Целью исследований стало определение закономерностей распределения металлов и их основных минеральных фаз в техногенных илах водотоков Санкт-Петербурга в условиях экстремального загрязнения. Объектами исследований стали рр. Екатерингофка, Охта, Смоленка, Красненькая, Карповка и Черная Речка. Донные отложения урбанизированных рек характеризуются аномально высокими концентрациями тяжелых металлов и металлоидов (ТММ). Максимальное содержание металлов, установленное в отложениях рек, соответствует рудным концентрациям: Cu — 0.487 %, Pb — 5.54 %, Co — 0.129 %, Cd — 0.0439 % (0.01–5.0), Ba — 6.32 % и Zn — 0.818 %. По индексу геоаккумуляции ТММ характеризуются от умеренного и сильного загрязнений (Cr, Co, Ni, Zn, As) до экстремально сильного (Cu, Cd, Sb, Hg). Каждый водоток имеет свою геохимическую специализацию донных отложений: р. Охта характеризуется наибольшими концентрациями Ba, As, Sb, Zn и Hg, р. Екатерингофка — Cr, Co, Mn, Pb, Cd; р. Смоленка — Cu; р. Красненькая — Fe, V, Sc; р. Черная Речка — Ni. На основе метода главных компонент факторного анализа выделены парагенетические ассоциации, указывающие на основные источники загрязнения: производство аккумуляторов Sb-Cd-Pb-Co-Mn (р. Екатерингофка) и Ni (р. Карповка), лакокрасочных изделий Ba-Hg-As-Zn (р. Охта), а также металлообработка Cu-Cr (рр. Смоленка, Екатерингофка, Черная Речка). Микроскопические исследования показали разнообразие вторичных минералов, среди которых основное значение имеют барит, гематит, магнетит, гетит. Количество образующегося барита пропорционально концентрации Ba в осадках. Встречаются сульфиды металлов фрамбоидальный пирит, сфалерит, халькопирит, галенит. Показана важная особенность раннедиагенетических изменений состава отложений в экстремальных условиях загрязнения изученных рек — формирование самородных металлов (Fe, Pb) и агрегатов комплексного состава (Fe, Pb, Zn, Cu). Вероятно, это один из значимых механизмов стока металлов в условиях устойчивого техногенеза. металлы и металлоиды, парагенезис металлов, скорость осадконакопления, вторичные минералы, минеральные агрегаты