Введение 3
1. Характеристика района исследования 4
1.1. Физико-географический очерк 4
1.2. Геологическое строение 10
1.3. Характеристика поверхностных донных отложений и процессов седиментации 15
1.4. Характеристика месторождений Восточно-Сибирского моря 18
2. Методы и материалы 24
2.1. Методика полевых исследований и отбора проб 24
2.2. Методика лабораторных исследований 29
2.2.1. Гранулометрический анализ 29
2.2.2. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (!С₽-М8) 31
2.2.3. Рентгенофазовый анализ 32
2.3. Виды нормирования содержания загрязняющих веществ в донных осадках 34
3. Результаты исследования 38
3.1. Представление результатов и математико-статистическая обработка 38
3.2. Распределение тяжелых металлов в донных осадках южной части Восточно-Сибирского моря 41
Заключение 48
Приложение №1 50
Приложение №2 51
Приложение №3 52
Список литературы 53
Моря Арктики - одни из наиболее слабо изученных территорий мира. Имеющиеся у человечества знания о функционировании экосистем Северного-Ледовитого океана, о его геологическом строении, тектонических условиях порождают еще большее количество вопросов. Сложность и медленное продвижение в изучении арктических морей обусловлены их суровыми климатическими условиями, несомненно ограничивающими возможность применения большего спектра методов исследования.
Активное освоение арктических территорий, вызванное их огромным ресурсным потенциалом, началось в последние 90 лет, хотя первые полярные экспедиции были организованы еще в начале XVII века. За это время территории северных морей были подвергнуты колоссальному влиянию человека, в том числе и отрицательному. Чтобы сократить неблагоприятное влияние деятельности человека на территории северных морей необходимо проводить детальное изучение эколого-геологической обстановки, оценивать влияние освоения шельфа на природные экосистемы, а также осуществлять мониторинг природных сред, на которые оказывается влияние в ходе человеческой деятельности.
Целью работы является оценка эколого-геохимического состояния донных осадков в южной части Восточно-Сибирского моря для осуществления геоэкологического мониторинга будущей горно-геологической деятельности в акватории и на континенте.
Для достижения данной цели были сформулированы следующие задачи:
1. Изучение физико-географических и геологических условий Восточно-Сибирского моря;
2. Определение гранулометрического состава отобранных проб донных
отложений;
3. Проведение ряда анализов для определения химического состава проб донных осадков и содержания в них загрязняющих веществ;
4. Математико-статистическая обработка полученных данных;
5. Создание карт распределения загрязняющих веществ в донных осадках южной части Восточно-Сибирского моря и оценка экологического состояния изучаемого участка.
Проводимые исследования позволят расширить банк геологических и геохимических данных о донных отложениях Восточно-Сибирского моря. Учитывая достаточно низкую степень геологической изученности региона, они представляют научный и практический интерес.
В результате исследования южной части Восточно-Сибирского моря была выполнена эколого-геохимическая оценка состояния донных осадков изучаемой территории. На основании данных пробоотбора (130 проб), а также различных видов лабораторных исследований были построены карты распространения загрязняющих веществ (Pb, Cu, Ni, Zn, Cr и As). С помощью математико-статистической обработки данных удалось установить взаимосвязь между природными условиями и загрязняющими веществами.
На основании проведенной работы можно сделать следующие выводы:
1. Тяжелые металлы (Cu, Zn, Ni, Cr) имеют тесную связь с пелитовой фракцией, так как изоморфно входят в состав гидрослюд.
2. Свинец имеет положительную корелляцию только с песчанистой фракцией. Предположительно, это может быть связано с тем, что он присутствует в песках в виде акцессорного галенита, или другого свинец-содержащего минерала. Также можно предоложить, что Pb находится в ионообменной форме и концентрируется в карбонатной фракции (на изумаемом участке она представлена кальцитом).
3. Содержания As в донных осадках этого региона очень высоки. Если сравнивать полученные данные с нормативами для почв, то результаты в 10 раз превышают ПДК. По сравнению с фоновыми концентрацияи также наблюдаются превышения. Поскольку на диаграмме факторных нагрузок на донные отложения видно, что As имеет отрицательные корреляции со всеми видами осадков и тяжелыми металлами, можно предположить, что столь высокие концентрации мышьяка могут иметь антропогенное происхождение. Возможно, загрязнение As приурочено к разработке месторождений золота, а также медных и олово-рудных узлов, поскольку мышьяк достаточно часто встречается в качестве примесей на подобных месторождениях.
4. На основании рассчитанных коэффициентов Zc для каждой станции пробоотбора (приложение №3), донные осадки южной части Восточно-Сибирского моря можно охарактеризовать как чистые, поскольку для каждой из точек опробования Zc < 5.
На основании полученных результатов можно дать следующие рекомендации:
1. Необходимо разработать нормативы для донных осадков, чтобы исключить неверное использование иностранных нормативов и нормативов ПДК/ОДК для других сред.
2. Необходима организация и проведение мониторинга на территории Арктических морей (особенно шельфовой зоны), поскольку эта территория является очень перспективной с точки зрения разведки и добычи полезных ископаемых. Восточно-Сибирское море не является исключением.
3. Необходимы более детальные исследования акваории и береговых зон арктических морей, в том числе Восточно-Сибирского моря, поскольку на данный момент эти территории являются малоизученными, что не всегда позволяет достоверно оценивать результаты исследований и делать долгосрочный прогноз.
В заключении данной работы автор выражает благодарность сотрудникам Всероссийского научно-исследовательского геологического института «ВСЕГЕИ», в особенности Григорьеву Андрею Глебовичу за предоставленные материалы; Лебедеву Сергею Васильевичу, Себровскому Константину Юрьевичу, Кобик Любовь Богдановне, а также Евдокименко Антону и Сергееву Александру за советы и помощь в создании карт; Иванюковичу Георгию Александровичу за обучение работе в программе STATISTICA 10; Зеленковскому Павлу Сергеевичу за помощь в организации исследований; Платоновой Наталье Владимировне за помощь в проведении анализов и интерпретации результатов. Особую благодарность выражаю научным наставникам - Беляеву Анатолию Михайловичу и Рябчук Дарье Владимировне за помощь в осуществлении всех поставленных задач данной работы, за помощь в проведении исследования и интерпретации полученных результатов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
