osnovy_geokhimii

Атмогеохимические методы поисков месторождений. Методика поисков основана на определении свободного, растворенного и сорбированного газа с учетом вокруг месторождений первичного и вторичного газового ореола. Эти методы развиваются в трех направлениях: газовой съемки по подпочвенному воздуху, газо-ртутного метода, водногелиевой съемки. Метод предложен А. В. Соколовым в 1929 г и поддержан академиком И. М. Губкиным.

Высокая миграционная способность газов определяет их фильтрацию и диффузию далеко за пределы залежей и рудных тел. По вертикали газы поднимаются на сотни метров и более. Объектами исследований служат почвы. Глубокие горизонты земной коры подвергаются глубинной съемке, газовому каротажу по буровому раствору, керну, шламу. Этим способом обнаруживаются газовые и нефтяные залежи на глубине 1–3 км. Для многих видов месторождений установлены газы-индикаторы. Почвенный воздух над газовыми и нефтяными залежами обогащен СН4 и тяжелыми углеводородами. В почвенном воздухе зоны окисления сульфидных месторождений повышено содержание СО2, SO2, H2S, CH4 и других газов. В тектонических зонах на никелевых месторождениях содержится N2, CH4. По зонам глубинных разломов, рифтам, через вулканы мигрируют глубинные газы к поверхности. Гелиевая съемка может использоваться для прогнозирования землетрясений, поэтому над зонами глубинных разломов в почвенном воздухе образуются широкие аномалии ртути.

Атмогеохимическим методом обнаружено ряд промышленных аномалий газа (Маштанги, Кумдаг и др.). Метод наиболее эффективен в районах тектонических нарушений пород.

Гидрогеохимические методы поисков полезных ископаемых.

Объектом исследования служат поверхностные и подземные воды. Отбор проб воды производят из источников, рек, озер, болот, прудов, скважин, шурфов с использованием специальной инструкции. Следует учитывать генетический тип отложений, с которыми связано водопроявление. Существует подводный вариант метода при поисках газа и нефти на шельфе, при поисках руд в районах рифтовых зон. Эти методы эффективны при поисках нефти, газа, калийных солей, металлических ископаемых. Водные ореолы и потоки рассеяния простираются на тысячи метров. Созданы полевые лаборатории для выполнения анализов у источника, колодца, скважины. Гидрогеохимические аномалии зарегистрированы накануне крупных землетрясений в Средней Азии. Повышается минерализация воды и содержание в ней хлора, фтора, натрия и других ионов.

Биогеохимические методы поисков рудных месторождений. Принцип поиска полезных ископаемых по растениям-индикаторам был известен еще в XVII в. Горняки Саксонии знали, что некоторые растения (галмейная фиалка, галмейная ярутка) указывают на близость цинковых руд. В их золе почти в 250 раз больше цинка, чем среднее содержание этого металла в золе растений. Индикатором на131медные руды в Андах является мох, на Алтае – качим, на оловянные руды Богем – седмичник. Однако на

концентрацию определенного элемента в руде редко указывает один и тот же вид растения. Например, медные руды в США обнаружены по бальзамину, в Норвегии – по листьям березы и ивы, урановые руды в США – по можжевельнику и сосне. Многолетние растения на единицу веса и площади накапливают, как правило, большее количество того или иного элемента, чем однолетние. Особое внимание необходимо обращать на аномалии в морфологии растения (форма листа, цветков, раскраска, угнетение в развитии или образование большой массы).

Объектом исследования являются отдельные части растений: ветки, листья, кора или корни, учитывая неравномерное распределение химических элементов в растениях. Эти методы используются в горных районах, в местах перекрытия коренных пород осадочными отложениями небольшой мощности. По концентрации химических элементов в растениях определяются ореолы рассеивания и сами месторождения. В настоящее время хорошо изучены закономерности накопления растениями элементовиндикаторов в пределах рудных биогеохимических ореолов, способы интерпретации аномалий, приемы составления карт.

Важным моментом в работе является выбор не только вида растения, но и его составной части как индикатора поиска. А.Л. Ковалевский доказал, что в Сибири наиболее информативным показателем является кора хвойных растений. На основе анализа хвои и ветвей открыто молибденовое месторождение в Канаде.

Важным признаком при поисках месторождений являются изменения в растительной ассоциации, которые нельзя объяснить сменой экологических условий. На карты наносятся абсолютные значения содержания элементов в растениях по точкам отбора, на основании которых выделяют максимальные аномалии элемента, которые используются для проектирования детальных исследований. Например, концентрация никеля в почвах над месторождением Южного Урала, по сравнению с фоном, была повышена в 63 раза, в растениях – в 30 раз.

Однако биогеохимические методы по эффективности и практическому использованию уступают другим видам поисков, за исключением горных районов.

10.2. География ландшафта и здравоохранение

Нормальное функционирование живых организмов во многом определяется не только факторами внешней среды (природные условия), но также миграцией и концентрацией химических элементов в ландшафте. В связи с этим возникла необходимость создания нового научного направления

– медицинской географии, которая изучает взаимосвязь между химическим составом окружающей среды и некоторыми патологическими состояниями организма, выявляет закономерности географического распространения этих

заболеваний,	устанавливает оптимальный для жизнедеятельности
человека химизм ландшафта. Это132научное		направление	развивается

совместно медиками и географами и опирается на методы и результаты ландшафтно-геохимических исследований.

В настоящее время актуальным направлением в области медицинской географии является развитие гигиенических аспектов медикогеографических исследований (проблемы застройки и реконструкции городов и населенных пунктов, охраны природной среды, сохранения природных ландшафтов для лечебно-оздоровительных мероприятий), а также разработка теоретических основ, принципов и методов картографирования регионов и прогнозирования отдельных видов заболеваний.

Медико-географические исследования проводятся практически во всех регионах, но пока отсутствует единая программа и система. В «Национальном атласе Беларуси»(2002) приводятся ряд медикогеографических карт, однако эти исследования следует продолжать. Комплексные медико-географические атласы составлены для территории Молдова, Алтая, Забайкалья, Баргузинского заповедника. Многие ученые выявляют и фиксируют те или иные заболевания по районам их распространения, но не анализируют причин этих явлений с позиций.

Академик А. П. Авцын (1972) предложил классификацию болезней, включая те из них, которые вызваны воздействием географической среды. В основу этой классификации положен этиологический фактор, а также групповое обозначение происхождения болезни: связанные с геофизическими факторами; связанные с геохимическими факторами; связанные с местными особенностями пищевых режимов; вызванные контактом с ядовитыми растениями; контактом с ядовитыми животными; связанные с вредными факторами техногенных ландшафтов, включая профессиональные заболевания; инфекционные и паразитарные заболевания, вызванные живыми возбудителями или токсическими продуктами их жизнедеятельности.

Геохимия ландшафта позволяет выявить причины и закономерности распространения заболевания, связанных с геохимическими факторами, химическим составом продуктов питания, загрязнением природной среды токсическим элементами и их соединениями.

10.3. Геохимия ландшафта и сельское хозяйство

Основным объектом сельскохозяйственного производства являются почвы, используемые для выращивания различных сельскохозяйственных культур, кормовых трав. В отличие от природных ландшафтов их называют агроландшафтами. Для них характерен специфический круговорот химических элементов, из которого ежегодно отчуждается основная часть их с фитомассой. Минеральные и органические удобрения не всегда возвращают в почву элементы в полной мере.

Использование ландшафтно-геохимического метода при изучении агроландшафтов основывается на изучении миграции, концентрации и рассеяния химических элементов133в ходе биологического круговорота под

каждой выращиваемой культурой и в системе севооборота.

Стационарные исследования почв расширяют и углубляют знания о геохимических циклах функционирования агроландшафтов. В настоящее время в практике сельского хозяйства распространены агрохимические исследования почв (составление картограмм для каждого хозяйства по кислотности почв, фосфору, калию, микроэлементам, известкованию), направленные на повышение плодородия почв и биологической продуктивности растений.

Продуктивность агроландшафта с позиций геохимии определяется содержанием и соотношением химических элементов в почвах, переходом их в миграционную и доступную для растений форму. Она зависит от поступления элементов с грунтовыми водами и атмосферными осадками, от внесения органических и минеральных удобрений в зависимости от потребности в них, от возвращения в почву элементов с пожнивными остатками и выноса элементов с урожаем, от химического состава почвенного воздуха, от кислотно-щелочных и окислительновосстановительных условий. Всесторонний анализ данных позволяет выявить геохимические условия и баланс элементов. Геохимическую количественную характеристику элементов агроландшафта можно отразить на агрогеохимической карте, разработанной Н. К. Чертко (1977).

На первом этапе исследования геохимии агроландшафта и биологического круговорота систематизируется разрозненный картографический, аналитический и фондовый материал компонентов ландшафта, выявляется антропогенная нагрузка на ландшафт. Составляются сводные каталоги, карты, проводится их анализ и оценка состояния агроландшафта.

Второй этап исследования включает организацию стационарных исследований на базе передовых хозяйств, опытных государственных станций с целью изучения круговорота и баланса химических элементов для разработки предложений по созданию оптимальных условий питания растений.

Третий этап исследования (камеральный) включает анализ отобранных образцов на содержание химических элементов, составление агрогеохимической карты, вносятся предложения по сохранению оптимальной геохимической стабильности в агроландшафте.

При анализе материалов должны найти отражение следующие вопросы:

▪влияние природных условий на миграцию химических элементов и метаболизм соединений;

▪химический состав всех компонентов ландшафта и закономерности пространственного распределения химических элементов;

▪анализ геохимических и биохимических процессов и их роль в метаболизме веществ;

▪характеристика биологического круговорота химических элементов в агроландшафте, включая систему134севооборота;

▪

возможный

прогноз самоочищения

и

рекомендация

эффективных геохимических способов очищения или нейтрализации от избыточных и ядовитых элементов и соединений.

135