Церий в компонентах ландшафта Шерловогорского горнорудного района (Юго-Восточное Забайкалье)

Abstract

Актуальность исследования заключается в необходимости познания биогеохимии лантаноидов в природно-антропогенном ландшафте. Целью работы является изучение поведение церия в геосистеме уникального редкометалльно-олово-полиметаллического Шерловогорского горнопромышленного района в Юго-Восточном Забайкалье. Методология исследования заключается в изучении поведения церия в звеньях цепи: горная порода (руда)->почва (технозем)->растение->корневая система->наземная часть. Отбор проб почвообразующих горных пород, руд, почв и растений проведен в течение полевых сезонов 2001-2016 гг. Пробы почв отобраны в соответствии с ГОСТ 17.4.4. 02-84, по искусственным обнажениям. В работе использованы данные анализа 37 проб горных пород и руд, 211 почв, 119 техноземов и 215 проб (3225 экземпляров) травянистых растений. Методика работы заключалась в минералого-геохимическом изучении горных пород и руд с использованием оптической и электронной микроскопии. Химический состав горных пород, минералов, почв, техноземов и растений изучен методами ICP MS. Результаты. Впервые изучено поведение церия в ландшафте Шерловогрского рудного поля. Основным источником церия в почвах и технозамах рудного района является монацит-(Се). Он находится в грейзенах и кварцево-жильных телах, локализованных в Шерловогорском гранитном массиве, окисленных рудах, хранящихся на складах некондиционных руд и отвалах. Другими носителями церия являются агардит и гоудейит. Он входит также в состав флюорита (8,2-1182 ppm), вольфрамита (0,4-11,1ppm), глин остаточных полостей в жилах, продуктивных на камнесамоцветное сырье (3,3-206 ppm). Незначительны содержания церия в берилле (0,1-1,2 ppm) и топазе (0,2-2,81 ppm). Содержание Се в сульфидном минеральном комплексе в жилах с камнесамоцветным сырьем варьирует от 5,6 до 99,4 ppm. В мелкообломочном материале почв и техноземов содержание Ce находится в пределах 0,0051-0,0384 %. В экспериментах показана возможность выноса церия на ландшафт водными растворами, содержащими до 0,73 ppm. На всех участках среднее содержание в почвах находится в пределах 3,3-310 ppm, а в техноземах - 30-377 ppm. Максимальное содержание церия (ppm) установлено в корнях травянистых растений (1,0-3,9) (КБП 0,02-0,03), а минимальное - в их наземных частях (0,8-1,4) (КБП 0,01-0,02). Это свидетельствует о весьма незначительном захвате его растениями и низком содержании в кормовой части пастбищных растений. Однако насколько это безопасно для домашних животных, пока не известно и требует специальных исследований.

The relevance of the study is in the need to know the biogeochemistry of lanthanides in natural-anthropogenic landscape. The aim of the work is to study the behavior of the cerium geosystem of the unique rare-metal-tin-polymetallic Sherlovogorsk mining region in the South-Eastern Transbaikalia. The research methodology is to study the behavior of cerium in the links of the chain: rock (ore)->(technosoil)->plant->root system->ground part. Sampling of soil-forming rocks, ores, soils and plants was carried out during the field seasons 2001-2016. Soil samples were selected in accordance with GOST 17.4.4. 02-84, by artificial outcrops. In this work, the data from analysis of 37 samples of rocks and ores, 211 soils, 119 technozems and 215 samples (3225 specimens) of grassy plants were used. The method of the work consisted in mineralogical and geochemical study of rocks and ores using optical and electron microscopy. The chemical composition of rocks, minerals, soils, technozems and plants was studied by ICP MS. Results. The authors have studied cerium behavior in the landscape of the Sherlovogrsk ore field. The main source of cerium in the soils and technosoil of the ore region is monazite-(Ce). It is located in greisens and quartz-vein bodies, localized in the Sherlovogorsk granite massif, oxidized ores stored in substandard depots and dumps. Other carriers of cerium are agardite and godeite. It is also included in the composition of fluorite (8,2-1182 ppm), wolframite (0,4-11,1 ppm), clay residual cavities in the veins, which are productive for gemstone raw materials (3,3-206 ppm). The content of cerium in beryl (0,1-1,2 ppm) and topaz (0,2-2,81 ppm) are insignificant. The content of Ce in the sulfide mineral complex in the veins with gemstone raw material varies from 5,6 to 99,4 ppm. In the finely clastic material of soils and technosoils, the Ce content is in the range of 51-384 ppm. The experiments showed the possibility of transporting cerium onto the landscape with aqueous solutions containing up to 0,73 ppm. In all areas, the average content in soils is within 3,3-310 ppm, and in technosoils - 30-377 ppm. The maximum content of cerium (ppm) is set in the roots of grassy plants (1,0-3,9) (CBA 0,02-0,03), and the minimum in their terrestrial parts (0,8-1,4) (KBA 0,01-0,02). This indicates a very slight seizure of its plants and a low content of grazing plants in the forage. However, how safe it is for pets has not been yet known and requires special research/