sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.31857/S2587556620050143sergeogr-1153Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsПространственно-временные изменения вещественного состава донных отложений и речных вод Туганского россыпного узла (Томская область)Spatiotemporal Changes in River Waters and Bottom Sediments Composition Within the Tugan Placer Deposit (Tomsk Oblast)СавичевО. Г.SavichevO. G.

Томск

Tomsk

OSavichev@mail.ruДомаренкоВ. А.DomarenkoV. A.

Томск

Tomsk

ЛепокуроваО. Е.LepokurovaO. L.

Томск

Tomsk

LepokurovaOY@ipgg.sbras.ruТомский политехнический университетРоссияTomsk Polytechnic UniversityRussian FederationТомский политехнический университет; Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАНРоссияTomsk Polytechnic University; Tomsk Branch of Trofimuk Institute of Petroleum-Gas Geology and Geophysics of SB RASRussian Federation202006112020845715–727Copyright © Савичев О.Г., Домаренко В.А., Лепокурова О.Е., 20202020Савичев О.Г., Домаренко В.А., Лепокурова О.Е.Savichev O.G., Domarenko V.A., Lepokurova O.L.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1153

Представлены результаты исследований изменений химического и минерального состава донных отложений и вод реки Омутной (элемент речной системы Омутная–Киргизка–Томь–Обь) в основные фазы водного режима в 2018–2019 гг. в пределах Туганского россыпного узла (рудные минералы ильменит и циркон). Геохимические показатели оценены с использованием масс-спектрометрического метода с индуктивно связанной плазмой. Установлено, что пространственно-временные изменения валовых содержаний химических элементов в целом взаимосвязаны с формами их миграции: в весеннее половодье отмечается общее увеличение концентраций веществ с преобладающей взвешенной формой, в зимнюю межень – с растворенной. Изменения химического состава донных отложений (фракция до 1 мм) в течение года и по направлению от истока к устью реки вследствие влияния локальных геологических и гидрологических факторов проявляются слабее, чем соответствующие изменения состава речных вод. Показано, что максимальные концентрации рудных элементов в пределах ореолов россыпных месторождений наиболее вероятны в условиях относительно устойчивого (в геологическом отношении) снижения интенсивности водообмена.

The changes in the chemical and mineral composition of bottom sediments and waters of the Omutnaya River (the element of the Omutnaya–Kirghizka–Tom–Ob river system) during the main phases of the water regime in 2018–2019 within the planned Tugan placer deposit (ore minerals—ilmenite and zircon) have been studied. Geochemical parameters were estimated using an inductively coupled plasma mass spectrometry method. It was obtained that the spatiotemporal changes in the gross contents of chemical elements are generally interrelated with their migration forms. General increase in the concentrations of substances in suspended form is predominant and noted in spring floods, with dissolved—in the winter low-water period. Changes in the chemical composition of bottom sediments (fraction up to 1 mm) during the year and from the source to the mouth of the river due to the influence of local geological and hydrological factors are weaker than the corresponding changes in the chemical composition of river waters. Based on the studies, it was shown that the maximum concentrations of ore elements within the halos of placer deposits are most likely under conditions of a relatively stable (geologically) decrease in the intensity of water exchange.

пространственно-временные измененияхимический составдонные отложенияречные водыТуганский узелЗападная Сибирьspatiotemporal changeschemical compositionbottom sedimentsriver watersTugan depositWestern SiberiaРабота выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ № 18-55-80015, 17-05-00042.The work was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research, projects no. 18-55-80015 and 17-05-00042.ReferencesАлекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат, 1970. 444 с.Аlekin О.А. Osnovy gidrokhimii [Fundamentals of Hydrochemistry]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1970. 444 p.Виноградова О.В., Хмелева Н.В. Русловые процессы и формирование аллювиальных россыпей золота. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2009. 171 с.Vinogradova O.V., Khmeleva N.V. Ruslovye protsessy i formirovanie allyuvial’nykh rossypei zolota [Channel Processes and the Formation of Alluvial Gold Placers]. Moscow: Mosk. Gos. Univ., 2009. 171 p.ГОСТ 17.1.2.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов. М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. 22 с.GOST 17.1.2.04-77. Okhrana prirody. Gidrosfera. Pokazateli sostoyaniya i pravila taksatsii rybokhozyaistvennykh vodnykh ob’ektov [Nature Protection. Hydrosphere. Idices of State and Regulations for Valuation Survey of Fishery Waters]. Moscow: Izd. Standartov Publ., 2000. 22 p.ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. М.: Издательство стандартов, 1984. 5 с.GOST 17.1.5.01-80. Okhrana prirody. Gidrosfera. Obshchie trebovaniya k otboru prob donnykh otlozhenii vodnykh ob’ektov dlya analiza na zagryaznennost' [Nature Protection. Hydrosphere. General Requirements for Sampling of bottom sediments of water objects for their pollution analysis]. Moscow: Izd. Standartov Publ., 1984. 5 p.ГОСТ 17.4.3.01-2017. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. М.: Стандартинформ, 2018. 5 с.GOST 17.4.3.01-2017. Okhrana prirody. Pochvy. Obshchie trebovaniya k otboru prob [Nature Protection. Soils. General Requirement for Sampling]. Moscow: Standartinform Publ., 2018. 5 p.ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация. М.: Стандартинформ, 2018. 52 с.GOST 25100-2011. Grunty. Klassifikatsiya [Soils. Classification]. Moscow: Standartinform Publ., 2018. 52 p.ГОСТ 28492-90. Геохимические методы поисков твердых полезных ископаемых. Термины и определения. М.: Министерство геологии СССР, 1990. 6 с.GOST 28492-90. Geokhimicheskie metody poiskov tverdykh poleznykh iskopaemykh. Terminy i opredeleniya [Geochemical Exploration Methods for Mineral Deposits. Terms and Definitions]. Moscow: Ministerstvo Geologii SSSR, 1990. 6 p.Касимов Н.С., Корляков И.Д., Кошелева Н.Е. Распределение и факторы аккумуляции тяжелых металлов и металлоидов в речных донных отложениях на территории г. Улан-Удэ // Вестн. РУДН. Сер.: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2017. Т. 25. № 3. С. 380–395.Kasimov N.S., Korlyakov I.D., Kosheleva N.E. Distribution and accumulation factors of heavy metals and metalloids in river bottom sediments in the city of Ulan-Ude. Vestn. RUDN, Ser. Ekol. i Bezopasnost’ Zhiznedeyatel’nosti, 2017, vol. 25, no. 3, pp. 380–395. (In Russ.).Клюев Н.Н. Природно-ресурсная сфера России и тенденции ее изменения // Вестн. РАН. 2015. Т. 85. С. 303–315.Klyuev N.N. Russia’s natural-resource sphere and trends in its development. Her. Russ. Acad. Sci, 2015, vol. 85, pp. 303–315.Колубаева Ю.В. Гидрогеохимия северо-восточной части Колывань-Томской складчатой зоны: Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. Томск: Томск. политехн. ун-т, 2015. 22 с.Kolubaeva Yu.V. Hydrogeochemistry of the north-eastern part of the Kolyvan-Tomsk folded zone. Extended Abstract of Cand. Sci. (Geol.-Min.) Dissertation. Тоmsk: Tomsk Polytech. Univ, 2015. 22 p.Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. 677 с.Krainov S.R., Ryzhenko B.N., Shvets V.M. Geokhimiya podzemnykh vod. Teoreticheskie, prikladnye i ekologicheskie aspekty [Groundwater Geochemistry. Theoretical, Applied and Environmental Aspects]. Moscow: Nauka Publ., 2004. 677 p.Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. № 2. Ч. II. 264 с.Nastavlenie gidrometeorologicheskim stantsiyam i postam [Manual for Hydrometeorological Stations and Posts]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1975, no. 2, part 2. 264 p.Недра России. В 2-х т. Т. 1. Полезные ископаемые / Под ред. Н.В. Межеловского, А.А. Смыслова. СПб.–М.: Горный ин-т, Межрегион. центр по геол. картографии, 2001. 547 с.Nedra Rossii [Bowels of Russia]. Vol. 1: Poleznye iskopaemye [Minerals]. Mezhelovskii N.V., Smyslov A.A., Eds. St. Petersburg, M.: Gornyi Inst., Mezhreg. Tsentr po Geol. Kartografii, 2001. 547 p.Никаноров А.М. Об избирательной реакции водных экосистем на антропогенное воздействие // Докл. Академии наук. 2014. Т. 459. № 4. С. 1573–1575.Nikanorov A.M. Selective response of water ecosystems to the anthropogenic effect. Dokl. Earth Sci., 2014, vol. 459, pp. 1573–1575.Парначев В.П., Архипов А.Л. Минералы Томской области. Томск: Изд-во “Печатная мануфактура”, 2012. 84 с.Parnachev V.P., Arkhipov A.L. Mineraly Tomskoi oblasti [Minerals of the Tomsk Region]. Tomsk: Pechatnaya Manufaktura Publ., 2012. 84 p.Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза. М.: Недра, 1972. 288 с.Perel’man A.I. Geokhimiya elementov v zone gipergeneza [Geochemistry of Elements in the Zone of Hypergenesis]. Moscow: Nedra Publ., 1972. 288 p.Россыпные месторождения России и других стран СНГ. Минерагения, промышленные типы, стратегия развития минерально-сырьевой базы / Отв. ред. Н.П. Лаверов, Н.Г. Патык-Кара. М.: Научный мир, 1997. 479 с.Rossypnye mestorozhdeniya Rossii i drugikh stran SNG. Minerageniya, promyshlennye tipy, strategiya razvitiya mineral’no-syr’evoi bazy [Alluvial Deposits of Russia and Other CIS Countries. Minerageny, Industrial Types, the Development Strategy of the Mineral Resource Base]. Laverov N.P., Patyk-Kara N.G., Eds. Moscow: Nauchnyi Mir Publ., 1997. 479 p.Савичев О.Г., Домаренко В.А., Перегудина Е.В., Лепокурова О.Е. Трансформация минерального состава донных отложений от истоков к устьям рек // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 7. С. 43–56.Savichev O.G., Domarenko V.A., Peregudina E.V., Lepokurova O.E. Transformation of mineral composition of river sediments from sources to mouth of rivers. Izv. Tomsk. Polytech. Univ. Inzhinir. Georesur., 2018, vol. 329, no. 7, pp. 43–56. (In Russ.).Савичев О.Г., Колоколова О.В., Жуковская Е.А. Состав и равновесие донных отложений р. Томь с речными водами // Геоэкология. 2003. № 2. С. 108–119.Savichev O.G., Kolokolova O.V., Zhukovskaya E.A. Composition of the Tom’ River bottom sediments and their equilibrium with river water. Geoekol., 2003, no. 2, pp. 108–119. (In Russ.).Савичев О.Г., Мазуров А.К., Рудмин М.А., Хващевская А.А., Даулетова А.Б. Изменения химического состава кислотных вытяжек по глубине торфяной залежи внутриболотных экосистем Васюганского болота (Западная Сибирь) // Изв. Томск. политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 9. С. 101–116.Savichev O.G., Mazurov А.К., Rudmin М.А., Khvashchevskaya А.А., Dauletova А.B. Changes in chemical composition of acid extracts on depth of peat deposit of the Vasyugan mire ecological systems (Western Siberia). Izv. Tomsk Polytech. Univ. Inzhinir. Geores., 2018, vol. 329, no. 9, pp. 101–116. (In Russ.).Самонова О.А., Касимов Н.С., Асеева Е.Н. Металлы в гранулометрических фракциях почв овражной системы (юго-восточная часть Смоленско-Московской возвышенности) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5. География. 2016. № 3. С. 18–28.Samonova O.A., Kasimov N.S., Aseeva E.N. Grain size distribution of metals in soils of a gully system (southeastern Smolensk-Moscow Upland). Vest. Mosk. Gos. Univ., Ser. 5: Geogr., 2016, no. 3, pp. 18–28. (In Russ.).Требования к производству и результатам многоцелевого геохимического картирования масштаба 1 : 200000. М.: ИМГРЭ (Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов РАН), 2002. 92 с.Trebovaniya k proizvodstvu i rezul’tatam mnogotselevogo geokhimicheskogo kartirovaniya masshtaba 1 : 200000 [Requirements for the production and results of multipurpose geochemical mapping at a scale of 1 : 200000]. Moscow: Inst. Mineral., Geokhim. Kristallokhim. Redkikh Metallov RAN, 2002. 92 p.Циркон-ильменитовые россыпные месторождения как потенциальный источник развития Западно-Сибирского региона / Под ред. Е.Н. Трибунского, М.С. Паровинчака. Кемерово: ООО “Сарс”, 2001. 214 с.Tsirkon-il’menitovye rossypnye mestorozhdeniya kak potentsial’nyi istochnik razvitiya Zapadno-Sibirskogo regiona [Zircon-ilmenite Placer Deposits as a Potential Source of Development for the West Siberian Region]. Tribunskii E.N., Parovinchak M.S., Eds. Kemerovo: Sars Publ., 2001. 214 p.Шилькрот Г.С. Механизмы, управляющие химическим составом речных и озерных вод // Изв. РАН. Сер. географ. 1998. № 4. С. 42–59.Shil’krot G.S. Mechanisms that control the chemical composition of river and lake waters. Izv. Akad. Nauk, Ser. Geogr., 1998, no. 4, pp. 42–59. (In Russ.).Янин Е.П. Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). М.: Изд-во НП “АРСО”, 2018. 415 с.Yanin E.P. Tekhnogennye rechnye ily (usloviya formirovaniya, veshchestvennyi sostav, geokhimicheskie osobennosti) [Man-made River Silts (Formation Conditions, Material Composition, Geochemical Features)]. Moscow: АRSO Publ., 2018. 415 p.Shvartsev S.L. Geochemistry of Fresh Groundwater in the Main Landscape Zones of the Earth // Geochemistry Int. 2008. V. 46. № 13. P. 1285–1398.Shvartsev S.L. Geochemistry of fresh groundwater in the main landscape zones of the Earth. Geochem. Intern., 2008, vol. 46, no. 13, pp. 1285–1398.White W.M. Geochemistry. NY, USA: A John Wiley&Sons, Ltd., 2013. 660 p.White W.M. Geochemistry. N.Y.: John Wiley&Sons, 2013. 660 p. FUNDING The work was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research, projects no. 18-55-80015 and 17-05-00042.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.