МОРСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК 551.31
ГЕОХИМИЯ РУСЛОВЫХ НАНОСОВ РЕКИ КАЙ (ВЬЕТНАМ) И ОСАДКОВ ПРИУСТЬЕВОЙ ЗОНЫ
© 2014 г. Г. Н. Батурин1, Н. В. Лобус1, В. И. Пересыпкин1, В. Т. Комов2
1Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: galibatur@list.ru 2Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина РАН, Борок Поступила в редакцию 26.06.2013 г.
Выполнено комплексное литолого-геохимическое исследование системы река—море, включая распределение 56 элементов в донных отложениях вдоль профиля: русло реки Кай—дельта реки—шельф Южно-Китайского моря (Вьетнам). По отношению к среднему составу речных взвесей и глинистых пород континентов рассматриваемые осадки в целом обогащены серой, щелочными элементами (натрием, литием, рубидием, цезием) и рудными металлами (серебром, ураном, висмутом, молибденом, вольфрамом), но на каждом участке профиля элементный состав осадков варьирует при минимальной концентрации тяжелых металлов в начале и в конце профиля. В составе осадков доминирует тер-ригенный материал, c которым связаны рудные компоненты. Несмотря на загрязнение морской воды промышленными и бытовыми стоками, содержание тяжелых металлов в осадках шельфа не превышает допустимых экологических норм, что, вероятно, обусловлено частым взмучиванием осадков волнами и течениями и выносом коллоидного и пелитового материала в открытое море. Проведенное исследование показывает, что значительная или преобладающая часть терригенного материала может поступать в морские бассейны в составе влекомых наносов наряду со взвешенным веществом.
DOI: 10.7868/S0030157414050025
Речные системы являются одним из важных объектов исследования природной среды в фундаментальном и прикладном плане в связи с проблемами экологии, водоснабжения и катастрофическими наводнениями, периодически происходящими на всех континентах в связи с разливом рек, что приводит к размыву и к переотложению значительных масс русловых и прибрежных морских осадков. Наряду с этим речной материал является существенным, а в приустьевых зонах доминирующим компонентом в составе морских и океанских осадков [12], внося также весомый вклад в баланс рудных элементов в океане [5]. В связи с этим материал речного стока является одним из потенциальных источников для процессов океанского рудогенеза.
Изучение режима речного стока, а также состава речной взвеси и русловых наносов проводится в течение многих лет на всех континентах. Результаты этих работ описаны в сотнях публикаций и в нескольких обобщающих обзорах [7—9, 14, 17, 18, 24—27, 29, 30], но реки Вьетнама исследованы в этом плане недостаточно, поскольку в первых работах по гидрологии и гидрохимии рек этого региона рассматривались лишь некоторые из редких элементов [1, 2, 20, 28] и вопрос о полном химическом составе речных наносов оставался открытым. Кроме того, в водах Южно-Китайского моря обнаружено высокое содержание
нитратов, фосфатов и тяжелых металлов, что связано со стоком промышленных и бытовых отходов [16, 28], но степень загрязнения морских осадков изучена слабо.
В 2010 г. сотрудники ИО РАН продолжили эту работу и провели экспедицию для изучения состава вод, взвеси и русловых отложений реки Кай — крупнейшей из рек, впадающих в ЮжноКитайское море. Настоящее сообщение посвящено первым результатам этого исследования, выполненного с учетом нашего предшествующего опыта по исследованию геохимии речного стока [4-6, 13, 15, 18].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Пробы речных наносов были собраны Н.В. Лобусом вручную при помощи малогабаритного дночерпателя. Морские осадки с глубин свыше 10 м собраны В.И. Пересыпкиным грунтовой трубкой с катера вьетнамской береговой службы и частично при погружении с аквалангом.
Общее количество рассматриваемого материала - 8 проб, включая русловые наносы р. Кай, осадки ее дельты и конуса выноса, простирающегося вдоль прибрежной части моря с севера на юг (рис. 1), что позволило представить геохимический профиль, отражающий динамику формиро-
8
833
Рис. 1. Карта района работ.
вания состава осадочного материала в системе река—море.
Все исследованные пробы представлены тер-ригенными песчано-глинистыми осадками и собраны с глубин от 2—3 м (русло реки), 8—15 м (дельта) и 17—42.3 м (шельф) (табл. 1).
Элементный состав материала определялся методом ИСП-МС в Аналитическом сертификационном испытательном центре ИПТМ РАН под руководством В.К. Карандашева. Содержание ртути определяли методом беспламенной атомной абсорбции в аналитической лаборатории Института биологии внутренних вод РАН под руководством В.Т. Комова. Органический и карбонат-
ный углерод определяли в лаборатории химии океана ИО РАН (аналитик В.Ю. Гордеев).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные результаты о содержании в осадках макроэлементов, микроэлементов и редкоземельные элементы приведены в таблицах 2—4, что позволяет проследить изменение полного состава осадков вдоль профиля: река—устье—конус выноса—зона морского шельфа. В таблицах приводится также среднее содержание элементов в речных взвесях [17, 30] и частично также в осадочных породах [10] по литературным данным.
Таблица 1. Место отбора и типы отложений
№ станции Место отбора проб Глубина, м Метод сбора Тип осадка
1 Русло реки 2-3 Пластиковый пробоотборник Илистый песок
2 То же 3 То же Песчанистый ил
3 Устье реки 8 » То же
4 То же 15 » Пелитовый ил
5 Шельф близ устья 17 Грунтовая трубка Песчанистый ил
6 То же 19.6 То же Пелитовый ил
7 Шельф южнее устья 22.7 » То же
8 То же 42.7 » То же
Таблица 2. Основной химический состав осадков (%)
Элемент № образца Среднее
1 2 3 4 5 6 7 8 А Б В
А12О3 11.60 16.80 14.60 17.90 16.30 22.30 16.80 15.60 16.5 16.31 16.48
Г1О2 0.27 0.36 0.38 0.62 0.48 0.70 0.63 0.62 0.50 0.65 0.73
№20 0.55 1.60 2.30 2.70 1.80 3.20 2.50 2.90 2.18 1.10 0.96
К2О 1.80 1.7 2.30 2.50 2.30 2.20 2.40 2.50 2.20 2.58 2.03
СаО 1.40 0.40 0.36 0.58 3.10 0.70 8.20 5.40 2.33 3.63 3.63
мбо 0.27 0.51 0.63 0.93 1.30 1.30 1.90 2.10 2.40 2.40 2.10
2.40 3.70 3.30 4.80 4.60 6.20 5.20 5.50 4.48 7.19 8.31
МпО 0.037 0.026 0.026 0.049 0.046 0.046 0.062 0.077 0.046 0.148 0.21
Р205 0.032 0.075 0.017 0.14 0.072 0.11 0.11 0.11 0.083 0.225 0.46
С 13 общ 0.11 0.16 0.27 0.42 0.51 0.59 0.30 0.26 0.33 0.12 -
С ^орг 0.74 0.92 0.78 0.73 1.02 0.50 1.00 1.95 0.98 2.0 -
СО2 1.23 - - 0.02 2.50 0.80 - 0.03 1.14 4.0 -
Примечание. А — наши данные, Б и В — среднее для взвеси рек мира по данным [17] и [30].
Основной состав осадков. Результаты определения основного химического состава материала (табл. 2) показывают, что в целом содержание породообразующих элементов колеблется в относительно умеренных пределах.
Первый образец из русла реки обеднен по сравнению со всеми остальными алюминием, титаном, натрием, магнием, железом и серой; второй образец из русла также обеднен, но в меньшей степени, натрием, магнием и серой.
В двух образцах из устья реки (№ 3 и № 4) содержание названых компонентов повышается, причем особенно заметно — в четвертом образце, обогащенном по сравнению с предыдущими алюминием, титаном, магнием, железом и серой, что, видимо, свидетельствует об осаждении из речной воды взвешенного терригенного материала в связи с уменьшением скорости течения.
В морской части профиля образцы (№ 5-№ 8) близки между собой по основному составу за ис-
ключением того, что шестой образец обогащен алюминием (22.3%), титаном (0.7%), натрием (3.20%), железом (6.20%) и серой (0.59%).
Сопоставление средних содержаний этих элементов в рассматриваемых речных и морских осадках показывает, что вторые относительно обогащены алюминием, титаном, натрием, железом, марганцем, органическим углеродом и особенно кальцием и магнием. При этом наблюдается тренд к изменению содержаний и соотношений между макроэлементами в ряду: русловые осадки— дельтовые осадки—морские осадки.
С другой стороны, сопоставление суммарного среднего содержания макроэлементов во всем рассматриваемом осадочном материале со средними данными по взвесям рек мира (табл. 2) и глинистым породам [10] показывает, что содержание алюминия, титана, калия и магния во всех трех сравниваемых объектах почти одинаковы; натрием и серой рассматриваемые отложения обогаще-
Таблица 3. Содержание микроэлементов в осадках (г/т)
Элемент № образца Среднее
1 2 3 4 5 6 7 8 от -до А Б В
Ag 1.2 0.23 11.6 12.0 3.3 0.36 2.0 2.4 0.23- 12 4.1 0.3 -
А5 7.4 13.8 12.4 18.6 18.0 23.6 16.1 11.7 7.4- 23.6 15 14 36
Ва 297.0 189.0 217.0 222.0 292.0 237.0 292.0 359.0 189- 359 260 500 522
Ве 2.3 2.0 2.8 2.4 3.5 2.5 2.4 1.7 1.7- 3.5 2.5 1.7 -
Bi 1.1 1.8 1.2 1.6 1.3 2.1 1.0 0.95 0.95- 2.1 1.4 0.3 0.85
са 0.09 0.06 0.10 0.13 0.06 0.15 0.04 0.02 0.02- 0.13 0.09 0.5 1.55
Со 4.3 4.8 4.8 8.1 8.0 9.4 9.6 12.2 4.3 - 12.2 7.7 19 22.5
Сг 24.7 28.1 34.0 151.0 62.0 53.5 63.0 75.7 24.7- 151 60 85 130
С8 5.8 5.7 6.6 7.9 8.4 8.6 8.2 8.6 5.7- 8.6 7.5 5.2 6.25
Си 18.9 18.5 69.2 74.6 28.2 27.3 27.0 30.6 18.5- 74.6 35.8 45 75.9
Ga 14.2 18.3 23.4 19.6 29.0 18.5 19.6 22.4 14.2- 29 22 20 18.1
Ш 1.6 2.7 3.3 2.3 2.4 1.8 1.6 1.8 1.6- 3.3 2.2 4.4 4.04
не 0.03 0.05 0.06 0.04 0.05 0.06 0.04 0.03 0.03- 0.06 0.04 0.077 -
и 26.3 32.0 34.0 44.4 55.5 56.3 62.4 65.8 26- 65.8 47 35 8.5
Мо 1.7 3.8 2.5 4.5 2.5 4.1 1.2 0.78 0.78- 4.5 2.6 1.8 2.98
№ 8.9 12.8 18.3 15.8 19.5 13.5 13.3 15.2 8.9- 19.5 14.7 13 13.5
№ 10.8 12.4 20.5 96.6 36.7 19.3 32.4 35.8 10.8- 96.6 42.7 50 74.5
РЬ 32.2 47.0 86.2 82.5 50.9 49.8 46.5 46.1 32.2- 86.2 55 25 61.1
Rb 89 106 88.3 118 83.6 131 124 98.3 89- 131 105 77 78
яь 0.65 0.52 2.7 2.9 1.2 1.0 1.1 1.2 0.65- 2.9 1.4 1.4 2.2
Яс 6.7 7.9 12.0 12.6 13.8 12.6 11.2 7.0 6.7- 13.8 10.5 14 18.2
Яп 3.3 4.9 4.4 5.4 4.2 6.1 4.2 3.7 3.3- 6.1 4.5 2.9 4.57
Яг 70.3 37.1 45.7 59.2 220.0 70.3 544.1 331.0 37- 544 172 150 187
Та 0.86 1.3 1.8 1.4 2.0 1.1 1.2 1.6 0.86- 2.0 1.4 0.88 1.27
15.3 19.2 20.2 19.9 21.7 16.7 20.5 22.1 15.3- 22.1 19 10 12.1
Т1 0.59 0.77 0.91 0.71 0.95 0.72 0.76 0.75 0.59- 0.95 0.77 0.56 0.53
и 3.3 4.7 4.2 4.5 3.6 5.1 3.4 2.8 2.8- 5.1 4.0 2.4 3.3
V 43.3 54.9 51.4 76.8 79.9 97.2 83.7 101.0 43.3- 101 73 12 129
W 2.6 3.1 4.6 2.8 5.4 2.1 3.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.