Геология и геофизика Юга России (Dec 2017)
Распределение растворенных форм титана и ванадия в водной толще Каспийского моря
Abstract
По результатам химических анализов проб воды Северного, Среднего Каспия и, частично, Южного Каспия, отобранных по профилям из различных горизонтов водной толщи, определены содержания растворенных форм титана (Tiраст) и ванадия (Vраст). Приведены карты пространственного распределения этих элементов в поверхностном и наддонном водных горизонтах, а также по вертикальным разрезам водной толщи. Для каждого из изученных элементов выявлены факторы, определяющие его концентрацию и закономерности распространения в морской воде. В поверхностных водах Каспийского моря выделяются отдельные участки с повышенными концентрациями Tiраст, превышающие фоновые значения (около 1 мкг/л). В Северном Каспии к таким областям относятся авандельты рек Волги и Терека. Они образовались вследствие естественного поступления речных вод, обогащенных Tiраст. Установлено, что при удалении от устья в сторону открытых районов моря содержания Tiраст уменьшаются до фоновых значений, за счет процессов разбавления и частичного поглощения фитопланктоном. Небольшой ареал повышенных значений Tiраст в центральной части Северного Каспия (1,5-3 мкг/л) образовался в одной из местных халистатических зон в процессе концентрирования тончайших коллоидных и псевдоколлоидных комплексов. В Среднем Каспии на поверхности выделены три области повышенных содержаний Tiраст (1,5-3 мкг/л и более). Показано, что первая связана с поступлением элемента с жидким стоком реки Самур; вторая, обширная, вытянутая под действием циклонального течения вдоль побережья на север, и третья, занимающая прибрежную зону, образовались в результате приноса из пустынных территорий и растворения неустойчивых или умеренно устойчивых минералов-носителей титана. Появление повышенных концентраций Tiраст в наддонном слое авандельты Урала и центрального района объясняется биогеохимическими причинами. В распределении Tiраст по вертикали водной толщи определенных закономерностей не обнаружено. В одних случаях, на сравнительно небольших глубинах, к придонному горизонту уменьшается его концентрация, в других - наблюдается обратная картина: значения титана к придонному слою растут до экстремальных величин (более 3 мкг/л и выше) из-за диффузионного массообмена на границе раздела двух фаз («вода - осадок»), растворения фито-зоопланктонных осадков и гидроокисных образований зоопланктонных. Определены довольно низкие концентрации Vраст в водной толще Каспийского моря, что связано с его геохимической инертностью в экзогенных процессах. Локальные повышения его концентраций (более 1 мкг/л) в поверхностном слое приурочены к источникам поступления Vраст, каковыми являются реки Волга и Урал, в меньшей степени реки Терек и Самур. Установлено, что поставляемые с речным стоком Волги дополнительные порции Vраст, обогащают западную часть Северного Каспия, а с речным стоком Урала - восточную. Эти две области разграничены, вытянутой с севера на юг, зоной минимальных значений Vраст (менее 0,7 мкг/л). Относительно более высокие содержания Vраст (0,7-1 мкг/л) прослеживаются на авандельтовых пространствах рек Терека и Самура. Река Сулак сколько-нибудь заметного влияния на концентрацию Vраст в морской воде не оказывает. Наличие сплошной полосы относительно повышенных содержаний Vраст (0,7-1 мкг/л) в центральной части Среднего Каспия, протянувшейся с запада на восток от одного берега к другому, обусловлено концентрирующим действием центростремительных сил циклонального течения. Выявленные для поверхностного горизонта закономерности распределения Vраст, в основном сохраняются и в наддонном горизонте, за исключением авандельты реки Терек, Среднекаспийской котловины и Дербентской впадины, где концентрации Vраст заметно выше (более 1 мкг/л). Из анализа распределения Vраст по разрезам водной толщи следует, что относительно высокие (более 1 мкг/л) и повышенные (0,7-1 мкг/л) значения Vраст приурочены к придонным и промежуточным слоям водной толщи.
