Ландшафтно-геохімічні дослідження

Ландшафтно-геохімічні дослідження повинні упереджувати проведення пошукових геохімічних робіт і виконуватися на етапі геолого-зйомних робіт (найбільш доцільно у процесі геоморфологічних досліджень). Їх мета:

1) вивчення геохімічних особливостей, умов і характеру міграції хімічних елементів в різних ландшафтах;

2) ландшафтно-геохімічне районування;

3) вибір представницьких горизонтів і середовищ геохімічного опробування;

4) розробка рекомендацій з раціональних методів і засобах пошукових геохімічних робіт, з врахуванням ландшафтних особливостей районів дослідження.

Згідно Б.Б.Полинову, геохімічний ландшафт - це тісно пов’язані і взаємообумовлені частини території, де його елементи – елементарні ландшафти пов’язані між собою міграцією елементів, і де клімат, геологічна будова, рельєф, басейни, рослинність, грунти, тварини і населення зберігають певну сталість і взаємозв’язок.

Ландшафтна оболонка простягається від тропопаузи (верхня частина тропосфери) до нижньої частини осадової оболонки (в середньому 4¸5 км), що відповідає границям біосфери і зони гіпергенезу. Загальна потужність ландшафтної оболонки 30¸35 км. В її межах між геосферами існує тісний взаємозв’язок і взаємодія. Тут мають місце різні ендогенні і екзогенні фактори, процеси, які визначають характер і тип ландшафту.

За умовами міграції хімічних елементів в ландшафті виділяють ряд елементарних ландшафтів: елювіальний (автономний), супераквальний (надводний) і субаквальний (підводний) з додатковими фаціями: транселювіальний, трансакумулятивний, акумулятивний (рис. 9.2).

Рисунок 9. 2 – Схема розміщення елементарних ландшафтів і їх розрізів (за М.А.Глазовською)

I – елювіальний; II – транселювіальний; III – транселювіальний-акумулятивний; IV – супераквальний; V - аквальний; 1 –корінні породи; 2 – уламкова кора вивітрювання; 3 - глиниста кора вивітрювання; 4 – делювій;5 -алювій.

Елювіальний ландшафт відноситься до вододілів при глибокому заляганні ґрунтових вод. До нього примикає транселювіальний елементарний ландшафт, який займає випуклі частини схилів. В нижчих частинах схилів розміщується трансакумулятивний елементарний ландшафт, де відбувається не тільки перенос по схилу речовини з перших двох елементарних ландшафтів, а і їх накопичення. В нижній частині перетину ландшафту розміщується субаквальний, елементарний ландшафт, куди зноситься речовина з рідким і твердим боковим стоком. Всі ці елементарні ландшафти створюють профіль ландшафтів. В його межах утворюються ряд ярусів і елементарних ландшафтів: ярус живих рослин, ґрунтовий ярус, ярус кори звітрювання, ярус ґрунтових вод. Останні відносяться до зони аерації – вільного проникнення кисню атмосфери ( як правило, до першого водоносного горизонту).

Сукупність елементарних ландшафтів, які змінюють один одного від місцевого водорозділу до місцевої депресії і зв’язані міграцією речовини в твердому чи рідкому стані утворюють ландшафтно-геохімічний ланцюг. Якщо на певній території спостерігається повторення однотипних ландшафтних ланцюгів, то вони утворюють місцевий ландшафт або місцевість. Вони можуть бути простими чи складними в залежності від того, створені вони одним типом ланцюга чи декількоми. В геохімічній взаємодії елементарних ландшафтів виділяють досконалу чи недосконалу взаємодію. Перша характеризує тісну залежність супераквальних і субаквальних ландшафтів від автономних, друга - коли такої взаємодії немає. Сукупність елементарних ландшафтів, які відносяться до одного рівня денудації утворює ландшафтну ступінь. Так, якщо долина річки має декілька терас, то водорозділ, корінний схил і верхи верхньої тераси складають одну ступінь, а середня частина верхньої тераси, її схил і підошва нижньої тераси, які незалежні від водорозділу, належать вже другій ступені. В багатоступеневому ландшафті елювіальні фації кожного ступеня автономні і геохімічно незалежні від вищерозташованих. Але супераквальні фації геохімічно підпорядковані не тільки вищерозташованим ландшафтам цього ланцюга, але і тим, які знаходяться вище цього ланцюга.

Методика ландшафтно-геохімічних досліджень.

Ландшафтно-геохімічні дослідження складаються з наступних трьох послідовних етапів:

1) виділення основних елементарних ландшафтів на території, яка вивчається;

2) вивчення геохімічних особливостей, в різних складових частинах ландшафтів, розподілу хімічних елементів (вмісту, форм знаходження, характеру міграції), встановлення на цій основі регіональних і місцевих кларків, їх співставлення з кларками для літосфери;

3) ландшафтно-геохімічне районування території, створення ландшафтно-геохімічних карт, розрізів, схем і встановлення на цій основі фонових і аномальних значень для різних типів ландшафтів;

4) розробка рекомендацій по вибору раціонального комплексу геохімічних досліджень.

Ці роботи здійснюються в декілька періодів: підготовчому, польовому, аналітичному і в період камеральної обробки даних.

В підготовчому періоді вивчають географічні (геоморфологічні, грунтові, геоботанічні карти, дані аерофотозйомок і ін.), геологічні (металогенічні, структурні, геофізичні, гідрогеологічні і ін.) матеріали. Це дає можливість з’ясувати важливі питання ландшафтно-геохімічних досліджень:

1) зв’язок і взаємовідношення типів грунтів, рослинності з основними типами ландшафтів і їх компонентами – водорозділом, схилом, долиною, місцевою депресією і ін.;

2) зв’язок між геологічною будовою, рельєфом і ландшафтними особливостями території, її водоносністю;

3) ступінь відслоненості корінних порід, контури техногенного ландшафту, заболочених площ, ділянки засолонення. На цих підставах територія розбивається на великі ландшафтно-геохімічні області, які в свою чергу розділяються на ряд районів з застосуванням більш детальної характеристики.

Ці відомості кладуться в основу польових ландшафтно-геохімічних досліджень. Їх метою є:

1) встановити границі елементарних ландшафтів, ландшафтних ланцюгів, місцевих ландшафтів;

2) детально вивчити типові ділянки відповідних профілів і маршрутів;

3) вивчити геохімічні взаємовідносини місцевих ландшафтів.

На першому етапі польових робіт проводять маршрутні дослідження. Їх задача – загальне ознайомлення з територією, вибір пунктів прокладки детальних ландшафтно-геохімічних профілів. Основними об’єктами вивчення є компоненти ландшафту: рельєф, рослинність, відслонення порід, грунтів, водопункти, гідромережа, ознаки переміщення матеріалу на схилах. У ряді місць прокладають рекогносційні профілі, які повинні охопити характерні елементарні ландшафти, або ландшафтні ланцюги від водорозділів до місцевих депресій. В процесі маршрутних робіт відбирають проби для з’ясування характеру міграції хімічних елементів. Опробуванню підлягають корінні породи, породи кори звітрювання, грунти, поверхневі водотоки і джерела, різні фації донних відкладів. Вага проб і наносів повинна бути не менша 300 г, води – не менше 2 л. На основі маршрутних робіт вибирають місце прокладки ключових ландшафтно-геохімічних профілів. Їх задача – отримати основний фактичний геохімічний матеріал і вирішити питання, які стосуються будови ландшафтів, характеру їх сполучення, кореляції розрізів. Цей профіль повинен перетинати основні елементи рельєфу, головні типи рослин від місцевого водорозділу до місцевого водоймища в межах геологічно одноманітних порід. Якщо ділянка геологічно неоднорідна, прокладати серію коротких профілів, кожний з яких проходить по одноманітному типу порід. Контактні зони, ділянки геохімічних аномалій перетинаються спеціальними профілями.

Детальні дослідження в межах профілю виконуються в основних і додаткових точках. Основні точки спостережень повинні розташовуватися в характерних пунктах ландшафтних ланцюгів: в межах автономного, транселювіального, трансакумулятивного, супераквального і аквального ландшафтів. В кожній основній точці проходять шурф на всю потужність зони аерації і до рівня ґрунтових вод. При необхідності проходку цієї зони здійснюють свердловинами. Цей розріз документують. Додаткові точки закладають для з’ясування співвідношення у системі порода-грунти-рослинність. Розміщають ці додаткові точки в межах майданчиків з сторонами 100х100 м навколо основних точок. Майданчик розбивають на квадрати з стороною 20 м. В їх центрі задають додаткову точку. Таким чином, навколо основної точки закладуть 24 додаткові точки. На кожній додатковій точці проходять невеликий шурф або свердловину ручного буріння глибиною 0,5¸1 м, який перетинає основні горизонти ґрунтового профілю до гірської породи. При цьому документується мікрорельєф, рослинність, грунтові горизонти, характер материнської гірської породи.

Відібрані проби обробляють (сортують, сушать, подрібнюють тощо) і аналізують. Сортування і систематизація передбачає їх розділення по належності до типу порід, ярусу, горизонту, розрізу, ландшафту і так далі. На цій основі виконується наступна обробка даних. Будуються діаграми і графіки розподілу характеристик проб. Співставлення геохімічних особливостей автономного і підпорядкованих ландшафтів дозволяє з’ясувати характер геохімічної підпорядкованості елементарних ландшафтів і ландшафтних ланцюгів, з’ясувати ступінь геохімічної контрастності ландшафту, горизонти максимального накопичення хімічних елементів, вибрати представницький горизонт для опробування при геохімічних пошуках, в кінцевому рахунку обґрунтовано рекомендувати ті чи інші методи для проведення геохімічних пошуків.