Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії

У статті коротко охрактеризований внесок фахівців Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України у розвиток основних напрямів пошукової та екологічної геохімії — геохімії ландшафтів, геохімії осадових порід, процесів літогенезу та гіпергенезу, геохімії ґрунтів, ге...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2008
Main Authors:	Жовинський, Е.Я., Кураєва, І.В., Самчук, А.І.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України 2008
Series:	Мінералогічний журнал
Online Access:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61169
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії / Е.Я. Жовинський, І.В. Кураєва, А.І. Самчук // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 71-80. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-61169
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-611692014-04-27T03:01:48Z Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії Жовинський, Е.Я. Кураєва, І.В. Самчук, А.І. У статті коротко охрактеризований внесок фахівців Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України у розвиток основних напрямів пошукової та екологічної геохімії — геохімії ландшафтів, геохімії осадових порід, процесів літогенезу та гіпергенезу, геохімії ґрунтів, геохімії окремих елементів, геохімічних методів пошукiв, біогеохімії, гідрогеохімії, медичної геохімії, еколого-геохімічного картування. В статье коротко охарактеризован вклад специалистов Института геохимии, минералогии и рудообразования им. Н. П. Семененко НАН Украины в развитие основных направлений поисковой и экологической геохимии — геохимии ландшафтов, геохимии осадочных пород, процессов литогенеза и гипергенеза, геохимии почв и отдельных элементов, геохимических методов поисков, биогеохимии, гидрогеохимии, медицинской геохимии, эколого-геохимического картирования. The paper gives a brief characteristic of contribution of specialists from M. P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of the NAS of Ukraine to development of the main trends of exploration and ecological geochemistry: landscape geochemistry, geochemistry of sedimentary rocks, lithogenesis and hypergenesis processes, soil geochemistry, geochemistry of certain elements, geochemical methods of exploration, biogeochemistry, hydrogeochemistry, medical geochemistry, ecologo-geochemical mapping. 2008 Article Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії / Е.Я. Жовинський, І.В. Кураєва, А.І. Самчук // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 71-80. — укр. 0204-3548 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61169 550.84 + 556.334 uk Мінералогічний журнал Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
description	У статті коротко охрактеризований внесок фахівців Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України у розвиток основних напрямів пошукової та екологічної геохімії — геохімії ландшафтів, геохімії осадових порід, процесів літогенезу та гіпергенезу, геохімії ґрунтів, геохімії окремих елементів, геохімічних методів пошукiв, біогеохімії, гідрогеохімії, медичної геохімії, еколого-геохімічного картування.
format	Article
author	Жовинський, Е.Я. Кураєва, І.В. Самчук, А.І.
spellingShingle	Жовинський, Е.Я. Кураєва, І.В. Самчук, А.І. Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії Мінералогічний журнал
author_facet	Жовинський, Е.Я. Кураєва, І.В. Самчук, А.І.
author_sort	Жовинський, Е.Я.
title	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
title_short	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
title_full	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
title_fullStr	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
title_full_unstemmed	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
title_sort	основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії
publisher	Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
publishDate	2008
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61169
citation_txt	Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії / Е.Я. Жовинський, І.В. Кураєва, А.І. Самчук // Мінералогічний журнал. — 2008. — Т. 30, № 3. — С. 71-80. — укр.
series	Мінералогічний журнал
work_keys_str_mv	AT žovinsʹkijeâ osnovnínaprâmkirozvitkupošukovoítaekologíčnoígeohímíí AT kuraêvaív osnovnínaprâmkirozvitkupošukovoítaekologíčnoígeohímíí AT samčukaí osnovnínaprâmkirozvitkupošukovoítaekologíčnoígeohímíí
first_indexed	2025-07-05T12:11:44Z
last_indexed	2025-07-05T12:11:44Z
_version_	1836808934073040896
fulltext	ISSN 0204-3548. Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 3 71 УДК 550.84 + 556.334 Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, А. І. Самчук Основні напрями розвитку пошукової та екологічної геохімії У статті коротко охрактеризований внесок фахівців Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАН України у розвиток основних напрямів пошукової та екологічної геохімії — геохімії ландшафтів, геохімії осадових порід, процесів літогенезу та гіпергенезу, геохімії ґрунтів, геохімії окремих елементів, геохімічних методів пошукiв, біогеохімії, гідрогеохімії, медичної геохімії, еколого-геохімічного картування. Основою розвитку сучасної пошукової та екологічної геохімії стали наукові резуль- тати багаторічних досліджень, які почали розвиватись в Україні наприкінці 1970-х рр. під час опрацювання проблем, пов’язаних із геохімією токсичних елементів. Але найбільшого розвитку ці дослідження досягли після створення за ініціативою Е. Я. Жовинського в Інституті у 1987 р. відділу пошукової та екологічної геохімії. За короткий час було вивчено закономірності розподілу галогенів, важких металів та інших хімічних елементів в об’єктах довкілля і встановлено особливості їх геохімічної поведінки. Проведені численні дослідження на території України, результа- ти яких викладено в монографіях: "Эколого- геохимические исследования природных сред в условиях городской агломерации" (1991), "Экологическая геохимия и охрана окружающей среды" (1992), "Подвижные формы токсичных элементов в почвах Украины" (1993), "Эколого-геохимические исследования подвижных форм токсичных элементов в условиях сельских агломера- ций" (1993), "Геохимия тяжелых металлов в почвах Украины" (2002) та ін. Було вста- новлено закономірності формування при- родних і техногенних ореолів розсіювання хімічних елементів і їх рухомих форм в зоні гіпергенезу різних ландшафтно- геохімічних зон України, зокрема у ґрунтах і природних водах. Результати дозволили визначити фонові і аномальні значення концентрації хімічних елементів. Окрім величезного теоретичного значення ці ре- зультати стали основою для розробки прин- ципово нових геохімічних методів пошуків корисних копалин і нових технологій еколого-геохімічного картування, оцінки і прогнозування стану навколишнього се- редовища, розробки і обґрунтування при- родоохоронних заходів. У 1950–1970-х рр. з метою району- вання території Українського щита (УЩ) для пошукiв рудних корисних копалин Б. Ф. Міцкевичем та Ю. Я. Сущиком розроблені принципи ландшафтно- геохімічного районування за вторинними механічними ореолами розсіяння. У межах УЩ відповідно до фізико-географічної зональності виділено п’ять ландшафтно- геохімічних районів, що відображає умови протікання геохімічних процесів. Встанов- лено, що потужність осадових відкладів чохла до п’яти метрів є критичною для утворення відкритих накладених ореолів розсіювання похованих родовищ. На цій основі виділені геохімічні ландшаф- ти прямого, утрудненого і відсутнього © Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, А. І. Самчук, 2008 ISSN 0204-3548. Mineral. Journ. (Ukraine). — 2008. — 30, No 372 зв’язку з кристалічним фундаментом (Б. Ф. Міцкевич, 1971). Геохімії процесів літогенезу та гіпер- генезу присвячено роботи по вивченню літофаціальних особливостей, речовинного складу і умов утворення різних за віком осадових порід і пов’язаних з ними рудних та нерудних корисних копалин Волино- Поділля, Дніпровсько-Донецької западини, Причорномор’я, Криму, Карпат, Перед- карпатського та Закарпатського прогинів. Визначено основні етапи їх перетворення, виявлено провідні геохімічні чинники, які впливають на ці процеси, а також зв’язок їх з диференціацією та інтеграцією рудних компонентів і формуванням родовищ на різних стадіях літогенезу. Проведено літолого-геохімічне вивчен- ня порід флішової формації Українських Карпат, виявлено та охарактеризовано основні стадії постседиментаційного їх перетворення (І. М. Афанасьєва, 1970). У результаті досліджень змін речовинного складу порід кристалічного фундаменту Мармароського масиву Українських Кар- пат встановлено два етапи метаморфізму: герцинський, пов’язаний з прогресивним регіональним метаморфізмом (від епідот- амфіболітового до зеленосланцевого ступе- ня), та альпійський, пов’язаний з локальним прогресивним метаморфізмом порід чохла в умовах найбільш низькотемпературних субфацій зеленосланцевої фації (Ю. Р. Да- нилович, 1978). Виявлено геохімічні індикатори осадко- утворення і постседиментаційної зміни оса- дових і осадово-вулканогенних формацій. Розроблено методику вивчення тривалості епігенетичного перетворення порід за вмістом фтору в слюдах (Л. Г. Ткачук, Е. Я. Жовинський, Л. С. Сонкін, 1980). Експериментальні дослідження до- зволили визначити провідну роль в літогенезі фізико-хімічних умов рівноваги природної системи розчин — вода, кінетики і динаміки, сорбції і десорбції, комплек- соутворення та інших процесів. Вперше обґрунтовано утворення флюоритової і сульфідної мінералізації в осадових по- родах в результаті їх постседиментаційної зміни. Важливими ознаками при цьому є літологічний склад порід, ступінь їх тріщинуватості і пористості (Л. Г. Ткачук, Е. Я. Жовинський, 1976). Розроблено мето- ди термодинамічного аналізу стану фтору, берилію, міді та інших елементів у водних розчинах залежно від фізико-хімічних умов середовища, концентрації комплек- соутворювальних іонів та інших факторів (Е. Я. Жовинський, Ю. Я. Сущик, А. І. Самчук, 1970). Значним внеском в теорію екзогенного утворення ореолів розсіювання хімічних елементів є встановлення фізико-хімічних умов формування природних і техногенних ореолів розсіювання хімічних елементів (фтор, берилій, мідь та ін.) та їх рухомих форм в зонах гіпергенезу. Показано, що у ґрунтах різних ландшафтно-геохімічних зон України значну роль відіграють комплексні металоорганічні сполуки (Е. Я. Жо винський, А. І. Самчук, І. В. Кура єва, Г. П. Островська). Провідне значення гідрохімічних процесів у постседиментаційному перетворенні осадових порід встановлено під час вивчення вторинної пористості давніх товщ. Як показали дослідження, пористість пісковиків у розрізі залежить від хімічного складу і динаміки підземних вод, що впливають на ступінь вилуговування порід та утворення вторинної пористості. Це пояснює збільшення пористості пісковиків з глибиною: на глибині 0–400 м пористість становить 11–15, а нижче (400–600 м) сягає 22–24 %. В той же час пористість аргілітів залежить здебільшого від глибини заляган- ня порід, тому що вилуговування тут дуже незначне. Одержані дані за матеріалами глибинного буріння підтвердили основні висунуті положення і дали можливість розглядати процеси рудоутворення в оса- дових породах з принципово нових позицій і довести, що пористі осадові породи є природними колекторами. На цій підставі Е. Я. Жовинським висунута гіпотеза сто- совно утворення вторинної пористості в осадових породах на значних глибинах. Результати досліджень дозволили виділити провідну роль фізико-хімічних ЖОВИНСЬКИЙ Е. Я. та ін. ISSN 0204-3548. Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 3 73 умов рівноваги природної системи "розчин — порода", кінетики і динаміки, сорбції і десорбції, комплексоутворення та інших чинників у процесах літогенезу і осадового рудоутворення. Значну увагу співробітниками відділу приділено вторинним змінам осадових порід і чинникам, що їх спричинили. Зо- крема, досліджений вплив підземних вод та їхня роль у виникненні сульфідних рудопроявів, флюоритової мінералізації та інших корисних копалин. Ретельно вивчались процеси діагенезу і катагенезу (епігенезу). Встановлено, що головним чинником вторинних змін осадо- вих порід Східних Карпат є тиск, особливо стресовий, а осадових порід в платформних умовах — гідростатичний тиск відкладів, що залягають вище, підземні води і тривалість процесів епігенезу (Л. Г. Ткачук, Е. Я. Жо- винський, І. М. Афанасьєва, Ю. Р. Данило- вич, 1969–1980). В останні роки значну кількість досліджень присвячено вивченню геохімії ґрунтів. Співробітники Інституту більшу частину своїх досліджень на сьогоднішній день акцентують на наступних напрямках вивчення геохімії ґрунтів: встановлен- ня закономірностей розподілу хімічних елементів в основних типах ґрунтів України; вивчення мобільних форм галогенів, важ- ких металів, нітратів та ін. у ґрунтах при- родних і техногенних ладшафтів; розробка інформаційно-довідкової системи та банку геохімічних данних і еколого-геохімічне картування ґрунтів України. Вперше розроблено комплексну ме- тодику еколого-геохімічного картування ґрунтів на основі визначення показників рухомості й особливостей міграції ток- сичних елементів. Складено електронні карти, що характеризують природний фон і розповсюдження валових концентрацій та рухомих форм міді, цинку, кобальту, нікелю у ґрунтах Київської обл. (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, Н. О. Крюченко, 2001). Вивчено закономірності розподілу важких металів в основних типах ґрунтів України (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, 2002). Встановлено залежність вмісту хімічних елементів у ґрунтах від їх фізико-хімічних властивостей, мінерало- геохімічного складу ґрунтоутворювальних порід, ландшафтних і техногенних умов території України. Встановлено основні форми знаход- ження важких металів у зональних типах ґрунтів України, що пов’язані з фракціями ґрунтового гумусу, "залишковою", кар- бонатною, адсорбованою, обмінною й легкорозчинною. Рухомість металів у ґрунтах знижується зі збільшенням вмісту гумусу і глинистої фракції. Тому в сірих лісових, дерново-підзолистих, дерново- карбонатних, дерново-борових ґрунтах значна частина металів пов’язана з "за- лишковою" фракцією (60 %), ґрунтовим гумусом (30), адсорбованою (20), обмінною і легкорозчинною (25 %). У чорноземах, каштаново-солонцюватих, буроземах, лугово-чорноземних і лугових ґрунтах вміст металів, пов’язаних з фракцією ґрунтового гумусу, зростає до 60 %, пов’язаних з обмінною та легкорозчинною фракціями — знижується до 12 %. Основою для визна- чення фонового природного рівня металів у ґрунтах основних ландшафтно-геохімічних зон України є їх вміст у ґрунтах заповідних територій. Ґрунти ряду територій, на які вплива- ють викиди підприємств вугільної, чорної та кольорової металургії, машинобудування, хімічної й металообробної промисловості, вміщують важкі метали в кількості, що перевищує природний геохімічний фон в десятки й сотні разів. Найбільш забруднені важкими металами ґрунти промислових та селітебних зон підприємств вугільної, чорної та кольорової металургії. Мен- ше забруднені металами ґрунти, на які впливають викиди підприємств хімічної промисловості, машинобудування й ме- талообробки. В техногеннозабруднених ґрунтах підвищується вміст металів у обмінній та легкорозчинній формах і знач- но збільшується їх рухомість порівняно з ґрунтами фонових територій. Середній вміст рухомих форм металів у ґрунтах в районах розвитку вугільної промисловості складає, % від валового вмісту: цинк — 47,5; ОСНОВНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ПОШУКОВОЇ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОХІМІЇ ISSN 0204-3548. Mineral. Journ. (Ukraine). — 2008. — 30, No 374 мідь — 34,5; кобальт — 29,7; свинець — 35,5; нікель — 73. Під час визначення особливостей тех ногенного забруднення важливим є визначення мобільних форм важких металів у ґрунтах природних і техногенних ландшафтів. Вперше оцінено ступінь забруднення ґрунтів і визначено генетичну приро- ду геохімічних аномалій за допомогою інтенсивних й екстенсивних показників рухомості важких металів у різних типах ґрунтів України. Встановлено, що поряд з комплексо- утворенням, важливу роль у виникненні мобільних форм мікроелементів у ґрунтах відіграють процеси сорбції. Іонообмінні реакції в системі ґрунт — розчин можуть бути описані за допомогою зміни вільної енергії під час переходу іонів з твердої фази в рідинну. В природній системі можливі метастабільні стани, що характеризуються локальними ділянками термодинамічної рівноваги, не дивлячись на те, що вся система нерівноважна. Такий підхід дозволяє вико- ристати апарат рівноважної термодинаміки для аналізу ґрунтових розчинів і вод для кількісної оцінки процесів у ґрунтах. За допомогою методів термодинамічного аналізу встановлено основні форми міграції важких металів у ґрунтових роз- чинах: вільні катіони металів і розчинні металоорганічні комплекси. Наприклад, мідь мігрує в ґрунтових розчинах у вигляді гідроксокомплексів, вільних катіонів і фульватних комплексів. Підвищення концентрації іонів металів у ґрунтових розчинах збільшує вміст форм їх міграції у вигляді вільних катіонів. Міграція металів у розчинах чорнозему звичайного у вигляді вільних катіонів складає, %: нікель — 56,1, кобальт — 76,3, мідь — 24,3, цинк — 94,3; у дерново-підзолистих ґрунтах — нікель — 59,1, кобальт — 80,4, мідь — 57,9, цинк — 95,5; у ґрунтових розчинах з каштаново- солонцюватих ґрунтів — кобальт — 74,4, мідь — 40,7, цинк — 80,1, нікель — 70,2. Розроблено фізико-хімічну модель сорбції міді, цинку, нікелю, свинцю чорноземами і дерново-підзолистими ґрунтами, яка дозволяє оцінити сорбційну здатність ґрунтопоглинального комплексу і міграційну здатність металів у системі ґрунт — природний розчин — росли- на. Встановлено форми знаходження металів, які характерні для різних фракцій ґрунтів (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, Г. П. Островська, Л. Б. Новікова, 1998). П і д ч а с н а д х о д ж е н н я т о к с и ч - них елементів у ґрунт відбувається їх трансформація. Вони вступають у хімічні реакції з мінеральними та органічними ком- понентами ґрунту і утворюють різноманітні сполуки. Утворені хімічні форми токсичних елементів відрізняються за своїми фізико- хімічними властивостями. Так, одні можуть акумулюватись у вигляді важкорозчин- них сполук, інші утворюють істинний або колоїдний розчин, який є доступним для біоти. За експериментальними даними була представлена (А. І. Самчук та ін.) фізико- хімічна модель утворення мобільних форм токсичних елементів у системі "ґрунт — розчин", яка об’єднує такі процеси: іонний обмін у ґрунтопоглинальному комплексі; утворення розчинних різнолігандних і різнометалевих хелатних сполук з фуль- вокислотами; створення абсорбційно- міцелярних комплексів з гуміновою кис- лотою; утворення абсорбційних сполук важких металів на поверхні гідроксидів заліза і марганцю. Вперше було створено інформаційно- довідкову систему та банк геохімічних дан- них як основи еколого-геохімічного карту- вання ґрунтів України (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, 2002). Нові підходи до еколого-геохімічного картування ґрунтів на основі визначення показників рухомості та особливостей міграції хімічних елементів дозволили розробити принципи комп’ютерного карту- вання і побудувати моно- та поліелементні геохімічні карти розподілу вмісту валового і рухомих форм металів, а також методи оцінки ступеня техногенного забруднен- ня. У Інституті виконано фундаментальні дослідження з геохімії окремих елементів. ЖОВИНСЬКИЙ Е. Я. та ін. ISSN 0204-3548. Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 3 75 Значну кількість робіт присвячено геохімії фтору. Доведено універсальність фтору під час вирішення теоретичних і прикладних задач: геологічного картування, визначення стадій літогенезу, стратиграфічної кореляції й розчленування німих осадових товщ, фаціальних реконструкцій, пошуків корис- них копалин, трасування зон тектонічних порушень, виявлення зон розвантаження глибинних підземних вод, вирішення бага- тьох інших геологічних і геолого-пошукових задач. Вперше визначено розподіл фтору в породах і мінералах осадових та осадово- вулканогенних формацій південного заходу Східно-Європейської платформи, визначе- но його мінеральні форми, умови міграції й концентрації за різних фізико-хімічних умов і виділені епохи фторонакопичення (Е. Я. Жовинський, 1978–2006). Аналіз умов міграції фтору в природних розчинах і експериментальні дослідження з термодинамічними розрахунками і по- будовою кінетичних моделей дозволили встановити, що основною формою міграції фтору за гіпергенних процесів у нейтраль- ному та лужному середовищі є фторид- іон. Міграційна здатність фтору у вигляді моно- і поліядерних комплексів металів визначена їх ступенем стійкості за змінних термодинамічних умов природного середо- вища. Доведено, що провідним чинником, який сприяє розчиненню флюориту, є тем- пература. Розчинність інших фторвмісних мінералів, таких, як апатит, віліоміт тощо, зменшується зі зростанням температу- ри. Крім того, швидкість розчинення збільшується пропорційно зростанню швидкості інфільтрації (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, 1987). Вивчення геохімії фтору в поверхневих відкладах різних геохімічних ландшафтів, осадових і осадово-вулканогенних формацій, процесах літогенезу і гіпергенезу із враху- ванням фізико-хімічних умов рівноваги природної системи "порода — розчин" дозволило визначити умови формуван- ня первинних й вторинних ореолів його розсіювання і встановити їх структурно- геохімічні особливості. Це дозволило суттєво вдосконалити фторометричні методи пошуків плавикового шпату та інших корисних копалин, пов’язаних з рудно-флюоритовими формаціями (Е. Я. Жовинський, 1985). Встановлено закономірності розпо- ділу ртуті та створена база ртутноме- тричних даних і на її підставі побудовані карти-схеми вмісту ртуті у ґрунтах і ґрунтоутворювальних породах Криму, які можуть бути використані для комплексної оцінки еколого-геологічного стану довкілля (А. І. Радченко, 2000). Закономірності розподілу і міграції хро- му в об’єктах навколишнього середовища дозволили виділити локальні території з аномальним вмістом хрому різного по- ходження — техногенного (дендропарк "Олександрія", м. Біла Церква) та природ- ного (родовище хромітових руд "Східні Липовеньки"), а також дендропарки, де вміст хрому є фоновим ("Кагарлицький", м. Кагарлик; "Софіївка", м. Умань). Резуль- тати геохімічних досліджень, проведених на вказаних територіях, дали змогу розробити практичні рекомендації щодо картування і виділення ділянок з аномальним вмістом хрому, з одного боку, як техногенно за- бруднених територій та визначення їх ступеня техногенної безпеки і, з другого боку, ділянок, перспективних для пошуків хромітових руд. За результатами випро- бування ґрунтів, поверхневих і підземних вод отримано нові геохімічні дані, зроблені розрахунки основних форм міграції хрому в різних типах підземних і поверхневих вод, побудовані геохімічні карти розподілу хро- му в об’єктах навколишнього середовища на території досліджуваних ділянок та карта забрудненості дендропарку "Олександрія" сполуками хрому та нафтопродуктами (С. М. Кулик, 2004). На прикладі детального вивчення поведінки фтору, цього надзвичайно чут- ливого індикатора, Е. Я. Жовинським було показано можливість вирішення цілого спе ктра проблем прикладної геохімії. Приклади, що ілюструють за- стосування фторометрії під час встанов- лення металогенічної спеціалізації порід, визначення їх генезису й стратиграфічної ОСНОВНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ПОШУКОВОЇ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОХІМІЇ ISSN 0204-3548. Mineral. Journ. (Ukraine). — 2008. — 30, No 376 приналежності, проведення геохімічних пошуків за первинними та вторинними ореолами розсіювання фтору, трасування зон тектонічних порушень, картування зон метасоматозу, грейзенізації тощо, наведені у численних публікаціях. Доведено, що геохімічні асоціації фтору з іншими елемен- тами дозволяють здійснювати кореляцію німих теригенних товщ і визначати вплив основних епігенетичних процесів на перетворення осадових порід. При цьому позитивні кореляційні зв’язки із фтором мають літій, рубідій, цезій, стронцій. Вміст фтору в окремих мінералах може свідчити про тривалість стадій літогенезу, що пока- зано на прикладі гідратації фторвмісного біотиту. Швидкість виносу фтору із мінералів визначається, в першу чергу, особливостями епігенетичного процесу. Зв’язок між зміною вмісту фтору та структурними особливо- стями біотиту дозволяє проводити відносне визначення і тривалість епігенетичного перетворення осадових порід. Утворення накладених ореолів значною мірою залежить від характеру сорбції фтору осадовими породами. У природній системі "порода — розчин" відбувається фізична і хімічна сорбція фтору, які контролюють- ся, в першу чергу, речовинним складом порід. Величина адсорбції залежить від типу порід і зменшується у такому ряду: глини — аргіліти — алевроліти — вапняки — пісковики. У кожному типі порід макси- мальна адсорбція пов’язана зі збільшенням вмісту глинистої складової, мінімальна — фторвмісних мінералів. Виявлено загаль- ну тенденцію збільшення коефіцієнта адсорбції від давніх до молодих порід. Встановлено існування двох типів залежності сорбції і десорбції від фактора часу — для уламкових і глинистих порід чи порід з високим вмістом глинистих, карбо- натних мінералів та органічної речовини. У другому випадку сорбція значно переважає над десорбцією, бо основним механізмом сорбції тут є необернена хемосорбція. Надходження фтору в природні розчини рудно-флюоритових провінцій і, відповідно, утворення його екзогенних ореолів кон- тролюються кінетичними особливостями розчинення флюориту в розчинах різного хімічного складу. Експериментальними дослідженнями розчинення флюориту в роз- чинах фульвових кислот з використанням методів хімічної кінетики, проведеними під керівництвом Е. Я. Жовинського, встанов- лено, що швидкість розчинення флюориту лімітується зовнідифузійними стадіями розчинення. Вона зростає зі збільшенням температури, концентрації розчинника й швидкості розмішування. Розрахункові константи розчинення флюориту в роз- чинах органічних кислот показали, що присутність незначної кількості фульвової кислоти істотно уповільнює швидкість роз- чинення флюориту в порівнянні з чистою водою, тобто органічні кислоти слугують інгібітором розчинення цього мінералу. Залежно від зміни зазначених параметрів обраховано константи розчинення флюо- риту в природних умовах, що визначають утворення екзогенних ореолів фтору над рудопроявами і тектонічними порушення- ми глибокого залягання. Доведено, що під час пошуків корис- них копалин за накладеними ореолами фтору необхідно в умовах конкретно- го геохімічного ландшафту проводити попереднє кінетичне вивчення процесу десорбції фтору з метою добору оптималь- ного терміну водної витяжки. Був запро- понований принципово новий методичний підхід: доведено доцільність використання гідрофторометричного методу на основі термодинамічного аналізу природної системи "розчин — порода" з визначен- ням ступеня насиченості води фтором і направленості природного процесу. Це дало можливість, базуючись на засадах нового підходу, розробити і побудувати прогнозні гідрофторометричні карти за насиченістю води фтором для розбракування ано- мального вмісту і виділення аномалій, пов’язаних із проявами плавикового шпату і зонами тектонічних порушень. Доведено необхідність аналізувати, в першу чергу, вміст фтору в глинистій складовій, застосовуючи літофторометричний метод. Створено й ви- пробувано новий польовий експрес-метод — ЖОВИНСЬКИЙ Е. Я. та ін. ISSN 0204-3548. Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 3 77 десорбційно-фторометричний, заснований на потенціометричному визначенні вмісту фтору у водній витяжці. Обґрунтовано доцільність комплексу- вання й етапність застосування цих трьох методів для виконання рекогносціювальних, прогнозно-пошукових і пошукових робіт. Гідрофторометричний метод рекомендо- ваний для дрібномасштабного картування і регіональних прогнозно-оціночних робіт; літофторометричний — середньомас- штабного картування і пошукових робіт; десорбційно-фторометричний — вели- комасштабного картування і детальних геохімічних пошуків або як польовий експрес-метод пошуку родовищ корис- них копалин глибокого залягання під час опробування за потоками розсіювання чи площиною. Ефективність геохімічних методів пошуків за накладеними ореолами фтору доведена численними прикладами вивчен- ня різних руднофлюоритових формацій, трасуванням зон тектонічних порушень — Гусятинської, Сатанівської, Каменської, Подiльської і багатьох ін., а також відкриттям Бахтинського родовища флюориту, Збру- чанського родовища мінеральних вод і цілої низки рудопроявів. Широке застосування фторометричних методів під час вивчення основних закономірностей розподілу фто- ру на території УЩ і прилеглих регіонів у комплексі з геолого-структурними, літофаціальними, мінералого-петро- графічними, геохімічними, металогенічними та іншими даними дозволили виділити дев’ять рудних тектонічних вузлів, площі яких найбільш перспективні для пошуків флюориту й інших корисних копалин рудно-флюоритових формацій (Е. Я. Жо- винський, 1985). Вперше впроваджено геохімічний метод пошуків за рухомими формами хімічних елементів (на прикладі низки рудопроявів і родовищ на території УЩ: Прутівський рудопрояв (Cu-Ni зруденіння); рідкісноземельний рудопрояв "Балка Кора- бельна"; Бобринецький рудопрояв флюори- ту (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, 2002); Пержанський рудопрояв рідкісноземельно- флюоритового зруденіння; Селищансь- ке скарново-вольфрамове зруденіння; Новоселівський рудопрояв молібдену; Рафалівський рудопрояв міді; Східно- Липовеньківський рудопрояв хрому; Жданівський мафіт-ультрамафітовий масив; Полохівське родовище петалітів (Е. Я. Жовинський, Н. О. Крюченко, О. А. Жук, 2002–2007). Вперше складено карту флюори- тоносності масштабу 1 : 500 000 та створе- но базу даних по родовищах, рудопроявах, мінеральних знахідках флюориту. Розроб- лено рекомендації щодо виявлення рудно- флюоритових формацій на території УЩ та його обрамлення (Е. Я. Жовинський, Н. О. Крюченко, О. А. Жук, 2007). На прикладі р ідкіснометалево- флюоритових рудопроявів району Пер- жанського рудного поля встановлено, що крім рухомих форм фтору обмінні форми важких металів утворюють чіткі аномалії безпосередньо над рудним тілом. Геохімічні пошуки за вторинними сольовими ореола- ми розсіювання з врахуванням кінетики процесу десорбції і даних про рухомі форми хімічних елементів дозволили виявити геохімічні аномалії, пов’язані з рудопроявами в різних геологоструктур- них і ландшафтно-геохімічних умовах УЩ. Виявлено закономірності геохімічної поведінки елементів-індикаторів над ру- допроявами та родовищами металевих ко- рисних копалин, що дозволило розробити найбільш ефективні геохімічні методи пошуків із застосуванням математично- го моделювання. Визначені можливості застосування методу рухомих форм хімічних елементів на глибині понад 100 м. Розроблено рекомендації з використання геохімічних методів з визначенням форм знаходження елементів для розбракову- вання техногенних та природних аномалій. За допомогою методiв термодинамічного аналізу та математичного моделюван- ня вперше встановлено основні форми міграції хімічних елементів у різних типах ґрунтів над рудопроявами території УЩ і встановлено, що катіонні і аніонні форми є найбільш ефективними елементами- ОСНОВНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ПОШУКОВОЇ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОХІМІЇ ISSN 0204-3548. Mineral. Journ. (Ukraine). — 2008. — 30, No 378 індикаторами геохімічних пошуків. Роз- роблено теоретичні основи визначення кількісного зв’язку інтегрального вмісту хімічного елементу по площі вторинного со- льового ореолу з його інтегральним вмістом по площі рудопрояву (Е. Я. Жовинський, Н. О. Крюченко, Н. П. Іваненко, 2007). Співробітниками Інституту бу- ло досліджено вплив вмісту важких ме талів на мікробіоту ґрунту побли- зу Південного гірничозбагачувального комбінату та Криворізького металургійного заводу (Криворіжсталь). Досліджено резистентність, хемотропні реакції та сорбційну здатність мікроміцетів що- до іонів важких металів (І. В. Кураєва, А. І. Самчук). Вперше встановлено і обґрунтовано коефіцієнт біологічної активності фтору в природних водах, що враховує синергетичні зв’язки його з іншими елементами. За цим коефіцієнтом можна визначати ступінь екологічного ризику територій та вплив питних вод на розвиток ендемічної захворюванності населення (Н. О. Крю- ченко, 2002). З метою виявлення індикаторів забруднення навколишнього середо- вища важкими металами проведені дослідження рослинності на території Українського Полісся. Досліджений ва- ловий вміст мікроелементів у попелі деревної рослинності, розраховані показ- ники коефіцієнтів біологічного поглинан- ня. Визначено, що найбільше в деревах накопичуються мідь, олово та манган (А. І. Самчук, І. В. Кураєва). З сучасних напрямків гідрогеохімії, над якими протягом декількох десятиліть працюють співробітники Інституту, слід відмітити пошукову гідрогеохімію, фізико-хімічне моделювання, екологічну гідрогеохімію. Виявлено закономірності розподілу фтору в підземних водах водоносних комплексів, які використовуються для питного водопостачання Львівської, Одеської та Полтавської областей. Визна- чено основні геохімічні умови формування питних підземних вод з різним вмістом фтору. Виявлено основні фізико-хімічні умови утворення різних сполук фтору та проведено районування території України за вмістом фтору в питних водах. На прикладі вивчення підвищених значень концентрації фтору у воді та його впливу на організм людини показана необхідність комплексного дослідження, що включає загальнохімічні методи, антропометричні дослідження, стан фактичного харчування, структурно-функціональний стан кісткової тканини тощо. Тільки в такому разі можна вважати достовірною інформацію щодо параметрів джерел ендемічних захворювань (Н. О. Крюченко, 2002). За даними понад тридцятирічних геохімічних досліджень, що прово- дять співробітники Інституту, в Україні встановлені регіони з недостатнім вмістом або надлишком есенціальних елементів (мідь, цинк, кобальт, манган, бром та ін.). Досліджено території з небезпечним для проживання людини рівнем забруднення природного середовища (гірських порід, ґрунтових відкладів, підземних та поверх- невих вод) токсичними елементами, що віднесені до першого класу небезпеки — ртуть, арсен, селен, кадмій, свинець, цинк, фтор. Виявлено закономірності розподілу та умов фізико-хімічної міграції елементів у природній системі ґрунт — природний роз- чин — рослина. Встановлено, що основними фізико-хімічними процесами, які визнача- ють геохімічну поведінку мікроелементів у біокосних системах, є комплексоутво- рення, розчинність, сорбція. Визначені та розраховані параметри техногенної міграції токсичних елементів на урбанізованих територіях, що характеризуються різним ступенем техногенного навантаження, а також розподілу важких металів у ґрунтах, біосі та органiзмi людини в зоні впливу техногенних об’єктів. У результаті фундаментальних багаторічних досліджень розроблені узагальнюючі підходи до еколого-геохімічного картування та оцінки ступеня екологічного ризику територій з різним антропогенним навантаженням. На підставі визначення осо- бливостей хімічного складу ґрунтів прове- ЖОВИНСЬКИЙ Е. Я. та ін. ISSN 0204-3548. Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 3 79 дено оцінку екологічного стану заповідників України: "Станично-Луганський", "Про- вальський степ", "Клепініно", "Сонячне", розташованих у різних еколого-геохімічних зонах (Е. Я. Жовинський, І. В. Кураєва, В. Й. Манічев, Н. О. Крюченко, А. І. Рад- ченко, О. А. Жук, 2005). Картування територій і створення за йо- го результатами банку еколого-геохімічних даних — найбільш доцільна і змістовна фор- ма зберігання та представлення інформації, що дозволяє комплексно вирішувати різнопланові господарські задачі. Серед них розробка технології визначення ступеня забруднення ґрунтів токсичними елемен- тами та їх рухомими формами; токсичних елементів у трофічному ланцюгу ґрунт — вода — рослина — тварина — людина; ви- явлення й оконтурювання територій, не- безпечних для проживання чи ведення на- родного господарства; виділення територій, придатних до вирощування екологічно чистої продукції; розробка моделі еколого- геохімічної карти України як основи для створення тематичного атласу екологічного стану території нашої держави. Відповідно до сучасних уявлень про закономірності розподілу і умов фізико-хімічної міграції мікроелементів розроблена базова мето- дика створення еколого-геохімічних карт, сформульовані вимоги до їх тематичного навантаження під час використання як традиційних методів картування, так із застосуванням ГІС-технологій. Перші успішні спроби створення комплексних моно- і поліелементних комп’ютерних карт за показниками рухомості міді, цинку, нікелю й кобальту були проведені для одно- го з районів Києва і території Київської обл. під час виконання наукових досліджень за загальнодержавною програмою "Земельні ресурси". Особливо слід виділити комплекс- ний характер досліджень, які тривають сьогодні для вирішення екологічних проблем, що характеризує системність підходу до вирішення як теоретичних, так і прикладних задач сучасної екології на території України. Це розробка і застосу- вання різноманітних методик установлен- ня рухомості важких металів у ґрунтах і чинників, що на неї впливають; виділення фонових значень вмісту важких металів у ґрунтах як критеріїв природного на- копичення на прикладі заповідних зон і рудопроявів України: еколого-геохімічне картування ґрунтових відкладів за ру- хомими формами хімічних елементів; створення методики визначення ступеня екологічного ризику території за рухомими формами токсичних елементів у ґрунтах і геологічному середовищі природних та техногенних ландшафтів. Цьому питанню присвячені публікації останніх років: "К методике определения подвижных форм тяжелых металлов органической составля- ющей дерново-подзолистых почв" (1996), "Влияние буферной способности почв на подвижность цинка" (1996), "Тяжелые ме- таллы в почвах заповедных зон Украины" (1997), "Моделирование сорбции тяжелых металлов глинистыми минералами почв" (2001), "Геохімічні критерії оцінки ступеня забруднення ґрунтів" (2003), "Определение территорий экологического риска по под- вижным формам токсичных элементов" (2003). У рамках міжнародної концепції про стійкий екологічний розвиток країн світового співтовариства за ініціативою і під керівництвом Е. Я. Жовинського впер- ше в Україні наприкінці 1980-х рр. були розпочаті і тривають до сьогодні масштабні дослідження еколого-геохімічного стану ґрунтів об’єктів заповідного фонду України (включаючи біосферні заповідники і національні парки). За результатами цих досліджень створюється комплексна си- стема моніторингу заповідних і прилеглих до них територій з різним антропогенним навантаженням. Пошук корисних копалин, створення власної мінерально-сировинної бази в Україні і нерозривно пов’язані з цим пи- тання охорони навколишнього середовища набули натепер першочергового значення. Треба відмітити, що в Інституті за ініціативою та під керівництвом Е. Я. Жовинського створена наукова школа пошукової та екологічної геохімії, у межах ОСНОВНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ПОШУКОВОЇ ТА ЕКОЛОГІЧНОЇ ГЕОХІМІЇ ISSN 0204-3548. Mineral. Journ. (Ukraine). — 2008. — 30, No 380 якої підготовлені фахівці (І. В. Кураєва, А. І. Радченко, Н. О. Крюченко, С. М. Кулик та ін.), які активно розвивають ці наукові напрямки. ЖОВИНСЬКИЙ Е. Я. та ін. Ін-т геохімії, мінералогії та рудоутворення Надійшла 13.08.2008 ім. М. П. Семененка НАН України, Київ РЕЗЮМЕ. В статье коротко охарактеризован вклад специалистов Института геохимии, минералогии и ру- дообразования им. Н. П. Семененко НАН Украины в развитие основных направлений поисковой и экологи- ческой геохимии — геохимии ландшафтов, геохимии осадочных пород, процессов литогенеза и гипергенеза, геохимии почв и отдельных элементов, геохимических методов поисков, биогеохимии, гидрогеохимии, медицинской геохимии, эколого-геохимического картирования. SUMMARY. The paper gives a brief characteristic of contribution of specialists from M. P. Semenenko Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Formation of the NAS of Ukraine to development of the main trends of explo- ration and ecological geochemistry: landscape geochemistry, geochemistry of sedimentary rocks, lithogenesis and hypergenesis processes, soil geochemistry, geochemistry of certain elements, geochemical methods of exploration, biogeochemistry, hydrogeochemistry, medical geochemistry, ecologo-geochemical mapping.

Основні напрямки розвитку пошукової та екологічної геохімії

Institution

Similar Items