Soils of steppe landscapes of the Sherlovogorsky ore area (Eastern Transbaikalia).pdf Введение Шерловогорский рудный район находится на юго-востоке Забайкальского края в пределах Онон-Аргунской степи, в бассейне р. Борзя. Согласно схеме физико-географического районирования принадлежит к Центрально-Азиатской пустынно-степной области, Монгольской степной провинции высоких равнин и гор [Атлас... 1967]. В природном отношении объект расположен в пределах природного Бор-зинского степного округа [Типы местности. 1961]. Шерловогорская рудно-магматическая система приурочена к гранитной интрузии мезозойского возраста [Барабанов, 1975; Гайворонский, 1995]. По Б. А. Гайворонскому абсолютный возраст онгони-тов - 136-153 млн лет, что соответствует поздней юре - раннему мелу [Гайворонский, 1995]. Интрузия эта локализована в зоне сочленения нескольких разломов, развитых в зоне изгиба контакта герцинских габбро-диоритов с песчанико-сланцевой толщей нижнего карбона. Каменноугольные толщи являются вмещающими горными породами Шерло-вогорских интрузий [Онтоев, 1974; Барабанов, 1975; Гайворонский, 1995]. По данным [Аристов и др., 1961], геологическое строение Шерловогорского гранитного интрузива представляется следующим образом. Наиболее изученная южная часть Шерловогорской интрузии сложена крупнозернистыми порфировидными гранитами, гранит-порфирами и аплитовидными гранит-порфирами (рис. 1). Эти горные породы рассечены трещинами, разломами, зонами дробления и во многих местах интенсивно грейзенизированы. Метапесчаники и сланцы нижнекаменноугольной толщи в зоне контакта с гранитоидной интрузией превращены в ороговико-ванные песчаники и сланцы, а также роговики. Здесь же, в зоне экзоконтакта гранитного массива вскрыта эруптивная брекчия, в которой обломки ороговико-ванных метаалевролитов и метапесчаников сцементированы гранит-порфиром. Глубина эрозионного среза Шерловогорского гранитного массива не превышает 200 м (рис. 1) [Барабанов, 1975]. Формирование гранитного массива было длительным. Завершение собственно магматической деятельности сопровождалось проявлением тектонических подвижек, в результате чего подновились более древние разломы. Эти разрывные нарушения вскрыли более глубокие очаги еще не застывшей магмы, насыщенной летучими и рудными компонентами, продуктами эволюции которой стали грей-зеновые тела и кварцево-жильные образования, сложенные кварцем, топазом, бериллом, вольфрамитом, касситеритом, висмутином, молибденитом и другими рудными минералами. Заключительный этап истории развития структуры Шерловогорского интрузива выразился в возобновлении тектонических напряжений, приведших к образованию жил безрудного халцедоновидного кварца [Барабанов, 1975]. Многочисленные рудопроявления, приуроченные к Шерловогорскому гранитному массиву, генетически связаны с его становлением. © Солодухина М.А., Дорошкевич С.Г., 2019 DOI: 10.17223/25421379/13/3 Рис. 1. Геологическая карта Шерловогорской рудно-магматической системы [Онтоев, 1974] Схематическая геологическая карта Шерловогорского рудного поля: 1) четвертичные отложения; 2) отложения нижнего мела, тургинский ярус: песчаники, аргиллиты, конгломераты; 3) нижний карбон: сланцево-песчаниковая толща с прослоями эффузивных пород и реже известняков с фауной турне-визейского возраста; 4) гранит-порфир и порфировидный гранит (Mz); 5) равномерно среднезернистый гранит; 6) эруптивная брекчия кварцевых порфиров II фазы (Mz); 7) субинтрузивные кварцевые порфиры I фазы; 8) диоритовые порфириты и порфириты, реже габбродиорит-порфириты, габбродиориты и диориты (Pz); 9) флюидальные порфириты, их туфы и туфобрекчии (Pz); 10) серпентиниты (по ультрабазитам); 11) плагиограниты и граниты палеозоя; 12) разрывные нарушения; 13) зона смятия, рассланцевания и дробления; 14) предполагаемое подземное продолжение Шерловогорского массива гранитов; 15) грейзеновые тела; 16) участки грейзенизации во вмещающих граниты породах; 17) зона контактового метаморфизма; 18) кварц-турмалиновые жилы с оловом; 19) зоны турмалинизации; 20) рудные участки и их номера: 1 - Шерловогорский грейзеново-вольфрамовый, 2 - Сопка Большая, 3 - Кварц-турмалиновый отрог, 4 - Аплито-вый отрог, 5 - Северо-восточный, 6 - Восточный, 7 - верховье пади Заводской, 8 - Высокий; 21-24 - зоны минерализации: 21 -вольфрамитовая-грейзеновая в гранитах; 22 - кварц-полевошпат-вольфрамит-касситеритовая; 23 - турмалино-сульфидно-касситеритовая; 24 - сфалерит-галенитовая со слабым сульфидно-касситеритовым оруденением Fig. 1. The geological map of the Sherlovogorsk ore-magmatic system [Ontoev, 1974] Schematic geological map of the Sherlovogorsky ore area: 1) Quaternary deposits; 2) Lower Cretaceous deposits, Turginsky layer: sandstones, mudstones, conglomerates; 3) Lower Carboniferous: shale-sandstone stratum with interbeds of effusive rocks and less commonly limestones with fauna of the Tournaisian age; 4) porphyry granite and porphyry granite (Mz); 5) uniformly medium-grained granite; 6) eruptive breccia of quartz porphyry phase II (Mz); 7) subintrusive quartz porphyry phase I; 8) diorite porphyrites and porphy-rites, less commonly gabbrodiorite-porphyrites, gabbrodiorites and diorites (Pz); 9) fluid porphyrites, their tuffs and tuff breccias (Pz), 10) serpentinites (according to ultrabasites); 11) plagiogranites and Paleozoic granites; 12) explosive violations; 13) zone of crushing, shattering and crushing; 14) the alleged underground continuation of the Sherlovogorsky massif of granites; 15) greisen bodies; 16) areas of greisenization in rocks containing granite; 17) a zone of contact metamorphism; 18) quartz-tourmaline veins with tin; 19) tourmaline zones; 20) ore sites and their numbers: 1 - Sherlovogorsky greisen-tungsten, 2 - Sopka Bolshaya, 3 - Quartz-tourmaline spur, 4 - Aplit spur, 5 - North-East, 6 - East, 7 -the upper reaches of the Zavodskaya paddy, 8 - Tall; 21-24 - mineralization zones: 21 - tungsten-greisen in granites; 22 - quartz-feldspar-tungsten- cassiterite; 23 - tourmaline-sulfide-cassiterite; 24 - sphalerite-galena with weak sulfide-cassiterite mineralization Более сложной является геологическая история той части Шерлов огорского массива, с которой связано олово-полиметаллическое оруденение, с мышьяком в арсенопирите. Здесь, в районе сопки Большой в киммерийский магматический цикл на месте пересечения двух крупных тектонических нарушений, расположенных восточнее выхода гранитной интрузии, возник вулкан, который дал субинтрузии, покровы и дайки кварцевых порфиров и фельзитов их туфы и туфобрекчии [Барабанов, 1975], с которым генетически связано оруденение. Важной особенностью полиметаллического Шер-ловогорского месторождения в целом является формирование его в два этапа, на протяжении которых рудообразование пространственно приурочено к различным участкам месторождения. Для первого, раннего, этапа характерно образование редкоме-тального оруденения жильного и грейзенового типов с ферберитом, касситеритом, бериллом, топазом, сидерофиллитом в гранитном массиве и зонах экзо-контакта. На заключительных стадиях этого этапа произошло приоткрывание кварц-топазовых жил в эндоконтактной зоне гранитной интрузии и образование в гранитах слабой трещиноватости северовосточного простирания, заполненных топаз-сульфидной минерализацией с касситеритом и минералами висмута. Во второй этап происходит формирование олово-полиметаллического оруденения, локализующегося в разломах и в интенсивно трещиноватой зоне штокверкового типа в кварцевых порфирах [Солодухина, Юргенсон, 2018]. Шерловогор-ское олово-полиметаллическое месторождение представлено штокверком сопки Большой, Восточным полем, зоной Северо-Восточного разлома, Аплито-вым отрогом, Северо-Восточным участком и Кварц-турмалиновым отрогом (рис. 1). Руды месторождений характеризуются сложным минеральным составом (табл. 1). Таблица 1 Перечень первичных эндогенных минералов Шерловогорского рудного поля по материалам Е.И. Доломановой [Отноев, 1974] Table 1 The list of primary endogenous minerals of the Sherlovogorsky ore district based on the materials of E.I Dolomanova [Otnoev, 1974] Относительная Гипогенные минералы распространенность минералов Нерудные Рудные Главные Кварц, топаз, мусковит (серицит), сидеро-филлит, турмалин Микроклин, альбит и альбит-олигоклаз, Арсенопирит, сфалерит, ферберит, касситерит, галенит Второстепенные флюорит, актинолит, лепидомелан, тремолит, хлорит, сидерит, анкерит, кальцит Пирротин, пирит, бисмутинит, самородный висмут Аксинит, эпидот, циозит, серпентинит, тальк, адуляр, олигонит, гидробиотит, гидромусковит, шабазит, стильбит, натролит, стеллерит Молибденит, халькопирит, лёллингит, пирит тонко- В малом количестве дисперсный, марказит, гематит, магнетит, станнин, блеклая руда, самородное серебро Редкие и крайне редкие Циркон, монацит, ортит, апатит, сфен, дан-бурит (?), корунд, шпинель, пренит, баве-нит, гранат, берилл (акцессорный) Валлериит, ильменит, анатаз, рутил, колумбит, дана-лит, никелин, хромит, кобальтин, саффлорит, глауко-дот(?), шеелит, галеновисмутин, пекоит, падераит, хаммарит, антимонит Почвы Шерловогорского рудного района относятся к формации нейтральных и щелочных почв суббо-реального умеренно теплого климата, выделены в фацию резко континентального климата [Природа мира, 1983]. Расположены в степной зоне обыкновенных и южных черноземов Забайкальской равнинной провинции в пределах Агинско-Аргунского котловинного округа [Атлас Забайкалья, 1967]. Изучение почвенного покрова сухих степей Забайкалья было проведено рядом авторов [Ногина, 1964; Ишигенов, 1972; Волковинцер, 1978; Цыбжи-тов и др., 1999; Убугунов и др., 2000; Меркушева и др., 2006 и др.]. Наиболее распространены каштановые и темно каштановые почвы, черноземы. Верхняя граница распространения каштановых почв достигает 800 м над уровнем моря, а черноземов - 1 000 м. В.И. Волковинцер [Волковинцер, 1978] выделил особый тип почв - степные криоаридные среднегу-мусные почвы, формирующиеся в условиях холодных аридных ландшафтов на высотах, не превышающих 600-800 м над уровнем моря. Данные почвенные исследования, большей своей частью, касаются западной части Забайкалья, а именно территории, приуроченной к Бурятии. Исследования же почвенного покрова сухих степей Забайкальского края ограничены. Разработка месторождений оказывает влияние на окружающую среду, в частности на почвенный покров. В ряде рудных районов проведены изыскания почв, сформировавшихся на отвальных породах известковых и глиняных месторождений [Абакумов и др., 2011], угольных месторождений [Андроханов, 2005; Дымов и др., 2013; Костенков и др., 2013; Бра-гина, Герасимова, 2017]. Большая часть исследований представлена изучением химического загрязнения почв районов добычи полезных ископаемых [Бачурин, 2008; Uzarowicz, Skiba, 2011; Гаськова и др., 2012; Рихванов и др., 2017; Опекунова и др., 2017; Bortnikova et al., 2018 и т.п.]. Цель настоящей работы - установление пространственного распределения почв в районах разработки месторождений сухостепной зоны Забайкалья на примере Шерловогорского рудного района. Объекты и методы В основу статьи положены исследования, проведенные авторами в 2011-2012 гг. Объект исследования - почвенный покров Шерловогорского рудного района. Полевые почвенные исследования проведены путем маршрутных ходов. Закладка почвенных шурфов (разрезов, полуям и прикопок) выполнена с учетом ландшафтных условий изучаемой территории (рельеф, растительность). Определение типов почв и их классификация даны по Классификации и диагностике почв СССР [Классификация... 1977]. При закладке основных разрезов по генетическим горизонтам были отобраны почвенные образцы на анализ для определения их физических и химических свойств. Определение содержания физической глины в образцах почвы проведено в Аккредитованной испытательной лаборатории ФГБУ ГСАС «Бурятская» (Улан-Удэ, Россия) с использованием ускоренного пирофосфатного метода анализа [Практикум по почвоведению, 1980]. Изучение химических свойств почвы сделано в Аналитическом центре минералогических, геохимических и изотопных исследований при Геологическом институте СО РАН (Улан-Удэ, Россия) с применением общепринятых методов исследований [Аринушкина, 1970]: рН водной вытяжки (потенциометрическим методом), содержание гумуса (по Тюрину в модификации Никитина), обменные кальций и магний -трилонометрическим методом (после вытеснения 1 н NaCl). Результаты и обсуждение На изученной территории нами выделено 4 типа (6 подтипов) почв (рис. 2). Рис. 2. Картосхема почв Шерловогорского рудного района Fig. 2. Map of the soils of the Sherlovogorsky ore district Черноземы бескарбонатные (рис. 3) приурочены к высотам около 950 м БС, формируются под луго-во-степной растительностью на наносах делювиаль-но-элювиального происхождения. Их отличительной особенностью является отсутствие сплошного карбонатного горизонта, в большинстве случаев по профилю почвы не наблюдается вскипания от HCl. Для них характерен следующий морфологический профиль: Адер-А1-A1B-В-С. Гумусово-аккумулятивный горизонт черноземов бескарбонатных имеет мощность 12-31 см (см. рис. 2), характеризуется черной окраской с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой. Переходный гумусовый горизонт (А 1В) темно-серый или серый с коричневым оттенком. Далее до глубины 40-55 см переходный горизонт коричнево- или охристо-бурого цвета. Почвообразующая порода желтовато-бурого цвета. По профилю наблюдаются включения в виде щебня и камня разного размера: в гумусовом слое - 10-20%, в нижележащих горизонтах - до 80-90% от объема. На исследуемой территории по мощности гумусового слоя выделено 2 подтипа чернозема бескарбонатного: среднемощный (А1+В -40-80 см) и маломощный (А1+В < 40 см). Реакция почв: нейтральная в верхней части профиля, слабокислая и близкая к нейтральной - в нижней. Содержание гумуса в гумусовом горизонте находится в пределах 5,0-6,0%. Поглощающий комплекс насыщен основаниями. В составе поглощенных оснований преобладает кальций (табл. 2). Черноземы мучнистокарбонатные (рис. 4) приурочены к высотам 900 м БС, формируются под лугово-степной растительностью на делювиальных отложениях. Их отличительной особенностью является наличие сплошного карбонатного горизонта, бурно вскипающего от HCl, находящегося в средней части почвенного профиля. Для них характерен следующий морфологический профиль: Адер-А1-А1В-Вк-С. Гумусово-аккумулятивный горизонт черноземов мучнистокарбонатных (до 33 см) характеризуется черной окраской с хорошо выраженной комковато-зернистой структурой. Переходный гумусовый горизонт (А1 В) серого цвета с бурым оттенком до глубины 56 см; переходный элювиальный горизонт желтовато-коричневого цвета - до 85 см. Карбонатный горизонт имеет мощность 45 см; карбонаты представлены мучнистой присыпкой. Почвообразующая порода красновато-коричневого цвета. По профилю наблюдаются включения в виде щебня и камня разного размера: в гумусовом слое - 5-10%, в нижележащих горизонтах - до 50-60% от объема. Реакция почв нейтральная в верхней части профиля и щелочная - в нижней (см. табл. 2). Содержание гумуса в гумусовом горизонте находится в пределах 5,0-6,0%. Поглощающий комплекс насыщен основаниями. В составе поглощенных оснований преобладает кальций. Каштановые мучнистокарбонатные почвы (см. рис. 5) приурочены к высотам 850 м БС, формируются под степной растительностью на делювиальных отложениях. Для них характерен следующий морфологический профиль: Адер-А1-В-ВСк-С. Гу-мусово-аккумулятивный горизонт каштановых муч-нистокарбонатных почв имеет мощность до 23 см и характеризуется серо-коричневой окраской. Рис. 3. Черноземы бескарбонатные а - профиль чернозема бескарбонатного маломощного, b - характерный ландшафт, с - профиль чернозема бескарбонатного среднемощного Fig. 3. Non-carbonate tchernozems a - profile of chernozem of carbonate-free low-power, b - characteristic landscape, c - profile of chernozem of carbonate-free low-power Рис. 4. Чернозем мучностокарбонатный а - характерный ландшафт; b - морфологический профиль Fig. 4. Flour chernozem a - characteristic landscape; b - morphological profile Таблица 2 Физико-химические свойства почв Шерловогорского рудного района Table 2 Physico-chemical properties of soils of the Sherlovogorsky ore district Обменные основания, Горизонт (глубина, см) < 0,01 мм, % рН водный Гумус, % мг-экв./100г почвы Са2+ Mg2+ Сумма Чернозем бескарбонатный маломощный А1 (1-22) 26,4 6,20 5,87 19,7 7,0 26,7 А1В (22-33) 21,8 5,95 1,91 20,8 6,4 27,2 B(33-56) 35,9 5,56 0,28 20,0 6,8 26,8 С (56-80) 31,1 5,60 0,12 19,9 6,3 26,2 Каштановая мучнистокарбонатная А1 (1-23) 35,7 7,26 1,51 35,8 7,7 43,5 B(23-62) 32,1 7,04 0,87 37,6 7,2 44,8 ВСк (62-95) 27,7 8,29 1,09 - - 20,3* С(95-122) 40,5 7,98 0,73 22,0 6,0 28,0 Щебнистая маломощная А1 (0-10) 24,8 5,81 5,24 18,1 3,9 22,0 С(10-60) - - - - - - Щебнистая маломощная А1 (0-15) 22,9 6,42 5,95 19,2 5,3 24,5 С(15-56) 32,0 4,80 0,80 18,5 4,6 23,1 Щебнистая маломощная А1 (0-15) 24,2 7,20 5,21 17,6 6,0 23,6 С(15-62) 32,4 5,50 0,46 17,0 5,9 22,9 Мерзлотная лугово-лесная А1 (7-32) 27,5 5,87 8,57 17,9 5,7 23,6 В(32-60) 38,9 6,48 1,33 16,7 6,2 22,9 С (60 и далее) - - - - - - Нарушенные земли А1 (1-23) 26,4 6,30 1,84 17,5 6,7 24,2 Примечания: «-» - не определялось; * - емкость поглощения, мг-экв./100 г почвы. Note: «-» - not determined; * - absorption capacity, mEq / 100 g of soil. Переходный элювиальный горизонт до 85 см коричнево-бурого цвета, далее до 95 см залегает карбонатный горизонт (карбонаты представлены мучнистой присыпкой). Почвообразующая порода красновато-бурого цвета. По профилю наблюдаются включения в виде щебня и камня разного размера до 20-40% от объема. Реакция почв слабощелочная в верхней части профиля и щелочная в нижней. Содержание гумуса в гумусовом горизонте низкое (1,5-2,0%). Поглощающий комплекс насыщен основаниями. В составе поглощенных оснований преобладает кальций (см. табл. 2). Щебнистые маломощные почвы (рис. 6) приурочены к наиболее высоким отметкам исследованной территории (1 010-1 028 м). Формируются под степной растительностью на элювиальных отложениях. Для щебнистых маломощных почв характерна значительная скелетность и укороченность почвенного профиля. Морфологический профиль слабодиффе-ренцирован: Адер-А1-С. Гумусовый горизонт залегает непосредственно на почвообразующей породе -грубообломочных элювиальных отложениях (хрящ, щебень, камни). Мощность гумусового горизонта находится в пределах 10-15, реже 22 см. Переходный горизонт отсутствует. Реакция почв нейтральная или слабощелочная в верхней части профиля и слабо- и среднекислая в нижней. Содержание гумуса в гумусовом горизонте находится в пределах 5,0-6,0%. Поглощающий комплекс насыщен основаниями. В составе поглощенных оснований преобладает кальций (см. табл. 2). Мерзлотные лугово-лесные почвы (рис. 7) не имеют широкого распространения на изучаемой территории (небольшие площади на севере и западе). Они формируются под березовыми лесами с хорошо развитым кустарниковым ярусом и травянистым покровом на делювиальных отложениях; приурочены к склонам северо-восточной экспозиции с высотными отметками 900-940 м БС. Для них характерен следующий морфологический профиль: А0-А1-В-С. В профиле выделяется хорошо выраженный гумусовый горизонт мощностью около 30 см, залегающий под лесной подстилкой мощностью 7-10 см. Далее до глубины 60-70 см - горизонт желтовато-коричневого цвета. В нижней части профиля присутствуют признаки оглеения, отмечающиеся в виде мелких Mn-Fe-конкреций и пленок оглее-ния на гранях структурных отдельностей. Реакция почв близкая к нейтральной в верхней части профиля и нейтральная в нижней. Содержание гумуса в гумусовом горизонте высокое и находится в пределах 8,0-9,0%. Поглощающий комплекс насыщен основаниями. В составе поглощенных оснований преобладает кальций (см. табл. 2). Нарушенные земли представляют собой местами полностью перемешанные, местами пересыпанные каменисто-щебнистым материалом почвенные слои, расположенные, в свою очередь, в разнообразной последовательности (рис. 8). На территории района широко развиты техноземы (рис. 9). Рис. 5. Каштановая мучностокарбонатная почва а - характерный ландшафт, b - морфологический профиль Fig. 5. Chestnut powdery carbonate soil a - characteristic landscape, b - morphological profile a b sJJ - . BIKMIM s v ■'' * Ц ^ JjWm Si vT vlgfi 1 ЯК5 fef Vv>11 Рис. 6. Щебнистая маломощная почва а - характерный ландшафт, b - морфологический профиль Fig. 6. Crushed, thin soil a - characteristic landscape, b - morphological profile Рис. 7. Мерзлотная лугово-лесная почва a - характерный ландшафт, b - морфологический профиль Fig. 7. Permafrost meadow-forest soil a - characteristic landscape, b - morphological profile a b Рис. 8. Почвенный покров техногенных ландшафтов (нарушенные земли) а - характерный ландшафт, b - морфологический профиль Fig. 8. The soil cover of technogenic landscapes (disturbed lands) a - characteristic landscape, b - morphological profile a b Рис. 9. Почвенный покров техногенных ландшафтов (технозем) а - характерный ландшафт, b - морфологический профиль Fig. 9. The soil cover of technogenic landscapes (technozem) a - characteristic landscape, b - morphological profile Техноземы представляют собой насыпные минеральные грунты отвалов вскрышных и вмещающих пород Шерловогорского олово-полиметаллического месторождения, отходы бывшего Шерловогорского горно-обогатительного комбината, грунтовые насыпи и выровненные грунтовые площадки, созданные при разработке месторождения. Заключение Для природных почв Шерловогорского рудного района характерно вертикально-поясное распределение. Под лугово-степной растительностью на более повышенных участках рельефа (более 1 000 м) формируются щебнистые маломощные почвы, на менее повышенных (900-950 м) - черноземы бескарбонатные и мучнистокарбонатные. Выявлено также проявление аридно-теневой зональности, что подтверждается формированием среди почв степного ряда мерзлотных лугово-лесных почв. Почвы в большинстве своем легко- и среднесу-глинистые, имеют слабощелочную, близкую к нейтральной и нейтральную реакцию среды, высокое содержание гумуса (за исключением каштановой почвы), среднюю степень насыщенности почв основаниями; в составе обменных оснований преобладает кальций. Разработка месторождений полезных ископаемых оказывает некоторое влияние на почвы. С одной стороны, происходит нарушение естественного сложения и плотности природных почв. С другой стороны, формируются новые почвенные образования -техноземы.

Скачать электронную версию публикации