На Южном Урале имеются железорудые, меднорудные (с полиметаллами), редкометальные, золоторудные и другие металлогенические зоны. Районы с повышенным содержанием естественных радионуклеидов, высокой концентрацией в почве и грунтовых водах радона образуют радиохимические зоны. Самостоятельное значение имеют пояса ультраосновных пород с высоким содержанием в них хрома, никеля, кобальта. Для любой зоны характерно в целом повышенное содержание в горных породах, почвах и грунтовых водах ведущего (образующего зону) элемента, а также целого ряда сопутствующих, образующих с ведущим парагенетические ассоциации. Кроме того, в пределах зон выявляются многочисленные месторождения и проявления основного элемента, проявления и интенсивные ареолы сопутствующих. Так, в железорудных зонах Челябинской области выявлены многочисленные месторождения и проявления руд железа, а сопутствующими являются, в зависимости от геолого – промышленного типа железных руд, марганец, титан, ванадий, часто хром, во вкрапленных железных рудах – медь, фосфор, золото, серебро и другие элементы. В меднорудных зонах выявлены разные по масштабам месторождения меди, а сопутствуют медному оруднению, вплоть до образования настоящих месторождений, цинк, свинец, мышьяк, селен, теллур, золото, серебро, ртуть и другие элементы. Участки широкого развития вкрапленности меди и сопутствующих элементов занимают огромные площади. Характерный для медных зон комплекс элементов отмечается и в золоторудных зонах, а выделение последних обусловлено именно промышленной значимостью золота и серебра. В золоторудных зонах часты огромные концентрации высокотоксичного
- 15 -
мышьяка. Для редкометалльных и в значительной части совпадающих с ними радиохимических зон характерно широкое развитие таких токсичных элементов как бериллий, молибден, а основную промышленную ценность представляют молибден, вольфрам, тантал, ниобий.
Наиболее характерными для южных районов являются такие элементы, как медь, кобальт, цинк, железо, марганец, йод, никель, свинец.
Во всех случаях, когда какое-либо месторождение полученных ископаемых (а применительно к экологии – скопление токсичных элементов) располагается непосредственно под почвенным слоем или вблизи него, в почвах отмечаются ураганные содержания как ведущих, так и сопутствующих элементов в несколько сотен ПДК для почв сельхозугодий.
Установлена также геохимическая специализация горных пород в зависимости от содержания в них породообразующих минералов и элементов (кремния, алюминия, железа, калия, натрия и др.) Породы с высоким содержанием кремнезема относятся к «кислым», а с низким – к «основным» и «ультраосновным». Средние составы горных пород Челябинской области близки к средним для литосферы. Однако, по малым элементам отличие есть и объясняется оно геохимической специализацией структур Урала. В породах кислого и среднего состава на Южном Урале повышено против кларкового содержание меди, цинка, свинца. Гораздо более высокие, чем в литосфере в целом, содержания малых элементов в осадочных горных породах.
В кислых и слабокислых водах (рН = 6,5 – 6,8) металлы присутствуют в форме нерастворимых гидроокислов, карбонатов и других солей. Сравнительно легко мигрируют анионогенные элементы: кремний, германий, мышьяк, ванадий, уран, молибден. В сильнощелочных водах кальций, стронций, барий, железо почти не мигрируют. Интенсивно мигрируют анионогенные элементы. Но и некоторые металлы, входя в состав анионов,
- 16 -
образуют растворимые карбонатные комплексы (медь, алюминий, скандий, иттрий, цирконий). В почвах, корах выветривания, водных горизонтах образуются зоны выщелачивания, ослабляющие вторичные ореолы рассеяния элементов.
К геохимическим барьерам, меняющим условия миграции и приводящим к концентрации элементов, относятся: кислородный, сероводородный, глеевый, щелочной, кислый, испарительный, сорбционный, термодинамический, гравитационный, а также комплексные, двусторонние, латеральные, вертикальные и другие барьеры.
В настоящее время полная характеристика распределения в почвах Челябинской области различных химических элементов дана северной половине области – от северной границы до широты г.г. Верхнеуральска и Троицка. Особенно слабо обследованы западные районы Челябинской области, где состав почв может быть лишь спрогнозирован по составу почвообразующих пород с учетом изложенных выше закономерностей миграции химических элементов. Лишь небольшие участки изучены детально.
В результате обобщения геохимических материалов установлено, что в Ашинском районе почвы фосфатизированы (до образования приповерхностных месторождений фосфаритов). Из других аномалий здесь прогнозируются локальные повышения содержания в почве титана, железа, главным образом из-за присутствия в почвообразующих породах древних ильменит – титаномагнетитовых россыпей, инфильтрационных месторождений железа.
В районах южной половины Челябинской области отмечаются аналогичные геохимические явления. В западной части Троицкого района – радиохимическая зона с широким развитием редких и радиоактивных металлов. Восточная часть района покрыта чехлом рыхлых отложений. Состав почв здесь
- 17 -
относительно ровный, так же, как в восточной части Увельского района. Эта картина сохраняется в Октябрьском районе, где нет крупных геохимических аномалий.