимические свойства и минеральный состав торфяных отложений разреза «Тигрицкое»
На пойме левого берега р. Лугавка, в 0,5 км на северо-восток от с. Тигрицкое расположен болотный массив (Рис.3.20). Современная растительность болота представлена разнотравно-осоково-зеленомошным фитоценозом. Ближе к руслу реки развита осоково-хвощевая ассоциация. Правый берег реки ограничен поднятием с абсолютной отметкой высот до 500 м. В центральной части болотного массива заложен шурф «Тигрицкое», вскрытая мощность торфа составляет 0.75 м. Торфяная залежь представлена торфом низинного типа, осоковым. осоково-гипновым. травяным. Зольность торфа высокая, достигает 50%, характерно наличие минеральных прослоек. Торф подстилается оторфованным суглинком, е включениями остатков хвощей и осок, и ниже серым суглинком с включением растительного детрита, pi I торфа изменяется в пределах 7,6-8,7, подстилающие торф отложения имеют рН 9.1-9.2 . Средняя степень разложения составляет 28%. Торфяная толща имеет следующее строение: Интервал глубин, ем Торф осоковый, цвет бурый, структура войлочная, степень разложения в среднем 18% 0-20 Торф травяной, цвет бурый, структура войлочная, степень разложения в среднем 27% 20-30 Торф осоковый, цвет бурый, структура войлочная, степень разложения в среднем 23% 30-40 Торф осоково-гипновый, цвет бурый с коричневым опенком, структура чешуйчато-войлочная, степень разложения 29% 40-45 Торф осоковый, цвет темно-бурый с серым оттенком, структура войлочная, степень разложения в среднем 25% 45-55 Торф травяной, цвет темно-серый, структура войлочная, степень разложения 30% 55-60 Торф хвощовый, цвет темно-серый, структура ленточная, степень разложения 34%) 60-70 Оторфованный суглинок темно-серого цвета 70-77 Суглинок серого цвета с редкими включениями растительного детрита 77-90 По значениям зольности отложения в интервалах глубин 40-45, 65-70 см отнесены к торфо-минералыюй смеси. Основными видами растений-торфообразователей являются (Гренадерова, 2005): осоки (волосистоплодная, дернистая, двудомная, шаровидная, буроватая, пузырчатая, сближенная); камыш озерный; вахта трехлистная; вейник незамечаемый; очеретник белый; стрелолист; рогоз; хвощ речной; хвощ болотный; древесина и кора карликовой березы, зеленые мхи рода Drepanocladus. Минеральный состав торфяных отложений разреза «Тигрицкое» значительно изменяется с глубиной. В верхней части профиля значительная часть золы представлена кварцем, плагиоклазом (из них менее 1% ,- альбит), калиевыми нолевыми шпатами.
Основная часть золы представлена агрегатными зернами карбонатов железо-кальцит-глинисто-фосфорного состава, землистой текстуры размером 0,05-0,7 мм. Незначительная часть золы представлена раковинами моллюсков, единично отмечены, магнетит, пироксен, эпидот-цоизит, альмандин, сфен. С глубиной возрастает содержание карбонатных агрегатов, доля остальных минералов сокращается, до 3%) увеличивается содержание раковин моллюсков, единично отмечаются пирит, лимонит по пириту, лимонит. Последний представлен рыхлыми землистыми образованиями размером менее 0,15 мм. В нижней части профиля доля кварца, плагиоклаза, калиевых полевых шпатов и моноклинного амфибола возрастает. Основная часть золы также представлена агрегатными зернами карбонатов и раковинами моллюсков. Преобладающим размером минералов является для кварца 0,2-0,05 мм, для прочих минералов 0,15-0,05 мм. Минеральный состав торфяных отложений: Интервал глубин, см Кварц - 4%, плагиоклазы (единично альбит) -5%, калиевые полевые шпаты -1%, моноклинный амфибол - 2%. Единично отмечены: магнетит, ильменит, пирит, ромбический пироксен (гиперстен), моноклинный пироксен, эпидот-цоизит, альмандин, сфен. 85% приходится на долю агрегатных зерен карбонатов, размером 0,05-0,5 мм. Единично отмечены обломки раковин моллюсков 0-20 Кварц - 1%, бесцветные угловатые зерна, размер 0,05-0,2 мм. Лимонит по пириту - 1%, моноклинный амфибол - 2%. 90% неорганической части отложений составляют агрегатные зерна карбонатов, рыхлой структуры, неправильной формы, железо-кальцит-глинисто-фосфорного состава, размером 0,05-0,7 мм. 3% золы составляют обломки раковин моллюсков, железо-кальцитового состава, размером до 0,1 мм. Единично обнаружены: плагиоклазы (в том числе альбит), калиевые полевые шпаты, магнетит, ильменит, пирит, лимонит, ромбический пироксен, моноклинный пироксен, эпидот-цоизит, альмандин, сфен, циркон, апатит 20-45 Кварц - 2%, представлен бесцветными зернами размером от 0,1 до 0,05 мм. Единично отмечены: плагиоклаз, калиевые нолевые шпаты, магнетит, пирит, моноклинный амфибол, ромбический пироксен, эпидот-цоизит, альмандин, апатит, сфен. 92% золы торфа составляют агрегатные зерна карбонатов, рыхлой структуры, неправильной формы, железо-кальцит-глинистофосфорного состава. 6% золы составляют обломки раковин моллюсков 45-75 Кварц - 3%, плагиоклазы -2% (в том числе единично альбит), калиевые полевые шпаты - 1%, моноклинный амфибол - 1%. Единично обнаружены: магнетит, ильменит, ромбический пироксен, моноклинный пироксен, эпидот цоизит, альмандин, сфен, циркон. 80% золы представлено агрегатными зернами карбонатов железо-кальцит-глинисто состава. Обломки раковин моллюсков составляют 10%) 75-80 содержание макроэлементов, г/кг содержание микроэлементов, мг/кг Г бина абсолютный ре Q Q Q, Q у AU Для торфяных отложений разреза «Тигрицкое» характерно следующее распределение химических элементов (в скобках указан КТЛ): сидерофильные металлы группы железа - Fe (0,92) Со (0,64) Сг (0,47). В верхней части профиля содержание Fe значительно варьирует, в поверхностной пробе его содержание меньше чем в верхних слоях торфяных отложений и составляет 14 г/кг (Рис. 3.21). В интервале глубин 0-5 см содержание Fe составляет 26 г/кг, а в интервале глубин 10-40 см повышается, ПО максимальное его содержание фиксируется в интервале глубин 15-20 см и составляет 43 г/кг. С глубины 45 см содержание Fe вниз по профилю понижается до 10 г/кг на глубине 60-65 см. Содержание Fe в подстилающих породах выше среднего его содержания в торфяной толще. Максимальное содержание Со (10,1 мг/кг) отмечено в подстилающих породах, в торфяной толще отмечается интервал глубин 25-40 см, характеризующийся повышенным содержанием Со (9,1-9,3 мг/кг). В интервале глубин 55-80 см отмечается пониженное содержание Со (2,9-3,4 мг/кг). Для Сг характерно пониженное содержание в верхней части торфяной толщи, в интервале глубин 30-45 см его содержание возрастает до 24 мг/кг, максимальное его содержание (64,2 мг/кг) отмечено в подстилающем торф суглинке.
