Речной сток в океан и черты его геохимии

Монография посвящена роли речного стока в геохимии океана и осадконакоппении в пелагических районах океана. На основе богатого собственного и литературного материала дается новая оценка растворенного и твердого стока рек, впервые устанавливаются кларки для 49 элементов во взвесях рек Мира, рассматривается распределение элементов в гранулометрическом спектре взвесей, приводятся новая сводка средних концентраций макро- и микроэлементов в речных Водах и результаты изучения форм нахождения металлов в воде и взвеси. Большое внимание уделено главным образом геохимическим и биогеохимическим процессам, происходящим на границе речных и морских вод. Показано, что при переходе через эту границу теряется большая часть материала речного происхождения, что оказывает существенное влияние на геохимические процессы в океане и подчеркивает ведущую роль биодифференциации в океане. 

Настоящая книга продолжает серию работ по геохимии океана, выполняемых по единой программе и методике сотрудниками отдела физико-геологических исследований Института океанологии им. П.П. Ширшова АН СССР1. По этой программе изучается история осадочного материала от момента его мобилизации, на путях миграции, т. е. в аэрозоле, гидрозоле, криозоле, растворах и организмах до захоронения в донных осадках и последующего преобразования в осадочной толще. Всего исследованиями охвачено более 50 элементов. Такой системный подход открыл возможность надежно установить крупные природные сочетания среды, которые определяют геохимию океанского осадочного процесса. Эти работы преследуют две основные геологические задачи:

1) описание геохимии современного океанского осадочного процесса, создание геохимической модели современного океана, возможно, количественной;

2) создание основы для сравнительно-литологического изучения современных и древних океанских осадочных образований, палеоокеанологичес-ких реконструкций.

Питание океана осадочным материалом осуществляется из двух главных групп источников: экзогенных и эндогенных. Из экзогенных источников наибольшую роль играет речной сток. В речных водах для большинства химических элементов главной формой миграции является взвешенная. Соотношение растворенных и взвешенных форм химических элементов в речных водах в значительной степени зависит от их химических свойств. Ряды подвижности элементов в речных водах определяются во многом геохимическим поведением при процессах выветривания и почвообразования. На границе река — море осаждается основная масса взвешенного и значительная часть растворенного материала. Это приводит к тому, что в океане резко преобладающей формой миграции большинства химических элементов, в том числе и малоподвижных — гидролизатов, является растворенная. Увеличение роли растворенных форм миграции в океанских водах по сравнению с речными обусловлена еще и разным временем пребывания основных форм химических элементов (растворенной и взвешенной). От времени пребывания растворенных элементов в океане, определяемого их геохимическими свойствами, зависит в значительной степени изменение концентраций их в океанских водах по сравнению с речными. Наблюдается увеличение концентраций в океанских водах по сравнению с речными растворенных щелочных и щелочноземельных элементов, а также группы растворимых комплексных анионов, уменьшение — элементов-гидролизатов.

Таким образом, граница река — море выполняет роль очень важного геохимического барьера, на котором в результате резкой смены гидродинамических, физико-химических и биологических условий происходит трансформация переносимых с континента в океан химических элементов.

Изучению геохимии речного стока и его роли в геохимии океана и океанском седиментогенезе и посвящена данная работа. И вполне оправдано, что основное внимание автор уделяет исследованию биогеохимических процессов трансформации терригенного материала на одном из важнейших геохимических барьеров: река—море.

Один из важнейших вопросов исследования химии речных и океанских вод — выбор аналитических методов. Концентрации многих химических элементов в водах ничтожно малы, поэтому основное требование, предъявленное к методам, — их высокая чувствительность. В отделе физико-геологических исследований Института океанологии внедрен в практику геохимических исследований целый ряд физических методов анализа, отвечающих современному уровню аналитической техники (инструментальный нейтронно-активационный, атомная абсорбция и флуоресценция, количественный спектральный).

В работе использованы материалы, полученные сотрудниками Отдела физико-геологических исследований, а также наиболее надежные опубликованные данные. Во многих старых публикациях в связи с техническими трудностями определения концентрации химических элементов в океанских водах приводятся, как правило, завышенные рузультаты, не соответствующие истинным. Поэтому автором была выполнена тщательная отбраковка данных.

Для разных форм химических элементов свойственны разные закономерности миграции от их мобилизации до осаждения на океанское дно и захоронения в донных осадках.

Для геохимических построений в настоящее время уже недостаточно выделять только взвешенную и растворенную формы химических элементов. Необходимо как во взвеси, так и в растворе более детально определять, в каких химических соединениях присутствуют химические элементы, в каких взаимосвязях они находятся в осадочном материале. Поэтому приводимые автором материалы по формам нахождения химических элементов в растворах и взвеси рек и океанов позволяют более определенно судить о закономерностях миграции осадочного материала.

Несомненно, предлагаемая книга, в которой сведены все новейшие материалы по данной проблеме, будет очень полезна для специалистов, интересующихся геохимией современного осадочного процесса.