Геохимические особенности генетических типов четвертичных отложений как основа эколого-геологических исследований (на примере модельного участка «Сямозеро», Республика Карелия)
Аннотация
Bведение: Важнейшей основой эколого-геологических исследований различных территорий является изучение геохимии четвертичных отложений. Они несут информацию о геохимическом фоне и могут указывать на природный генезис повышенных концентраций элементов. Целью работы является изучение геохимического состава четвертичных отложений ледниковых формаций юго-восточной части Фенноскандинавского щита. Методика: Объект исследования расположен в южной части Феноскандинавского щита и выступает природным фоном для близлежащих техногенно-преобразованных территорий. В рамках исследования проведен отбор проб с последующим определением комплекса главных петрогенных элементов и микроэлементов. Рассчитаны основные петрохимические модули и индексы. Проведена обработка данных с применением методов многомерной статистики: факторный и дискриминантный анализы. Результаты и обсуждение: Выявлено, что для генетических типов четвертичных отложений характерно различие химических составов. Наибольшая дисперсия практически по всем элементам наблюдается для ледниково-озерных отложений. Высокая дисперсия содержаний элементов в озерно-ледниковых отложениях связывается с дальним переносом тонких фракций, содержащих различную петрогенетическую информацию. Анализ петрохимических модулей выявил относительную однородность источников сноса, повышенные содержания кварца, полевого шпата и низкую долю глинистых минералов. Дискриминантный анализ по главным элементам показал относительно слабое разделение по генетическим типам. При этом кремнезем является основным элементом, разделяющим ледниковые отложения от флювиогляциальных и ледниково-озерных. Ледниково-озерные характеризуются повышенными содержаниями Fe2O3, MnO, Ti2O. Факторный анализ выявил 4 фактора, определяющих накопление микроэлементов в четвертичной толще. Основная ассоциация элементов связана с составом исходных пород. Сравнение микроэлементного состава с кларками по К.Х. Ведеполю обнаруживает накопление V, Cr, Ni, Cu, Bi во всех генетических типах. Дискриминантный анализ на основе микроэлементов показывает достаточно хорошее разделение на генетические типы, при этом важнейшими предикторами становятся элементы в комплексе. Заключение: Выявленные закономерности химического состава генетических типов четвертичных отложений позволяют обосновать раздельное использование геохимического фона по типам отложений при эколого-геологических исследованиях. В качестве геохимического фона предлагаются медианные значения содержаний элементов в четвертичных отложениях.
Скачивания
Литература
2. Niemela J., Ekman I., Lukashov A. Quaternary deposits of Finland and northwestern part of Russian Federation and their resources. Map 1: 1 000 000. Geological Survey of Finland and Russian Academy of Science, Institute of Geology, Petrozavodsk, 1993.
3. Demidov I. N., Larsen E. A., Kyaer K. Kh., Houmark-Nielsen M. Stratigrafiya verkhnego pleystotsena yuzhnoy chasti Belomorskogo basseyna [Upper Pleistocene stratigraphy of the southern part of the Belomorian basin]. Regionalnaya Geologiya i Metallogeniya – Regional Geology and Metallogeny, 2010, no. 30-31, pp. 179–189. (in Russ.)
4. Shelekhova T. S., Lazareva O. V., Demidov I. N. Paleoekologicheskiye usloviya razvitiya severo-zapadnogo Prionezh'ya v pozdnelednikov'ye i golotsene [Paleoecological conditions for the development of the northwestern Onega region in the Late Glacial and Holocene]. Geologiya i poleznye iskopaemye Karelii – Geology and minerals of Karelia, 2005, pp. 149–157. (in Russ.)
5. Lukashov A. D., Demidov I. N. Usloviya formirovaniya relyefa i chetvertichnykh otlozheniy Karelii v pozdne i poslelednikovie kak osnova stanovleniya sovremennoy prirodnoy sredy [Conditions for the formation of the relief and Quaternary deposits of Karelia in the late and post-glacial as the basis for the formation of the modern natural environment]. Trudy KarNTs RAN. Ser. Biologiya – Transactions of Karelian Research Center of Russian Academy of Sciences. Ser. Biology. 2001, no. 2, pp. 3–11. (in Russ.)
6. Ekman I., Ilyin V. Deglaciation, the Younger Dryas end moraines and their correlation in Russian Karelia and adjacent areas. Glacial deposits in NorthEast Europe. Rotterdam. 1995, pp. 195–209.
7. Demidov I. N. O vydelenii markiruyushchego gorizonta v donnykh otlozheniyakh Onezhskogo prilednikovogo ozera [On the identification of a marker horizon in the bottom sediments of the Onega periglacial lake]. Doklady Akademii nauk – Reports of the Academy of Sciences, 2006, vol. 407, no. 2, pp. 217–220. (in Russ.)
8. Demidov I. N., Shelekhova T. S. Diatomity Karelii (osobennosti formirovaniya, rasprostraneniya, perspektivy ispol'zovaniya) [Diatomites of Karelia (features of formation, distribution, prospects for
use)]. Petrozavodsk, Karelian Scientific Center of the Russian Academy of Sciences publ., 2006. 89 p. (in Russ.)
9. Matveev A.V., Bordon V.E. Geokhimiya chetvertichnykh otlozheniy Belarusi [Geochemistry of Quaternary deposits of Belarus]. Minsk, Belarus. Navuka publ., 2013. 191 p. (in Russ.)
10. Metodicheskoye rukovodstvo po geologicheskoy syemke masshtaba 1:50000 [Guidelines for geological surveying at a scale of 1:50000]. Ed. A.S. Kumpana. Leningrad, Nedra publ., 1978. 26 p. (in Russ.)
11. Yudovich Ya. E., Ketris M. P. Osnovy litokhimii [Fundamentals of lithochemistry]. St. Petersburg, Nauka publ., 2000. 479 p. (in Russ.)
12. Nesbitt H. W., Young, G. M. Early Proterozoic climates and plate motions inferred from major element chemistry of lutites. Nature, 1982, vol. 299, pp. 715–717
13. Fedo C. M., Nesbitt H. W., Young G. M. Unraveling the effectsof potassium metasomatism in sedimentary rocks and paleosols, with implications for paleoweathering conditionsand provenance. Geology, 1995, vol. 23, pp. 921–924
14. Cox R., Lowe D.R., Cullers R.L. The influence of sediment recycling and basement composition on evolution of mudrock chemistry in the southwestern United States. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1995, Vol.59(14), pp 2919–2940.
15. Jimenez-Espinosa R., Sousa A.J., Chica-Olmo M. Identification of geochemical anomalies using principal component analysis and factorial kriging analysis. Journal of Geochemical Exploration, 1993, vol. 46 (3), pp 245–256.
16. Zhukovskaya N. V., Lukashev O. V. Prostranstvennaya differentsiatsiya assotsiatsiy khimicheskikh elementov v pochvakh natsional'nogo parka «Braslavskiye ozera» [Spatial differentiation of associations of chemical elements in the soils of the Braslav Lakes National Park]. Vestnik BGU. Ser. 2 – Bulletin of the Belarusian State University. Series. 2, 2013, no. 2, pp. 90–95. (in Russ.)
17. Zhang C., Selinus O. Statistics and GIS in environmental geochemistry — some problems and solutions. Journal of Geochemical Exploration. 1998, vol. 64(1–3), pp. 339–354.
18. Sinowski W., Auerswald K. Using relief parameters in a discriminant analysis to stratify geological areas with different spatial variability of soil properties. Geoderma. 1999, vol. 89(1–2), pp. 113–128.
19. Kim J.O., Mueller C.W., Klecka W.R. Faktornyi, diskriminantnyi i klasternyi analiz [Factor, discriminant and cluster analysis]. Trans. from Eng.. Moscow, Finansy i statistika publ., 1989. 215 p. (in Russ.)
20. Cacoullos T. Discriminant analysis and applications. London, Academic press, Inc. Ltd. 1972, 454 p.
21. Wedepohl K.H. The composition of the continental crust. Geochimica et Cosmochimica Acta, 1995, vol. 59(7), pp. 1217–1232.
22. Chekushin V. A. Otchet po teme: Geokhimicheskoye kartirovaniye severa yevropeyskoy territorii Rossii v ramkakh mezhdunarodnoy programmy «Ekogeokhimiya Barentseva regiona»provedeniye operezhayushchego etapa sostavleniya geokhimicheskikh osnov Gosgeolkarty-1000 tret'yego pokoleniya na listy R-35,36 [Report on the topic: Geochemical mapping of the north of the European territory of Russia in the framework of the international program "Ecogeochemistry of the Barents Region" and the advanced stage of compiling the geochemical foundations of the third generation Gosgeolkarta-1000 on sheets R-35,36]. St. Peters-
burg, 2004.
