Химический состав озер Курганской области

       Слабокислые и кислые воды особенно благоприятны для миграции кальция, меди, бария, железа. В щелочных водах многие из этих элементов слабо подвижны и почти не мигрируют. В щелочных водах подвижны молибден, мышьяк, селен.

       Многие  элементы подвижны в широком диапазоне  рН и могут мигрировать как  в кислой, так и в щелочной среде (натрий, калий, хлор, бром, иод). 

       Комплексные соединения. 

       Большое влияние на миграцию оказывает способность элементов образовывать комплексные соединения. Это характерно для меди, марганца, железа, цинка. Медь, серебро, бериллий могут образовывать комплексные ионы и мигрировать в ландшафтах с содовыми водами (например, в степях с солонцами). Напротив, железо, как не образующие растворимых соединений с карбонатами щелочей, будут малоподвижны в этих водах.

       В общем случае, образование растворимых  комплексных соединений повышает миграционную способность элементов. 

       Окислительно-восстановительные условия. 

       Важнейшим окислителем в природе является свободный кислород. Кроме него, окислителями могут быть Fe 3+ , Mn 4+ . Восстановителями также бывают различные элементы (Fe 2+ , Cu +).

       Так как в природе концентрация растворов, величины рН и температуры бывают различны, то могут меняться и величины окислительно-восстановительного потенциала, определяющие окисление или восстановление элементов. По В.В. Щербине [1956], окислительно-воссановительные условия оказывают существенное влияние на миграционные способности элементов, на их концентрацию и рассеяние.

       Кислородные воды обладают высокой окислительной  способностью, в них осуществляется окисление органических и неорганических соединений. Поэтому в ландшафтах, где преобладает окислительная  среда, элементы могут обладать высокой миграционной способностью.

       Восстановительная обстановка с сероводородом создается  в водах, богатых сульфатами. Появление  сероводорода приводит к осаждению  металлов, образующих нерастворимые  сульфиды.

       Таким образом, в различных частях одного и того же ландшафта окислительно-восстановительные условия вод неодинаковы. 

       Коллоидная  миграция. 

       Коллоидные  вещества могут мигрировать в  растворенном состоянии.

       Коллоиды  обладают рядом специфических свойств. Одним из них является сорбция, то есть способность поглощать различные вещества из окружающей среды.

       Особенно  велико значение обменной адсорбции  катионов. Обменные катионы появляются, в частности, за счет поглощения катионов из природных вод через толщу  пород.

       В ландшафте наиболее распространены отрицательно заряженные коллоиды, способные поглощать и обменивать катионы. Если, к примеру, сульфатные натриевые воды мигрируют  среди горных пород, которые насыщены кальцием, то в результате возможна обменная реакция: натрий раствора будет вытеснять обменный кальций породы, в результате реакции выпадает осадок.

       Хотя  обменные катионы и находятся  в твердой части пород, они  обладают значительно большей миграционной способностью, чем необменные катионы.

       Между катионами природных вод и  обменными катионами пород и почв имеется тесная связь, и по составу обменных катионов можно судить о составе природных вод, и обратно. Так, например, если поглощающий комплекс горных пород насыщен кальцием и магнием, то циркулирующие воды будут иметь нейтральную или слабощелочную реакцию и кальциевый состав (гидрокарбонатные кальциевые и сульфатные кальциевые воды).

       Сорбция играет важную гидрохимическую роль, понижая миграционную способность  элементов. 

       Механическая  денудация. 

       Во  всех ландшафтах имеет место механическое перемещение веществ, за счет которого образуются различные континентальные отложения - аллювиальные, делювиальные.

       Миграция  веществ во взвешенном состоянии  зависит, главным образом, от величины и плотности частиц. Частицы имеют  разный химический состав, но механическая миграция также приводит к глубоким химическим изменениям в ландшафте.

       В процессе размыва почв и пород  происходит разделение веществ по крупности  частиц и по их удельному весу. В  результате образующиеся песчаные, глинистые  и прочие отложения имеют различный химический состав.

       Поэтому в районе, сложенном даже одним  комплексом коренных пород, за счет механической дифференциации могут образовывать отложения различного химического  состава. Н. Н. Страхов [1963] показал, что  для элементов характерны различные формы водной миграции. Для железа основной формой является миграция во взвешенном состоянии. Напротив, натрий, хлор, сера мигрируют, главным образом, в виде истинных растворов. 
 

       ПРАКТИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ 

       ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОЗЕР ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ 

       Рассматривая  результаты геоморфологических исследований [ Николаев, 1962, Горбачев, 1982, Закожурников, 1987]  и геологическое строение [ Высоцкий, 1896, Лавров, 1957, Николаев, 1963, Волков, 1964, 1972, Лидер, 1961, 1965] территории Зауралья в пределах Курганской области , мы видим, что этот район является частью Евразийской континентальной плиты и расположен в Тургайском прогибе Урало-Монгольского складчатого пояса, представленного молодой эпипалеозойской платформой.

       Скальный  фундамент Зауральской платформы сложен осадочными, вулканическими, магматическими, интрузивными и метаморфическими породами, представляющими блоки различного вещественного состава и возраста. Скальный фундамент Зауралья перекрыт мощной толщей рыхлых мезокайнозойских горизонтально залегающих осадков, образовавшихся здесь в результате длительной морской трансгрессии.

       Специфика геологического строения накладывает  отпечаток на формирование современного облика поверхности территории Зауралья.

       Равнинность и бессточность обширных междуречных пространств обуславливает концентрацию влаги атмосферных осадков в замкнутых понижениях, что вместе со спецификой геологического строения определяет широкое развитие озер и болот, засоление понижений данной территории.

         Исследуемая территория представляет аккумулятивную равнину с повсеместным распространением озерных, озерно-аллювиальных отложений. Отложения междуречных поверхностей представлены покровными суглинками, супесями, а долин - переслаивающимися песками и суглинками.

       Долинные  комплексы насчитывают от 2 до 4 аккумулятивных террасовых поверхностей. Древние аккумулятивные террасы Тобола и Ишима образовались во время подпруживания рек водами ледника. Они сложены переслаивающимися песками и суглинками.

       На  исследуемой территории широко распространены озерно-болотные отложения. Это, в основном, глины с маломощными прослойками торфа и обызвесткованных песков.

       Формирование  основных черт современного рельефа  происходило в неоген-четвертичное время. План тектонических деформаций определил рельеф и строгую приуроченность к ним гидрографической сети.

       О проявлении неотектонических движений на данной территории можно судить по нарушениям первичного горизонтального  залегания пород палеогена. Процессы четвертичной эрозии и аккумуляции  лишь видоизменили древний рельеф.

       В условиях равнинной поверхности  боковая речная эрозия преобладает  над глубинной. На склонах долин  рек, а иногда и больших озерных  котловин, наблюдается овражная эрозия, что объясняется малым количеством  осадков, наличием озер и западин, перехватывающих сток.

       На  широких водораздельных пространствах  происходят суффозионно-просадочные  процессы, в результате которых образуются западины. Поэтому, на междуречье Тобола и Ишима котловинно-западинные формы  рельефа широко распространены. Размеры  и формы котловин различны. Глубины их колеблются от 20 см до 10 м. Почти все озера бессточные.

       Тобол-Ишимское междуречье изборождено густой сетью  древних ложбин, по которым некогда  происходил сток поверхностных вод  в северном направлении.

       Для территории Курганской области характерно обилие озер. Большая часть озер занимает плоские блюдцеобразные понижения с пологими берегами без видимых озерных террас.

       Другая  часть озер залегает в хорошо выраженных понижениях - озерных ваннах. Нередко  борта этих ванн имеют ступенчатое строение, обусловленное формированием озерных террас.

       Большинство таких озерных ванн сложено средне- и верхнечетвертичными озерными отложениями [ Закожурников, 1987 ], следовательно, они имеют плиоценовый или  нижнечетвертичный возраст.

       Равнинность и бессточность водоразделов в Зауралье, наряду с глубоким залеганием водоупорных пород, обуславливает основные особенности гидрохимического режима.

       Местная речная сеть Зауралья развита слабо; реки несут преимущественно "транзитную" воду, поступающую со склонов Уральских гор. Обширные водораздельные плато, на которых и лежат многочисленные озера, занимающие неглубокие впадины суффозионного, просадочного происхождения или понижения в местах развития гривно-котловинного рельефа, некоторые исследователи считают реликтами древнечетвертичной речной системы, связанной с эпохой оледенения. Большинство озер бессточны.  Многие из них - пресные, но немало и соленых озер, которые расположены в Зауралье южнее 56 градуса северной широты. Нахождение в них солей связано с тем, что климат здесь характеризуется дефицитом влаги, испарение превышает поступление воды за счет осадков, достаточно часты засушливые периоды. В этих условиях происходит засоление почв и подземных вод за счет подъема слабоминерализованных вод более глубоких горизонтов по почвенным капиллярам к поверхности, где происходит концентрирование растворов или полное их высыхание.  

       Обилие  озер в лесостепной зоне объясняется  равнинностью территории и наличием отрицательных форм рельефа. Озера  территории по генезису могут быть подразделены на несколько групп [Поползин, 1967] .

       Озера, образовавшиеся в днищах древних  ложбин стока, имеют вытянутую форму  и расположены цепочкой.

       Другая  группа озер, занимающая блюдцеобразные понижения суффозионно-просадочного происхождения, образовалась на плоских междуречьях, в областях развития карбонатных лессовидных суглинков. Эти озера имеют овальную форму, плоское дно, малую площадь.

       Третья  группа своим происхождением обязана  деятельности современных рек. Это  пойменно-долинные озера. Они образуются при затоплении талыми водами низких участков пойм и стариц.

       По  минеральному составу озера разнообразны - от соленых до пресных.

       С увеличением континентальности  и засушливости климата  с северо-запада на юго-восток наблюдается увеличение минерализации вод от 1 до 50 г/л. Эта закономерность прослеживается на фоне необычной пестроты химизма озерных вод. Бессточные озера, котловины которых расположены среди солончаковых почв на засоленных породах, могут иметь очень высокую степень минерализации. Солевой состав озерных вод характеризуется преобладанием ионов натрия и магния над кальцием и хлоридов над сульфатами. Поэтому воды таких озер хлоридные, но встречаются озера сульфатные и карбонатные.

       Озера - характерный элемент ландшафтов лесостепи. Они отражают влияние комплекса природных условий, чутко реагируют на изменения водного баланса, что выражается в химическом составе, гидрологическом режиме и гидробиологической жизни озер. Явления периодического подтопления и осушения озер широко известны на юге Западной Сибири.

       В период пассивного водного баланса  уровни озер понижаются, степень минерализации  заметно увеличивается. В результате иногда озера из пресных становятся солоноватыми, из соленых переходят  в состояние полного насыщения.

       В настоящее время существует ряд схем районирования Западной Сибири. Созданию этих схем районирования предшествовали некоторые работы по природному районированию Западной Сибири.

       Г.Г. Григор и А.А. Земцов [1961] выделили на территории Западной Сибири 6 широтных ландшафтных зон: тундры, лесотундры, тайги, лиственных лесов, лесостепи и степи. Некоторые зоны они делят на подзоны. Долины крупных рек показаны в качестве интразональных областей.