Главная » 2014 » Август » 30 » Скачать Железо, марганец, цинк и медь в процессах осадкообразования в приустьевых зонах Японского моря. Шулькин, Владимир Маркович бесплатно
9:48 AM
Скачать Железо, марганец, цинк и медь в процессах осадкообразования в приустьевых зонах Японского моря. Шулькин, Владимир Маркович бесплатно
Железо, марганец, цинк и медь в процессах осадкообразования в приустьевых зонах Японского моря
Диссертация
Автор: Шулькин, Владимир Маркович
Название: Железо, марганец, цинк и медь в процессах осадкообразования в приустьевых зонах Японского моря
Справка: Шулькин, Владимир Маркович. Железо, марганец, цинк и медь в процессах осадкообразования в приустьевых зонах Японского моря : диссертация кандидата геолого-минералогических наук : 04.00.10 Владивосток, 1984 243 c. : 61 85-4/369
Объем: 243 стр.
Информация: Владивосток, 1984
Содержание:
Введение
Глава I Материал и методика работ
Глава 2 Поступление металлов в приустьевую зону с речным стоком
21 Характеристика речного стока региона
22 Растворенные формы металлов в речном стоке
23 Формы существования металлов в речной взвеси и в аллювиальных отложениях
24 Соотношение растворенных и взвешенных форм миграции металлов в речном стоке региона
Глава 3 Поведение металлов в водах устьевой зоны
31 Зона смешения как комплексный геохимический барьер
32 Взвешенный материал и его преобразование в зоне смешения
33 Распределение металлов в зоне смешения
34 Влияние биоассимиляционных процессов на геохимию металлов в водах промежуточной солёности
35 Биогеохимия металлов в морских водах устьевой зоны
Глава 4 Металлы в донных осадках приустьевой зоны 142 41 Литолого-геохимическая характеристика донных осадков Уссурийского залива и Амурского лимана
•342 Процессы, определяющие содержание металлов в донных осадках устьевой зоны
421 Механическая дифференциация
422 Влияние физико-химических процессов в зоне смешения на концентрацию металлов в осадках
423 Биогеохимическая деструкция осаждающегося материала
424 Диагенетические процессы и их влияние на содержание металлов в донных осадках устьевой зоны
Глава 5 Роль устьевой зоны в изменении поставки металлов в море
Введение:
Зона прибрежных мелководий с глубинами до 50 м, примыкающая к устьевым частям рек, занимает особое место в системе фациаль-ных обстановок Мирового Океана» Более 80% терригенного материала, участвующего в осадкообразовании, поставляется в океан с речным стоком (Лисицын, 1974), По последним данным более половины этого количества задерживается в приустьевых зонах, формируя первый пояс лавинной седиментации (Лисицын, 1982). То есть, устьевые области являются эффективными аккумуляторами осадочного материала и потому играют значительную роль в балансе терригенного вещества и связанных с ним химических элементов, С другой стороны, параметры среды осадкообразования в прибрежной зоне резко отличаются от условий миграции вещества в реках, что вызывает изменение минерального и химического состава выносимого материала.
Литологическим и фациальным особенностям прибрежного осадкообразования посвящена обширная литература (Зенкович, 1962, Не-весский, 1967 и др.). Геохимические и биогеохимические процессы, протекающие при седиментации терригенного материала в устьевых зонах изучены слабее. Это связано со значительной пестротой фа-циальных обстановок, пространственной и временной неоднородностью поставки и переработки материала, широким развитием процессов механической дифференциации, что затрудняет корректную оценку изменения химического состава осадков относительно исходного флювио-генного вещества.
В данной работе рассматривается поведение металлов - железа, марганца, цинка и меди, выносимых с речным стоком, на стадии переноса, отложения и раннего диагенеза в устьевых зонах некоторых рек Дальнего Востока. Изучаемые элементы являются, с одной стороны, потенциально рудообразующими, а с другой стороны, играют важную роль в биологических процессах в океане (Демина, 1982, Биогеохимия океана, 1983, Brand et al 1983), Кроме того, геохимические свойства изучаемых металлов в гипергенных условиях типичны для многих других микроэлементов - хрома, ванадия, никеля, кобальта, свинца, кадмия. Практический интерес к геохимии металлов в морских экосистемах связан со все увеличивающейся техногенной поставкой этих элементов в океан и возможной токсичностью повышенных концентраций ЦИНКа И меди ДЛЯ ГИДР06И0НТ0В (Jackson, Morgan, 1978, Ибрагим и др., 1980).
При впадении любой реки в море происходит значительное изменение физико-химических и гидродинамических условий среды миграции. Это позволяет рассматривать область контакта реки и моря как комплексный геохимический барьер (Демина, 1982). Поведение металлов на этом барьере во многом определяет их дальнейшую судьбу в океане. Осознание этого факта вызвало в последнее время значительный интерес к геохимическим процессам, протекающим при впадении реки в море (Boyle et al, 1974, Sholkovitz, 1978, 1979,Демина и др.,1978, Демина, 1982, Гордеев, 1983 и др.). Несмотря на очевидные успехи, общая схема, определяющая поведение металлов в зоне смешения в зависимости от количественного и качественного состава речного стока, отсутствует. Это.объясняется как сложностью и динамичностью геохимических процессов на контакте пресных и соленых вод, так и разнообразием геоморфологических и гидродинамических условий устьевых зон. Недостаточно работ, оценивающих влияние процессов в водной толще на геохимические особенности прибрежных ДОННЫХ осадков (Evans et al, 1977, Tsunogai and Uematsu, 1978) и обратное воздействие (Balzer, 1982). Мало исследовано соотношение геохимических и биологических процессов в контактной зоне река - море (Артемьев, Горшков, 1982).
Миграция металлов в зоне гипергенеза в значительной степени зависит от формы их нахождения. Формы существования элементов в морских и речных водах, донных осадках, гидробионтах весьма многообразны. Участие металла в тех или иных геохимических и биогеохимических процессах определяется не столько общим содержанием элемента в среде, сколько концентрацией реакционноспособных, геохимически подвижных форм. Поэтому изучение геохимии металлов тесно связано с изучением форм их существования в различных природных объектах (Глаголева, 1959, Страхов, 1961, Лисицын, Гордеев, 1974, Демина, 1982, Биогеохимия океана, 1983, слъъа, 1973). Особенно важно проследить изменение форм нахождения металлов в осадочном материале на всем пути седиментогенеза от исходной речной взвеси до захоронения в донных отложениях.
Основной целью диссертационной работы является выяснение роли различных геохимических и биогеохимических процессов в изменении концентрации и форм существования железа, марганца, цинка и меди в воде, взвеси и донных осадках при седиментогенезе в устьевых зонах Японского моря.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
1) Установить какие основные геохимические процессы влияют на изменение форм нахождения металлов при смешении речных и морских вод, и выяснить зависимость протекания этих процессов от количественного и качественного состава речного стока.
2) Оценить роль биологических цроцессов в геохимии металлов в устьевой зоне.
3) Оценить возможное изменение уровня концентрации и форм существования металлов при седиментации материала в устьевой зоне.
4) Определить роль барьерной зоны река - море в изменении поставки металлов в конечный водоем стока.
С точки зрения поставленных задач Япономорское побережье Дальнего Востока представляет собой уникальный объект исследования. Оно расположено в зоне гумидного муссонного климата, характерного для обширных участков побережья Тихого океана. Относительно слабое хозяйственное освоение территории позволяет выделить реки, сток которых практически не изменен деятельностью человека. Наряду с этим, имеются реки, дренирующие районы горнодобывающей промышленности и имеющие поэтому аномально высокие концентрации металлов. Это дает возможность сравнения хода процессов в зонах смешения с различным содержанием металлов в исходном речном стоке;
Научная новизна работы.
1) Показано влияние количественного и качественного состава речного стока на направленность и интенсивность физико-химических процессов в зоне смешения.
2) Показано определяющее значение физических и физико-химических процессов для геохимии металлов в водах с солёностью до 25/5о, и биогеохимических - в более солёных водах.
3) Установлено обеднение речной взвеси рек умеренной гумид-ной зоны подвижными формами марганца, цинка, отчасти меди, вследствие преобладания десорбционных процессов в зоне смешения.
4) Выявлено закономерное уменьшение содержания подвижных форм марганца, цинка и меди в ряду: речная взвесь - терригенная взвесь зоны смешения - донные осадки устьевой зоны.
5) Оценено влияние механической дифференциации, раннего диагенеза и биогеохимической деструкции осаждающегося материала на концентрацию и формы существования металлов в донных отложениях устьевых зон рек умеренной гумидной зоны.*
6) Определена роль устьевых зон как эффективных аккумуляторов взвешенных форм металлов, поступающих с речным стоком, и одновременно как областей мобилизации в раствор значительного количества марганца, цинка и меди.
Практическая значимость проведенных исследований обусловлена возможностью использования полученных результатов для: I) прогноза уровней концентрации металлов в воде, взвеси и донных осадках устьевых зон, исходя из характеристики речного стока} 2) обоснования системы геохимического мониторинга эстуариев и прибрежных вод; 3) расчета баланса миграционных потоков металлов в океане; 4) палеогеографических реконструкций обстановок осадконако-пления.
Материалом для написания диссертации послужил анализ 1090 проб воды, взвеси и донных осадков, отобранных автором в устьевых зонах. Всего выполнено около 6000 элементо-определений металлов.
Апробация работы. Результаты работы и основные положения докладывались на Х1У Тихоокеанском научном конгрессе (Хабаровск, 1979, на Всесоюзных школах по морской геологии (Геленджик, 1982, 1984), на Международном симпозиуме по геохимии природных вод (Ростов-на-Дону, 1982), на Всесоюзном совещании "Биогеохимия океана" (Нальчик, 1984), на конференциях молодых ученых ТИГ ДШЦ АН СССР и ТОЙ ДВНЦ АН СССР (1979, 1982, 1984).
Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 233 наименования, и содержит 152 страницы машинописного текста, 65 рисунков, 32 таблицы.
