Екзогенні сольові ореоли літію (пошукові та екологічні аспекти) - Автореферат

Обраний напрямок досліджень узгоджений з проектами багаторічних програм НАН України, Міністерства освіти і науки України та Міністерства охорони навколишнього природного середовища України за 2002-2010 рр.: “Теоретичні основи геохімічних методів пошуків родовищ рідкісних металів в докембрії УЩ” (ДР № 0102U002371), “Вивчення природного й техногенного аномального та фонового вмісту рухомих форм токсичних елементів у різних еколого-геохімічних ландшафтах України” (ДР № 0199U19213), “Геохімічні технології виявлення рудно-флюоритових формацій на території УЩ та його обрамлення” (ДР № 0207U00293), “Складання карти флюоритоносності Українського щита” (ДР № 0103U003721), “Геохімічні основи розбраковки техногенних і природних аномалій” (ДР № 0199U19213), “Розробка раціонального комплексу методів пошуку скарново-вольфрамового зруденіння на Українському кристалічному щиті” (ДР № 0103U005517), “Розробка геохімічних критеріїв прогнозування родовищ рідкісних металів у Кіровоградському блоці УЩ” (ДР № 0106U008934), “Критерії визначення вторинних сольових ореолів важких металів природного та техногенного походження” (ДР № 0107U009663). Доведено можливість утворення екзогенних сольових ореолів літію. Визначено, що основною формою міграції літію в зоні гіпергенезу при утворені сольового ореолу є катіонна (гідратована) форма - Li (99,9 %). Вперше встановлено параметричні та непараметричні характеристики екзогенних сольових ореолів літію. Одержані результати дають уявлення про геохімічні особливості екзогенних сольових ореолів літію та можуть бути використані для геохімічних пошуків корисних копалин та визначення територій екологічного ризику.Їх особливості розглянуто в роботі на 10 ділянках, що характеризуються різними геолого-структурними, ландшафтно-геохімічними та іншими умовами утворення екзогенних сольових ореолів літію: Пержанська та Ясинець (Волинський блок); Побузька, Полохівська та Східнолиповеньківська (Кіровоградський блок); Камяномогильська (Приазовський блок); Придністровська (південо-західний схил УЩ); Станичнолуганська ділянка (Дніпровсько-Донецька западина); Закарпатська (Українські Карпати). Для екзогенних сольових ореолів літію природного походження джерелом надходження літію до ореолу слугують певні гірськи породи, рудні тіла та їх первинні ореоли, а в зонах тектонічних порушень також і глибинні підземні води. Контури ореолу подібні до контурів рудного тіла, контрастність ореолу дорівнює 5, максимально аномальний вміст літію в ореолі - 40 мг/кг. Контури ореолу видовжені, контрастність ореолу дорівнює 7, максимально аномальний вміст літію в ореолі - 60 мг/кг. Ореол літію автохтонний, епігенетичний, збіднений, дифузійний, форма відповідає площі розповсюдження порід, що містять літій, контрастність ореолу 1,8, максимально-аномальний вміст літію у ореолі - 8 мг/кг.Результати літохімічних досліджень території України на більш ніж 40 полігонах, що характеризуються різними геолого-структурними, ландшафтно-геохімічними та іншими умовами, дозволили автору вперше встановити, що в поверхневих відкладах незалежно від їх складу та особливостей утворюються екзогенні сольові ореоли літію. Виявлена закономірність у розподілі валового вмісту літію у ґрунтах на території УЩ - його вміст збільшується з північного заходу на південний схід, що, на думку автора, повязано зі зміною типу ґрунтів (від дерново-підзолистих до чорноземних різновидів) та, відповідно, збільшенням вмісту глинистої складової у них. Розподіл рухомих форм літію на території УЩ відображає наявність потенційних геологічних джерел літію (літійвмісних порід). За результатами термодинамічних розрахунків (інтервал значень температури від 2 до 45 °С за Р = 0,1 МПА) різних типів ґрунтових розчинів та води за різних значень РН (від 3 до 9) встановлено, що основною формою міграції літію при утворені сольового ореолу є катіонна (гідратована) форма Li (99,9 %). Встановлено параметричні і непараметричні характеристики екзогенних сольових ореолів літію - фоновий та аномальний вміст літію та інших хімічних елементів, коефіцієнт контрастності літію, ступінь рухомості літію, асоціації елементів в екзогенному ореолі, площа та морфологічні особливості ореолу та можливе генетичне походження ореолів літію.

Основний зміст роботи

Результати літохімічних досліджень території України на більш ніж 40 полігонах, що характеризуються різними геолого-структурними, ландшафтно-геохімічними та іншими умовами, дозволили автору вперше встановити, що в поверхневих відкладах незалежно від їх складу та особливостей утворюються екзогенні сольові ореоли літію.

Встановлено закономірності розподілу валового вмісту літію та його рухомих форм у поверхневих відкладах території УЩ. Виявлена закономірність у розподілі валового вмісту літію у ґрунтах на території УЩ - його вміст збільшується з північного заходу на південний схід, що, на думку автора, повязано зі зміною типу ґрунтів (від дерново-підзолистих до чорноземних різновидів) та, відповідно, збільшенням вмісту глинистої складової у них. Стосовно розподілу рухомих форм літію такої регіональної закономірності не встановлено. Розподіл рухомих форм літію на території УЩ відображає наявність потенційних геологічних джерел літію (літійвмісних порід).

Доведено, що існує кореляційний звязок між значеннями вмісту літію у ендогенному та у екзогенному сольовому ореолі. Тобто, виявлення літійвмісних порід та рудопроявів літію глибокого залягання можливе лише за екзогенними сольовими ореолами літію.

Для природних екзогенних сольових ореолів максимальний вміст літію буде відповідати інформативній глибині. В ході наших досліджень інформативна глибина встановлювалась для кожної ділянки окремо.

За результатами термодинамічних розрахунків (інтервал значень температури від 2 до 45 °С за Р = 0,1 МПА) різних типів ґрунтових розчинів та води за різних значень РН (від 3 до 9) встановлено, що основною формою міграції літію при утворені сольового ореолу є катіонна (гідратована) форма Li (99,9 %). Це дає можливість з певною вірогідністю використовувати сольові ореоли літію, компоненти яких існують у вигляді розчинених або складно повязаних з породами розчинних сполук у геохімічних дослідженнях.

Встановлено параметричні і непараметричні характеристики екзогенних сольових ореолів літію - фоновий та аномальний вміст літію та інших хімічних елементів, коефіцієнт контрастності літію, ступінь рухомості літію, асоціації елементів в екзогенному ореолі, площа та морфологічні особливості ореолу та можливе генетичне походження ореолів літію.

Коефіцієнт контрастності над петрогенними ореолами літію коливається від 1,4 до 2,2 (ділянки Східнолиповеньківська, Придністровська, Камяномогильська). Над рудопроявами (ділянки Полохівська, Пержанська, Ясинець) в залежності від наявності зон розривних порушень коефіцієнт контрастності становить 3-5. На безрудних ділянках за наявності тектонічного порушення (ділянка Арцизька) - 6,8. Встановлено, що ступінь рухомості літію у природних ореолах максимальний за наявності тектонічного порушення - 27 %.

Щодо територій з техногенним навантаженням (Побузька, Станичнолуганська та Закарпатська ділянки) - максимальний вміст літію спостерігається у верхньому шарі ґрунтів (0-10 см) і є ситуаційним геохімічним планом. У випадку зміни кліматичних умов, стану джерела забруднювання, ступеня техногенного навантаження картина буде іншою.

Морфологія екзогенних сольових ореолів літію для різних умов різна: над рудопроявами і тектонічними порушеннями ореоли за формою відповідають формі залягання рудного тіла, або напряму тектонічного порушення; за наявності петрогенних відмін порід морфологія ореолу відповідає площі залягання літійвмісних порід. На морфологічні особливості техногенного ореолу впливає тип джерела, шляхи надходження полютантів до ореолу та форма рельєфу. Якщо джерело забруднення території є точковим, а шляхи надходження аерогенними, як на Побузькій та Закарпатській ділянці, ореол має шлейфоподібну форму; гідрогенні шляхи забруднення (поверхневі води) формують ореол, що відповідає площі зіткнення забруднених вод з поверхневими відкладами (Станичнолуганська ділянка).

За наявності екзогенних природних ореолів літію асоціації хімічних елементів відповідають асоціаціям ендогенних ореолів, наприклад, на Полохівській ділянці ендогенні ореоли петалітвмісних порід представлені асоціацією Li, Rb, Cs, Be, Ta, Nb, Sn, F; у екзогенному ореолі найбільш чітко простежується звязок між Li, Rb, Cs, Be, F, за наявності тектонічного порушення - Li, F.

Вперше доведено, що екзогенні сольові ореоли літію, поряд з іншими геохімічними методами, можуть бути використані у ході геохімічних пошуків корисних копалин та виявлення територій екологічного ризику.

1. Жовинський Е.Я. Використання геохімічного методу пошуку за рухомими формами хімічних елементів (на прикладі Жданівського масиву) / [Е.Я. Жовинський, В.М. Павлюк, Н.О. Крюченко, Р.М. Довгань, О.А. Жук] // Мінерал. журн. - 2007. - 29, № 1. - С. 82 - 89. (Встановлення розподілу мобільних форм хімічних елементів та їх кореляційних звязків).

2. Язвинська М.В. Моніторинг стану ґрунтів заповідних територій степової ландшафтно-геохімічної зони України / М.В. Язвинська, О.А. Жук, К.Е. Дмитренко // Пошукова та екологічна геохімія. - 2007. - № 1 (6). - С. 50-57. (Інтерпретація результатів аналітичних досліджень, висновки).

3. Жук Е.А. Эколого-геохимические исследования на Ивано-Рыбальчанском участке Черноморского биосферного заповедника / Е.А. Жук // Пошукова та екологічна геохімія. - 2008. - № 1 (8). - С. 23-25.

4. Крюченко Н.О. Особенности солевых ореолов природного и техногенного происхождения (на примере Капитанского рудного поля) / Н.О. Крюченко, Е.А. Жук // Геохімія та рудоутворення. - 2009. - Вип. 27. - С. 127-129. (Вивчені особливості сольових ореолів).

5. Жовинский Э.Я. Геохимические ассоциации химических элементов и их поисковое значение (на примере Полоховского месторождения лития) / Э.Я. Жовинский, Е.А. Жук, Н.О. Крюченко // Пошукова та екологічна геохімія. - 2009. - № 1 (9). - С. 5-9. (Встановлено асоціації хімічних елементів з літієм в екзогенних сольових ореолах).

6. Язвинська М.В. Екологічний моніторинг заповідних ділянок степової зони України / М.В. Язвинська, О.А. Жук // Пошукова та екологічна геохімія. - 2009. - № 1 (9). - С. 56-68.(Інтерпретація результатів аналітичних досліджень, висновки).

7. Жук Е.А. Сорбция-десорбция лития глинистыми минералами (экспериментальные исследования) / [Е.А. Жук, Т.А. Слободенюк, Э.Я. Жовинский, Н.О. Крюченко] // Пошукова та екологічна геохімія. - 2010. - № 1 (10). - С. 82-88. (Інтерпретація результатів аналітичних досліджень, висновки).

8. Крюченко Н.О. Геохимические особенности распределения лития в осадочных породах Приднестровья / Н.О. Крюченко, Э.Я. Жовинский, Е.А. Жук // Пошукова та екологічна геохімія. - 2010. - № 1 (10). - С. 64-70. (Встановлено закономірності розподілу літію в осадових відкладах та ґрунтах досліджуваної ділянки).

9. Жовинський Е.Я. Комплексні геохімічні критерії виявлення тектонічних зон, перспективних на пошуки молібденових рудопроявів Волинського мегаблоку / [Е.Я. Жовинський, Н.О. Крюченко, П.А. Кондратенко, О.А. Жук та ін.] // Пошукова та екологічна геохімія. - 2010. - № 1 (10). - С. 5-15. (Встановлення розподілу мобільних форм хімічних елементів у екзогенних ореолах над рудопроявами молібдену).

10. Жук Е.А. Основные закономерности распределения лития в почвах УЩ / Е.А. Жук, Э.Я. Жовинський, Н.О. Крюченко // Геохімія та рудоутворення. - 2010. - Вип. 28. - С. 130-132. (Проведена інтерпретація аналітичних даних, щодо визначення валового вмісту літію у ґрунтах).

11. Крюченко Н.О. Особенности солевых ореолов природного и техногенного происхождения (на примере Капитанского рудного поля) / Н.О. Крюченко, Е.А. Жук // Актуальні проблеми геохімії, мінералогії, петрологіїї та рудоутворення : тез. доп. Міжнародн. наук. конф. (19-20 лютого 2009 р.). - К., 2009. - С. 27. (За допомогою аналітичних методів вивчено склад сольових ореолів, встановлено джерело надходження хімічних елементів до ореолу).