Таблица 1. Среднее содержание химических элементов во взвешенных и влекомых наносах, почвах, песчаных и глинистых осадочных породах и верхней части земной коры в целом, мкг/г (С, Mg, А1, Si, S, К, Са, Fe - %)*
Элемент Взвешенные Влекомые Почвы [11] Пески и песча- Глины и глинистые сланцы [12] Верхняя часть коры континентов [12]
наносы [10] наносы [10] ники [12]
Li 35 20 25 25 46 30
Ве 1.7 1.5 0.3 1.4 2.8 2.1
В 59 25 20 26 110 34
С ^орг С ^неорг 2.0 4.0 1.4 0.40 2.0 0.93 1.4 0.81
N 1750 1300 2000 120 580 100
F 700 200 200 330 610 510
Na 0.82 0.79 0.5 1.39 1.02 2.07
Mg 1.44 0.57 0.5 1.12 1.65 1.77
А1 8.63 4.30 7.10 5.96 8.86 7.6
Si 25.60 35.00 33.0 31.42 26.88 28.32
Р 1000 800 800 620 790 610
S 0.12 0.02 0.07 0.19 0.36 0.14
К 2.15 1.10 1.4 1.76 2.73 2.23
Са 2.60 1.70 1.5 2.83 2.21 3.89
Sc 14 10 7 5.4 15 15
ТС 3900 3100 5000 3500 5100 3410
V 120 50 90 75 120 120
Сг 85 50 70 55 76 150
Мп 1150 500 1000 600 970 670
Fe 5.03 2.50 4.0 3.21 4.71 4.06
Со 19 15 8 13 19 17
№ 50 25 50 32 47 62
Си 45 20 30 31 36 39
Zn 130 60 90 57 52 78
Ga 20 10 20 10 16 19
Ge 1.4 0.5 1 1.1 2 1.3
As 14 6 6 7.2 9.3 6.5
Se 1.5 0.3 0.4 0.1 0.36 0.16
Вг 9 6 10 48 57 11
Rb 77 50 150 80 130 110
Sг 150 150 250 220 240 270
Y 25 20 40 29 31 26
Zг 150 250 400 230 190 160
Nb 13 20 10 6.4 11 12
Мо 1.8 1.5 1.2 1.5 1.6 1.5
Ru - 0.0003 - - - -
Rh - 0.0001 - - - -
Pd - 0.0006 - - - -
Ag 0.3 0.05 0.05 0.019 0.2 0.13
Cd 0.5 0.4 0.35 0.74 1.0 0.3
1п 0.2 0.1 1 0.03 0.063 0.19
Sn 2.9 4 4 2.8 3.5 3.8
Таблица 1. Окончание
Элемент Взвешенные наносы [10] Влекомые наносы [10] Почвы [11] Пески и песчаники [12] Глины и глинистые сланцы [12] Верхняя часть коры континентов [12]
Sb 1.4 2 1 2.6 1.0 1.2
Те 7? - - - 0.01 0.003
I 4.8 3 5 1.0 1.2 0.68
Cs 5.2 4 4 6.7 10 4
Ва 500 290 500 370 460 510
La 32 38 40 20 48 32
Се 68 75 50 39 75 63
Рг 7.7 8 7 4.3 10 8.7
Ш 29 30 35 16 36 29
Sm 5.8 6 4.5 3.8 8 5.7
Ей 1.4 1.5 1 0.84 1.2 1.3
Gd 5.6 6 4 2.8 5.8 6.2
ТЬ 0.79 1 0.7 0.7 0.83 0.89
Dy 4.5 5 5 2.9 4.4 4.8
Но 0.90 1 0.6 1.9 0.7 1.6
Ег 2.6 3 2 2.3 1.9 2.7
Тт 0.38 0.5 0.6 1.7 0.6 0.49
Yb 2.5 3 3 1.8 2.5 2.5
Lu 0.40 0.4 0.4 0.83 0.39 0.51
Hf 4.4 6 6 4.5 5.0 4.5
Та 0.88 2 2 1 1.4 1.4
W 1.4 5 1.5 1.6 2.6 2.5
Re 0.0019 0.002 - - - 0.0004**
Os 0.0001 0.00005 - - - 0.0001**
1г 5.2 х 10-5 0.0001 - - - 3 х 10-6?**
Р1 - 0.001 - - - -
Аи 0.044? 0.01 0.001-0.02 0.0083 0.0065 0.0061
Щ 0.077 0.05 0.06 0.049 0.089 0.072
Т1 0.56 1 0.2 0.8 1.3 0.77
РЬ 25 15 35*** 14 14 17
Bi 0.3 0.2 0.3 0.2 0.38 0.33
Ra 8 х 10-7 1 х 10-6 8 х 10-7 - - 6 х 10-7**
ТЬ 10 10 9 7.8 10 9.3
и 2.4 3 2 2.3 4.5 2.5
* В пересчете на воздушно сухую пробу при допущении, что потери при прокаливании равны 11%, а сумма главных петро-генных элементов составляет 99% от массы прокаленной пробы;
** Земная кора [11]; *** Доиндустриальный фон - 12 мкг/г [11].
Таблица 2. Среднее содержание некоторых технофильных элементов в речных взвесях и донных отложениях рек в районах со слабой и высокой антропогенной нагрузкой (среднегеометрические значения) [10]
Взвешенные наносы рек мира Донные отложения рек
Элемент "Фоновые" районы Районы с высокой антропогенной нагрузкой "Фоновые" районы Районы с высокой антропогенной нагрузкой
Сг 85 150 50 140
№ 50 65 25 40
Си 45 95 20 70
Zn 130 350 60 260
Cd 0.5 2.7 0.4 2.5
Щ 0.077 1.0 0.05 0.7
РЬ 25 95 15 80
Таблица 3. Средний состав взвесей рек разных климатических зон, вес. % [10]
Климатические зоны
sю2 а120з Ре2О3 MgO СаО №2О
К2О
Равнины, возвышенности и невысокие горы
Тундра и тайга, N = 42 68.30 ± 5.76 13.84 ± 2.87 8.96 ± 4.31 2.30 ± 1.00 2.73 ± 2.02 1.47 ± 0.72 2.40 ± 0.86
Влажный климат умеренного пояса, N = 18 62.46 ± 4.66 15.96 ± 3.39 8.66 ± 2.39 2.43 ± 0.98 6.58 ± 6.06 1.24 ± 0.81 2.68 ± 0.78
Сухой климат умеренного пояса, N = 5 63.71 ± 8.90 14.42 ± 3.45 5.08 ± 1.87 2.90 ± 0.70 10.10 ± 4.14 1.49 ± 0.71 2.30 ± 0.29
Влажный климат тропического пояса, N = 15 59.76 ± 3.68 23.33 ± 4.89 9.95 ± 1.90 1.90 ± 0.80 1.34 ± 0.87 0.77 ± 0.50 2.95 ± 1.05
Сухой климат тропического пояса, N = 8 58.68 ± 5.51 25.39 ± 8.10 9.24 ± 1.86 2.08 ± 1.32 1.80 ± 2.07 0.99 ± 1.14 1.83 ± 1.10
Горные районы
Влажный климат, N = 5 59.82 ± 4.80 16.58 ± 3.63 9.18 ± 4.99 2.33 ± 0.72 7.45 ± 4.40 1.67 ± 0.34 2.97 ± 0.73
Сухой климат, N = 33 63.60 ± 4.78 14.19 ± 1.55 4.70 ± 1.40 2.70 ± 1.15 9.84 ± 5.53 2.25 ± 0.62 2.68 ± 0.52
Примечание: N - количество учтенных рек.
климате. Одновременно с этим наблюдается нелинейный рост содержания А1203, усиливающийся в области наиболее низких концентраций 8Ю2 (рис. 1), приуроченной к зоне широкого распространения процессов латеритизации в тропическом поясе.
Концентрации Бе203 имеют минимальные значения во взвесях рек умеренного пояса и более высокие значения в речных взвесях тундры-тайги и тропического пояса. Следует подчеркнуть, что отмеченные различия отчетливо проявляются в областях с влажным климатом и почти незаметны в областях с небольшим количеством осадков.
В отличие от Бе203, взвешенные наносы рек умеренного пояса обогащены СаО и Mg0 в наибольшей степени, тогда как реки тундры-тайги и тропи-
ческого пояса обеднены этими компонентами. Амплитуда различий здесь также больше при влажном климате. Максимальные концентрации СаО и Mg0 связаны с присутствием значительных количеств карбонатов. При этом трудно объяснить, почему в реках умеренного пояса с сухим климатом накопление карбонатов идет интенсивнее, чем в реках сла-боувлажненных областей тропического пояса. Этот вопрос требует более детального обсуждения, однако отметим одно обстоятельство, часто упускаемое из вида. Длительность процесса образования и транспортировки реками взвешенных веществ намного превышает время, за которое речная вода проходит весь путь стока. Поэтому наблюдаемый состав взвесей может не соответствовать современ-
SiO2, % 70 г
65
60
55
А1203, % 30 Г
20
10
Fe2O3, % 10
MgO, % 3.0 г
2.5 2.0 1.5
СаО, % 12
0
№20, % 2
0
К20 % 3.0
2.5
2.0
1.5
Тундра и тайга Тропический пояс
Умеренный пояс
Тундра и тайга Тропический пояс
Умеренный пояс
Рис. 1. Содержание основных петрогенных элементов во взвесях рек разных физико-географических зон. 1 - районы с сухим климатом, 2 - районы с влажным климатом.
8
4
4
4
ным условиям и в большей степени отражать условия прошлого.
Содержание N^0 во взвешенных наносах рек снижается от полярных районов к тропикам вне зависимости от влажности климата, что отражает усиление подвижности натрия, не накапливающегося в продуктах выветривания.
Для К2О такая же тенденция обнаруживается только в областях недостаточного увлажнения, тогда как во влажном климате, наоборот, концентра-
ции увеличиваются. В процессах выветривания калий обладает умеренной подвижностью, накапливаясь в глинистых минералах. По-видимому, важную роль в этом играют растения, извлекающие калий из почвы и возвращающие его обратно в концентрированном виде в составе органического детрита, зольные компоненты которого непосредственно участвуют в формировании вторичных глинистых минералов. При одинаковых среднегодовых температурах районы с более влажным кли-
А1203/№20 40
20
0
SiO2/Al2O3 5 г
4
3
Тундра и тайга Тропический пояс
Умеренный пояс
Рис. 2. Величины отношений А1203/№20 и БЮ2/А1203 во взвесях рек разных физико-географических зон. 1 - районы с сухим климатом, 2 - районы с влажным климатом.
матом обладают большей биологической продуктивностью, что в соответствии с вышесказанным должно способствовать накоплению калия в составе продуктов выветривания.
Несколько показателей могут характеризовать глубину протекания процессов выветривания. Одним из них является отношение А1203/№20. Оба компонента в материнских породах находятся преимущественно в составе "силикатной" фракции, обладая при этом сильными различиями в миграционной способности: алюминий относится к группе инертных компонентов, натрий - наиболее подвижных. Очевидно, что отношение А1203/№20 должно расти с усилением степени выветривания литоген-ной основы водосборов. Другим показателем служит отношение 8Юг/А1203, которое включает компоненты "силикатной" фракции с разной миграционной способностью. Поскольку подвижность кремния больше, чем алюминия, данное отношение должно снижаться с увеличением глубины выветривания. Действительно, на рис. 2 видно, что наименьшая степень выветривания вещества взвешенных наносов наблюдается для рек зон тундры и тайги, а наибольшая - в тропическом поясе. Реки умеренного пояса имеют промежуточное положение, больше тяготея зонам тундры и тайги.
Несомненно, что для корректной геохимической характеристики глобального стока твердых веществ необходимо использовать средневзвешен-
ные величины, однако из-за ограниченности имеющихся данных в настоящее время осуществить это очень сложно. Тем не менее, в качестве первого приближения можно рассчитать средневзвешенные величины для отдельных материков по стоку взвешенных наносов наиболее крупных рек с поправкой на неучтенную часть от общего потока. Необходимые сведения о стоке взвешенных наносов крупных рек приведены в табл. 4. Из-за отсутствия данных допустим также, что состав стока взвешенных наносов с Австралии и Океании аналогичен составу взвешенных наносов рек сухих и влажных тропиков соответственно (табл. 3). Тогда, считая, что средневзвешенный состав взвесей крупных рек данного материка характеризует состав стока твердых веществ, и зная величины последнего для всех материков, получим средний химический состав стока взвешенных наносов с суши в целом (табл. 5).
В табл. 6 результаты вычислений, а также более ранние оценки среднего химического состава взвешенных наносов рек мира сопоставлены со средним составом глинистых пород осадочной оболочки континентальной коры. Из сравнения следует, что средние составы глинистых пород и взвешенных наносов рек мира различаются незначительно, причем наши расчеты дают наилучшее согласование. Максимальные расхождения наблюдаются для К2О (-12.5%) и СаО (-9.4%), что может быть объяснено переходом этих компонентов в донные отлож
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.