Физико—географический очерк. Карело—Кольский регион

11-12-2013: UEFIMA.RU:  Территория проведения работ располагается в северо-западной части РФ и пересекается Северным Полярным кругом. Непосредственно с востока с ней соседствует Белое море, включая глубоко вдающийся в континент Кандалакшский залив.

Рельеф преимущественно равнинный, сравнительно расчлененный, с преобладающими высотами 50-200 м, и лишь в окрестностях г. Кандалакша находятся горные массивы с максимальной абсолютной высотой 785 м.

Характерная особенность местности - повсеместное широкое распространение озер различного размера (в том числе таких крупных, как Топозеро, Кереть, Среднее Куйто, Колвицкое), болот и рек, образующих сложную гидрографическую сеть.

Многие элементы рельефа (речные долины, оси озер, гряды) Кольско-Карельского региона имеют выдержанные ориентировки, обусловленные главным образом направлением основных геологических структур доледникового времени (в особенности тектонических разломов).

В южной части картируемого района, прилегающей к Белому морю (Кемский, Лоухский районы) преобладает северо-западное простирание, севернее (окрестности Чупы) наблюдается субширотная ориентировка.

Климатические условия отличаются значительной неустойчивостью из-за поступления континентальных и морских (атлантических, арктических) воздушных масс, влиянию близлежащего Белого моря.

Средняя годовая температура составляет около 0 ℃, годовая сумма осадков около 400 мм, причем около 70% осадков приходится на теплый период.

Продолжительность прохладного, облачного и дождливого лета 70-80 дней, средняя температура самого теплого месяца (июля) +14 ℃. в результате испарение воды незначительно, и большая часть осадков трансформируется в поверхностный сток.

Обилие влаги, водонепроницаемость пород и многочисленных впадин и понижений рельефа обуславливают широкое распространение поверхностных вод на территории.

Многочисленные реки и ручьи относятся к бассейну Белого моря, отличаются слабой разработанностью русла и долин, ступенчатым профилем, свидетельствующим о молодости гидрографической сети. Широко распространены порожистые участки в местах выхода пород повышенной твердости, скоплений крупных валунов.

В Кольско-Карельском регионе многочисленные озера тесно взаимосвязаны с реками, которые соединяют их между собой и сами образуют озеровидные расширения на значительной части длины.

Особенно значительное количество небольших озер характерно для карельской части района. Типичным элементом рельефа территории являются многочисленные болота, как верховые, так и преобладающие низинные, располагающиеся в замкнутых котловинах.

Карело-Кольский регион: почвы

На исследуемой территории развиты подзолистые и болотные почвы. Почвенный покров не является сплошным, так как в условиях медленного почвообразования на коренных породах нередко встречаются «каменные поля» (курумники) и площади, где щебень и дресва прикрыты лишь незначительной моховой подушкой (что особенно типично для водоразделов).

В условиях затрудненного стока формируются болотные и болотно-подзолистые почвы, для которых характерно наличие значительного горизонта А0 (до 20-30 см), обычно подстилаемого мощными торфяными толщами. Разрез обводнен практически с самой поверхности.

Подзолистые почвы в Кольско-Карельском регионе формируются на достаточно выветрелых коренных породах и курумниках по ним, но особенно хорошо развиваются на рыхлых четвертичных отложениях (аллювиальных, озерных, ледниковых). Типичные подзолы образуются на песчаных накоплениях озерных и речных террас .

Непосредственно под растительным покровом располагается грубогумусовый горизонт A0, мощность которого чаще всего варьируется от 1 до 10 см.

Горизонт буровато-коричневого цвета, рыхлый, содержит многочисленные корни растений, иногда гифы грибниц; влажность тесно связана с выпадением осадков.

Ниже достаточно четкой границей он отделяется от горизонта А1, состоящего из черного или буровато-черного тонкого гумуса, иногда с небольшой примесью минерального вещества.

Данный горизонт может не всегда быть выражен в разрезе; его мощность обычно составляет от 0,5 до 5 см.

Подзолистый горизонт А2 всегда отделяется от вышележащих отчетливой границей, нередко извилистой или с карманами, языками. Как правило, он имеет белесый цвет, что объясняется вымыванием из него всех растворимых солей.

По механическом составу он преимущественно песчаный, супесчаный или суглинистый; содержит корни растений. Мощность горизонта А2 достигает 15-20 см.

Нижележащий иллювиальный горизонт B имеет отчетливую, иногда размытую верхнюю границу, нередко извилистую или с карманами и языками. Наличие окисей железа придает ему желтовато-бурую, рыжую окраску, часто неравномерную, с пятнами ожелезнения.

В горизонте B обычно присутствуют корни растений, распространены включения гравийно-галечного материала и даже валуны.

Механический состав варьируется в широких пределах - от песка до глины. Мощность горизонта B чаще всего больше любого из вышележащих горизонтов; типичные значения - 20-40, до 50­-60 см.

В почвенном разрезе часто встречается переходный между B и C горизонт BC, имеющий и промежуточную окраску. Для него характерны размытые, постепенные границы, более легкий по сравнению с B механический состав, присутствие отдельных корней растений.

В основании разреза лежит горизонт С, или материнская порода. Его типичные признаки - отсутствие корней растений, зеленовато-серая, табачная, желтовато-серая окраски, чаще всего суглинистый или супесчаный механический состав, незначительная примесь гравия и гальки.

Обычно его состав зависит от той породы, на которой сформирован почвенный разрез; особенно они близки, если почва сформирована на рыхлых четвертичных породах.

В отдельных случаях - на склонах речных долинах и оврагов, на оползневых склонах, наблюдается удвоение и даже многократное повторение верхних частей почвенного разреза, включения делювиального материала.

Различные типы почв пестро распределены в зависимости от рельефа, условий увлажнения, и нередко даже на расстоянии нескольких десятков метров тип разреза может значительно изменяться. Это распределение обычно подчеркивается сменой растительных ассоциаций.

Карело-Кольский регион: геологическое строение

Карело-Кольский регион располагается на Восточно-Европейской платформе, в восточной части Балтийского щита, характеризующегося повсеместным распространением древнейших кристаллических пород докембрийского возраста.

В соответствии с его тектоническим районированием, исследуемая территория разделяется на три крупных структурно-тектонических элемента: Кольскую, Беломорскую и Карельскую мегазоны.

В Кольской и Карельской мегазонах распространены относительно глубоко, хотя и неоднородно метаморфизованные комплексы архейского основания и несогласно перекрывающие их менее метаморфизованные и деформированные образования нижнего протерозоя, а в Беломорской мегазоне - только архейские гнейсы и амфиболиты, однако их деформации и метаморфические изменения продолжались и в раннем протерозое.

Северная часть исследуемого района (северный берег Кандалакшского залива) относится к Южно-Кольской зоне Кольской мегазоны, сложенной глубокометаморфизованным нижним археем (граниты, гнейсы, амфиболиты), на который местами несогласно налегает почти не деформированный верхний протерозой (например, терские песчаники рифейского возраста, распространенные на Терском берегу Белого моря).

С ней соседствует небольшой Колвицкий гранулитовый массив, протянувшийся вдоль северо-восточного побережья Кандалакшской губы.

Беломорская мегазона, в пределах которой преимущественно и велись работы, целиком сложена одноименным нижнейархейским комплексом, состоящей из гранитогнейсов, амфиболитов, амфиболовых, биотитовых, двуслюдяных гнейсов и сланцев.

Породы беломорского комплекса подверглись интенсивным деформациям в несколько этапов, сформировашим сложную складчатую структуру, осложненную разрывными нарушениями.

Широким распространением в Беломорском комплексе пользуются разнообразные по составу интрузивы архейского и раннепротерозойского возраста. Наибольшую долю среди них занимают архейско-нижнепротерозойские гранитоиды и их мигматиты, слагающие массивы площадью в десятки и сотни км2, нередко связанные постепенными переходами с вмещающими метаморфическими образованиями.

С плагиомикроклиновыми гранитами позднего архея связано развитие кислых жильных пород, в особенности жильных пегматитов, главная масса которых сосредоточена в пределах Чупино-Лоухского слюдоносного района, где ведется промышленная добыча слюды и керамического сырья.

По всей территории встречаются разновозрастные небольшие массивы основных и ультраосновных пород (пироксенитов, габбро, метагаббро, метагаббро-диабазов и часто с трудом от них отличимых ортоамфиболитов). Залегание интрузивов обычно подчинено складчатой структуре вмещающих пород.

Карельская мегазона была затронута лишь при работах в Калевальском районе. В основании ее разреза лежат архейские гнейсы, гранитогнейсы и кристаллические сланцы, подвергшиеся гранитизации и тектонической переработке в позднем архее - раннем протерозое.

Выше разрез представлен осадочно-вулканогенными нижнепротерозойскими толщами (в частности, метапесчаниками).

Отложения верхнего архея и протерозоя выполняет ряд сильно сжатых синклиналей и узких синклинориев преимущественно северо-западного простирания, разделенных выступами гранитизированного основания.

На этой территории также располагаются разнообразные интрузивные образования (граниты, гнейсо-граниты, габбро, габбро-амфиболиты, габбро-диабазы), смятые в складки вместе с вмещающими толщами .

Карело-Кольский регион: принципы создания схемы пробоотбора

В основе планирования видов и объемов геохимического опробования и составления схемы планируемого пробоотбора при производстве МГХК-1000 лежит многофакторное районирование территории.

С этой целью на этапе проектных и подготовительных работ проводится сопоставление карт геологических комплексов, ландшафтной и функционального зонирования, направленное на выявление квазиоднородных участков, которые для масштаба 1:1 000 000 можно считать внутренне однородными по ландшафтно-геохимическим, геологическим и металллогеническим условиям, а также по характеру хозяйственного использования.

Размер такого участка должен составлять не менее 100 км2, так как плотность опробования должна составлять в среднем 1 проба на 100 км2 территории по каждому из выбранных компонентов ПГС.

Схема пробоотбора составляется с учетом доступности точек пробоотбора в автомобильных и пеших маршрутах.

Одной из ключевых особенностей МГХК-1000 является проведение опробования по нескольким компонентам ПГС, выбираемых как минимально необходимые для решения конкретных задач в реальных природно-геологических условиях территории.

Карело-Кольский регион характеризуется одноярусным геологическим строением, местами перекрытым чехлом рыхлых отложений, и слабо расчлененным рельефом.

Основными задачами проведения МГХК-1000 на данной территории являются изучение геохимической специализации геологических комплексов, прогноз полезных ископаемых и эколого-геохимическая оценка. Исходя из данных предпосылок, для опробования были выбраны четыре компонента ПГС - коренные породы, донные отложения и почвенные горизонты А0 и С.

Карело-Кольский регион: методика пробоотбора

Опробование коренных пород проводилось с целью определения геохимической специализации геологических комплексов, а также выявления и прогнозной оценки рудных аномальных геохимических полей.

Пробы коренных пород отбирались из естественных и искусственных обнажений, а в случае их отстутствия - делювиально-элювиальные аналоги коренных пород.

Отбор проб проводился либо непосредственно в точке наблюдения, либо в маршруте на расстоянии не более 1 км от точки наблюдения.

В случае обнаружения в точке наблюдения пород различных геологических комплексов (например, гранитогнейсов и габбро), а также эндогенно преобразованных пород (например, метасоматически измененных) отбиралось более одной пробы. Каждая проба сопровождалась сколком на шлиф для последующего петрографического изучения.

Масса отбираемой пробы - не менее 500 г, что необходимо для проведения всех необходимых видов анализа и сохранения дубликата.

В геологической документации фиксировались: объект опробования, характеристика обнажения при его наличии и визуальное петрографическое описание породы.

Опробование почв проводилось с целью определения геохимической специализации ландшафтов, выявления, дифференциации и оценки рудогенных и техногенных аномальных геохимических полей.

Для отбора проб почв производилось копание шурфа до глубины залегания горизонта С, а в случае его залегания на большой глубине (более 1 м) - до глубины залегания горизонта BC.

Минимальная глубина шурфа - 50 см. В случая наличия естественных обнажений проводилась их зачистка и отбор проб из их стенки.

Первая проба отбиралась из горизонта А0, залегающего непосредственно под растительным опадом и представляющего собой грубый гумус, включающий большое количество растительных остатков.

Попадание в пробу фрагментов листвы растений, крупных корней и минеральных частиц требовалось сводить к минимуму.

Вторая проба отбиралась из горизонта C - материнской породы, сформировавшегося непосредственно из элювия почвообразующей породы. В случае глубины залегания горизонта С более 1 м отбиралась проба горизонта BC, переходного между иллювиальным горизонтом B и горизонтом C.

Опробование донных отложений проводится с целью выявления и оценки рудогенных и техногенных аномальных геохимических полей.

Отбор проб донных отложений производился из нижних (по течению) или приустьевых частей водотоков, дренирующих всю изучаемую площадку (в среднем 100 км2), в местах их наиболее спокойного течения. В пробу донных отложений отбиралась мелкая (<1 мм) илисто-глинистая или песчанистая фракция аллювиальных отложений, содержащая минимум древесно-растительных остатков (ДРО).

Аналитические работы

Аналитические работы МГХК-1000 включают определение обязательного (опорного) комплекса химических элементов во всем массиве проб, так и специальные аналитические определения для ограниченного по материалу или площади объему материала в целях решения определенных задач с учетом специфики региона.

Опорный комплекс предусматривает проведение атомно-эмиссионного спектрального приближенно-количественного анализа методом просыпки-вдувания на следующие элементы: Li, Be, B, P, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, La, Ce, Yb, W, Pb, Bi, Th, U.

Кроме того, в обязательном порядке проводится контрольный анализ проб в объеме не менее 10% от их количества. Проведение аналитических работ курируется ВСЕГЕИ и будет проводится в г.Санкт-Петербурге.

Карело-Кольский регион: представление результатов

По результатам аналитических определений создается электронный банк геохимических данных и комплект карт (в электронном и бумажном виде):
Базовые:

• моноэлементные (по опробованным компонентам ПГС);
• полиэлементные (по опробованным компонентам ПГС);
• типоморфных геохимических комплексов;
• интегральных геохимических аномальных полей.

Итоговые:

• ландшафтно-геохимическая;
• геохимической специализации геологических комплексов;
• прогнозно-геохимическая;
• эколого-геохимическая;
• агрогеохимическая;
• геохимическая основа карты рационального природопользования.

Заключение

Прохождение производственной практики в Кольском отряде ИМГРЭ позволило мне ознакомиться с практикой проведения региональных геохимических работ, методикой осуществления пробоотбора различных природно-геологических сред, применить на деле и закрепить полученные за время обучения в Университете знания.

Изучение Кольско-Карельского региона в эколого-геохимическом плане перспективно в направлении выделения аномальных геохимических полей как горнорудного, так и накладывающихся на них техногенного генезиса.

Особенности производства региональных геохимических работ МГХК-1000 таковы, что результаты аналитических исследований становятся доступны для научно-практического применения лишь через год после проведения полевых работ. Таким образом, их использование в моей научной деятельности возможно лишь в следующем учебном году.

Тем не менее, так как картирование Карело-Кольского региона продолжается уже второй год, уже сейчас возможно использование результатов прошлогодней геохимической съемки МГХК-1000 на территории южной части Мурманской области, проведенной по той же самой методике, что и работы этого года.

На основе этих данных мною планируется написание бакалаврской работы по теме «Влияние геохимической специализации геологических комплексов на эколого-геохимическую обстановку в южной части Мурманской области по данным МГХК-1000».