Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Гидрогеохимия зоны гипергенеза Алтае-Саянской складчатой области

ВАК РФ 25.00.07, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Гидрогеохимия зоны гипергенеза Алтае-Саянской складчатой области"

На правах

Дутова Екатерина Матвеевна

ГИДРОГЕОХИМИЯ ЗОНЫ ГИПЕРГЕНЕЗА АЛТАЕ-САЯНСКОЙ СКЛАДЧАТОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 25.00.07.- Гидрогеология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

Томск - 2005

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный консультант: доктор геолого - минералогических наук, профессор Степан Львович Шварцев

Официальные оппоненты:

доктор геолого - минералогических наук, профессор Борис Иосифович Писарский

Ведущая организация: Геологический институт СО РАН, г. Улан-Удэ

Защита состоится " 17" октября 2005 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.03 при Томском политехническом университете по адресу: 634034, г.Томск, проспект Ленина, 30, корп. 1, ауд. 210.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан "07 " сентября 2005 г.

доктор химических наук,

профессор Борис Николаевич Рыженко

доктор геолого - минералогических наук, профессор Лазарь Сигизмундович Табаксблат

Ученый секретарь диссертационного совета, к.г.-м.н.

«

№4%

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Приповерхностная часть земной коры, в которой протекают низкотемпературные геологические процессы и которая академиком А.Е Ферсманом была определена понятием "зона гипергенеза", все более привлекает внимание исследователей самого широкого профиля. Практически все процессы в ней протекают с участием подземных вод, которые, являясь активной составляющей геологической среды, участвуют в преобразовании, миграции и концентрировании вещества и, преобразуясь сами, служат носителями информации, необходимой для принятия тех или иных научных и инженерных решений. С их участием происходит разрушение существующих и формирование новых месторождений полезных ископаемых Именно в этой зоне формируются пресные и слабоминералюованные воды, используемые для водоснабжения и являющиеся стратегическим сырьем - важнейшим пищевым продуктом, обеспечивающим существования человека. Вместе с тем, зона гипергенеза - это активно эксплуатируемая, легко уязвимая и наиболее подверженная техногенному воздействию часть геологических недр, от состояния которой в значительной мере зависит экологическая безопасность территории

Учитывая уникальную значимость подземных вод зоны гипергенеза, представляется чрезвычайно актуальным и важным изучение их химическог о состава и происходящих с их участием процессов. Эти вопросы относятся к сфере интересов гидрогеохимии зоны гипергенеза - активно развивающегося научного направления, современные подходы которого базируются на идеях о равновесно-неравновесном характере, самоорганизации и стадийности эволюционных преобразований в системе вода -порода. Развитие этих научных представлений и расширение возможностей компьютерного моделирования создают новую методологическую основу для выявления закономерностей и механизмов формирования гипергенных продуктов (состава воды и минеральных новообразований) и количественной оценки геологической деятельности подземных вод. В рамках этой проблемы, входящей в число приоритетных направлений науки, и определена постановка данной работы, а Алтае-Саянский регион и прилегающие территории Западной Сибири выбраны в качестве объекта исследований как представляющие особый интерес с позиций разнообразия природных ланд-шафтно-климатических и геолого-структурных условий.

Цель исследований. Установить особенности геохимии и формирования состава подземных вод зоны гипергенеза Алтае-Саянской складчатой области и ее платформенного обрамления на количественном уровне с использованием современных методов обработки информации и приемов физико-химического моделирования

Задачи исследований:

1.Выявигь закономерности изменчивости химического состава подземных вод на региональном и локальном уровнях в природных и природао-техногенных условиях.

2.Установить формы миграции основных макро и микроэлементов в различных типах подземных вод

3 Оценить характер и степень равновесия подземных вод с широким спектром минералов (алюмосиликатов, карбонатов, сульфатов, хлоридов, оксидов и гидрокси-дов).

4.Установить минеральный состав образующейся вторичной твердой фазы и изменчивость содержаний химических элементов в вр^^к ^дцйб ,эволк>ции системы "вода-порода", оцгнить масштабы гипергенных пр

5 Выявить закономерности формирования пзрагенезисов современных гипергенных образований (геохимических типов подземных вод и ассоциаций минералов равновесной вторичной твердой фазы) и оценить возможное воздействие на них некоторых факторов техногенеза

6 Оценю ь роль подземных вод в мобилизации и концентрировании рудогенных -щементов в зоне гипергенеза (на примере золота)

Исходные материалы и методы исследований. Решение поставленных задач основано на результатах многолетних, начиная с 1978 г, исследований, выполнявшихся в рамках инициативной, хоздоговорной и госбюджетной (по заданиям Минобразования РФ, конкурсам грантов и проектам научно-исследовательских программ различного уровня} тематики научно-исследовательских работ Томского политехнического университета, Томского государственного архитектурно-строительного университета и Томскою филиала Института геологии нефти и газа СО РАН, в которых автор принимал непосредственное участие. Под руководством и при непосредственном участии автора в ряде золоторудных районов Салаира, Кузнецкого Алатау и Восточного Саяна на площади 3000 км2 проведены гидрогеохимические съемки и гидрогеохимические исследования в горных выработках, опробовано порядка 4 тысяч во-допроявлений Изучались макро- и микрокомданентный, газовый, органический, микробиологический, изотопный состав вод и вещественный состав природных и при-родно-техногенных вторичных минеральных новообразований.

В работе использованы опубликованные источники, а также фондовые материалы геологических организаций, в т ч базы данных гидрогеологической информации Томской, Кемеровской, Новосибирской областей, Красноярского края, Республики Хакасия и Республики Алтай, любезно предоставленные автору для использования в научных целях

Методологически исследования базируются на фундаментальных законах термодинамики и физической химии, положениях о причинно-следственных связях ведущих природных факторов и параметров химического состава подземных вод, современных научных представлениях об эволюции системы "вода-порода"

Для хранения, обобщения и обработки информации и картографических построений использовались методы математической статистики и ГИС технологий, реализованные в пакетах программ EXCEL, Statistica, Surfer, Maplnfo, ArcView, приемы морфосгруктурно-гидрогеологического анализа, а также физико-химические расчеты и моделирование с использованием пакетов программ Селектор-С и HG32.

Исследования состава подземных вод и твердых минеральных фаз выполнены с применением современных сертифицированных аналитических методов в лабораториях и аналитических центрах ТПУ, ТГАСУ. ТГУ, СНИИГТиМС, ОИГГиМ СО РАН, геологических организаций региона

Защищаемые положения: 1 Основные закономерности распространения, миграции, геохимии подземных вод и формирования гипергенных продуктов определяются ландшафтными и гипсометрическими условиями, типами гидрогеологических структур, составом водовмещаюших пород и интенсивностью водообмена. С физико-химических позиций, совокупное влияние этих факторов определяет режимы взаимодействий в системе "вода-порода" и их продолжительность Закономерная изменчивость состава подземных вод прослеживается как на региональном, так и на локальном уровнях, а характеристики гидродинамического и гидрогеохимического полей поддаются функциональному описа-

нию через параметры рельефа и количественные оценки других природных факторов

2. Неотъемлемой частью формирования химического состава подземных вод является вторичное гидрогенное минералообразование. Минералы равновесной вторичной фазы выводят из подземных вод элементы, лимитируя уровень их накопления в водах. Подземные воды региона неравновесны с первичными алюмосиликатными минералами и равновесны со многими вторичными алюмосиликатными, гидроокисны-ми, силикатными, карбонатными и сульфатными минералами. Спектр минералов равновесной вторичной фазы расширяется по мере эволюции системы вода - порода и степени преобразования породы, а в природных условиях от гольцовых, горнолуговых ландшафтов и ландшафтов заболоченной средней тайги к горно-таежным, лесостепным и степным ландшафтам.

3.Парагенетические ассоциации современных гипергенных продуктов (геохимических типов вод и ассоциаций минералов равновесной твердой фазы, формирующихся в единстве) подчиняются вертикальной и широтной зональности распространения. Эволюционные преобразования геохимических типов вод, характеризующиеся переходом от НС03-Са, (80„-НС03-Са-М§) к НСОг№ и к 804-М& 804-Са, 804- N3, СШа составам, происходят благодаря последовательному накоплению в них типооп-ределяющих элементов с повышенной растворимостью их соединений и присущи водам любого генезиса (природного, природно-техногенного, техногенного) Вторичное гидрогенное минералообразование может протекать как с резкими перепадами, так и без существенных изменений или стабилизацией содержания химических элементов в растворе. Отсутствие резких изменений в содержании минерапообразующих химических компонентов наиболее характерно для элементов - комплексообразователей.

4.Рудогенные элементы на определенном этапе развития системы вода-порода, достигая минерапообразующих величин, способны формировать собственные вторичные минералы даже из фоновых вод. Масштабы концентрирования элементов зависят от минерапообразующей способности и количества вод, участвующих в мине-ралообразовании, и длительности процесса. Применительно к золоту, химически наиболее инертному элементу, при наличии его крупных самородных выделений в гипо-генных источниках геологическая роль подземных вод сводится к разрушению минералов- носителей золота, а гипогенные золотины становятся центрами минералообра-зования для его гидрогенной составляющей.

Научная новизна работы.

1. Показана роль вторичного минералообразования в формировании химического состава подземных вод.

2.Впервые для региона проведено физико-химическое моделирование взаимодействия подземных вод с различными типами горных пород и показана эффективность его использования для решения обратных задач при оценке геологической деятельности подземных вод.

3 Установлен минералогический состав современных минеральных новообразований, равновесных с подземными водами, выявлены закономерности их формирования и распространения с учетом влияния пространственно-временных факторов.

4 Определены парагенезисы современных гипергенных продуктов и установлена их пространственная приуроченность.

5.Количественно оценены масштабы гипергенных преобразований первичных горных пород и современного вторичного минералообразования в системе "вода-порода".

6.Разработаны принципиально новые подходы к оценке гидрогеохимического фона рудогенных элементов, базирующиеся на количественной оценке процессов, происходящих в системе "вода - порода".

7. Доказана возможность и оценены масштабы формирования низкотемпературной гидрогенной составляющей золотоносных россыпей

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований.

Результаты исследований могут быть использованы при поисках и разведке месторождений рудных полезных ископаемых, обосновании выбора и анализе экологического состояния источников водоснабжения, при изучении процессов вторичного минералообразования, совершенствовании системы мониторинга, планировании и реализации мероприятий по рациональному использованию и охране подземных вод Разработанные способы и приемы обработки и анализа гидрогеохимической информации позволяют более обоснованно оценивать перспективы региона на оруденение, в том числе и золотое, оценивать ресурсы предполагаемых рудных объектов, в том числе по результатам единичных наблюдений, прогнозировать изменение состава подземных вод при техногенном воздействии

Результаты исследований вошли в отчеты по госбюджетным, хоздоговорным и инициативным темам научно-исследовательских работ Проблемной гидрогеохимической лаборатории и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ, кафедры водоснабжения и водоотведения TT АСУ, используются Региональным агентством по недропользованию по Сибирскому федеральному округу, Территориальным агентством по недропользованию по Республике Хакасия, ФГУП "Новосибирскгеология", и другими организациями Материалы исследований используются в учебном процессе в Томском политехническом университете.

Апробация работы.

Основные положения работы обсуждались на Международных симпозиумах по методам прикладной геохимии (Иркутск, 1981, 1994; Орлеан, 1987; Москва, 1997), XXVII Конгрессе Международной ассоциации гидрогеологов (Ноттингем, 1999), Международном симпозиуме по фундаментальным и прикладным проблемам охраны окружающей среды (Томск, 1995), Международной конференции по технике и технологии очистки и контроля качества воды (Томск, 1999), IV Международном симпозиуме «Наука и технология» (Ульсанский университет, Корея, 2000), Международной научно-технической конференции «Горно-геологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства» (Томск, 2001), Международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов» (Улан Уде -Улан-Батор, 2004), Международной конференции, посвященной 75-летнему юбилею гидрогеохимии (Томск, 2004), I и II Всесоюзных совещаниях по физико-химическому моделированию в геохимии и петрологии (Иркутск, 1980, 1988), Всесоюзном совещании по геохимии ландшафтов (Новороссийск, 1986), Региональном совещании по геохимическим методам поисков (Челябинск, 1981), III и IV Всесоюзных совещаниях по геохимическим методам поисков МПИ (Самарканд, 1982; Ужгород, 1988), Всесоюзном и Всероссийском гидрогеохимических совещаниях (Томск, 1986, 1993), Всесоюзном и Всероссийских совещаниях по подземным водам (Иркутск-Южно-Сахапинск, 1988; Тюмень, 1997; Красноярск, 2003), Всесоюзном симпозиуме по изотопам в гидросфере (Каунас, 1990), Всероссийской научно-практической конференции по геоэкологическому картированию (Москва, 1998), Всеуральском совещании по рациональному использованию и охране подземных вод (Свердловск, 1989), Ре-

гиональных совещаниях по современным проблемам гидрогеологии и гидрогеохимии Сибири (Томск, 1996) и актуальным вопросам геологии и географии Сибири (Томск, 1998), региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока Сибири (Томск, 2000), конференциях «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления» (Тюмень, 1982, 1983, 1985, 1987), научном семинаре по минералогии техногенеза (Ми-асс, 2000), юбилейных конференциях, посвященных 100-летию М.А.Усова (Томск, 1983) и П.А.Удодова (Томск, 2003), научной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования» (Чита, 2001), научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса и производительных сил Томской области» (Томск, 2004), научно-практической конференции «Основные водохозяйственные проблемы и пути их решения» (Томск, 2005), научно-технических советах ПГО «Новосибирскгеология», «Запсибзолото», Территориального агентства по недропользованию по Республике Хакасия, научных семинарах проблемной гидрогеохимической лаборатории и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 76 научных работ, в том числе 5 коллективных монографий и 10 статей в журналах, включенных в перечень ВАК.

Структура и объемы работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы 380 страниц текста, включающего 115 таблиц, 120 рисунков и 351 наименование библиографических источников.

В процессе исследований автор работы обращался за советами и консультациями к докторам наук М.Б.Букаты, И К Карпову, А.Ф.Коробейникову, Е.А.Пономареву, Н.М Рассказову, Л.П.Рихванову, Г.М.Рогову, кандидатам наук В К.Бернатонису, Л.А Казьмину, Д С Покровскому, К В.Чудненко Многие вопросы обсуждались в разное время с коллегами по совместной работе В Я.Бычковым, И.В.Вологдиной, В Г Ворошиловым, Р.Ф.Зарубиной, Ю.Г.Копыловой, К.И. и К.К.Кузевановыми, З.В.Лосевой, А.А.Лукиным, Н.Г.Наливайко, А К Полиенко, А.Я.Пшеничкиным,

A.С Тайлашевым Н.А.Трифоновой, А.Д.Фатеевым, Е.В. и Е И.Черняевыми. Огромную поддержку и помощь в проведении работ и сборе фактического материала автор получила от сотрудников производственных организаций Э.И.Большакова, А А.Булатова, И.П.Васильева, О.А.Влащенко, В.М.Елисеева, Г.А.Жульминой, О А.Журбиной, П.А.Зейба, В.Г.Иванова, А А Калашниковой, А.И.Казеннова,

B.Е.Кац, А.С.Кривошеева, А.И.Ламинского, В.М.Людвига, В.А.Льготина, Ю.В.Макушина, В.С Медникова, В.А.Мельниковой, В.Д.Мисюка, А.И.Неволько, В В.Нечаева, Г Л.Плевако, В.Г Свиридова, А.С.Скогоревой, Г.П.Тарасова, Т.А.Фадиной.

Указанным лицам, а также сотрудникам Проблемной гидрогеохимической лаборатории и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ, студентам, участвовавшим в полевых экспедициях и обработке гидрогеохимической информации, автор выражает искреннюю благодарность

Автор благодарен доктору геолого-минералогических, профессору П С Чубику, оказавшему активное содействие в организации завершения данной работы и особую признательность выражает доктору геолого-минералогических наук, профессору С Л.Шварцеву - учителю и консультанту, определившему основную направленность научных исследований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ

Истоки исследований по изучению зоны гипергенеза в целом и наиболее активной ее части - подземных вод связаны с идеями академика В.И. Вернадского, определяющую роль которого в этом отношении многократно подчеркивали его современники, ученики и последователи. Теоретическая база гидрогеохимии зоны гипергенеза создавалась как гидрогеологами, в том числе зачастую прямо не связанными с изучением гидрогеохимических проблем верхней гидродинамической зоны, так и представителями других наук. Огромный вклад в становлении и развитие этого направления внесли П.Б.Бартон, А.А Бродский, Ю.Ю.Бугельский, Р.М.Гаррелс, А.И.Германов, И.И.Гинзбург, М.А.Глазовская, Г.А.Голева, В.В.Добровольский, Дж.Дривер, ц

И.К.Зайцев, В.П.Зверев, Г.Н.Каменский, И.К.Карпов, С.А.Кашик, У.Д.Келлер,

B.А.Кирюхин, В.А.Ковда, Б.А.Колотов, А.И Короткое, С.Р.Крайнов, Ч.Л.Крайст, А.К.Лисицин, И.С.Ломоносов, К.И.Лукашев, Ф А.Макаренко, Г.А Максимович,

Л.А Матвеева, В.М.Матусевич, А.М.Овчинников, Т.Пачес, Ж.Педро, А.И.Перельман, 'у

Е.В.Пиннекер, Б.И.Писарский, К Е.Питьева, Б.Б Полынов, Е.В.Посохов, Н.М.Рассказов, Г.М.Рогов, Б.Н.Рыженко, Ф.П.Саваренский, Л С.Табаксблат, И.Тарди, Н.И.Толстихин, Ф.И.Тютюнова, П.А.Удодов, А Е.Ферсман, Х.К.Хелгесон, И.Д.Хем,

C.Л.Шварцев, В.М.Швец, А.В.Щербаков и многие другие.

Благодаря работам этих и многих других исследователей были разработаны фундаментальные теоретические положения о механизмах и факторах формирования химического состава подземных вод, введены понятия о подвижности, коэффициентах, классах водной миграции химических элементов и о геохимических барьерах, сформированы представления о вертикальной поясной и широтной гидрогеохимической зональностях, выделены провинции нормируемых химических элементов, проведены обобщения по химическому составу подземных вод зоны гипергенеза, систематизированы данные и получены средние (кларковые) содержания широкого ряда химических элементов в подземных водах основных ландшафтных зон земного шара, выполнены оценки геологической роли подземных вод и определены скорости химического выветривания горных пород в различных климатических зонах, развиты фундаментальные представления о системе" вода-порода" и ее способности к самоэволюции и самоорганизации, внедрены в геологические исследования методы математики, термодинамики и физико-химии, разработаны многочисленные программы для моделирования на ЭВМ разнообразных геохимических процессов

Современные представления о системе "вода-порода" и методы химической термодинамики, в том числе компьютерного моделирования, создавая новую методологическую основу, способствуют} ю более глубокому пониманию физико-химических процессов, происходящих в подземной гидросфере, открывают огромные перспективы для дальнейших исследований и углубления знаний Это касается, прежде всего, изучения гипергенных процессов и формирования гипергенных продуктов (геохимических типов воды и ассоциаций минералов равновесной вторичной твердой фазы) как единого целого, оценки закономерностей распространенности парагенези-сов современных гипергенных продуктов в зависимости от конкретных геолого- i

ландшафтных условий Сюда относятся и вопросы механизмов, масштабов накопления и форм миграции химических элементов в водах, оценки характера и степени равновесности вод с широким спектром минералов (алюмосиликатов, силикатов, карбонатов, сульфатов, хлоридов, окислов и гидроокислов)

Гидрогеологические и гидрогеохимические исследования непосредственно Ал-тае-Саянской складчатой области и прилегающих территорий Западной Сибири проводились как производственными геологическими, так и научными организациями и охватывают почти столетний период Их результаты отражены в многочисленных отчетах, статьях, монографиях и диссертациях Ю.Н Акуленко, В.Я.Бычкова, Б А.Воротникова, Е М.Дутовой, Н.А.Ермашовой, А Н.Запольского, В.Г.Иванова, В.П.Карловой, Ю.Г.Копыловой, Е.С.Коробейниковой, А.А Кошевого, К.И.Кузеванова, В.С.Кусковс-кого, М.И Кучина, З.В.Лосевой, А.А.Лукина, В.М.Людвига, Ю.В.Макушина,

B.М.Матусевича, А.Д.Назарова, А Ю.Озерского, Ю.С.Парилова, Г.А.Плевако, ГЛ.Плевако, Д.С Покровского, Е А.Пономарева, О В.Постниковой, В.К.Попова, Н.А.Рослякова, Н.М.Рассказова, Г М.Рогова, Ж Н.Савиной, Ю.К.Смоленцева, А.Д.Фатеева, П.А.Удодова, Л Л.Шабынина, С.Л.Шварцева и других.

Большая роль в исследованиях региона принадлежит кафедре гидрогеологии и Проблемной гидрогеохимической лаборатории Томского политехнического университета, работы которых были начаты еще в 50-ые годы и продолжаются в настоящее время. Результаты этих исследований позвололили установить закономерности изменчивости состава вод отдельных территорий и рудных объектов, а при разработке теоретических положений гидрогеохимии зоны гипергенеза, были обобщены проф.

C.Л. Шварцевым, в результате чего были получены средние значения содержаний компонентов химического состава вод в пределах отдельных структур, ландшафтных зон горной части Алтае-Саянской складчатой области и рассмотрены вопросы равновесия вод с карбонатными и алюмосиликатными минералами

Данная работа является продолжением исследований в рамках этого научного направления. Появившиеся в настоящее время дополнительные данные и новая методическая основа, в т.ч. с использованием современных компьютерных технологий, позволяют на новом уровне подойти и к анализу накопленного материала и ответить на ряд вопросов, важных для решения возникающих на современном этапе гидрогеологических и экологических проблем региона.

2. ГЕОХИМИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Алтае-Саянская складчатая область, занимающая обширные пространства юга Средней Сибири, представляет собой систему эродированных горных хребтов (Западный и Восточный Саяны, Алтай. Кузнецкий Алатау и др.), между которыми располагаются межгорные впадины (Тубинская, Рыбинская, Кузнецкая, Минусинская и другие).

В пределах горных хребтов преобладает среднегорный тип рельефа с абсолютными высотами 1000 - 2000 м и лишь в их осевых частях развиты участки высокогорного рельефа. Низкогорный рельеф и всхолмленные возвышенности характерны для предгорий Атгая, Саян, Кузнецкого Алатау, структур Салаира и Колывань-Томской складчатой зоны. Межгорные впадины с преимущественно равнинным и пологохол-мистым рельефом располагаются на высотах от 115 - 150 м (Рыбинская впадина) до 1000-1200 м (Алтайские впадины).

В тесной связи с типами рельефа находятся ландшафтные зоны Субальпийские луга и горные тундры приурочены к высокогорьям и среднегорьям и занимают около 20 % площади региона Зона таежных лесов распространена на средне- и низкогорных территориях и в пределах предгорий. Подтаежные леса занимают периферийные части межгорных котловин, а степные и лесостепные ландшафты развиты как в межгорных котловинах, так и на значительной части предгорий и среднегорий.

Горные массивы характеризуются избыточным увлажнением и повышенными значениями модуля подземного стока (3-6 л/с.км2), межгорным впадинам присуще недостаточное увлажнение и модули подземного стока порядка 0,1-0,5 л/с.км2

Горные сооружения сложены интенсивно метаморфкзованными, осадочными и вулканогенными породами архея и протерозоя, нижнего и среднего палеозоя, которые собраны в сильно сжатые, местами опрокинутые складки, разбиты многочисленными разломами и прорваны интрузиями разного состава Межгорные впадины выполнены палеозойскими и отчасти мезозойскими породами, собранными в относительно пологие складки и перекрытыми кайнозойскими отложениями.

В гидрогеологическом отношении горно-складчатые сооружения обладают чертами массивов трещинных вод, а межгорные впадины - артезианских бассейнов Породы в различной степени консолидированы и характеризуются преимущественным распространением трещинных, трещично-карстовых, трещинно-жильных и пластово-трещинных подземных вод, приуроченных, главным образом, к зоне экзогенной тре-щиноватости, имеющей региональное распространение.

Гипсометрические условия и соответствующая высотная зональность характеристик стока и интенсивности водообмена в совокупности с особенностями тектонического и литолого-фациалыгого строения предопределяют облик геохимии подземных вод (рис. 1).

Подземные воды, формирующиеся в высокогорных условиях горно-луговых ландшафтов, имеют среднюю минерализацию порядка 100 мг/л, гидрокарбонатный натриево-магниево-кальциевый состав и низкие концентрации микрокомпонентов, а также слабокислый характер среды вне карбонатных пород и нейтральный или слабощелочной - в пределах развития карбонатных разностей.

Рис 1 Распределение минерализации подземных вод зоны гипергенеза региона 1-2 -Алтае-Саянская складчатая область 1- горноскладчатые сооружения; 2- чежгорные и предгорные впадины, З-Западно-Сибирская плита, 4- изоминеры и их значения, мг/л, 5- границы геологических структур

В условиях таежной зоны формируются околонейтральные и слабощелочные воды преимущественно гидрокарбонатаого магниево-кальциевого состава с относительно более высокой минерализацией.

В условиях открытой степи межгорных впадин, несмотря на то, что состав вод в подавляющей массе по типу остается гидрокарбонатным, а минерализация не превышает, в среднем, 1 г/дм3, зачастую появляются солоноватые воды пестрого ионно-солевого состава (гидрокарбонатные натриевые, хлоридно-гидрокарбонатные каль-циевого-натриевые, сульфатно-гидрокарбонатные натриево-кальциевые, хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатные кальциевого-натриевые и даже сульфатные натриевые, хлоридные натриевые).

Исследования по оценке средних (кларковых) содержаний компонентов химического состава подземных вод, начатые С.Л. Шварцевым, были продолжены нами. В частности, расчет средних значений с учетом соотношения площадей ландшафтов горных сооружений и межгорных впадин позволил впервые получить их значения для подземных вод межгорных впадин и уточнить - для Алтае-Саянской складчатой области в целом (табл. 1).

При смене ландшафтных условий от горных тундр и альпийских лугов (высокогорье) через умеренно влажную таежную и лесную зоны (среднегорья и низкогорья) до лесостепных ландшафтов предгорий и, наконец, типичных степей межгорных впадин, происходит увеличение общей минерализации подземных вод и содержаний большей части химических элементов. Рост содержаний отдельных компонентов химического состава далеко не всегда пропорционален росту минерализации и ландшафтной последовательности, в целом Специфику поведения некоторых из них отражает рис. 2, на котором распределение компонентов химического состава подземных вод показано как в абсолютных, так и в относительных величинах. За единицы сравнения для получения последних, приняты соответствующие характеристики компонентов химического состава вод гольцовых и горно-луговых ландшафтов, отражающие начальные стадии формирования подземных вод Представление материала а относительных единицах позволяет сравнивать элементы друг с другом и выявить характер их поведения во временной последовательности В частности, выделяются химические компоненты, которые накапливаются в растворе весьма интенсивно. Степень накопления сульфат-иона в степных ландшафтах по сравнению с гольцовыми составляет десятки (21 - 48) раз. Такая активность накопления сульфатов обязана как процессам континентального засоления, так и разрушению сульфидов, источником которых являются многочисленные рудопроявления, весьма распространенные в данном регионе Высокая степень концентрирования (7- 12 раз) характерна также для натрия и хлор-иона. В целом, интенсивность накопления подвижных компонентов сопоставима с ростом минерализации в подземных водах гольцовых и таежных ландшафтов и значительно обгоняет ее в водах степных территорий

Менее активно в водах накапливаются кальций, гидрокарбонат-ион, магний, калий, причем в степных ландшафтах степень их накопления несколько отстает от темпов роста обшей минерализации и составляет 3-6 раз Наконец, такие компоненты как кремний, алюминий, железо характеризуются минимальными темпами роста. Интенсивность накопления этих компонентов в водах во всех ландшафтных условиях отстает от темпов роста общей минерализации и в среднем не превышает двукратных значений Более того, концентрация кремния в водах степных ландшафтов межгорных впадин меньше, чем в водах горной степи или тайги

Компоненты Ед, изм, Ландшафтные зоны горно-складчатых структур* Ландшафтные зоны котловин** Среднее по АСО

горных тундр и альпийских лугов горнотаежная горно-степная *

рН - 6,82 7,2 7,63 7,81 7,22 7,33

нсо. мг/л 66 189 357 420 209 290

БО,2 мг/л 2,2 5,3 47,2 106,3 18,6 47,5

С1 мг/л 4,6 6,1 39,9 53,0 16,9 33,2

N0, мг/л 1,74 1,24 6,09 1,82

Са2* мг/л 11,5 38,4 69,7 73,6 39,9 54,8

Мв2' мг/л 5,3 12,7 32,1 32,7 17,3 25,0

мг/л 6,5 14,1 47,8 83,9 22,4 44,0

К' мг/л 0,63 0,87 3,12 2,36 1,62 2,28

N11,' мг/л 0,41 0,38 0,29 0,39

ею. мг/л 7,9 11,3 15,0 9,9 11,6 11,4

Сумма мг/л 104 279 641 762 339 520

С02(св.) мг/л 4,63 8,72 12,3 16,47 8,55 10,75

Ог мг/л 7,22 6,26 2,92 5,67 5,47 3,82

Сорг мг/л 7,81 6,22 5,04 3,24 5,36 4,59

Ре мкг/л 320 425 538 258 423 395

И мкг/л 131 195 398 334 241 305

А1 мкг/л 166 243 308 108 238 216

8г мкг/л 68 75 302 963 147 369

Вг мкг/л 9,7 73,5 5%,8 41,5

Мп мкг/л 10,9 21,8 62,6 66,0 36,8 49,3

2п мкг/л 9,06 13,8 35,1 50,0 19,8 30,7

Ва мкг/л 5,82 10,3 29,2 25,2 16,0 22,0

Т1 мкг/л 3,11 21,6 21,8 11,8 15,5 14,8

I мкг/л 1,63 2,89 10,3 4,94

Си мкг/л 2,06 2,52 5,65 7,79 3,38 4,97

Сг мкг/л 1,21 2,45 2,54 4,17 2,31 2,41

N1 мкг/л 1,18 1,46 2,79 4,94 1,89 2,70

РЬ мкг/л 1,13 1,65 2,55 3,27 1,77 2,23

Аб мкг/л 0,77 0,72 1,72 1,43 1,06 1,35

Хх мкг/л 0,62 0,84 1,4 1,54 0,93 1,17

вь мкг/л 0,31 0,37 0,88 0,25 0,52 0,58

V мкг/л 0,36 0,83 0,49 3,20 0,51 0,96

Мо мкг/л 0,35 0,53 0,66 1,25 0,46 0,67

8п мкг/л 0,29 0,36 0,55 0,20 0,4 0,39

йа мкг/л 0,09 0,12 0,66 1,60 0,3 0,70

Ве мкг/л 0,15 0,18 0,37 0,72 0,23 0,37

АВ мкг/л 0,12 0,22 0,28 0,48 0,21 0,27

нг нг/л 10 30 70 20 40 44

Аи нг/л 6 4 5

Число анализов 248 4227 693 1879 5168 7047

* по СЛШварцеву (1998), ** рассчитано автором, *** рассчитано авторам с учетам соотношения распределения площадей ландшафтов в регионе

Рнс 2 Распределение компонентов состава подземных вод в различных ландшафтных условиях Алтае-Саянской складчатой области 1 — гольцовых и горно-луговых, 2 - горных таежных и лесных, 3 - горных лесостепных и степных, 4 - лесостепных и степных межгорных впадин

Для большинства микрокомпонентов темпы концентрирования в водах не превышают темпов роста общей минерализации Особенно ярко это проявляется в поведении Ва и V, средние концентрации которых, достигая максимальных в водах горных степей, снижаются в водах степных ландшафтов межгорных впадин.

Изложенные выше закономерности, прослеженные для Алтае-Саянской складчатой области и заключающиеся в высотной и ландшафтной изменчивости минерализации, состава подземных вод, характерны и для отдельных структур (табл. 2).

Таблица 2. Химический состав подземных вод Кузнецкого бассейна

Компоненты Единицы измерения Бассейн в целом Лавдшафтные зоны

таежная лесо- | степная . степная

минимальное максимал ьное среднее среднее среднее среднее

РН 6,91 8,9 7,53 7,50 7,53 7,58

НСОз мг/л 186 906 469 436 470 508

СО,2' мг/л 0,4 67,1 1,2 0,4 0,6 4,1

so.2 мг/л 0,2 615,6 55,0 14,5 51,3 120,1

сг мг/л 2,3 200,0 32,5 21,8 33,3 44,6

N03- мг/л 0,90 217,00 13,05 9,15 15,77 10,41

NO;" мг'л 0,0003 0,800 0,039 0,025 0,047 0,031

Са2* мг'л 6,0 290,6 93,3 82,7 93,9 105,4

Mg2' мг/л 1,2 94,9 33,8 28,9 33,7 40,8

Na4 мг/л 5,2 296,3 59,5 37,8 59,1 89,5

К* мг'л 0,4 6,0 1,5 1,2 1,5 1,8

NH,- мг/л 0,005 1,08 0,11 0,16 0,10 0,05

Fe мг/л 0,005 11,20 0,40 0,11 0,50 0,50

F мг/л 0,02 1,65 0,24 0,14 0,26 0,31

S1O2 мг/л 5,0 50,0 19,4 18,6 18,9 21,7

Сумма мг/л 262 1973 758 631 758 925

Сорг мг/л 0,03 11,76 2,35 1,43 2,62 2,81

Br mki/л 1 10180 934 676 770 1752

Sr мкг/л 180 5810 1098 1101 1009 1352

Ва MKT/л 0,1 2340 217 283 159 297

Mn мкг/л 0,1 1590 196 152 221 182

Zn мкг/л 0,5 470,0 43,3 41,8 43,2 45,8

Cu мкг/л 0,1 67 3,93 3,26 4,39 3,51

Pb мкг/л 0,02 30,80 1,40 1,28 1,50 1,29

Li мкг/л 1,0 83,0 16,5 6,6 17,1 21,6

Co мкг/л 0,02 1,2 0,11 0,08 0,12 0,13

Cd мкг/л 0,001 0,54 0,06 0,14 0,03 0,02

Mo мкг/л 0,01 2,5 0,34 0,42 0,37 0,14

As мкг/л 0,05 26 4,07 2,88 4,8 3,57

Ni мкг/л 0,1 9 0,68 0,72 0,66 0,68

Se мкг/л 0,01 17 0,42 0,24 0,51 0,39

Cr мкг/л 0,02 6,6 2,58 2,1 2,56 3,3

P мкг/л 0,5 21 3,09 5,06 2,97 2,08

V мкг/л 0,05 2,2 0,22 0,31 0,19 0,05

Число анализов 94 24 52 18

Миграция макрокомпонентов в водах осуществляется преимущественно в виде собственных ионов, хотя роль комплексных соединений возрастает с увеличением минерализации воды (табл 3) Как показывают наши исследования, лишь десятые доли процента валового количества натрия мигрируют в виде комплексных соединений. На долю комплексных соединений магния и кальция, в среднем, приходится от 1,2 до 7,2% от их валового содержания

Среди микрокомпонентов миграция в виде простых ионов присуща, главным образом, закисному железу (от 98,4 до 78,1 %), марганцу и цинку (от 92-96 до 44-46 %). Окисное железо, медь и свинец мигрируют преимущественно в виде комплексных карбонатных, гидрокарбонатных и гидрокеидных соединений (табл. 3).

Таблица 3. Формы миграции макрокомпонентов (Ыа, Са) и микрокомпонен-

тов (Мп, Ре, Си, Ъъ, РЬ) в подземных водах региона

Струк туры Ландшафты Формы миграции

Главные Второстепенные

Алтае-Саянская складчатая область Горнолуговой №*, Мг", Са", Мп", Ре", (РеОНГ, СиСОз, Си2*, 7.п2\ (РЬНСО,)*, (РЬОН) (МЙНСОз)\ (СаНСО,)', (МпНСОз)", МпСОз, (РеНСО,),, (СиНСОз)*, СиОН*. (гпнсо,)+, гпсо,, рь2', рьсо3

Горнотаежный Ыа\ Мг", Са", Мп", Ре", (РеОНГ, СиСОз, 2л1*, (РЪНСОз)*, (РЬОН)*, РЬСОз (МёНС03)*, (СаНСО,)", (МпНСОз)*, МпСОз, (РеНСОз), Ре(НСОз)2', РсСО,, Ре2(СО,),; Си2*, СиФК, Си(ФК)2 , (синсо,)*, Сион*, (гпнсоз)*, гпсо,, РЬ2*, РЬФК

Горнолесостепной N3", Са", Мп", МпСОз, Ре2", (РеОН)2*, Рег(СОз)з, СиСОз, 7.п2*, (РЬНСОз)*, РЬСО, (МёНСОз)\ (СаНСОз) , СайОд, (МпНСОз)', Мп504, (РеНСОз)*, Ре(НСОз)2, РеСОз, Си2', СиФК, (СиНСОз)*, СиОН*, (гпНСО,)*, /пСОз, РЬ2*, (РЮН)*

Лесостепной, степной межгорных впадин Ыа*, М^*, Са", Мп" , МпСОз, Ре3', (РеОН)2*, Ре2(СО,),, СиСОз, '¿п1*, гпСО,, (РЬОН)*, РЬСОз, (РЬНСОзГ (М^СО,)*, М08О„, (СаНСОз)', СаСОз, Са504, (МпНСОз)', Мп80„, (РеНСОз)*, Ре(НСОз)2, РеСО,, Си2*, (СиНСОз)*, Сион*, (гпнсоз)*, гп8о4, рь2*

Платформенное обрамление АСО (Западно-Сибирская плита) Средне-таежный Иа', Мг', Са", Мп", Ре", (БеОНГ, СиФК, Си(ФК)22 Хп2\ (РЬНСОз)*, (РЬОН)', РЬСОз (М$1СОз), (СаНСО,)*, (МпНСОз)', МпСОз, (РеНСОз)*, Ре(НС03)2, РеС'Оз, Ре2(СО,)з, Си2*, (СиНСОз)*, СиС'Оз, (гпНСОз)*, 7пС03, РЬ2', РЬФК

Южнотаежный N8*. Мг , Са", Мп", Ре", (вюнг, СиСОз, гп2\ (РЬНСОз)', (РЬОН)+, РЬСОз (МёНСОз)\ (СаНСОз)*, (МпНС'Оз)*. МпСОз, (РеНСО,)*, Ре(НСОз)2, РбСО,, Ре2(СОз)з, Си2*, (СиНСОз) , сафк си(фк)г , Сион*, (гпнсоз)*, гпсо,, рь2*

Лесостепной, степной N3% Мг', Са". Мп2*, МпСОз, Ре2', (РеОН)2*, Ре,(СОз)з, СиСОз, 7.п2*, гпСОз, (РЮН)', РЬСОз, (РЬНСОзГ (МвНСО,)*, MgS04, (СаНСОз)*, СаС'О,, СавО,, (МпНСОз)*, Мп80„, (РеНСОз)*, Ре(НС03)2, РеСОз, Си2*, (СиНСОз)*, Сион*, (гпнсОз)*, гпБОд, рь2*

Примечание • главные - доля которых более 25 % второстепенные - от 1 % до 25% валового содержания

Подземные воды региона, вне зависимости от ландшафтных и высотных усло-> вий, типа водовмещающих отложений и длительности миграции, не равновесны с

первичными алюмосиликатными минералами (микроклином, анортитом, альбитом, мусковитом и другими), но равновесны с вторичными алюмосиликатными и некоторыми гидроксидами, силикатными, карбонатными и сульфатными минералами Под-

земные воды гольцовых, горно-луговых ландшафтов обладают узким спектром равновесной вторичной фазы, представленной, главным образом, гидроксидами железа и каолинитом Подземные воды горно-таежных ландшафтов, как правило, равновесны с каолинитом и кварцем, кроме того, значительная часть из них с Са- и М{5-монтмориллонитами, иллитом, карбонатными минералами, иногда баритом (табл 4).

Таблица 4. Степень насыщения (I.) подземных вод к карбонатным и сульфатным

минералам

Струк туры Ландшафты Равновесные (Ь>0) Близкие к равновесию (0> 1> -5) Умеренно не-донасыщенные (-5> 1> -10) Недонасы- щенные (-10 >Ь >-15)

1 Алтае-Саянская складчатая область 1 I орно-луговои СаСО,, СаСО, арагонит, РЬСО,, ЭгСОз, Ва804 РеСО,, МпСО,, гпСО,, Са804.2(Н20), 8г804 ВаСОз, MgCO,, Си2СО,(ОН)2, Са504, РЬв04

Горнотаежный (среднего-рья) СаСОз, СаСО, арагонит, СаМё(СО,)2, ЯеСОз, РЬСО, МпСО,, 81С0з,Ва804 гпСО,, Си2С0,(0Н)2, Са804 Са804.2(Н20), Яг504 ВаСО, MgC03,PbS04

Горнотаежный (низкого-рья, предгорья) СаСО,, СаСО, арагонит, СаМ8(СО,)2 РеСОз, МпСО,, РЬСО, БгСОз Си2СОэ(ОН)2, ВаЗОд ВаСО,,М^О, 2пС03,Са804, Са80„.2(Н20), 8г804 РЪЗОд

Горнолесостепной СаСО], СаСОз арагонит, СаМё(СО,)2 ГеСОз, МпСОз вгСОз, РЬСО, Си2С03(0Н)д, Са804.2(Н20), Ва804 БгвО, ВаСОз, \1gCO,, гпС0з,Са804, РЬ804

Лесостепной, степной межгорных впадин СаСОз, СаСО, арагонит, СаМ8(СОз)г РЬСО,, ЗгСОз, РеСОз, Ва80,, 8Г804 МпСО, 2пС0, Си2СОз(ОН)2 СаЭО,, Са804.2(Н-0), рьво4 ВаСОз, М^О,

Платформенное обрамление АСО (Западно- Сибирская плита) Средне-таежный СаСОз, СаСОз арагонит, СаМ8(СО,)2, РеСО,, МпСО,, 8тСО,, Ва804 гпС0з, Си2СО,(ОН)2 СаЭО,, Са804.2(Н20), 8г504 ВаСО, МвСО,, РЬЭОд

Южнотаежный СаСОз, СаСОз арагонит, СаМ8(СО,)2 РеСО,, МпСО,, РЬСО,, БгСОз, Си2СО,(ОН),, Ва804 ВаСОз, \4gC03 7.пСО,, СаЭО» Са-804.2(Н20), 8гв04 РЬБО,

Лесостепной, степной СаСОз, СаСО, арагонит, СаМё(СО,)2, РЬСО,, вгСОз, РеС0,,Ва804, 8г804 МпСОз, 2пСО,, Си2СО,(ОН)2, Са804, Са804.2(Н,0), РЬБО. ВаСОз, М^Оз

Подземные воды лесостепного и степного поясов наряду с упомянутыми минералами зачастую равновесны с баритом, с целестином, а в единичных случаях, даже с флюоритом и гипсом. В среднем, воды с минерализацией более более 600 мг/дм3 - с

кальцитом и с арагонитом, более 800 мг/дм3 - с доломитом, более 1000 мг/дм3 - с сидеритом, стронцианитом, родохрозитом.

В равнинных условиях Западной Сибири, в заболоченной средней тайге появляется особый тип кислых, высоко агрессивных органоминеральных ультрапресных вод, преимущественно гидрокарбонатных кальциевых и магниево-кальциевых с повышенным содержанием железа, марганца, возрастает роль фульватных комплексов в миграции свинца и меди, равновесная вторичная фазы представлена, главным образом, гидроксидами железа и каолинитом. В южной тайге формируются пресные гидрокарбонатные воды. Воды лесостепных и степных ландшафтов значительно более минерализованы и сложны по ионно-солевому составу. Увеличивается роль комплексных сульфатных форм и расширяется спектр образующихся минералов, среди которых глинистые минералы, карбонаты, сульфаты. Все они выводят из миграции соответствующие элементы, лимитируя уровень накопления последних в водах.

Региональные закономерности высотной и широтной гидрогеохимической зональности нарушаются на территориях локальных объектов природно-техногенного, техногенного облика. В пределах рудных месторождений появляются несвойственные для соответствующих ландшафтно-климатических условий геохимические типы подземных вод, возрастают концентрации и расширяется спектр форм миграции элементов, хотя их миграционные возможности и ограничиваются способностью к формированию вторичных твердых фаз. Эксплуатация месторождений подземных вод сопровождается изменениями гидрогеохимических сред, которые хотя и не меняют типа подземных вод, но с течением времени могут привести к необходимости пересмотра технологических схем водоподготовки. На урбанизированных территориях физико-химические процессы формирования подземных вод сдвигаются в сторону создания условий для водной миграции химических элементов и, соответственно, их накопления в водах.

3. ВТОРИЧНЫЕ ГИДРОГЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ

Автор придерживается жидкофазного механизма вторичного минералообразо-вания, с позиций которого состав, ассоциации и соотношения минералов во вторичной фазе являются продуктом водной среды и отражают ландшафтно-климатическую специфику.

Достоверность гидрогеохимического тестирования гидрогенного минералообра-зования, проведенного на основе термодинамических расчетов, подтверждается закономерностями распространения, вещественным и минеральным составом изученных нами природных вторичных гидрогенных новообразований оксидно-гидроксидного и карбонатного типов, формирующихся непосредственно на выходах подземных вод, и природно-техногенных минеральных новообразований на текнологическом оборудовании водозаборов.

Оксидно-гидроксидные осадки зафиксированы нами в таежных ландшафтах на выходах как ультрапресных вод, формирующихся в среднегорных условиях Восточного Саяна (Ольховско-Чибижекский район) и Кузнецкого Алатау (Центральнинский район), так и умеренно пресных и собственно пресных вод, формирующихся в низкогорных условиях Салаира и Колывань-Томской складчатой зоны. Морфологически они представляют собой высокодисперсные охристые образования, основная масса которых представлена ферригидритом (порядка 90 %), в меньшей степени, гетитом, лепидокрокитом. Присутствуют минералы марганца - бернессит, вернадит. Встреча-

ются карбонатные (в гом числе железа и марганца) и фосфатные минералы. Основная кристаллическая фаза представлена а-кварцем и а-кристобаллитом.

Наиболее широко распространены вторичные апюмосиликатные, глинистые минералы, представленные каолинитом, монтмориллонитами, гидрослюдами.

Для формирования вторичных карбонатов регионального распространения благоприятны таежные, лесостепные и степные ландшафты. Морфология их разнообразна- от высокодисперсных продуктов, входящих в глинистые смеси, и хорошо рас-кристаллизованного материала, заполняющего трещины, до плотных конкреций, покровов на обломках пород, массивных натечных образований и травертиновых построек. Их наиботьшая встречаемость связана с выходами вод из преимущественно карбонатных пород на уровне вреза долин 2-го порядка и на уровне долин 3-го порядка - с выходами вод из карбонатно-алюмосиликатных пород. Минералообразую-щей средой формирования, как правило, являются гидрокарбонатные нейтральные и слабощелочные воды с минерализацией порядка 600 мг/л и более. При выходе подземных вод на дневную поверхность зачастую отмечается дифференциация карбо-натсодержаших вторичных новообразований на алюмосиликаты и карбонаты, связанная, главным образом, с углекислотным режимом.

Вторичные карбонатные образования представляют собой полиминеральные смеси, в которых доминирует кальцит На уровне первых процентов встречается арагонит, сидерит, родохрозит и доломит В ассоциации с ними встречаются и оксидно-гидроксидные, силикатные, апюмосиликатные и даже сульфатные минералы.

На локальных объектах, таких как рудные месторождения, новообразования характеризуются многокомпонентностью минеральных смесей, широким спектром совместного нахождения минералов. Например, в окисленных рудах месторождений золота Ольховско-Чибижекского рудного района, детально изученного нами как в минералогическом, так и в гидрогеохимическом отношении (Дутова, Бернатонис, 2001), распространены оксидные, гидроксидные (гетит, гидро гетит, лепидо!фокит, гематит, гидрогематит, псиломелан, пиролюзит), карбонатные (кальцит, арагонит, церуссит, малахит, азурит), сульфатные (барит, англезит, гипс, тетрагидрит, мелан-терит, розениг, халькантит, лангит), глинистые (гидромусковит, и.шит, хлорит, каолинит, галлуазит, монтмориллонит, нонтронит), органические (кафегидроцианит, ульмит) минералы.

Справедливость гидрогеохимического тестирования гидрогенного минералооб-разованич подтверждается и на природно-технических объектах, где процессы мине-ралообразования ускорены человеком. Ярким примером 1аких объектов являются системы водоснабжения, где все технологические процессы сопровождаются образованием значительного количества осадков, которые представляют собой природно-техногенные современные гидрогенные минеральные новообразования осадочного типа

Исследования осадков на водозаборах Томской области позволили с той или иной степенью достоверности идентифицировать 24 минерала, в том числе 9 оксидных и I идрокеидных, 4 карбонатных, 8 фосфатных и 3 алюмосиликатных. Несмотря на единую технологическую направленность водоподготовки (обезжелезивание), минеральный состав осадков имеет особенности, обусловленные ландшафтно-климатическими условиями расположения водозаборов и типом водовмещающих отложений эксплуатируемых горизонтов.

В осадках на оборудовании скважин водозабора Томского Академгородка, эксплуатирующего водоносный горизонт палеозойских отложений в условиях южной тайги, преобладают железистые оксидные и гидроксидные минералы (от 45 до 60%): ферригидрит, гетит, реже - гематит В меньших долях определяются фосфатные (вивианит, скорцалит и штренгит - от 2 до 15%). глинистые (каолинит, 6 - 12%) и карбонатные (кальцит и сидерит - от 3 до 10%) минералы Доля органических минералов составляет 3 - 5%. В осадках на фильтрах, проработавших 5 и менее лет, преобладают железистая (ферригидрит и гематит) и карбонатная (кальцит и арагонит) фазы. Установлено наличие бактериального ферригидрита. В осадках из фильтров, проработавших более 10 лет, преобладает кристаллическая марганцевая фаза (порядка 40%), ос* нову которой составляют слоистый минерал бузерит-1 или 10А.-манганит, реже верна-дит. бернесит. Характерно высокое (20 - 25%) содержание карбонатов, среди которых наряду с кальцитом и арагонитом присутствует родохрозит. В небольших количествах отмечены фосфатные (5 - 7%) и глинистые минералы, органические минералы отсутствуют.

Осадки из фильтров водозаборов, эксплуатирующих горизонты палеогеновых отложений представляют собой слабоокристаллизованные образования, характеризующиеся слоистым строением. В осадках на фильтрах Томского водозабора (южная тайга) преобладают гидроксиды железа - ферригидрит (в том числе, бактериального происхождения), гетит, гематит, лепидокрокит (25 - 35 %) и железистые гидрофосфаты - вивианит, штренгит, штрунцит и рокбриджеит (20 - 30 %). В состав осадка входят карбонаты (10 - 15 %), глинистые минералы группы каолинита (10 - 12 %), небольшое количество марганцевых минералов. Присутствует органическое вещество, возможно, в виде железистых органокомплексов (порядка 5 %). Осадок из фильтра Стрежевского водозабора (средняя тайга) представлен в основном железистыми минералами, фосфатами (порядка 35 %), оксидами и гидроксидами (порядка 20 %) и глинистыми минералами (около 20 %). На долю органических минералов приходится около 10 % Карбонаты практически отсутствуют. Обращают на себя внимание различия внешнего и внутреннего слоев крупных оолитов: внутренний, черный, слой более обогащен органическим веществом и представляет собой тонкую полидисперсную смесь железистых гидрофосфатов (рокбриджеита, дюфренита и вивианита), гидро-ксидов железа (ферригидрита и гетита) и глинистых минералов, а внешний, коричневый. отличается большим количеством гидроксидов железа

Результаты проведенных исследований показали роль вторичного минералооб-разования в формировании химического состава подземных вод и подтвердили достоверность гидрогеохимического тестирования вероятности того или иного вторичного гидрогенного минералообразования, выполняемого на основе термодинамических расчетов. В ряде случаев термодинамические расчеты позволяют по сути дела фиксировать «намерение системы», в то время как существукмцими инструментальными методами минерала еще практически не видно.

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Для количественной оценки процессов формирования подземных вод, массооб-мена, состава и масштабов образующихся равновесных продуктов в системе «вода-порода» использовались методы моделирования, базирующиеся на минимизации

функции свободной энергии и реализованные в ГТК «Селектор», теоретические и математическое основы которых разработаны И К Карповым

Моделирование взаимодействия воды с горными породами проводилось применительно к средним ландшафтно-климатическим условиям Алтае-Саянской складчатой области (Т=10°С, Р^ =1 атм). Влияние атмосферы вводилось через ранее смоделированный состав атмосферных осадков, равновесных с газовым составом атмосферы Роль биосферы учитывалась через парциальное давление углекислого газа (РС02), по отношению к которому система рассматривалась, как открытая. Парциальное давление углекислоты принималось равным от Ю'2,0 до 10"2'5 атм, что, в среднем, соответствует подземным водам юны региональной трещиноватости региона, иногда вводилось более высокое давление (КГ'атм), характерное для вод почвенных горизонтов или вод зон разрывных нарушений.

Исследовалось взаимодействие вод с чисто алюмосиликатными (интрузивными и вулканогенными эффузивами основного состава), чисто карбонатными и алюмоси-ликатно-карбонатными (вулканогенно-осадочными с содержанием кальцита 15 и 4,2 %, осадочными карбонатно-терригенными с содержанием кальцита 82, 47,5; 13 и 3,6 %) образованиями ряда районов Алтае Саянской складчатой области, ранее детально изученных нами в гидрогеохимическом отношении.

Система охарактеризована матрицей из 14 независимых компонентов (К, Na Ca, Mg Fe, AI,Si,S С,Cl.N,H,О,e) и 121 зависимого компонента, в числе которых 74 компонента водного раствора и вода, 10 газов (Н2, 02, N2, NH3, СН4, СО, С02, H2S, S02, S03) и 37 минералов.

Физико-химические расчеты выполнялись по типу «степени протекания реакций», а их результаты представлялись в виде графиков, позволяющих проследить эволюцию состава твердой и жидкой фаз во всем моделируемом интервале. Адекватность моделей реальным природным объектам оценивалась соответствием абсолютных величин и соотношений содержания химических элементов в водах и минералогического состава новообразующих твердых фаз В отношении состава вод в данном случае по аналогии со стехиометрией минералов, вероятно, можно ввести термин ((стехиометрия водного раствора» той или иной стадии взаимодействия с пор') дам и

При моделировании взаимодействия воды с гранитоидами Центральнинского массива (рис 3) система, соответственно формирующемуся минералогическому составу вторичной твердой фазы, характеризуется пятью стадиями эволюции и пятью соответствующими стехиометрическими типами химического состава вод.

При растворении одним литром воды 10 мг исходной породы 70 % массы элементов переходит в жидкую фазу и лишь 30% идет на формирование вторичных минералов каолинита и гетита При дальнейшем растворении (10 - 125 мг породы) формируется каолинит - гидрослюдистая твердая фаза, а распределение элементов характеризуется приблизительно равным отношением твердой и жидкой фаз. Позже вторичные минералы приобретают гидрослюдисто-каолинитовый состав, а затем (при растворении свыше 158 мг породы) сменяются минералами монтмориллонит - гидро-слюдисто - кварцево! о состава При растворении более 889 мг породы в составе твердой фазы появляются карбонаты, а преобладающим является монтмориллонит.

На всех этапах эволюции система характеризуется повышением pH и доли элементов, переходящих в твердую фазу. Наибольшие изменения в поведении химических элементов в воде присущи элементам, входящим в структуры образующихся вторичных минералов, и изменения пи приурочены к границам минеральных зон.

10 ,10'l

'2 24 84 j 8,3

10 20 70 ¡7 7

8 16 56 .¡7,1

6 12 42]65

4 8 28 5,9

2 4 u'i.î

EZ3

п

CZ3

EZZ3

□

Особенно резкие изменения с тенденцией к выводу элементов из раствора присущи калию при образовании гидрослюд, а кальцию и магнию - при образовании карбонатов. На протяжении всей эволюции независимо ведет себя натрий, полностью переходящий в жидкую фазу.

При взаимодействии вод с кварцевыми диоритами на начальной стадии железо связывается гетитом. Позже значимость гетита в удалении железа

уменьшается, но повышается роль монтмориллонитов. Магний при взаимодействии вод с основными породами на определенной стадии связывается образующимися монтмориллонитами, в то время как при взаимодействии с кислыми породами практически полностью переходит в раствор. Для начала

карбонатообразования требуется разрушение относительно меньшего количества основных пород, нежели кислых. Иначе говоря, породы, содержащие большие количества кальция, способны к более раннему равновесию взаимодействующих с ними вод относительно вторичного кальцита

При взаимодействии вод с породами типа основных эффузивов, характеризующихся практически полным отсутствием калиевосодержащих минералов, на первых этапах формируется вторичная фаза, представленная гетитом, каолинитом, кварцем, позднее ассоциация дополняется монтмориллонитами, карбонатами. В этом случае во вторичной фазе гидрослюдистые минералы могут не образовываться вовсе.

Растворение кальцит-доломитовых пород сопровождается обогащением взаимодействующих вод кальцием и магнием. Насыщение вод относительно вторичного кальцита при РС02=10~2-5 атм. наступает в результате разрушения 188 мг исходной породы. Далее обогащение вод осуществляется за счет разрушения только доломита.

Рис 3 «вода

10 100 юоо

7

Масса породы, растворенной литром воды, мг

Результаты моделирования эволюции системы - гранитоиды» при Робщ = 1атм , Т = 10 °С,

РСО,= 10"2'5 атм

1-6 - формирующиеся минеральные фазы 1-гетит;

2- каолинит, 3- гиарослюды, 4 - монтмориллониты, 5- кварц, 6- карбонаты, 7- точки, соответствующие среднему составу подземных вод Центральнинского гранитондного массива

Последний, поставляя в раствор химические элементы, подщелачивает его, в результате чего концентрация кальция в растворе уменьшается, а избыточный кальций связывается образующимся вторичным кальцитом Магний из раствора также частично удаляется в виде изоморфной примеси к новообразующемуся кальциту, но. в целом, происходит его постепенное накопление. После того как система становится равновесной к первичным минералам, содержания Са и Mg в растворе стабилизируются в данных условиях и породы выступают лишь как гидравлические коллекторы подземных вод и химически с ними не взаимодействуют.

Результаты взаимодействия вод с вулканогенно-осадочными образованиями, содержащими 15 % кальцита, отражены на рис 4 В исследуемом интервале разрушения породы выделяется 9 минералогических зон - стадий преобразования При разрушении 01 1 до 3 мг породы от 90 до 99 % массы элементов переходят в воду, а остальные связываются образующимся гетитом Увеличение масштабов преобразования исходных пород до 20 мг приводит к образованию каолинит-гетит-гибситовой зоны.

Далее, по мере увеличения степени преобразования пород и, соответственно, концентрирования элементов в жидкой фазе, в составе образующейся твердой фазы появляются гидрослюды, затем монтмориллониты, карбонаты, кварц и, наконец, хлориты. Железо на всем пути эволюционного развития связывается с широким спектром минералов. На начальных этапах - это гетит, относительная доля которого уменьшается с течением времени. Железо начинает связываться с образующимися монтмориллонитами. Равновесие вод относительно монтмориллонитов наступает при растворении 100 мг исходных пород, и далее на всем пути эволюции

монтмориллонит играет

ведущую роль в минералогическом составе образующейся твердой фазы. На первых этапах, до наступления предела насыщения вод относительно карбонатов, от 99 до 81 % массы элементов переходит в раствор, позже доля элементов в водной фазе резко снижается Даже натрий, хотя и имеющий

Рис 4 Результаты моделирования эволюции системы "вода-вулканогенно-осадочные образования" при Робш = 1 агм , Т= 10°С, РСОг = 102 5 атм

1-7 - формирующиеся минеральные фазы 1-гетит,

2-каолиниг, 3-гидрослюды, 4-монтмориялониты, 5-кварц, 6-карбонаты, 7-хлорот-

небольшой стехиометрический коэффициент, удаляется из вод образующимся монтмориллонитом.

На начальных этапах состав образующихся карбонатов преимущественно кальциевый, далее в них заметно увеличивается доля магния. Границы минералогических зон проявляются в поведении кальция, кремния, калия в водах.

Результаты моделирования взаимодействия вод с карбонатно-терригенными образованиями, содержащими различное количество кальцита, представлены на рис. 5,

Во всех случаях, за исключением системы с содержанием 3,6 % СаС03, начальная стадия взаимодействия характеризуется образованием гиббсит-гетитовой зоны, и чем больше в исходной массе кальцита, тем больше интервал массы разрушения по-' роды, в котором гиббсит-гетитовая вторичная фаза продолжает преобладать.

Масса породы, взаимодействующей с литром воды. мг

М> Ш> 100) ююо

Масса породы, взаимодействующей с литром воды, мг

ЕЗ 1 ÜZ3 = О IZZh ИЗ'

Рис 5. Минералогический состав вторичной твердой фазы системы "вода -карбонатно-терригенные образования с содержанием кальцита А-82%, Б-47,5%, В-13%, Г-3,6% при Робщ =1 атм, Т=10°С, РССЬ =10"2,5 атм ; 1-6 - формирующиеся минеральные фазы: 1— гетит, 2- гиббсит, 3- каолинит, 4- гидрослюды, 5-кварц, 6- карбонаты

При дальнейшем увеличении массы разрушающейся породы минерализациия вод растет, а гетит-гиббситовая твердая фаза сменяется каолинит-гетитовой, каолинит-гидрослюдистой, гидрослюдисто-каолинит-кварцево-гетитовой и, наконец, гид-рослюдисто-каолинит-карбонатно-кварцево-гетитовой. Эта последовательность со-

храняется независимо от содержания кальцита в породе, но чем его больше, тем большим массам разрушающихся пород соответствует начало той или иной стадии вторичною минералообразования Ведущая роль в составе твердой фазы на первых стадиях принадлежит каолиниту, позднее - гидрослюдам Каолинит сохраняется на всем моделируемом интервале растворения исходных пород На поздних стадиях эволюции существенное место приобретает вторичное образование кварца

Начальные стадии взаимодействия вод с породами, независимо от состава исходных пород, характеризуются практическим отсутствием вторичной фазы либо ее мономинеральным составом и узким спектром вовлекаемых элементов С увеличением времени взаимодействия и, соответственно, масштабов разрушения пород расширяется минералогический и элементный состав вторичной фазы, изменяются соотношения образующихся минералов.

Перераспределение химических элементов между жидкой и твердой вторичными фазами зависит от содержания кальцита в исходных породах: с его увеличением соотношение фаз сдвигается в сторону уменьшения доли твердой фазы. В составе жидкой фазы на первых стадиях эволюции системы возрастают содержания кальция и магния, которые в дальнейшем в связи с образованием вторичных карбонатов резко снижаются, уступая ведущую роль натрию, накопление которого в жидкой фазе характерно для всех стадий развития системы.

Соотношение перераспределенных петрогенных элементов между гипергенными образованиями увеличивается в сторону твердой фазы, стадийность образования которой в общем виде представляет последовательность: гиббсит-гетит; гетит-каолинит; каолинит-гидрослюды-гетит, гидрослюды-гетит; гидрослюды-карбонаты; гидрослюды-карбонаты-кремнезем; карбонаты-кремнезем-монтмориллонит. Минералогические же особенности и количественные характеристики составляющих системы в деталях определяются, главным образом, составом вмещающих пород и парциальным давлением углекислоты.

Увеличение парциального давления С02 при взаимодействии вод со всеми типами пород на последовательность вторичного минералообразования в целом не влияет, а лишь сдвигает начало образования тех или иных твердых фаз к более поздним этапам и способствует накоплению больших содержаний элементов в водах.

В водах алюмосиликатных интрузивных и вулканогенно-осадочных образований монтмориллониты становятся ведущими новообразующимися минералами уже на самых ранних этапах, в то время как в карбонатно-терригенных породах равновесие вод к ним не достигается даже на поздних стадиях эволюционного развития системы.

Насыщенность вод относительно кальцита наступает при разрушении любых типов пород, однако масштабы разрушения различны' алюмосиликатных пород для насыщения вод требуется разрушить существенно больше, нежели карбонатных. Кроме того, вторичное карбонатообразование из вод алюмосиликатных пород, по сравнению с водами карбонатных отложений, начинается при меньших концентрациях кальция и в более щелочных условиях. Масштабы вторичного карбонатообразова-ния определяются увеличением рН в результате растворения как кальцийсодержащих, так и бескальциевых минералов и, как следствие, роста избыточного содержания кальция.

Результаты моделирования вполне согласуются с реальными составами природных подземных вод и кор выветривания соответствующих пород в различных ландшафтных зонах региона. Так, например, состав вод, равновесных с каолинитом и гид-

рослюдами, при растворении 30-100 мг алюмосиликатных пород сопоставим с составом вод зоны региональной трещиноватости, дренируемых речной сетью в низкогор-но-таежных районах, а при разрушении большего количества пород - с составом вод более глубоких горизонтов, опробованных нами в горных выработках. Моделируемые составы вод в интервале растворения 70-200 мг карбонатных пород породы отвечают составу вод зоны региональной трещиноватости горных районов умеренно влажного климата, опробованные в Ольховско-Чибижекском районе Моделируемый состав вод вулканогенно-осадочных образований в интервале растворения первых сотен миллиграммов породы аналогичен составу вод зоны региональной трещиноватости, дренируемых речной сетью, а состав вод, полученный при растворении большей массы исходных пород, - составу вод зон разрывных нарушений в вулканогенно-осадочных породах печеркинской свиты нижнего кембрия Салаира. Высокая степень соответствия достигнута и при моделировании состава вод карбонатно-терригенных образований.

5. ПАРАГЕНЕЗИСЫ СОВРЕМЕННЫХ ГИПЕРГЕШЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

Под парагенезисами современных гипергенных образований мы понимаем совокупность формирующихся в единстве геохимических типов водных растворов (по СЛ.Шварневу) и равновесных с ними ассоциаций минералов вторичной твердой фазы. Их существование вытекает из физико-химической сути эволюции системы «вода -порода - газ - органическое вещество», заключающейся в постепенном обогащении вод химическими элементами, которые при достижении уровня минералообразуюнмх величин выводятся из раствора в виде соответствующих детерминировано предопределенных минералов.

Общая характеристика выделенных нами парагенезисов региона приведена в табл 5. Наименование типа парагенезиса отражает минеральный класс новообразую-щейся фазы, являющийся стартующим в цепи эволюционных преобразований. Наименование парагенезиса отражает минерал, являющийся стартующим в цепи эволюционных преобразований внутри того или иного класса. В случае, когда стартующим является минерал другого класса, в название вместе с ним включается и ранее стартовавший минерал основной группы. Индекс подтипа парагенезиса складывается из обозначения парагенезиса и соответствующего порядкового номера в нем. Индекс, дополненный знаком "+М орг", означает разновидности подтипов парагенезисов с органическими минералами.

Формирование парагенезисов в природных условиях генерализованно подчиняется ландшафта о-климатическим высотной и широтной зональностям, а в пределах отдельных ландшафтных зон - параметрам рельефа, составу водовмещающих отложений.

Оксид-гидроксидформирующий парагенезис формируется, главным образом, в атмосфере при взаимодействии осадков с частицами горных пород (пылью), а также в почвенных горизонтах и зонах трещиноватости карбонатных пород в условиях горных тундр, лугов, а иногда и тайги Алюмосиликат-силикатформирущий и карбонат-формирущий - наиболее регионально распространенные парагенезисы. Сульфатфор-мирующий парагенезис формируется в среде миграции подземных вод лесостепных, степных ландшафтов Парагенезисы с органическими минералами приурочены, главным образом, к среде миграции подземных вод средней тайги, где развита глеевая обстановка В ассоциации с органическими минералами зачастую находятся фосфатные минералы.

Таблица 5 Парагенезисы современных геохимических типов вод и ассоциаций минералов вторичной твердой фазы

Геохимические типы вод Ассоциации минералов равновесной вторичной твердой фазы Типы и подтипы парагенезис о в, и их индексы

; Классы и подклассы по минерализации (М г/дмЗ) | . Типы и подтипы по ионно-солевому составу Ж а. Оксиды гидрооксиды Органические Алюмосиликаты Карбонаты Сульфаты Галогениды (флюорит) ипы и их индексы Индексы подтипов пара1енезисов

А1 (гиббеит,) Ре (ферригидрит, гетит, гематит) x с а г Е x а. и с £ [каолинит 1 я Си 3 ж [гидрослюды 1 [Са-монтмориллонкт 1 [Мй- монтмориллонит | £ x о о. о о 2 £ 6 я А § [арагонит 1 [доломит 1 Е 1 [церуссит 1 родохрозит 1 £ x я x =т x малахит | барит I целестин I 1 и с Е

Пресные о 3 с о г; >Ч _] нсо, Са, Са-Ка, Са-Мв, Са-Ыа-М§ 5-6 + + + Оксид-гидроохеидформи рующий (0) 0,/0,+М.,,

6-7 + + + + Алюмосиликатфор мирущий (А-О) (А-0),/(А 0>,+МЧ1,

умеренно пресные (0,2 0,5) 6,5-7,5 + + + + + (А-ОМА-О^+М^,

7 8 + + + + + (А-0)з/(А-0)з+Морг

собственно пресные ( 0,5-1,0) О 0 1 о СП о О X 7,5-8,0 + + + 9 < « 1 г Ё x X а i 1 г* (К-А-О),

7,5-8,5 + + + + - + + + (К-А-О),

N8, №-М8-Са, Ыа-Са, Ка-М^ 7,5-9,0 + + - + + + + + + + (К-А-О)!

Солоноватые слабо умеренно сотоноватые солоноватые (3 -10) 7,5-9,5 + + + + + + + + + + + + + (К-А-О).

б1 В ё -1. о о'6-о из О из О (Л и К 7,5-9,5 + + + + + + + + + + + + + + + + (К-А-О),

7,5-9,5 + + + + + + + + + + 4- + + + + + + + + Сульфатфор миру ющнй (С-(К)-А-О) (С-К-А-О),

6,8-7,4 + + + + + + + + + + + + (С-А-0)г

Региональные закономерности распространения парагенезисов показаны на рис. 6 и в табл. 6.

Рис 6 Распространение основных типов парагенезисов региона 1-алюмосиликатформирующий (А-О), 2-карбонаггформирующий (К-А-О); 3-сульфатформирующий(С(К)-А-0)

Уже на атмогенном этапе в водах накапливается от 20 до 100 мг/л компонентов и формируется твердая фаза, состоящая, главным образом, из оксидов и гидрооксидов, а в условиях южной тайги, лесостепных и степных ландшафтов - еще и в ассоциации с каолинитом.

На биогенном этапе, при взаимодействии с почвенными горизонтами, атмосферные осадки обогащаются углекислым газом, органическими кислотами и биогенными элементами, степень обогащения подземных вод которыми зависит от типа и характера почв. В примитивных почвах гольцовых ланшафтов она минимальна, в дерново-подзолистых почвах таежных ландшафтов достигает уровня формирования глинистых и железисто-марганцовых новообразований, а в лесостепных и степных ландшафтах - способности садки карбонатных и даже сульфатных минералов

На литогенном этапе формирование парагенезисов наиболее стремительно по времени протекает в условиях гольцовых горно-тундровых и луговых ландшафтов. По нашим оценкам, основная разгрузка подземных вод здесь осуществляется в речные долины первого порядка, а длительность взаимодействия вод с горными породами составляет доли года За это время 1 л воды разрушает 50 - 100 мг горных пород. Соленость подземных вод складывается из компонентов атмогенного и литогенного происхождения Низкая интенсивность продуцирования углекислоты почвенными горизонтами способствует формированию слабо щелочных подземных вод. Основными процессами, определяющими гипергенные преобразования, являются растворение карбонатов и гидролиз алюмосиликатов Наиболее распространенным является каолинитформирующий подтип парагенезиса

Таблица 6 Распространенность парагенезисов современных геохимических типов вод и ассоциаций минералов вторичной

| Структуры Ландшафтные и высотные условия Атмосфера Почвы Водовмещающие породы

интрузивные метаморфические вулканогенно-осадочные осадочные

террнгенные карбоната ые гипсоносные угленосные, пиритизирова! ные

Алтае-Саянская складчатая область 1 горно-складчатые сооружения горные тундры и луга высоко-и среднегорья О, О,, 0,+Морг (А-О), (А-О), (А-О), (А-О), О,

горная тайга и леса высоко- и среднегорья О, 0,+Морг (А-О), (А-О), (А-О), (А-О), (А-О),

НИЗК01 орья (А-О), 0,+Морг (А-ОЪ. (А-О), (А-ОЬ (А-О), (А-О), (А-ОЬ, (К-А-О),

возвышенности и предгорья (А-О), (А-0)з+Морг (А-О), (А-О), (К-А-ОЪ (К-А-ОЬ (К-А-О);

горные лесостепи и степн низкогорья (А-О), (К-А-О), (К-А-0)2 (К-А-ОЪ (К-А-О): (К-А-ОЬ (К-А-ОЬ

возвышенности и предгорья (А-О), (К-А-О), (К-А-ОЬ (К-А-ОЬ (К-А-0)з (К-А-ОЬ (К-А-О),

котловины лесостепь, степь среднегорья, низкогорья (А-О), (К-А-О), (К-А-О), (К-А-О), (К-А-О), (К-А-0)5 (К-А-0)5

всхолмленные возвышенности (А-О), (С-К-А-О), (К-А-О), (К-А-О), (К-А-О), (К-А-О)5, (С-К-А-О), (К-А-О),, (С-К-А-ОЬ

Западно-Сибирскаяь плита средняя тайга всхолмленные возвышенности и возвышенные равнины О, 0,+Морг, (А-0),+Морг (А-ОЬ+Морг

южная тайга, подтай га (А-О)! (А-0),+Морг (К-А-О),, (К-А-ОЬ

лесостепь, степь (А-О), (С-К-А-О), (К-А-0)5, (С-К-А-О),

Примечание

парагенезисы в этих условиях не изучены

В ландшафтах горной тайги и лесов основная разгрузка подземных вод осуществляется в речные долины второго порядка Длительность взаимодействия вод с горными породами оценивается несколькими годами, а 1 л воды разрушает до 500 - 700 мг горных пород (табл 7).

Таблица 7. Характеристика современного гипергенного преобразования водо-вмещающих пород ряда районов, расположенных в горно-таежных ландшафтах.

Районы исследований | Высотные условия | Водовмещаощие отложения Масса породы, разру-| шенной 1 л воды, мг Состав вторичной твердой фазы Масса вторичной твердой фазы, образовавшейся из 1 л воды, мг Отношение распределения элементов между твердой и жидкой фазами, % Модуль интенсивности, т/год.км2

разрушения первичных пород образования вторичной твердой фазы

Capan ин-схий (Кузнецкий Алатау) ¡ Среднегорье | Вулканогенно-осадочные 70 Каолинит, гидрослюды 40 40.60 22 1 12 6

Карбонатно-терригенные 85 Каолинит, гидрослюды 46 46 54 26.8 14 5

Ольховско-Чибижекский (Восочный Саян) Карбонатные 140 - - 0 100 30 9 -

Вулканогенно-осадочные 70 Каолинит, гидрослюды 44 37:63 15.5 9.8

Интрузивные (граниты, гранодиори-ты) 57 Каолинит, гидрослюды 32 44 56 12 6 69

Центральнин-ский (Кузнецкий Алатау) 1 Низкогорье I Интрузивные (граниты, гранодиори-ты) 127 Каолинит, гидрослюды 90 29:71 20.4 14 4

Интрузивные (диориты, кварцевые диориты) 135 Каолинит, гидрослюды, монтмориллониты 95 30.70 21.7 15.2

'51 Я ^ а. и X z 1 ё-о gS¿ ш Предгорье Вулканогенно-осадочные 525 Г идрослюды, монтмориллониты 325 38.62 33.0 20 0

Карбонатно-терригенные 760 Гидрослюды 580 47 8 36 6

Преимущественно карбонатные 710 Гидрослюды, каолинит, карбонаты 430 40.60 447 26.9

Высокая интенсивность продуцирования углекислоты почвенными горизонтами способствует формированию околонейтральных подземных вод. Основными процессами являются растворение карбонатов и гидролиз алюмосиликатов. Соленость подземных вод складывается примерно в равных долях из компонентов атмо-, био- и ли-тогенного происхождения. Широко распространенными являются алюмосиликат-силикатная и алюмосиликаг-силикат-карбонатная ассоциации новообразующихся минералов. Минералы первой из них занимают пространства таежных среднегорий и низкогорий, а второй - предгорий, всхолмленных возвышенностей и равнин.

В лесостепных и степных ландшафтах длительность взаимодействия вод с горными породами оценивается нами для горноскладчатых сооружений несколькими десятками, а для межгорных впадинах - сотнями лет Широким распространением пользуются сульфатные натриевые щелочные воды с повышенной соленостью, формирующиеся благодаря разрушению первичных аномосиликатов и гипса и способные к образованию вторичных алюмосиликатов и кальцита, а гакже содовые воды, обладающие карбонагформирующей (кальцит-, доломит-, арагонит- и даже давсонитфор-мирующей) способное! ью Особое значение в формировании этих типов вод приобретают гипсоносные i орные породы и угленосные, зачастую пиритизированные, толщи Возрастает роль процессов испарительного концентрирования вещества Все это приводит к формированию разнообразных геохимических типов вод и ассоциаций вторичных минералов Еще более сложен механизм формирования сульфатных натриевых околонейтральных вод с повышенной соленостью, способных к образованию алюмосиликатов и сульфатов (гипса), но не насыщенных относительно кальцита.

Многофакторность формирования парагенезисов определяет их высокую измен- <

чивоегь не только в регионе, но и в пределах фрагментов геологических структур Пример распространения алюмосиликат-силикатформирующего и карбонатформи-рующего парагенезисов на территории таежных ландшафтов Салаира (Егорьевский район) показан на рис 7 Современное вторичное минералообразование здесь соответствует гетит-каолинит-гидрослюдистой и каолинит-гидрослюдисто-монтморилло-нит-кварц-карбонатной стадиям выветривания Минералы и минеральные ассоциации ранних стадий развиты на верхних уровнях глубинности гипсометрически приподнятых территорий, а поздних стадий - на глубоких уровнях и в гипсометрически низких условиях

Состав разрушающихся пород огражается в раннем равновесии вод преимущественно апюмосиликатных пород с вторичными ашомоеиликатными минералами поздних стадий Это проявляется в меньшей глубине залегания и более высоком гипсометрическом положении зон вторичного образования минералов более поздних стадий, по сравнению с глубиной зон, обязанных выделению минералов из вод преимущественно карбонатных пород

Воды наиболее чистых от алюмосиликатного материала известняков на территориях, характеризующихся наиболее интенсивным водообменном, т е в гипсометрически более высоких условиях, равновесны с каолинитом, а в более пониженных - с ассоциацией кварца я каолинита, следствием чего является пкречнение известняков и формирование пеликанитов.

В водах вулканогенно-осадочных образований в состав равновесной вторичной фазы, кроме гидрослюд, входят гетит и монтмориллониты Роль последних, с увеличением глубины проникновения вод, становится ведущей.

Вне зависимости от тина разрушающихся пород, воды рано или поздно стано- j

вятся насыщенными и пересыщенными относительно вторичных карбонатов. Наибольшая скорость насыщения карбонатами и, соответственно, наиболее высокая гипсометрическая граница вторичного карбонатообразования характерны для вод, взаимодействующих с преимущественно карбонатными образованиями. Воды, разгру- | жающиеся в долины 1-го порядка, равновесны, а в долины 2-го порядка уже пересыщены относительно кальцита (равновесные содержания кальция порядка 100 мг/дм3). В карбонатно-алюмосиликатных образованиях для насыщения нужен более длительный контакт вод с породами, а насыщение карбонатами вод преимущественно алюмо

силикатных образований наступает лишь при длительности контакта, отвечающей разгрузке на уровне долин 4-го порядка, а карбонатообразование связано не столько с увеличением концентраций кальция, сколько с повышением рН раствора, вызванным как растворением кальцита, так и других породообразующих минералов. При повышении абсолютных отметок глубина расположения кровли зоны карбонатообразова-ния увеличивается, уменьшаясь в пониженных частях территории.

ю

11

I

Рис 7 Схематические карты вторичного мннералообразования в зоне миграции подземных вод на глубине вреза долин а - 2-го порядка, б - 3-го порядка, в - 4-го порядка 1-2- зона преимущественно каолинитообразования' 1 - подзона каолинит-гидрослюдисто-гетитового состава, 2 - подзона каолинит-гетит-гидрослюдистого состава 3-4 - зона преимущественного гидрослюдообразования 3 - подзона гидрослюдисто-каолиниг-гетитового состава, 4 - подзона гидрослюдисто-гетит-каолинитового состава 5 - зона преимущественного мон-тмориллонитообраювания 6-7 - зона преимущественного карбонатообразования 6 - подзона карбонатно-гидрос тюдистого состава, 7 - подзона карбонагно-монтмориллонитово! о состава 8 - границы зон, 9 - границы подзон 10-12 - факты вторичного карбонатообразовалия 10 - в реках, 11 - в родниках; 12 - в родниках с аномальными концентрациями сульфат-иона

Кроме региональных параге незисов существуют парагенезисы локального распространения, связанные, главным образом, с рудными месторождениями. В этих условиях формируются геохимические типы вод, из которых образование рудных разновидностей минералов начинается при меньшем количестве растворенных исходных пород и гораздо раньше по времени Рудные карбонаты могут образовываться из вод, имеющих более низкую, чем в региональных условиях, минерализацию, но более вы-

сокие содержания минералообразующих элементов (в данном случае рудообразую-щих - РЬ,Си) Интересны пространственно офаниченные локальные парагенезисы солоноватых кислых сульфатных вод и формирующиеся из них ассоциации сульфатов. силикатов и флюорита Карбонатные минералы в этой ассоциации, как правило, отсутствуют Формирование таких парагенезисов в зоне гипергенеза рудных месторождений обязано растворению сульфидных минералов и, прежде всего, наиболее распространенного из них пирита Например, в изученных нами на Салаирском (восточный Салаир) и Ольховском (Восточный Саян) месторождениях рудничных водах, характеризующихся низкими значениями рН, гидрокарбонатно-сульфатным, сульфатно-гидрокарбонатным составом, где концентрации сульфат-иона составляют сотни и тысячи мг/дм3, содержания микроэлементов (золота, свинца, цинка) весьма велики (Дутова, Бернатонис, 2002) Высокие концентрации элементов обеспечиваются именно активной растворимостью сульфидов, достигающей долей и даже целых г/дм3. Растворение сульфидов, имеющих, как правило, концентрации микрокомпонентов в сотни раз более высокие, чем породообразующие минералы (Прохоров, 1970; Коробейников, Пшеничкин, 1985), не только освобождает их (микрокомпоненты) из минерала-носителя, но и создает среду, благоприятную для накопления в растворе.

Проведенные исследования по изучению влияния эксплуатации месторождений подземных вод показали, что произошедшие за 20-30-летний период изменения гидродинамических условий, вызванные водоотбором и приводящие к формированию депрессионных воронок, сопровождаются трансформацией термодинамического состояния в системе вода - порода и, соответственно, гидро! еохимическими преобразованиями, выражающимися в изменении миграционной способности химических элементов, а в конечном итоге и качества вод Особенности проявления таких воздействий, по нашему мнению, определяются, главным образом, общей ландшафтной спецификой соответствующих территорий.

В среднетаежных ландшафтах ведущую роль в формировании подземных вод играют болота, а зона аэрации, в ее классическом понимании, не выражена, водоотбор из глубоких горизонтов приводит к перетокам и усилению инфильтрации высоко агрессивных кислых органоминеральных вод, соответственно к понижению рН и усилению миграционной способности железа в эксплуатируемом горизонте. Активизация водоот-бора, особенно при слабой защищенности эксплуатируемых горизонтов и наличии литологических окон, способствует интенсификации болотного питания и, соответственно, оглеепию недр. Именно такие процессы мы наблюдаем, например, при эксплуатации Стрежевского месторождения подземных вод. Подкисление вод, обогащение их органическими соединениями и, наконец, создание условий, благоприятных для миграции таких нормируемых элементов, как железо, являются типичными следствиями эксплуатации месторождений подземных вод в этих ландшафтных условиях.

В типичных южно-таежных ландшафтах водоотбор сопровождается аэрацией недр в зонах депрессионных воронок и последующим сдерживанием миграционной способности железа, выпадением его еще в пластовых условиях и уменьшением содержаний в водах.

Ие2* + 0,2502 + 2НСО, + 0,5Н20 = Ре(ОН), + 2С02 РеС03 + 0,2502 + 1,5Н20 = Ие(ОН)з + С02 Ре(НС03)+ + НС03" + 0,2502 + 0,5Н20 = Гс(ОН)з + 2СОг 2Ре2(СОз)з + 6Н20 = 4Ре(ОН)3 + 6С02 Ре(ОН)2" + Н20 = Ре(ОН)3 + Н+

Переход железа из раствора в твердую фазу сопровождается выделением углекислоты или ионов водорода, повышающих кислотность среды и, соответственно, увеличивающих растворимость карбонатов и, как следствие, способствующих подвижности кальция, а с позиций характеристик качества - повышению общей жесткости и минерализации отбираемых подземных вод. Более того, эксплуатация месторождений подземных вод, водовмещающие породы которых пиритизированы, активизирует и окисление сульфидов в зоне аэрации и водосодержащей толще Окисление сульфидов сопровождается подкислением вод, которое тут же расходуется на повышение растворимости карбонатных минералов Появление же в составе вод более высоких концентраций сульфат-иона, в свою очередь, активизирует образование комплексных соединений, чем повышает и усиливает миграционную способность элементов. Поэтому воды способны содержать большие количества элементов, в том числе повышающих общую жесткость и минерализацию (Ошоуа « а1., 1999). 2Ре82+2Н20 + 10г = 2Ре?++ 48042'+ 4Н* 4Ре2+-Ю2+ 4Н+ = 4Ре3++ 2Н20 Ре3++ ЗН20 = Ре00Н+2Н20+ ЗН+ = Ре(ОН)3 + 31Г 4РеБ2+14Н20 + 1502 = 88042 + 16Н++4Ре(ОН)з

Описанные механизмы изменений гидрогеохимических условий с пространственных позиций носят широкий площадной характер Поступление же загрязнителей с поверхности или некондиционных вод из ниже залегающих горизонтов, на наш взгляд также имеет место, но с пространственных позиций носит локальный, ограниченный по площади характер.

6. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Вопросы, рассматриваемые в данной главе, связаны с совершенствованием теории и практики гидрогеохимического метода поисков рудных месторождений, в том числе весьма сложных в поисковом отношении месторождений золота. Особое внимание уделено формированию гидрогеохимического фона рудогенных элементов, разработке приемов количественной оценки выявленных рудных объектов, обоснованию поисковой значимости единичных точек наблюдения и оценке гидрогенной составляющей россыпей золота

Определяющее место в формировании фона принадлежит вещественному составу водовмещающих пород и пространственно-временным факторам (рельеф, климат, интенсивность водообмена и проч.). Общепринятым и достаточно надежным приемом учета состава водовмещающих пород в формировании фона является разделение данных на отдельные породные совокупности. При разделении пространственно-временных данных возникает противоречие между стремлением учесть возможно большее количество факторов и неизбежным сокращением (теоретически до одной реализации) величины выборки, приводящее к уменьшению достоверности статистических расчетов. Вместе с тем, с позиций перераспределения вещества в равновесно-неравновесной системе "вода-порода" к формированию фона рассеянных элементов можно подойти со строгих теоретических позиций. Соображения, положенные в основу такого подхода базируются на следующем:

- основным носителем и поставщиком рассеянных элементов в водные растворы являются породообразующие минералы, содержащие лишь доли процента рассеянных элементов, но составляющие подавляющую массу водовмещающих пород;

РОС МАЦНи!

33 * БИЫИОТЬ,.

С. Петербург ОЭ 900 «г, '

-—■ ■ -г

- элементы, рассеянные в породообразующих минералах, переходят в водный раствор одновременно с разрушением последних по механизму конгруэнтного (например, кальцит или кварц) или инконгруэнтного (полевой шпат, плагиоклазы, роговая обманка и прочие) растворения;

- элементы, вовлеченные в миграцию при разрушении горных пород, перераспределяются между гипергенными образованиями: часть элементов переходит в раствор, другая - связывается новообразующейся вторичной твердой фазой

Соотношение перераспределенных элементов зависит от состава формирующихся твердых продуктов и характера геохимической среды. В условиях многофакторной системы оно зависит от состава разрушающихся пород и стадии эволюции системы «вода - порода». Поскольку для каждых конкретных условий между раствором и вторичной минеральной фазой устанавливается локальное термодинамическое равновесие, балансовое уравнение, характеризующее перераспределение элементов между водой и равновесной вторичной минеральной фазой, имеет вид:

Мп . Сп - М»20 . Сир + Мвтф . Сетф, где Мп - масса первичной горной породы, разрушенной 1 л воды, мкг; Мн¡о - масса петр01енных элементов в 1 л воды, мкг; Мвтф - масса вторичной твердой фазы, образовавшейся из 1 л воды, мкг; Сп - концентрация рассеянного элемента в первичной горной породе, %; СнтО - доля рассеянного элемента в массе элементов, содержащихся в воде, %; Свтф - концентрация рассеянного элемента во вторичной твердой фазе, %

Образование вторичной твердой фазы характеризуется стадийностью - по мере увеличения массы разрушающихся пород минералогический состав формирующейся твердой фазы сменяется от минералов с более простой кристаллической структурой к минералам с более сложной. В этом же направлении увеличивается масса твердой фазы и соотношение перераспределения элементов В общем виде связь образующейся вторичной твердой фазы и разрушающейся породы можно выразить: Мвтф = К1. Мп ,

где К1- коэффициент перераспределения масс петрогенных элементов.

Коэффициент К1 представляет собой отношение масс петрогенных элементов, перешедших в твердую фазу и раствор. Величина его по формальным признакам изменяется от нуля до единицы. При отсутствии вторичной твердой фазы, т е. при конгруэнтном растворении пород до насыщения вод с ними или в самые начальные этапы разрушения алюмосиликатных пород, коэффициент К1 равен нулю При разрушении инконгруэнтно растворяющихся пород величина К1 увеличивается со временем эволюции системы и в реальных условиях может достигать 0,8 - 0,9

Масштабы перехода рассеянных элементов из раствора во вторичную твердую фазу определяются не только количеством формирующейся твердой фазы, но и полнотой ее связи с тем или иным удаляющимся из раствора рассеянным элементом Эта связь может быть выражена зависимостью Свтф = К2.Сп,

где К2 - коэффициент концентрирования рассеянных элементов во вторичной фазе.

Коэффициент К2, представляющий собой отношение содержаний рассеянных элементов во вторичной и первичной твердых фазах, выражает генетическое сродство тою или иного рассеянного элемента с определенной вторичной твердой фазой и зависит как от внутренних свойств самого элемента и твердой фазы, так и от гидрогеохимических условий среды и стадии преобразования системы "вода-порода".

С учетом изложенного балансовое уравнение принимает вил, описывающий значения фоновых содержаний рассеянных элементов' Снр (мкг/л)= 0,01 Мп . Сп .(1 - Ю.К2)

В интервале значимых решений уравнения на произведение коэффициентов накладывается ограничение К1.К2 <"= 1, которое может быть названо условием баланса масс и из которого вытекает необходимость зависимости коэффициента концентрирования рассеянных элементов (К2) от коэффициента перераспределения масс (Ю). В связи с этим потенциально большие способности минералов поздних стадий образования к накоплению рассеянных элементов не могут быть реализованы полностью, а максимальная величина накопления последних оказывается фактически меньшей, чем у минералов начальных стадий

Анализ характера эволюционных преобразований в системе вода-порода позволяет установить особенности поведения и, соответственно, ряд закономерностей в формировании фона отдельных групп элементов:

1 Элементы с постоянным для различной вторичной твердой фазы коэффициентом концентрирования и величиной его меньше единицы характеризуются увеличением содержаний во времени Чем меньше величина коэффициента, тем выше значения фоновых содержаний и шире диапазон их изменчивости.

2 Элементы с постоянным коэффициентом концентрирования и величиной его, превышающей единицу, характеризуются первоначальным ростом и последующим уменьшением фоновых содержаний Для элементов с большей величиной коэффициентов концентрирования характерны более раннее по времени уменьшение концентраций и меньший диапазон изменчивости

3 Элементы с коэффициентом концентрирования, увеличивающимся от минералов начальных стадий к минералам поздних, характеризуются, как и в предыдущем случае, первоначальным ростом и последующим уменьшением содержаний

4 Элементы с коэффициентом концентрирования, уменьшающимся от минералов начальных к минералам более поздних стадий, характеризуются увеличением содержаний во времени Чем выше степень уменьшения коэффициентов во времени, тем активнее рост концентраций элементов.

Эти закономерности, применительно к природным условиям, означакя, что изменчивость фоновых концентраций возможна во времени и пространстве содержания элементов первой и четвертой групп будут увеличиваться, а элементов второй и третьей групп вначале увеличиваться, а затем уменьшаться по мере уменьшения интенсивности водообмена, тес глубиной проникновения вод и понижением высотных условий Поэтому поведение рассеянных Элементов в водах будет подчиняться как вертикатьной, так и горизонтальной зональности При изучении пространственно-временной изменчивости фона на конкретных природных объектах мы можем иметь дело с различными временными интервалами эволюции и оказаться перед фактом изменения как фоновых, та* и аномальных содержаний элементов, причем изменения в зависимости от этапа развития системы могут быть различными по знаку и весьма существенными по абсолютным значениям Изменчивость концентраций и масштабы накопления во временем больше у элементов с меньшими коэффициентами концентрирования, т.е у наиболее подвижных элементов, по общепринятой терминологии.

Таким образом, для расчета фоновых содержаний какого-либо рассеянного элемента в водах необходимы оценка современного гипергенного преобразования пород (растворимости исходных горных пород и соотношения перераспределения элементов

между водой и новообразующейся твердой фазой), сведения о содержаниях его (элемента) в первичных породах и вторичных минеральных образованиях.

Предлагаемый подход особенно важен при опробовании единичных водопрояв-лений, таких как, скважины, вскрывающие внутренние части геологического разреза, и источники разгрузки вод зон разрывных нарушений, с металлогенических позиций благоприятных для локализации рудных объектов. Их количество обычно недостаточно для проведения статистических приемов обработки данных, что затрудняет использование этой уникальной по глубинности и металлогенической предрасположенности информации.

Этим подходом можно воспользоваться и для прогнозной оценки ресурсов разрушающихся рудных объектов. Уравнение для оценки ресурсов рудного объекта, представленное в самом общем виде, может быть записано следующим образом: />= Си. И. у ,

где Р - ресурсы рудного объекта, т; Сп - концентрация рудогенного элемента в разрушающихся породах, %; V - объем разрушающихся пород рудного объекта, м3; у -объемный вес пород в разрушающемся рудном объекте, т/м .

Приведенное выражение внешне мало отличается от уравнений, используемых в рудной геологии, однако, внутренняя структура его резко отлична, что находит отражение в подходе к определению входящих величин. Если в рудной геологии объемы определяются на основании картографического материала и данных бурения, а концентрации - по результатам анализа геохимических проб, то в нашем случае определение этих параметров опирается на балансовые расчеты, обоснование которых приведено ранее, и морфосгруктурно-гидрогеологические построения.

Наиболее корректным определение концентрации рудогенного элемента по гидрогеохимическим данным является при одновременном опробовании подземных вод и соответствующих им вторичных минеральных образований. В этом случае

Си = (100 . Сн^о + Мвтф . Свтф)/Мп, где Сп - концентрация рассеянного элемента в первичной горной породе, %; Снр -концентрация рассеянного элемента в подземных водах, мкг/л; Свтф - концентрация рассеянного элемента во вторичной твердой фазе, %; Мвтф - масса вторичной твердой фазы, образовавшейся из 1 л воды, мкг; Мп - масса первичной горной породы, разрушенной 1 л воды, мкг.

Входящие в уравнение концентрации рудогенного элемента в подземных водах и вторичной твердой фазы определяются прямым анализом проб, отобранных при натурном обследовании территории, а массы разрушающейся породы и формирующейся вторичной твердой фазы, приведенные к 1 л воды,- балансовыми расчетами Учитывая стоящие перед подобными расчетами задачи (ориентировочная оценка ресурсов рудного объекта), можно говорить об их высокой эффективности. Выполненные нами по приведенным формулам расчеты для водопроявлений шхт. Северной Централь-нинского района вполне согласуются с данными непосредственно геохимического опробования.

Приведенные выше соображения использованы для обоснования рудогенери-рующей роли подземных вод на примере наиболее проблемных в этом отношении золоторудных объектов. Распределение золота в водах нами было изучено на территории Егорьевского золоторудного района Салаира, характеризующегося повышенной растворимостью водовмещающих пород и наличием золото-сульфидной минерализации, и Центрального рудного поля Кузнецкого Алатау (Дутова. 1998; Шварцев,

Дутова, 2000), характеризующегося, главным образом, кварц-золоторудной минерализацией в гранитоидах, минералы которых имеют низкую растворимость в природных водах зоны гипергенеза

Механизмы мобилизации золота определяются формой его нахождения в конкретных минеральных фазах, а также характером и степенью растворения и выщелачивания горных пород или руд в условиях конкретной геохимической обстановки. Золото, рассеянное в породообразующих минералах, переходит в водный раствор одновременно с их конгруэнтным (кальцит, доломит, кварц) или инконгруэнтным (полевой шпат, плагиоклазы, роговая обманка) растворением и перераспределяется между жидкой и новообразующейся твердой фазами

Балансовые расчеты, проведенные нами на основе средних показателей современного гипергенного преобразования пород и сведений о содержаниях золота в первичных и вторичных образованиях, показали, что в фоновых условиях Егорьевского района каждый литр воды, растворяя различные водовмещающие отложения-носители золота, вовлекает в гипергенную миграцию 3,41 - 3,95 нг золота Большая доля такого золота обеспечивает при этом формирование его содержаний в водах на уровнях, сопоставимых с величинами измеренных средних значений (табл 8) Водам преимущественно алюмосиликэтных, карбонатно-алюмосиликатных образований, с мегаллогенических позиций наиболее благоприятных для локализации золотого ору-денения, свойственны более высокие средние значения содержаний золота

Таблица 8 Содержания золота в водах разных типов пород Егорьевского района, нг/л

Параметры Все типы подземных вод, в целом Воды разных типов водовмещаюших пород

Преимущест венно алюмосилика тных <€рб) Карбонатно-алюмосилика тных (СвПй) Карбонатно-алюмосиликатных (Пп) Преимуществ енно карбонатных (€¿0

Пределы 0,36-24,0 0,43-23,5 0,36-23,8 1,36-9,19 0,74-7,1

Среднее 3,22 3,04 3,66 3,66 2,44

Число анализов 360 103 170 26 23

В фоновых условиях Центрального рудного поля каждый литр воды растворяя гранитоиды, вовтекает в гипергенную миграцию значительно меньшие количества (0,46 нг) золота, при тгом обеспечивает формирование его содержания в водах на уровне 0,22 нг/л. Такой же порядок содержаний, составляющих десятые доли, редко целые, при средних 0,2 нг/л, мы видим и по реальным измеренным значениям золота в водах этого района

Дальнейшее поведение золота определяется особенностями эволюции соответствующей фазы-носителя (твердой или жидкой). Часть золота, связанная твердой фазой, в ходе денудационных эрозионных процессов выносится за пределы рудных объектов и концентрируется, создавая в той или иной степени обогащенные золотом горизонты в осадках речных долин и почвах Растворенное золото рассеивается с водными потоками, однако при определенных условиях способно к концентрированию и образованию элементарных форм В потьзу этого имеется множество доказательств (Нестеренко и др., 1985, Росляков, 1981; Белеванцев и лр, 1982; Димон и др, 1982; Варшал и др , 1984; Погребняк, 1983; Королева и др., 1984; Казьмин, Королева, 1990; Абрамов и др, 1993).

Формы миграции растворенного золота и способность вод к его выведению из раствора с образованием самостоятельной самородной твердой фазы рассчитывались нами для фоновых вод северо-западного Салаира и рудничных вод Салаирского промышленного месторождения - яркого представителя колчеданно-полиметаллической формации, содержащей золоторудную минерализацию. Расчеты проведены с использованием программного комплекса НС32 (Букаты, 2002). Рассчитывались как собственные, так и комплексные формы миграции: Аи3+, Айв", АиН8, АиН,5+, (Аи(Н8)2)', АиНз82, (Аи(Н28)2)+, (Аи(С1)2)', (Аи(С1)4)\ Аи+, АиОН, АиОНСГ, (Аи2Н283)2\

В среде пресных гидрокарбонатных кальциевых вод, образованной растворением породобразующих минералов-носителей, миграция истинно-растворенного золота осуществляется, главным образом, в виде гидроксокомплексов, причем воды с концентрацией золота в 3-4 нг/л, уже способны к выведению золота из раствора и новообразованию твердой металлической составляющей (табл. 9).

Таблица 9. Особенности миграции и концентрирования золота в подземных водах _Салаира_

Характеристика вод Формы миграции золота* Способность вод к новообразованию гидрогенного

рн ЕЬ Тип вод Минерализация, г/л Главные Второстепенные Редкие

7,4 300 НСОз-Са 0,4 АиОНСГ АиОН золота*"

100 НСОз-Са 0,4 АиОНСГ АиОН +

0 НСОз-Са 0,4 АиОНСГ АиОН +

6,9 500 804-Са 2,2 АиОНСГ АиОН, АиС12 +

200 804-Са 2,2 АиОНСГ АиОН, АиС12' +

0 804-Са 2,2 АиНЭ, АиОНС! АиН,8" +

4,1 0 80,-Са 1.2 АиН28+, АиНБ -

2,6 500 804-Са 1,3 АиС12, АиОНС! Аи* +

200 вО.-Са 1,3 АиНгЭ' -

0 804-Са 1,3 АиН382, Аи(Н28)2)" -

Примечание * главные - доля форм которых более 25 %; второстепенные - от I % до 25 %, редкие - от 0,1 % до I % валового содержания **" + " - высокая, " - " - низкая

В восстановительных условиях, в кислых средах сульфатных растворов преобладающими являются серосодержащие комплексы золота. Формирующиеся кислые среды рудничных вод, способны значительно увеличивать растворимость золота. При смене восстановительных условий на окислительные серосодержащие комплексь золота, переходят в гидроксокомплексы, растворимость золота падает и происходит почти полное его выделение в форму Аи°. По мнению ряда авторов, именно механизм выведения золота из обогащенных растворов является основным при формировании золотоносных россыпей (Шишкина, Дмитриев, 1991) В то же время, на наш взгляд, формирование гидрогенной составляющей россыпей может быть обусловлено поступлением золота из фоновых вод

Способность вод к концентрированию золота многократно усиливается в среде аллювиальных отложений речных долин, где создается целый ряд условий (фильтрационных, термодинамических и пр.), благоприятствующих гидрогенному золотообра-зованию. Аллювиальные отложения, составляющие лишь доли процента от объема

генерирующего пространства, выступают в качестве фильтров, принимающих восходящую разгрузку вод коренных пород, являющихся в этом случае областью генерации и транзита продуктивной фазы Генерализованные потоки вод собственно четвертичных ошожений, богатых кислородом и активных в физико-химическом отношении, смешиваются здесь с восходящими потоками вод коренных пород, характеризующимися более восстановительными средами что создает благоприятные условия для гидрогенного минератообразования, в т.ч и золотого Центрами минералообразования для вновь образующегося [ идрогенного золота становися крупное гипогенное золото, обладающее химической инертностью, но в силу тесного химического сродства формирующее с ним прочнейшие связи, каких золото не образует с другими минералами

Количественная оценка гидрогенного концентрирования золота выполнена нами для Егорьевского района, известного широким распространением аллювиальных россыпей Расчеты произведены для у средненной линейной продуктивности осаждения гидрогенного золота, приведенной к 1 км протяженности аллювиальных оттожений речных долин различных порядков В качестве расчетной величины для оценки количества золота участвующего в минератообразовании, с достаточным запасом прочности принята концентрация в 1 нг/л, достоверность которой вытекает из результатов физико-химических расчетов и анализа фактической изменчивости концентраций золота в водах, где явно идет процесс минералообразования. Как видно из табл 10, воды, разгружающиеся в долины 4-5 порядков, имеют вдвое более низкие содержания золота, по сравнению с водами, разгружающимися в долины первых порядков

Таблица 10. Содержания золота в водах Егорьевского района, разгружающихся в

речные долины разных порядков, нг/л

Параметры Порядки речных долин

1 2 3 4-5

Пределы 0,43-15,8 0,42-23,3 0,44-21,5 0,34-4,36

Среднее 3,31 3,29 2,95 1,71

Число анализов 37 114 121 12

В числе параметров, контролирующих объем подземных вод, участвующих в минератообразовании, приняты средние значения линейных расходов подземного питания Длительность процесса принята отвечающей времени формирования основной массы аллювия, которое, согласно ориентировочным >роностратиграфическим оценкам, составляет от 10 тыс. лет для долин 2-го порядка до 50 тыс лет для долин 5-го порядка

Результаты расчетов, приведенные 6 табл 11, показывают, что линейные расходы подземных потоков способны обеспечить формирование 01 1,2 до 19,7 кг/км гидрогенного золота

Таблица 11 Оценка масштабов гидрогенного концентрирования золота

Характеристики бассейнов Рдинииы измерения Порядки долин

2 3 4 5

Линейный расход подземного питания рек л/(с.км) 3,7 4,4 5,8 12 •>

Время формирования осадков тыс лет 10 15 25 50

Концентрация золота, пошедшего на формирование гипрогенной составляющей нг/л 1 1 1 1

Линейная продуктивность гидрогенного золота кг/км 1,2 2,1 4,5 19 7

Линейная продуктивность золота в россыпях* кг/км 57 98 126 153

Доля гидрогенного золота % 2 2 4 13

Примечание *по оценкам С В Колтунова

Доля такого золота составляет от 2 до 13 % от средней линейной продуктивности россыпей, что уже сопоставимо с долей высокопробных гипергенных разностей, которая, по оценкам Г.В.Нестеренко, достигает 10-40 %. Следует напомнить, что указанные значения определены при минимальных значениях концентраций и расходов, вариации которых могут достигать 2-2,5 раз. Это позволяет утверждать, что расчетная гидрогенная составляющая может быть существенно увеличена.

Тем самым реально доказана возможность реализации потенциала рудогенери-рующих процессов, заложенного в механизмах эволюционного развития системы вода-порода, а точнее фундаментального свойства системы вода-порода, заключающегося в способности избирательно концентрировать в растворе элементы за счет водо-вмещающих горных пород и на определенном этапе формировать из них рудные минералы, постулированной ранее С ЛШварцевым (1995).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В пределах Алтае-Саянской складчатой области и ее платформенного обрамления происходит формирование широкого спектра геохимических типов вод зоны ги-пергенеза умеренного климата горно-складчатых и платформенных (равнинных) сооружений, равновесных с весьма обширным набором минералов В Алтае-Саянской области при снижении абсолютных отметок земной поверхности, уменьшении степени расчлененности рельефа и смене ландшафтных условий от горных тундр и альпийских лугов (высокогорье) через умеренно влажную лесную зону (среднегорье) до лесостепных ландшафтов с черноземными почвами, а в прилегающих территориях Западной Сибирской платформы с севера на юг, под влиянием широтной смены ландшафтов, происходит увеличение общей минерализации подземных вод и рост содержаний большей части химических элементов, увеличение роли комплексных форм их миграции и расширение спектра минералов равновесной вторичной фазы.

Важнейшую роль в формировании химического состава подземных вод играет вторичное гидрогенное минералообразование. В процессе эволюционного развития системы вода-порода минералы равновесной вторичной фазы выводят из подземных вод элементы, лимитируя уровень их накопления в жидкой фазе и предопределяя тем самым условия для закономерной смены геохимических типов подземных вод.

Основной закономерностью эволюционных преобразований системы является стадийность вторичного минералообразования и, следовательно, формирования химического состава подземных вод В соответствии с длительностью эволюционного процесса, определяющейся временем взаимодействия подземных вод с породами, г.е. интенсивностью водообмена, зависящей от гидрогеодинамической обстановки и, главным образом, от параметров рельефа, стадийность находит отражение в парагене-тических ассоциациях гипергенных продуктов. Основными парагенезисами в регионе являются оксид-гидроксидформирующий, алюмосиликатформирущий, карбонат-формирущий и сульфатформирующий парагенезисы, каждому из которых присущи «

совершенно определенные геохимические типы подземных вод и ассоциации вторичных минеральных новообразований. Варианты возможных композиционных составов и количественных соотношений минералов вторичной твердой фазы, наличие или отсутствие тех или иных минералов в ней, изменения кислотности жидкой фазы и ее состава, "старт" того или иного минералообразования и соотношение перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами определяются степенью преобразования горных пород и парциальным давлением углекислоты.

В пределах рудных месторождений подземные воды характеризуются пестротой состава, появляются их геохимические типы, несвойственные для соответствующих ландшафтно-климатических условий, возрастают концентрации практически всех элементов, значительно расширяются спектры форм миграции элементов и их миграционные возможности, которые ограничиваются способностью элементов к формированию вторичных твердых фаз.

Рудогенные элементы (марганец, барий, свинец, стронций, золото и др.) на определенном этапе взаимодействий в системе вода-порода способны к вторичному ми-нералообразованию в виде собственных минералов даже из фоновых вод.

Эволюционные механизмы мобилизации, переноса и концентрирования рудо-генных элементов, в том числе и рассмотренного нами золота, являются частью общего рудогенерирующего процесса, присущего системе вода-порода в целом Масштабы концентрирования золота определяются физико-химическими процессами вторичного минералообразования, количеством вод, участвующих в минералообразовании, и длительности этого процесса По мере увеличения времени взаимодействия воды с горными породами содержания золота растут, достигая уровня формирования самостоятельных минеральных форм. С общих гидродинамических позиций для формирования гидрогенного низкотемпературного золота наиболее благоприятны долины рек крупных порядков.

Результаты работы представляют интерес как в теоретическом отношении (вопросы формирования подземных вод, эволюции гидрогеохимических сред, вторичного минералообразования и др.), так и с точки зрения решении широкого круга прикладных задач.

Проведенные исследования, учитывающие гидродинамические особенности и геологическую деятельность подземных вод региона, открывают перспективы для разработки новых методов в технологии поисков новообразующихся рудных объектов и, прежде всего, россыпных золоторудных, характеризующихся экономической привлекательностью, а также способствуют совершенствованию приемов прогнозирования первичных рудных месторождений. Разработанные приемы оценки гидрогеохимического фона, содержания рудогенных элементов в разрушающихся породах и ресурсов рудных объектов позволяют существенно повысить информативность интерпретации результатов поисково-разведочных работ и могут использоваться на любых их стадиях.

Результаты исследований могут быть использованы и при решении проблем, связанных с поисками, разведкой, эксплуатацией месторождений подземных вод и организацией экологически безопасного водоснабжения, а также при обосновании экологических мероприятий по охране вод от загрязнения, что может дать большой экономический и социальный эффект. Перспективно расширение исследований по оценке и прогнозированию эволюционных изменений гидрогеохимических условий, вызванных техногенным воздействием, в том числе и эксплуатацией месторождений различных полезных ископаемых. В частности, при решении технологических вопросов водоподготовки на месторождениях подземных вод необходимо учитывать прогноз эволюционных изменений гидрогеохимических условий, вызванных эксплуатацией, что иногда может привести к пересмотру первоначально выбранных технологических схем. Вторичные минеральные новообразования, формирующиеся в водной среде и интегрально отражающие ее состояние в период образования осадка, могут служить дополнительным источником информации об экологическом состоянии тер-

ритории и, соответственно, могут быть использованы для ретроспективного восстановления и анализа ситуаций в соответствующие периоды времени. Интересны и важны, на наш взгляд, дальнейшие исследования механизмов поступления, трансформации и транспортировки загрязняющих веществ в водонапорных системах.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Водные ресурсы Ширинского района Республики Хакасия (Раздел «Водоснабжение населения») / В.П. Парначев, И И. Вишневецкий,.. Е.М. Дутова [и др.].-Томск: изд-во ТГУ, 1999.-171 с.

2. Обеспечение населения Республики Хакасия питьевой водой / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, К.И. Кузеванов [и др.].- Абакан, КПР по РХ, 1999.-118 с.

3. Подземные воды Республики Хакасия и водоснабжение населения / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, A.A. Булатов, К.И. Кузеванов.-Томск: Изд-во HTJI, 2001.-300 с.

4. Минеральные новообразования на водозаборах Томской области / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, Г.М. Рогов [и др.]. - Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 176 с.

5. Путеводитель по природным водам полигона учебных геологических практик в Северной Хакасии / Ю.Г. Копьшова, Е.М. Дутова, Б Д Васильев [и др.] -Томск: Изд-во ТПУ, 2005.- 151 с.

6. Шварцев С.Л. Применение методов физико-химического моделирования при гидрогеохимических поисках рудных месторождений в условиях юго-востока Западной Сибири / С.Л. Шварцев, Ю.Г. Копьшова, Е.М. Дутова // Физико-химическое моделирование в геохимии и петрологии: тез Всес. совещ - Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1980.- С. 161-163.

7. Дутова Е.М. Изучение условий формирования химического состава вод при выделении и обосновании гидрогеохимических аномалий / Е.М.Дутова, Ю.Г.Копылова, Д Т.Салимбаева [и др ] // Гидрогеохим. методы поисков рудных месторождений.- Новосибирск: Наука, 1982.- С. 172-177.

8. Дутова Е.М. Роль морфоструктурного метода при геохимическом районировании и некоторые вопросы применения геохимических поисков на юго-востоке Западной Сибири / £.М.Дутова, Ю.Г.Копылова, А.А.Лукин, Н.И.Уразлин // Гидрогеохимические методы поисков рудных месторождений -Новосибирск: Наука, 1982,- С. 129-136.

9. Дутова Е.М. Взаимодействие подземных вод с гранитоидами Центральнин-ского массива / Е.М.Дутова, С.В.Власов // Геохимия и геофизика Восточной Сибири: тез. XI конф. молодых сотрудников,- Иркутск, 1984. - С.165-166.

10. Дутова Е.М., Пути совершенствования поисков по вторичным ореолам и потокам рассеяния / Е.М.Дутова, С.Л.Шварцев // Гидрогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых: тез. Всесоюз. совещ.- Томск, 1986 - С. 62-63.

11. Дутова Е.М. Изучение современного карбонатообразования Алтае-Саянской складчатой области / С Л.Дутова, С.Л.Шварцев, Ю Г.Копылова // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления: тез. конф.-Тюмень, 1987,- С. 28-29.

12. Shvartsev S.L. Hydrogeochemical criteria of ore deposits exploration in siberian conditions / S.L. Shvartsev, N.M. Rasskasov, U.G Kopylova, E.M. Dutova // 12-th international geochemical exploration symposium 4-th symposium on methods оf geochemical prospectmg.- Orléans - France, 1987. P. 109.

13. Шварцев С.Л. Распределение изотопов углерода в подземных водах низкогорных районов юго-востока Западной Сибири / С.Л Шварцев, Н.К.Григорьев, Е.М.Дутова, Ю.Г.Копылова // Изотопы в гидросфере, тез. 3-го Всесоюзного симпозиума, г. Каунас,- Москва, 1990.-С. 326-327.

14. Дутова Е.М. Изучение современных гипергенных преобразований, связанных с взаимодействием вод с породами // Физико-химическое моделирование в геохимии и петрологии на ЭВМ: матер II Всес совет , ч 2 - Иркутск, 1988 -С. 65-67

15. Копылова Ю.Г. Гидрохимическая карта северо-западного Салаира как элемент локального металлогенического анализа и прогноза / ЮГ. Копылова, Е.М. Дутова, В Я. Бычков [и др.] // Геохимические критерии прогнозной оценки

' оруденения,- Новосибирск: Наука, 1990.- С. 129-134.

16. Копылова Ю.Г Опыт применения гидрогеохимического метода при поисках полезных ископаемых на северо-западном Салаире / Ю.Г. Копылова, Э.И Большаков, Е.М. Дутова [и др.] // Гидрогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых.- Новосибирск' Наука, 1990.- С. 55-71.

17. Рогов Г.М. Некоторые проблемы водоподготовки на водозаборах из подземных источников / Г.М. Рогов, Д С. Покровский, Е.М. Дутова // Изв. вузов Строительство.- 1993.-№ 9.- С. 98-102.

18. Дутова Е.М. Особенности геохимии подземных вод ряда районов Алтае-Саянской складчатой области / Е.М. Дутова, Д.С. Покровский // Новые данные о геологии и полезных ископаемых западной части Алтае-Саянской складчатой области,- Новокузнецк, 1995.- С. 63-66.

19. Вологдина И.В. Минеральные новообразования подземных водозаборов г.Томска / И.В. Вологдина, Е.М. Дутова, Д.В Лычагин, Д.С.Покровский // Проблемы геологии Сибири - Томск: Изд. ТГУ, 1996.- С. 294-295.

20. Основы практической гидрогеологии и инженерной геологии / Т Я Емельянова, К.И.Кузеванов, Е.М.Дутова // Учебное пособие.- Томск: Изд ТПУ, 1997 -78 с.

21. Дутова Е.М. Гидрогеохимические особенности Центральнинского рудного района // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири: матер, конф,-Томск: Изд-во ТГУ, 1998.- Т. З.-С. 257-260.

22 Dutova Е.М. The chemical and microbiological composition of urban groundwater, Tomsk, R ussia / E .M.Dutova, N.G. Nalivaiko, К .1 Kuzevanov, J.G Kopylova // Proceedings of the XXVIIth Congress IAH. -Nottmgham, UK, 1998 -v.2, P. 371376.

23 Вологдина И В Изучение минеральных новообразований подземных водозаборов г Томска /ИВ Вологдина, Д В.Лычагин, Е.М. Дутова // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Т 3 - Томск: ТГУ, 1998. С. 38-42.

1 24. Копылова Ю.Г. Эколого-геохимическое состояние горно-таежных ландшафтов

Салаира /ЮГ Копылова. Е.М.Дутова, Т.И Романова // Обской Вестник 1999, №3-4.-С. 100-104.

25. Покровский Д.С. Опыт разработки региональных программ по обеспечению населения питьевой волой / Д.С. Покровский, Г.М Рогов, Е.М Дутова, К.И. Кузеванов // Техника и технология очистки и контроля качества воды: тр ме-ждунар. конф..-Томск, ТПУ, 1999.-С. 32-35

26. Покровский Д.С. Методические аспекты разработки комплексной целевой программы «Обеспечение населения Республики Хакасия питьевой водой» / Д.С. Покровский, Е.М Дутова, К.И Кузеванов // Матер, регион, конф. геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока Сибири. Т. 1 .-Томск, 2000 -С. 433-435.

27 Покровский Д.С. Проблемы загрязнения подземных вод нефтепродуктами в Республике Хакасия / Д.С. Покровский, Н.Г. Нагшвайко, Е.М Дутова, и др. // Матер, регион, конф. геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока <

Сибири. T.II .-Томск, 2000.-С. 231-234.

28. Дутова Е.М. Химический и микробиологический состав подземных вод и поверхностных водопроявлений территории Томска / Е.М Дутова, К.И Кузеванов, Д.С. Покровский и др. // Материалы регион, конф. геологов Сибири, \ Дальнего Востока и Северо-Востока Сибири. Т. l.-Томск, 2000.-С. 373-375.

29. Покровский Д. С. Минеральные новообразования водозабора Томского Академгородка / Д.С. Покровский, Е.М. Дутова, И. В Вологдина // Минералогия техногенеза - 2000.-Миасс: Имин УрО РАН, 2000 -С. 172-175

30. Покровский Д С. Проблемы водоснабжения населения юга Сибирского региона / Д.С. Покровский, Г.М. Рогов, Е.М. Дутова, B.C. Москалишин // Вестник ТГАСУ.- 2000.- №2,- С. 159-169.

31. Покровский Д. С Изучение процессов минералообразования на водозаборах Томской области / Д С. Покровский, Е.М. Дутова, И.В.Вологдина // Водоснабжение и водоотведение: качество и эффективность / Тр. III междунар. на-уч.-практич. конф.- Кемерово: СибГИУ ЗАО «Экспо-Сибирь», 2000,- С. 69-70.

32. Дутова Е.М. Особенности формирования гидрогеохимического фона рассеянных элементов в условиях гумидного климата // Материалы регион конф геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока Сибири. Т. 1.-Томск, 2000,-С. 369-372.

33. Poliyenko A.K. Urinary stones investigation and influence of the water factor to their formation in a human organism / A.K. Poliyenko, E.M. Dutova // Proceedings KORUS 2 000 The 4 th К orea-Russia I nternational S ymposium S cience and Technology at the University of Ulsan, Republic of Korea, 2000.- P. 278-283

34. Волкотруб Л.П Изучение влияния состава питьевых вод на состояние мочевы-водящей системы животных (экспериментальные исследования) / Л.П Волкотруб, Е.М. Дутова, Н Ю. Мотовилова и др // Проблемы геологии и геохимии юга Сибири: матер, научной конференции.- Томск, 2000,- С. 181-185

35. Дутова Е.М. Геохимия подземных вод и процессы вторичного минералообра- 1 зования на северо-западном Салаире // Известия ТПУ - Т. 304, Вып 1.- 2001 -

С. 244-261

36. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия, механизмы и масштабы мобилизации золота в зоне гипергенеза (на примере Центрального рудного поля Кузнецкого Алатау) / С.Л. Шварцев, Е.М. Дутова // Геология рудных месторождений.- 2001,- №3.-С. 252-264.

37. Покровский Д.С. Проблемы водоснабжения населения Томской области / Д.С. Покровский, Ю.В Макушин, Е.М. Дутова, Г.М. Рогов // Вестник ТГАСУ -2001,-№1,- С. 154-165.

38. Покровский Д.С. Минеральные новообразования на водозаборе г.Стрежевого/ Д С. Покровский, Е.МДутова, И.В. Вологдина и др. // Вестник ТГАСУ. -2001.-№1-С. 136-146

39. Дутова Е.М. Неорганические формы миграции химических элементов в подземных водах Алтае-Саянской складчатой области / Е.М. Дутова, Н В Душе-хватова, О.Н. Соловьева, Е.В. Сергеев // Гидрогеология и инж. геология. Геоэкология и мониторинг геологической среды матер, межд научн.-техн. кон-фер. «Горно-геол. образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производ-ства».-Томск: Изд-воТПУ, 2001.- С. 17-23.

40. Наливайко Н Г. Экогеохимические особенности родников на территории города Томска/ Н.Г. Наливайко, К.И.Кузеванов, Е.МДутова // Обской вестник. -2001.-№ 1-2,-С. 81-89.

41. Покровский Д.С Минеральные новообразования на Томском водозаборе из подземных источников /' Д С.Покровский , Е.М. Дутова, И В. Вологдина // Обской вестник.- 2001,- № 1-2.-С. 13-21.

42. Дутова Е.М. Химический состав и качество вод хозяйственно-питьевого назначения Республики Хакасия / Е.М. Дутова, Д.С.Покровский // Обской вестник.-2001.-№ 1-2.-C. 113-121.

43. Полиенко А.К. Выявление корреляции между минерально-геохимическими особенностями мочевых камней и составом питьевой воды / А.К. Полиенко, Е.М. Дутова // Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования: матер, конфер,- Чита, 2001.-С. 303-304.

44 Дутова Е.М. Геохимия подземных вод Ольховско-Чибижекского рудного района / Е.М. Дутова, В.К. Бернагонис // Известия ТПУ - 2002,- Т. 305 - Вып. 6.-C. 366-379.

45. Покровский Д.С Состав минеральных новообразований на водозаборах из подземных источников Томской области / Д.С Покровский, Е.М. Дутова, Г.М. Рогов, И.В. Вологдина // Изв. вузов. Строительство - 2002,- № 4 - С. 9296.

46. Покровский Д.С. Природно-техногенное минералообразование на фильтрах обезжелезивания водозабора Томского Академгородка / ДС. Покровский, Е.М. Дутова. И.В. Вологдина, A.C. Тайлашев // Известия ТПУ.- 2002.-T 305.-Вып. 6 - С. 319-329.

47. Дутова Е.М. Особенности миграции и концентрирования химических элементов в подземных водах Алтае-Саянской складчатой области // Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России,- Иркутск: Изд-во ИрГТУ.-2003.-С. 147-149

48. Дутова Е.М. Высотная гидрогеохимическая зональность Алтае-Саянской складчатой области. Материалы научной конференции по проблемам поисковой и экологической геохимии Сибири // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. С. 65-69.

49 Петрова O.E. Изотопный состав углерода и кислорода травертиневых родников Колывань-Томской складчатой зоны / О.Е Петрова, Е.М. Дутова, Ю Г.

Копылова, Н.Л Падалко // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири,- Томск: Изд-во ТГТУ, 2003. -С. 101-104.

50. Шварцев С.Л. Развитие научных идей П А Удодова / С.Л Шварцев, Е.М. Дутова, Н.М.Шварцева и др. // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. С. 21-24.

51. Дутова Е.М. Физико-химическое моделирование процессов взаимодействия подземных вод с горными породами в условиях зоны гипергенеза. //Фундаментальные проблемы современной гидрогеохимии' Труды Международной конференции, посвященной 75-летнему юбилею гидрогеохимии -Томск: Изд-во НТЛ, 2004 - С. 248-254.

52. Дутова Е М., Покровский Д С Геохимия подземных вод Академического месторождения / Е.М. Дутова, Д.С. Покровский // Известия ТПУ - 2004.- Т 307,- ' №7.-С. 35-39.

53 Кузеванов К.И Использование геоинформационных технологий при исследовании процессов техногенного подтопления урбанизированных территорий (на примере г. Томска) / К.И. Кузеванов, Е.М.Дутова, Д.С. Покровский // Извес- 1

тия ТПУ,- 2004.- Т 307,- № 7. - С. 30-35.

54. Кузеванов К.И. Химический и микробиологический состав ручьев городской территории г. Томска / К.И. Кузеванов, Е.М. Дутова, Н Г. Наливайко, Д.С. Покровский // Известия ТПУ, 2005, т 308, № 2 - С. 48-54

Изд лиц. № 021253 от 31.10 97. Подписано в печать Формат 60x80/16. Бумага офсет. Гарнитура Тайме Печать офсет. Уч.-изд л. Тираж *5й£>экз Заказ №

Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2. Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ. 634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15

»15624

РНБ Русский фонд

2006-4 12048

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Дутова, Екатерина Матвеевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ, МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Состояние изученности проблемы.

1.2. Краткая характеристика методики исследований.

2. ГЕОХИМИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

2.1. Региональная гидрогеохимия

2.1.1. Геохимия подземных вод Алтае-Саянской складчатой области.

2.1.1.1. Природные условия, определяющие особенности геохимии подземных вод.

2.1.1.2. Геохимия подземных вод.

2.1.2. Геохимия подземных вод платформенного обрамления северных и северозападных окраин Алтае-Саянской складчатой области .ИЗ

2.2. Гидрогеохимия локальных объектов.

2.2.1. Геохимия подземных вод горнорудных объектов.

2.2.2. Геохимия подземных вод территорий водозаборов и систем водоснабжения.

2.2.3. Геохимия подземных вод урбанизированных территорий на примере г.Томска).

3. ВТОРИЧНЫЕ ГИДРОГЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ НОВООБРАЗОВАНИЯ.

ЗЛ.Природные вторичные гидрогенные минеральные новообразования.

3.1.1. Оксидно-гидроксидные минеральные новообразования

3.1.2. Карбонатные минеральные новообразования.

3.2.Природно-техногенные минеральные новообразования (на водозаборах из подземных источников)

3.2.1. Морфология и внутреннее строение.

3.2. 2. Химический состав.

3.2. 2. Минеральный состав.

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

4.1. Краткая характеристика особенностей моделирования.

4.2. Результаты моделирования взаимодействий в системе "вода-порода".

4.2.1. Взаимодействие воды с алюмосиликатными породами.

4.2.2. Взаимодействие воды с карбонатными породами.

4.2.3. Взаимодействие воды с карбонатно-алюмосиликатными породами.

5. ПАРАГЕНЕЗИСЫ СОВРЕМЕННЫХ ГИПЕРГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ РЕГИОНА

6. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

6.1. Совершенствование теории и практики гидрогеохимического метода поисков рудных МПИ

6.1.1. Особенности формирования гидрогеохимического фона рудогенных элементов

6.1.2. Оценка ресурсов рудных объектов

6.2. Гидрогеохимия, механизмы мобилизации и концентрирования золота (в связи с совершенствованием гидрогеохимического метода поисков золоторудных объектов).

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидрогеохимия зоны гипергенеза Алтае-Саянской складчатой области"

Актуальность исследований. Приповерхностная часть земной коры, в которой протекают низкотемпературные геологические процессы и которая академиком А.Е.Ферсманом была определена понятием "зона гипергенеза", все более привлекает внимание исследователей самого широкого профиля. Практически все процессы в ней протекают с участием подземных вод, которые, являясь активной составляющей геологической среды, участвуют в преобразовании, миграции и концентрировании вещества и, преобразуясь сами, служат носителями информации, необходимой для принятия тех или иных научных и инженерных решений. С их участием происходит разрушение существующих и формирование новых месторождений полезных ископаемых. Именно в этой зоне формируются пресные и слабоминерализованные воды, используемые для водоснабжения и являющиеся стратегическим сырьем - важнейшим пищевым продуктом, обеспечивающим существования человека. Вместе с тем, зона гипергенеза - это активно эксплуатируемая, легко уязвимая и наиболее подверженная техногенному воздействию часть геологических недр, от состояния которой в значительной мере зависит экологическая безопасность территории.

Учитывая уникальную значимость подземных вод зоны гипергенеза, представляется чрезвычайно актуальным и важным изучение их химического состава и происходящих с их участием процессов. Эти вопросы относятся к сфере интересов гидрогеохимии зоны гипергенеза - активно развивающегося научного направления, современные подходы которого базируются на идеях о равновесно-неравновесном характере, самоорганизации и стадийности эволюционных преобразований в системе вода - порода. Развитие этих научных представлений и расширение возможностей компьютерного моделирования создают новую методологическую основу для выявления закономерностей и механизмов формирования гипергенных продуктов (состава воды и минеральных новообразований) и количественной оценки геологической деятельности подземных вод. В рамках этой проблемы, входящей в число приоритетных направлений науки, и определена постановка данной работы, а Алтае-Саянский регион и прилегающие территории Западной Сибири выбраны в качестве объекта исследований как представляющие особый интерес с позиций разнообразия природных ландшафтно-климатических и геолого-структурных условий.

Цель исследований.

Установить особенности геохимии и формирования состава подземных вод зоны гипергенеза Алтае-Саянской складчатой области и ее платформенного обрамления на количественном уровне с использованием современных методов обработки информации и приемов физико-химического моделирования.

Задачи исследований:

1. Выявить закономерности изменчивости химического состава подземных вод на региональном и локальном уровнях в природных и природно-техногенных условиях.

2. Установить формы миграции основных макро и микроэлементов в различных типах подземных вод.

3. Оценить характер и степень равновесия подземных вод с широким спектром минералов (алюмосиликатов, карбонатов, сульфатов, хлоридов, оксидов и гидроксидов).

4. Установить минеральный состав образующейся вторичной твердой фазы и изменчивость содержаний химических элементов в водах в ходе эволюции системы "вода-порода", оценить масштабы гипергенных преобразований.

5. Выявить закономерности формирования парагенезисов современных гипергенных образований (геохимических типов подземных вод и ассоциаций минералов равновесной вторичной твердой фазы) и оценить возможное воздействие на них некоторых факторов техногенеза.

6. Оценить роль подземных вод в мобилизации и концентрировании рудогенных элементов в зоне гипергенеза (на примере золота).

Исходные материалы и методы исследований.

Решение поставленных задач основано на результатах многолетних, начиная с 1978 г., исследований, выполнявшихся в рамках инициативной, хоздоговорной и госбюджетной (по заданиям Минобразования РФ, конкурсам грантов и проектам научно-исследовательских программ различного уровня) тематики научно-исследовательских работ Томского политехнического университета, Томского государственного архитектурно-строительного университета и Томского филиала Института геологии нефти и газа СО РАН, в которых автор принимал непосредственное участие. Под руководством и при непосредственном участии автора в ряде золоторудных районов Салаира, Кузнецкого Алатау и Восточного Саяна на площади 3000 км2 проведены гидрогеохимические съемки и гидрогеохимические исследования в горных выработках, опробовано порядка 4 тысяч водопроявлений. Изучались макро- и микрокомпонентный, газовый, органический, микробиологический, изотопный состав вод и вещественный состав природных и природно-техногенных вторичных минеральных новообразований.

В работе использованы опубликованные источники, а также фондовые материалы геологических организаций, в т.ч. базы данных гидрогеологической информации Томской, Кемеровской, Новосибирской областей, Красноярского края, Республики Хакасия и Республики Алтай, любезно предоставленные автору для использования в научных целях.

Методологически исследования базируются на фундаментальных законах термодинамики и физической химии, положениях о причинно-следственных связях ведущих природных факторов и параметров химического состава подземных вод, современных научных представлениях об эволюции системы "вода-порода".

Для хранения, обобщения и обработки информации и картографических построений использовались методы математической статистики и ГИС технологий, реализованные в пакетах программ EXCEL, Statistica, Surfer, Maplnfo, ArcView, приемы морфоструктурно-гидрогеологического анализа, а также физико-химические расчеты и моделирование с использованием пакетов программ Селектор-С и HG32.

Исследования состава подземных вод и твердых минеральных фаз выполнены с применением современных сертифицированных аналитических методов в лабораториях и аналитических центрах ТПУ, ТГАСУ, ТГУ, СНИИГГиМС, ОИГГиМ СО РАН, геологических организаций региона.

Защищаемые положения

1. Основные закономерности распространения, миграции, геохимии подземных вод и формирования гипергенных продуктов определяются ландшафтными и гипсометрическими условиями, типами гидрогеологических структур, составом водовмещающих пород и интенсивностью водообмена. С физико-химических позиций, совокупное влияние этих факторов определяет режимы взаимодействий в системе "вода-порода" и их продолжительность. Закономерная изменчивость состава подземных вод прослеживается как на региональном, так и на локальном уровнях, а характеристики гидродинамического и гидрогеохимического полей поддаются функциональному описанию через параметры рельефа и другие количественные оценки природных факторов.

2. Неотъемлемой частью формирования химического состава подземных вод является вторичное гидрогенное минералообразование. Минералы равновесной вторичной фазы выводят из подземных вод элементы, лимитируя уровень их накопления в водах. Подземные воды региона неравновесны с первичными алюмосиликатными минералами и равновесны со многими вторичными алюмосиликатными, гидроокисными, силикатными, карбонатными и сульфатными минералами. Спектр минералов равновесной вторичной фазы расширяется по мере эволюции системы вода - порода и степени преобразования породы, а в природных условиях от гольцовых, горно-луговых ландшафтов и ландшафтов заболоченной средней тайги к горно-таежным, лесостепным и степным ландшафтам.

3. Парагенетические ассоциации современных гипергенных продуктов (геохимических типов вод и ассоциаций минералов равновесной твердой фазы, формирующихся в единстве) подчиняются вертикальной и широтной зональности распространения. Эволюционные преобразования геохимических типов вод, характеризующиеся переходом от НСОз-Са, (SO4-НСОз-Са-Mg) к НСОз-Na и к S04-Mg, S04-Ca, SO4- Na, Cl-Na составам, происходят благодаря последовательному накоплению в них типоопределяющих элементов с повышенной растворимостью их соединений и присущи водам любого генезиса (природного, природно-техногенного, техногенного). Вторичное гидрогенное минералообразование может протекать как с резкими перепадами, так и без существенных изменений или стабилизацией содержания химических элементов в растворе. Отсутствие резких перепадов в содержаниях минералообразующих химических компонентов наиболее характерно для элементов - комплексообразователей.

4. Рудогенные элементы на определенном этапе развития системы вода-порода, достигая минералообразующих величин, способны формировать собственные вторичные минералы даже из фоновых вод. Масштабы концентрирования элементов зависят от минералообразующей способности и количества вод, участвующих в минералообразовании, и длительности процесса. Применительно к золоту, химически наиболее инертному элементу, при наличии его крупных самородных выделений в гипогенных источниках геологическая роль подземных вод сводится к разрушению минералов- носителей золота, а гипогенные золотины становятся центрами минералообразования для его гидрогенной составляющей.

Научная новизна работы.

1. Показана роль вторичного минералообразования в формировании химического состава подземных вод.

2. Впервые для региона проведено физико-химическое моделирование взаимодействия подземных вод с различными типами горных пород и показана эффективность его использования для решения обратных задач при оценке геологической деятельности подземных вод.

3. Установлен минералогический состав современных минеральных новообразований, равновесных с подземными водами, выявлены закономерности их формирования и распространения с учетом влияния пространственно-временных факторов.

4. Определены парагенезисы современных гипергенных продуктов и установлена их пространственная приуроченность.

5. Количественно оценены масштабы гипергенных преобразований исходных пород и формирования современного вторичного минералообразования.

6. Разработаны принципиально новые подходы к оценке гидрогеохимического фона рудогенных элементов, базирующиеся на количественной оценке процессов, происходящих в системе "вода-порода".

7. Доказана возможность и оценены масштабы формирования гидрогенной составляющей золотоносных россыпей.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований.

Результаты исследований могут быть использованы при поисках и разведке месторождений рудных полезных ископаемых, обосновании выбора и анализе экологического состояния источников водоснабжения, при изучении процессов вторичного минералообразования, совершенствовании системы мониторинга, планировании и реализации мероприятий по рациональному использованию и охране подземных вод. Разработанные способы и приемы обработки и анализа гидрогеохимической информации позволяют более обоснованно оценивать перспективы региона на оруденение, в том числе и золотое, оценивать ресурсы предполагаемых рудных объектов, в том числе по результатам единичных наблюдений, прогнозировать изменение состава подземных вод при техногенном воздействии.

Результаты исследований вошли в отчеты по госбюджетным, хоздоговорным и инициативным темам научно-исследовательских работ Проблемной гидрогеохимической лаборатории и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ, кафедры водоснабжения и водоотведения ТГАСУ, используются Региональным агентством по недропользованию по Сибирскому федеральному округу, Территориальным агентством по недропользованию по Республике Хакасия, ФГУП "Новосибирскгеология", и другими организациями. Материалы исследований используются в учебном процессе в Томском политехническом университете.

Реализация и апробация работы.

Основные положения работы обсуждались на Международных симпозиумах по методам прикладной геохимии (Иркутск, 1981, 1994; Орлеан, 1987; Москва, 1997), XXVII Конгрессе Международной ассоциации гидрогеологов (Ноттингем, 1999), Международном симпозиуме по фундаментальным и прикладным проблемам охраны окружающей среды (Томск, 1995), Международной конференции по технике и технологии очистки и контроля качества воды (Томск, 1999), IV Международном симпозиуме «Наука и технология»

Ульсанский университет, Корея, 2000), Международной научно-технической конференции «Горно-геологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства» (Томск, 2001), Международной конференции «Научные основы сохранения водосборных бассейнов» (Улан Уде -Улан-Батор, 2004), Международной конференции, посвященной 75-летнему юбилею гидрогеохимии (Томск, 2004), I и II Всесоюзных совещаниях по физико-химическому моделированию в геохимии и петрологии (Иркутск, 1980, 1988), Всесоюзном совещании по геохимии ландшафтов (Новороссийск, 1986), Региональном совещании по геохимическим методам поисков (Челябинск, 1981), III и IV Всесоюзных совещаниях по геохимическим методам поисков МПИ (Самарканд, 1982; Ужгород, 1988), Всесоюзном и Всероссийском гидрогеохимических совещаниях (Томск, 1986, 1993), Всесоюзном и Всероссийских совещаниях по подземным водам (Иркутск-Южно-Сахалинск, 1988; Тюмень, 1997; Красноярск, 2003), Всесоюзном симпозиуме по изотопам в гидросфере (Каунас, 1990), Всероссийской научно-практической конференции по геоэкологическому картированию (Москва, 1998), Всеуральском совещании по рациональному использованию и охране подземных вод (Свердловск, 1989), Региональных совещаниях по современным проблемам гидрогеологии и гидрогеохимии Сибири (Томск, 1996) и актуальным вопросам геологии и географии Сибири (Томск, 1998), региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока Сибири (Томск, 2000), конференциях «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления» (Тюмень, 1982, 1983,1985,1987), научном семинаре по минералогии техногенеза (Миасс, 2000), юбилейных конференциях, посвященных 100-летию М.А.Усова (Томск, 1983) и П.А.Удодова (Томск, 2003), научной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования» (Чита, 2001), научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития минерально-сырьевого комплекса и производительных сил Томской области» (Томск, 2004), научно-практической конференции «Основные водохозяйственные проблемы и пути их решения» (Томск, 2005), научно-технических советах ПГО «Новосибирскгеология», «Запсибзолото», Территориального агентства по недропользованию по Республике Хакасия, научных семинарах проблемной гидрогеохимической лаборатории и кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ТПУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 76 научных работ, в том числе 5 коллективных монографий и 10 статей в журналах, включенных в перечень ВАК. Написано более 20 производственных и научно- производственных отчетов.

Струюура и объемы работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Объем работы 390 страниц текста, включающего 115 таблиц, 120 рисунков и

Заключение Диссертация по теме "Гидрогеология", Дутова, Екатерина Матвеевна

Результаты работы представляют интерес как в теоретическом отношении (вопросы формирования подземных вод, эволюции гидрогеохимических сред, вторичного минералообразования и др.), так и с точки зрения решении широкого круга прикладных задач.

Проведенные исследования, учитывающие гидродинамические особенности и геологическую деятельность подземных вод региона, открывают перспективы для разработки новых методов в технологии поисков новообразующихся рудных объектов и, прежде всего, россыпных золоторудных, характеризующихся экономической привлекательностью, а также способствуют совершенствованию приемов прогнозирования первичных рудных месторождений. Разработанные приемы оценки гидрогеохимического фона, содержания рудогенных элементов в разрушающихся породах и ресурсов рудных объектов позволяют существенно повысить информативность интерпретации результатов поисково-разведочных работ и могут использоваться на любых их стадиях.

Результаты исследований могут быть использованы и при решении проблем, связанных с поисками, разведкой, эксплуатацией месторождений подземных вод и организацией экологически безопасного водоснабжения, а также при обосновании экологических мероприятий по охране вод от загрязнения, что может дать большой экономический и социальный эффект. Перспективно расширение исследований по оценке и прогнозированию эволюционных изменений гидрогеохимических условий, вызванных техногенным воздействием, в том числе и эксплуатацией месторождений различных полезных ископаемых. В частности, при решении технологических вопросов водоподготовки на месторождениях подземных вод необходимо учитывать прогноз эволюционных изменений гидрогеохимических условий, вызванных эксплуатацией, что иногда может привести к пересмотру первоначально выбранных технологических схем. Вторичные минеральные новообразования, формирующиеся в водной среде и интегрально отражающие ее состояние в период образования осадка, могут служить дополнительным источником информации об экологическом состоянии территории й, соответственно, могут быть использованы для ретроспективного восстановления и анализа ситуаций в соответствующие периоды времени. Интересны и важны, на наш взгляд, дальнейшие исследования механизмов поступления, трансформации и транспортировки загрязняющих веществ в водонапорных системах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В пределах Алтае-Саянской складчатой области и ее платформенного обрамления происходит формирование широкого спектра геохимических типов вод зоны гипергенеза умеренного климата горно-складчатых и платформенных (равнинных) сооружений, равновесных с весьма обширным набором минералов. В Алтае-Саянской области при снижении абсолютных отметок земной поверхности, уменьшении степени расчлененности рельефа и смене ландшафтных условий от горных тундр и альпийских лугов (высокогорье) через умеренно влажную лесную зону (среднегорье) до лесостепных ландшафтов с черноземными почвами, а в прилегающих территориях Западной Сибирской платформы с севера на юг, под влиянием широтной смены ландшафтов, происходит увеличение общей минерализации подземных вод и рост содержаний большей части химических элементов, увеличение роли комплексных форм их миграции и расширение спектра минералов равновесной вторичной фазы.

Важнейшую роль в формировании химического состава подземных вод играет вторичное гидрогенное минералообразование. В процессе эволюционного развития системы вода-порода минералы равновесной вторичной фазы выводят из подземных вод элементы, лимитируя уровень их накопления в жидкой фазе и предопределяя тем самым условия для закономерной смены геохимических типов подземных вод.

Основной закономерностью эволюционных преобразований системы является стадийность вторичного минералообразования и, следовательно, формирования химического состава подземных вод. В соответствии с длительностью эволюционного процесса, определяющейся временем взаимодействия подземных вод с породами, т.е. интенсивностью водообмена, зависящей от гидрогеодинамической обстановки и, главным образом, от параметров рельефа, стадийность находит отражение в парагенетических ассоциациях гипергенных продуктов. Основными парагенезисами в регионе являются оксид-гидроксидформирующий, алюмосиликатформирущий, карбонатформирущий и сульфатформирующий парагенезисы, каждому из которых присущи совершенно определенные геохимические типы подземных вод и ассоциации вторичных минеральных новообразований. Варианты возможных композиционных составов и количественных соотношений минералов вторичной твердой фазы, наличие или отсутствие тех или иных минералов в ней, изменения кислотности жидкой фазы и ее состава, "старт" того или иного минералообразования и соотношение перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами определяются степенью преобразования горных пород и парциальным давлением углекислоты.

В пределах рудных месторождений подземные воды характеризуются пестротой состава, появляются их геохимические типы, несвойственные для соответствующих ландшафтно-климатических условий, возрастают концентрации практически всех элементов, значительно расширяются спектры форм миграции элементов и их миграционные возможности, которые ограничиваются способностью элементов к формированию вторичных твердых фаз.

Рудогенные элементы (марганец, барий, свинец, стронций, золото и др.) на определенном этапе взаимодействий в системе вода-порода способны к вторичному минералообразованию в виде собственных минералов даже из фоновых вод.

Эволюционные механизмы мобилизации, переноса и концентрирования рудогенных элементов, в том числе и рассмотренного нами золота, являются частью общего рудогенерирующего процесса, присущего системе вода-порода в целом. Масштабы концентрирования золота определяются физико-химическими процессами вторичного минералообразования, количеством вод, участвующих в минералообразовании, и длительности этого процесса. По мере увеличения времени взаимодействия воды с горными породами содержания золота растут, достигая уровня формирования самостоятельных минеральных форм. С общих гидродинамических позиций для формирования гидрогенного низкотемпературного золота наиболее благоприятны долины рек крупных порядков.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора геолого-минералогических наук, Дутова, Екатерина Матвеевна, Томск

1. Абрамов В.Ю. Особенности водной миграции золота и образования его гидрогенных россыпей / В.Ю.Абрамов, В.А.Кирюхин, А.А.Потапов // Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2003- С. 94-96.

2. Абрамов В.Ю. О гидрогенной составляющей аллювиальных россыпей золота /

3. B.Ю.Абрамов, А.А.Потапов, В.А.Кирюхин и др. // Геохимия. -1993. № 3. - С. 427-434.

4. Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. - 656 с.

5. Алабин Л.В. Золотоносность Алтае-Саянской складчатой области //Условия образования, принципы прогноза и поисков золоторудных месторождений. Новосибирск: Наука, 1983. - С. 66-80.

6. Алабин Л.В. Структурно-формационная и металлогеническая зональность Кузнецкого Алатау. Новосибирск: Наука, 1983. -113 с.

7. Алабин Л.В. Центральнинский массив Мартайгинского гранитоидного комплекса (Кузнецкий Алатау) // Мартайгинские формации Сибири и Дальнего Востока. М.: Наука, 1971. -С. 169-213.

8. Алексеев В.А. Кинетика и механизмы реакций полевых шпатов с водными растворами. -М.: ГЕОС, 2002.-256 с.

9. Алексеева В.Е. Исследование карбонатов в черноземах Молдавии методом термического анализа/В.Е.Алексеева, Е.А.Шурыгина//Почвоведение. -1973.-№4.-С. 114-121.

10. Аникин А.И. Геохимия подземных вод давсонитоносных пород Березовского участка (Кузбасс) / А.И.Аиикин, В.МЛюдвиг, СЛ.Шварцев // Обской вестник 2001.- №1.- С. 65-69.

11. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. -488 с.

12. Архипенко Д.К. Исследование осадка, образующегося на фильтрах обезжелезивания / Д.К.Архипенко, В.Н.Столповская, Г.Н.Григорьева и др. // Хим. и технол. воды. 1986. - Т.8.1. C.62-64.

13. Атлас Алтайского края: Природные условия и ресурсы / научн. ред. Н.А.Гвоздецкий, В.А.Николаев.- М.: Изд-во МГУ, 1978.- 230 с.

14. Атлас инфракрасных спектров фосфатов: Ортофосфаты / В.В.Печковский, Р.Я.Мельникова, Е.Д. Дзюба и др. М.: Наука, 1981. - 248 с.

15. Афифи А. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ / А.Афифи, С.Эйзен. -М.: Мир, 1982.-488 с.

16. Бабурова Э.П. и др. Исследования по определению золота в природных водах // Электрохимические методы анализа: тез. докл. П Всесоюз.конф. по электрохимическим методам анализа. Томск, 1985. -Ч. 2.-С. 3.

17. Баженов В.А Древние коры выветривания Салаира (состав и условия образования) // Автореф. канд. дисс. Томск, 1981. -18 с.

18. Баженов В.А. Бернессит в травертинах Томской области / В.А.Баженов, М.Ф.Соколова // Вопросы генезиса эндогенных месторождений. Минералогия и геохимия- JL: Изд-во ЛГУ, 1988. -вып. 7,-С. 157-163.

19. Баженов В.И. О проявлении горизонтальной зональности оруденения в Центральном рудном поле // Известия ТЛИ. -1971. Т. 177. -вып.1- С. 3-9.

20. Байков А.А. Травертины Северного Кавказа / А.А.Байков, В.И.Седлецкий, Г.А.Семенов // Геология рудных месторождений. 1983. - № 2. - С. 57-67.

21. Батурин Г.Н., Дубинчук В.Т. Микроструктуры железомарганцевых конкреций: Атлас микрофотографий. -М.: Наука, 1989. -288 с.

22. Батурин Г.Н., Дубинчук В.Т. Микроструктуры океанских фосфоритов: Атлас микрофотографий. М.: Наука, 1979. - 200 с.

23. Берг Л.Г. Введение в термографию. М.: Наука, 1969. - 396 с.

24. Берг Л.Г. О термической дегидратации гидроокиси железа (П1) / Л.Г.Берг, К.П.Прибылов, В.П.Егунов, Р.А.Абдурахманов // Журн. неорг. химии. 1969. - T.XTV. - Вып. 9 - С. 2303-2306.

25. Бергер М.Г. Терригенная минералогия. М.: Недра, 1986. -227 с.

26. Бернатонис В.К. Вторичная зональность золоторудных месторождений Ольховско-Чибижекского рудного района (Восточный Саян): Автореферат дис. канд. геол.-мин. наук. -Томск, 1983.-20 с.

27. Болдырев А.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Недра, 1976. - 199 с.

28. Бродский А.А. Гидрогеохимический метод поисков рудных месторождений. М.: Госгеолтехиздат, 1957 - 56 с.

29. Бродский А.А. Основы гидрогеохимического метода поисков сульфидных месторождений.-М.: Недра, 1964 259 с.

30. Бугельский Ю.Ю. Некоторые черты геохимии никеленосных кор выветривания Урала. -М.: Наука, 1970.-286 с.

31. Бугельский Ю.Ю. Рудоносные коры выветривания влажных тропиков. М.: Наука, 1979. -286 с.

32. Букаты М.Б. Разработка программного обеспечения для решения гидрогеологических задач. // Известия ТПУ,- 2002.- Том 305.- Вып. 6.- С. 348-365.

33. Букаты М.Б. Рекламно-техническое описание программного комплекса HydroGeo / Номер гос. регистрации алгоритмов и программ во Всероссийском научно-техническом информационном центре (ВНТИЦ) № 50980000051 ПК. М.: ВНТИЦ, 1999.-5 с.

34. Булах А.Г. Минералогия с основами кристаллографии: Учебник для вузов. М.: Недра, 1989.-351 с.

35. Булынников А.Я. Золоторудные формации и золотоносные провинции Алтае-Саянской горной системы. Томск: Изд-во ТГУ, 1948. - 298 с.

36. Булынников Б. А. Структурно-морфологические особенности и зональность Центрального золоторудного поля (Кузнецкий Алатау) // Минералогия, геохимия рудных месторождений Сибири. Новосибирск, 1977. - С. 40-48.

37. Бурлакова М.А. Основные закономерности формирования подземных вод Минусинского межгорного прогиба. Автореф. дис. .канд. г.-м. наук. М.: МГУ, 1970.

38. Бутвиловский В.В. Палеогеография позднего оледенения и голоцена Алтая: событийно-катастрофическая модель-Томск: Изд-во ТГУ, 1993.-С. 155-159.

39. Валуконис Г.Ю. Роль подземных вод в формировании месторождений полезных ископаемых / Г.Ю. Валуконис, А.Е. Ходьков. Д.: Недра, 1978.-296 с.

40. Варшал Г.М. Комплексообразование золота (III) с фульвокислотами и геохимическая роль этого процесса / Г.М. Варшал, Т.К. Велюханова, Н.Н. Баранова // Геохимия 1984- №3-С.413-420.

41. Васильев Е.К. Рентгенометрический определитель минералов (класс фосфатов) / Е.К.Васильев, Г.М.Кашаева, З.Ф.Ущаповская. М.: Наука, 1974. - 207 с.

42. Вахтанова А.Н. Особенности формирования геохимических барьеров в зоне аэрации / А.Н.Вахтанова, И.И.Косинова, О.Н.Коновалова // Весгн. Воронеж, ун-та. Сер. геол. 1977. -№3.-С. 129-134.

43. Велюханова Т.К., Варшал Г.М., Баранова Н.Н. и др. О содержании и формах нахождения золота в природных водах / ТХВелюханова, Г.М.Варшал, Н.Н. Баранова и др. // Хим. анал. мор. осадков,-М.,1988,- С. 74-92.

44. Вернадский Б.И. Очерки геохимии. M.-JL: Госизд.,1927.-368 с.

45. Вернадский В.И. Избранные сочинения. М.:Изд-во АН СССР, 1960. - Т.Н. - Кн.2. - 651 с.

46. Витовская И.В. Никеленосные коры выветривания / И.В.Витовская, Ю.Ю.Бугельский-М.: Наука, 1982.-191 с.

47. Водные ресурсы Ширинского района Республики Хакасия / Под ред. В.П.Парначева. -Томск: Изд-во ТГУ, 1999. -171 с.

48. Волков И.И. Железомарганцевые конкреции / Океанология. Химия океана, в 2-х томах. -М.: Наука, 1979. Т.2. - С. 414-467.

49. Волков И.И. К вопросу о механизме формирования железо-марганцевых конкреций в современных осадках // Геохимия. 1977. - № 6. - С. 916-923.

50. Воротников Б.А. Водные потоки рассеяния сульфидного оруденения Алтая и их поисковое значение. М.: Недра, 1974.

51. Воротников Б.А. О формах нахождения золота в водах Южно-Енисейского района / Б.А.Воротников, Н.М.Николаева, А.В.Пирожков // Геология и геофизика -1973.-№ 11.-С. 37-42.

52. Воротников Б.А. Поведение золота и его спутников в полях золоторудных месторождений северной части Кузнецкого Алатау / Б.А.Воротников, Л.М.Попова, И.А.Росляков и др.// Известия ТПИ. -1968.- Том 134 С. 189-196.

53. Ворошилов В.Г. Минералогическое картирование березитов как метод оценки золотоносных жил // Минералогическое картирование рудоносных территорий. Свердловск, 1986.-С. 57-58.

54. Ворошилов В.Г. Условия формирования центрального золоторудного поля в гранитоидах (Кузнецкий Алатау) // Руды и металлы М.: ЦНИГРИ, 1995.-№3 - С. 68-80.

55. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Химия, 1975. - 512 с.

56. Гаврилко В.М. Фильтры водозаборных, водопонизительных и гидрогеологических скважин. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: ИЛ по САиСМ, 1962. - 400 с.

57. Гаврилко В.М. Фильтры буровых скважин. Изд. 3-е, перераб. и доп. / В.М.Гаврилко, В.С.Алексеев.- М.: Недра, 1985. 334 с.

58. Гарреллс Р. Эволюция осадочных пород. Пер. с англ. / Р.Гарреллс, Ф.Макензи. -М.: Мир, 1974.-272 с.

59. Гаррелс Р. Минеральные равновесия. -М.: Изд-во иностр. литературы, 1962. 306 с.

60. Гаррелс P.M., КрайстЧЛ. Растворы, минералы, равновесия.-М.:Мир.1968. 368 с.

61. Геологический словарь, в 2-х томах. Т.1 М.: Недра, 1978. - 489 с.

62. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Т.2.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1998,- 254 с.

63. Гидрогеология Азии / Под ред. Н.А.Маринова М.: Недра, 1974. - 574 с.

64. Гидрогеология СССР, т. XVIII. Красноярский край и Тувинская АССР / Под ред. И.К.Зайцева. М.: Недра, 1972. - 479 с.

65. Гидрогеология СССР. Вып. 1. Основные закономерности распространения подземных вод на территории СССР М.: Недра, 1976.-656 с

66. Гидрогеология СССР. Том XVII. Кемеровская область и Алтайский край / Под ред. М.А.Кузнецовой и О.В.Постаиковой. -М: Недра, 1972. 399 с.

67. Гидрогеохимические исследования Колывань-Томской складчатой зоны / П.А.Удодов, П.Н.Паршин, Б.М.Левашов и др. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1971. - 284 с.

68. Гидрохимический метод поисков рудных месторождений / Е.Е.Белякова, А.А.Резников, Л.Е.Крамаренко и др.-М.: Госгеолтехиздат, 1962.

69. Гинзбург И.И. Применение геохимических методов при металлогенических исследованиях рудных районов / И.И. Гинзбург, Г.И. Россман, Н.М. Муканов и др.- М.: Недра, 1966.-296 с.

70. Гладков Н.А., Ивасько Ю.Н. Методика оценки перспективности аномалий естественного электрического поля на Салаирском кряже / Н.А.Гладков, Ю.Н.Ивасько // Вопросы рудной геофизики Сибири / Тр. СНИИГГиМСа. Новосибирск, 1968 - Вып.73 - С. 46-51

71. Голева Г.А. Гидрогеохимические поиски скрытого оруденения.-М.:Недра,1968-292 с.

72. Голева Г.А. Гидрогеохимия рудных элементов. М.: Недра, 1977. - 216 с.

73. Голева Г.А. Методические указания по гидрогеохимическим поискам рудных месторождений / Г.А.Голева, С.Р.Крайнов, Н.Ю.Соколов. -М.: Недра, 1968. 91 с.

74. Горбунов Н.И. Высокодисперсные минералы и методы их изучения. М.: Изд-во АН СССР, 1963.-303 с.

75. Горбунов Н.И. Рентгенограммы, термограммы и кривые обезвоживания минералов, встречающихся в почвах и глинах / Н.И.Горбунов, И.Г.Цюрюпа, Е.А.Шурыпша М.: Изд-во АН СССР, 1952.-187 с.

76. Гребенников В.Т. Повышение производительности водозаборных скважин / В.Т.Гребенников, В.Г.Вербенко, Ф.М.Нуриев // Водоснабжение и санитарная техника- 1996-№2.-С. 22.

77. Грибанов А.П. О вторичной зональности некоторых золоторудных месторождений восточного склона Кузнецкого Алатау // Геология и минеральные ресурсы Красноярского края. -Красноярск, 1971.-С. 21-26.

78. Григорьев Н.К. Изотопный состав углерода пород, органического вещества и нефтей юрских и нижнемеловых отложений Западной Сибири.-М., 1989- 141 с.-Деп. в ВИЭМС 03.03.89, №715-МГ89.

79. Грицюк Я.М. Основы алгоритмизации процесса выявления и разбраковки аномалий при геохимических поисках // Гидрогеохимические методы поисков рудных месторождений-Новосибирск: Наука, 1982. -С. 155-162.

80. Гуревич М.С. Редкие и рассеянные элементы в артезианских водах. Бюлл.ВСЕГЕИ, 1960. -Вып. 2.

81. Димон Е.И. Моделирование на ЭВМ гипергенных процессов / Е.И.Димон, И.К.Карпов, В.И.Макаров-Новосибирск: Наука, 1982.-70 с.

82. Дир У.А. Породообразующие минералы / У.А.Дир, Р.А.Хауи, Дж.3усман. М.: Мир, 1964,- Т.1.-371 е.; 1965.-Т.2-405 е.; 1966.-Т.3.-316 е.; 1966,-Т.4.-481 е.; 1966.-Т.5.-406 с.

83. Добровольский В.В. Гипергенез четвертичного периода М.: Недра, 1966. - 240 с.

84. Добровольский В.В. Минералогия марганцевых конкреций из четвертичных суглинков // Тр. Воронеж, ун-та: сб. работ геол. ф-та. 1957. - Т. 58. - С. 49-57.

85. Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.: Мир, 1985 - 440 с.

86. Дубинина Г.А. Электронно-микроскопическое исследование Fe Mn-конкреций из озера Пуннус-Ярви / ГАДубинина, З.П.Дерюгина // ДАН СССР.- 1971.- Т. 201.- № 3,- С. 714-716.

87. Дутова Е.М. Высотная гидрогеохимическая зональность Алтае-Саянской складчатой оласти // Материалы научн. конф. «Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири». -Томск: Изд. ТПУ, 2003,-С. 65-69.

88. Дутова Е.М. Геохимия подземных вод и процессы вторичного минералообразования на Северо-Западном Салаире // Известия ТПУ 2001 -Том 304 - Вып. 1.- С. 244-261.

89. Дутова Е.М. Особенности геохимии подземных вод ряда золоторудных районов Алтае-Саянской складчатой области в связи с гидрогеохимическими поисками: Автореферат дис. канд. геол. минер, наук. - Томск, 1989.-20 с.

90. Дутова Е.М. Геохимия подземных вод Ольховско-Чибижекского рудного района / Е.М.Дутова, В.К.Бернатонис // Известия ТПУ,- 2002.-Т. 305.- Вып. 6,- С. 366-379.

91. Дутова Е.М. Взаимодействие подземных вод с гранитоидами Центральнинского массива / Е.М.Дутова, С.В.Власов // XI конф. молодых сотрудников по геохимии и геофизике Восточной Сибири: тез. докл.-Иркутск,1984. С.165-166.

92. Дутова Е.М. Геохимия подземных вод Академического месторождения / Е.М.Дутова, Д.С.Покровский // Известия ТПУ.- 2004.- Том 307 № 7.- С. 35-39.

93. Дутова Е.М. Химический состав и качество вод хозяйственно-питьевого назначения Республики Хакасия / Е.М.Дутова, Д.С.Покровский // Обской вестник 2001.- № 1-2 - С. 113-121.

94. Ермашова Н.А. Геохимия подземных вод зоны активного водообмена Томской области в связи с решением вопросов водоснабжения и охраны // Автореферат диссертации канд. геол.-мин. наук. Томск, 1998. - 44 с.

95. Ермашова Н.А. Природный гидрогеохимический фон верхней гидродинамической зоны Среднего Приобья как основа оценки ее экологического состояния // Обской вестник. 1999. -№3-4.-С. 106-112.

96. Ефремов И.Ф. Взаимодействия коллоидных частиц и других микрообъектов на дальних расстояниях и образование периодических коллоидных структур / И.Ф.Ефремов, О.Г.Усьяров // Успехи химии. 1976. - Т.45. - Вып. 5. - С. 877-907.

97. Журба М.Г. Очистка воды на зернистых фильтрах. Львов: Вища школа. Изд-во при ЛГУ, 1980.-200 с.

98. Зайцев A.M. Об отложениях известкового туфа около деревни Петухово // Труды Томского общества естествоиспытателей и врачей. Том 5 Томск, 1895.

99. Зайцев И.К. Гидрогеохимия СССР. Л: Недра, 1986. - 239 с.

100. Зарубина Р.Ф. Метод инверсионной вольт -амперометрии в анализе природных вод на содержание ряда микропримесей / Р.Ф.Зарубина, Е.В.Дениско // Геохимия техногенеза: тез. докл. I Всесоюзн.совещ. -Иркутск, 1985. Том 3 - С. 131-135.

101. Зверев В.П. Гидрогеохимия осадочного процесса. М.: Наука, 1993. -184 с.

102. Зверев В.П. Роль подземных вод в миграции химических элементов- М.: Недра, 1982184 с.

103. Зверев В.П. Энергетика гидрогеохимических процессов современного седиментогенеза. -М.: Наука, 1983.-136 с.

104. Зверев В.П. Химический состав атмосферных осадков Черноморского побережья Кавказа как один из факторов формирования состава грунтовых вод // Геохимия подземных вод некоторых районов Европейской части СССР. М .:Изд-во АН СССР, 1962.

105. Зуев В.А. Химический состав подземных вод Томского водозабора / В.А.Зуев, О.В.Картавых, СЛ.Шварцев // Обской вестник. -1999. № 3-4. - С. 69-77.

106. Ильховская З.Г. Агрохимические методы исследования почв. М.: Изд-во АН СССР, 1954.-450 с.

107. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений М.: Недра 1983.-191 с.

108. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. М.: Недра, 1965-227 с.

109. Казьмин Л.А. Методы физико-химического моделирования на ЭВМ взаимодействия "вода горные породы" в геохимии: Автореф. канд. дисс. - Иркутск,1983. - 18 с.

110. Казьмин Л.А. Физико-химическое моделирование взаимодействий вода-порода в зоне гипергенеза золоторудных полей / Л.А.Казьмин, Г.П.Королева // Гидрогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых Новосибирск: Наука, 1990 - С. 82-87.

111. Карпов И.К. Локальный принцип и алгоритмы расчета на ЭВМ необратимой эволюции геохимических систем // Докл. АН СССР. -1972 Т.205- № I.- С. 209-212.

112. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. Новосибирск: Наука, 1981.-248 с.

113. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование равновесных и неравновесных процессов минералообразования на ЭВМ методами линейного и нелинейного программирования//Междунар.геохим.конф. (тез .докл.).-М., 1971.-Т.2.-С. 511-513.

114. Карпов И.К. Константы веществ для термодинамических расчетов в геохимии и петрологии / И.К.Карпов, САКашик, В.Д.Пампура М.: Наука, 1968. - 143 с.

115. Карпов И.К. Термодинамика природных мулътисистем с ограничивающий условиями / И.К.Карпов, А.И.Киселев, П.И.Дорогокупец.-Новосибирск: Наука, 1976. 132 с.

116. Карпов И.К. Химическая термодинамика в петрологии и геохимии / И.К.Карпов, А.И.Киселев, Ф.АЛетников. -Иркутск, 1971.-385 с.

117. Катунь: Экогеохимия ртути / Н.А.Росляков, В.С.Кусковский, Г.В.Нестеренко и др-Новосибирск: Изд-во ОИГГиМ СО РАН, 1992.

118. Кашик С.А. Формирование минеральной зональности в корах выветривания-Новосибирск: Наука, 1989.

119. Кашик С.А. Физико-химическая теория образования зональности в коре выветривания / САКашик, И.К.Карпов. Новосибирск: Наука, 1978.-152 с.

120. Квашнин Г.П. Водозаборные скважины с гравийными фильтрами / Г.П.Квашнин, А.И.Деревянных. М.: Недра, 1981.-216 с.

121. Квятковский Е.М. Оценка рудных месторождений по их вторичным ореолам рассеяния / Е.М.Квятковский, В.А.Кирюхин, И.Н.Крицук, А.Н.Павлов // Геология и разведка. 1969 - №12. -С. 71-78.

122. Кирюхин В.А. Определение органических веществ в подземных водах / В.А.Кирюхин, С.Г.Мелъниковицкая, В.М.Швец. -М.: Недра, 1976. 190 с.

123. Кирюхин В. А. Гидрогеохимия складчатых областей / В.А.Кирюхин, Н.Б.Никитина, С.Н.Судариков Л.: Недра, 1989.-253 с.

124. Ковалев Р.В. Процессы и продукты, почвообразования в темнохвойных лесах Р.В.Ковалев, В.М.Корсунов,В.Н.Шоба-Новосибирск: Наука, 1981.-120 с.

125. Ковалева С.Р. Лесные почвы горного окаменения юго-востока Западной Сибири / С.Р.Ковалева, В.М.Корсунов, С.Л.Таранов. Новосибирск: Наука, 1974.-206 с.

126. Колотое Б.А. Гидрогеохимия рудных месторождений. М.: Недра, 1992 -192 с.

127. Колотов Б.А. Методические рекомендации по гидрогеохимическому методу поисков в условиях горных районов Востока СССР / БАКолотов, Е.А.Киселева М.: Недра, 1975. - С. 3-140.

128. Колотов Б.А. Основы гидрогеохимических поисков рудных месторождений / Б.А.Колотов, С.Р.Крайнов, В.З.Рубейкин и др. М.: НаЦра, 1983.- 199 с.

129. Кононова Р.С. Некоторые особенности формирования химического состава подземных вод в Сретенском районе Восточного Забайкалья // Опыт разработки гидрогеохимических методов поисков рудных месторождений. М.: Госгеолтехиздат, 1959. - С. 53-60.

130. Копейкин В.А. Геохимические особенности латеритного процесса // Применение математических методов для описания и изучения физико-химических равновесий: IV Всесоюзная школа-семинар. Иркутск, 1982.-С. 118-119.

131. Копылова Ю.Г. Гидрогеохимические условия ртутно-рудных зон западной части Алтае-Саянской области в связи с поисками месторождений ртути: дис. канд. геол.-мин. наук. Томск, 1978.-238 с.

132. Копылова Ю.Г. Опыт применения гидрогеохимического метода при поисках полезных ископаемых на северо-западном Салаире / Ю.Г.Копылова, Э.И.Большаков, А.И. Неволько и др. //Гидрогеох. поиски м-нийпол. иск-Новосибирск: Наука, 1990-С. 55-71.

133. Коржинский Д.С. Теория метасоматической зональности.- М.: Наука, 1969 110 с.

134. Коржинский Д.С. Физико-химические основы анализа парагенезисов минералов- М.: Изд-во АН СССР, 1957. -184 с.

135. Коробейников А.Ф. Условия концентрации золота в палеозойских орогенах-Новосибирск: Наука, 1987.-177 с.

136. Коробейников А.Ф. Распределение золота в интрузивных и постмагматических породах Олъховско-Чибижекского рудного поля Восточного Саяна / А.Ф.Коробейников, А.В.Мацюшевский, В.Л.Чесноков, Е.В.Черняев //Геология и геофизика 1976 - № 9 - С. 62-74.

137. Коробейников А.Ф., Геохимические особенности пирита золоторудных месторождений / А.Ф.Коробейников, А.Я.Пшеничкин // Геохимия- 1985.-№ 1- С. 93-104.

138. Королева Г.П. Физико-химическая модель гидрогенного концентрирования золота в зоне гипергенеза / Г.П.Королева, И.СЛомоносов, И.К.Карпов // ДАН СССР.- 1984.- Том 278,- № 3-С. 732-734.

139. Крайнов С.Р. Геохимия редких элементов в подземных водах.-М.:Недра, 1973 295 с.

140. Крайнов С.Р. Анализ разрешающих возможностей прогнозных моделей техногенного изменения химического состава подземных вод, их оптимальное геохимическое содержание / / С.Р.Крайнов, Б.И.Рыженко // Геохимия 2000.- №7.- С. 691-703.

141. Крайнов С.Р. Современное состояние и пути развития гидрогеохимического прогнозирования / С.Р.Крайнов, Б.И.Рыженко, В.И.Лялъко и др.// Советская геология 1983 - № З.-С. 115-124.

142. Крайнов С.Р. Возможности ограничения физико-химического моделирования на ЭВМ взаимодействия "вода -порода" при решении вопросов формирования химического состава подземных вод / СР.Крайнов, Б.И.Рыженко, Ю.ВШваров // Геохимия. -1983.-№ 10 С. 1342-1359.

143. Крайнов С.Р. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты / С.Р.Крайнов, Б.И.Рыженко, В.М.Швец. -М.: Наука, 2004,- 677 с.

144. Крайнов С.Р. Геохимические типы железосодержащих подземных вод с околонейтральной реакцией / С.Р.Крайнов, Т.А.Соломин, Н.В.Василькова и др. // Геохимия-1982.-№ З.-С. 400-420.

145. Крайнов С.Р. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения / С.Р.Крайнов, В.М.Швец. М.: Недра, 1987. - 237 с.

146. Крайнов С.Р. Гидрогеохимия: Учебник для вузов / С.Р.Крайнов, В.М.Швец. -М.: Недра, 1992.-463 с.

147. Крайнов С.Р. Основы геохимии подземных вод / С.Р.Крайнов, В.М.Швец-М.:Недра,1980,- 285 с.

148. Краускопф К.Б. Разделение марганца и железа в осадочных процессах // Геохимия литогенеза. М.: ИЛ, 1963. - С. 90-130

149. Кренделев Ф.П. Растет ли золото в россыпях // Геохим. поиски рудных месторождений в таежных районах-Новосибирск: Наука, 1991- С. 92-100.

150. Куваев А.А. и др. Отчет по НИР «Оценка состояния подземных источников питьевого водоснабжения г.Саяногорска».-М.: НПФ «ЭКОЭКС», 1996.

151. Куваев А.А. Отчет по теме «Создание гидрогеологической компьютерной модели Абакано-Енисейского междуречья с целью решения водохозяйственных и геоэкологических вопросов». Абакан: ТОО «НПФ Экоэкс», 1999.

152. Кузеванов К.И. Гидрогеологическая основа экологических исследований города Томска. // Обской вестник. -1999. -№ 1-2. С. 53-58.

153. Кузнецов В.К. Количественная оценка водных ореолов рассеяния золото-серебряных месторождений в криолитозоне / В.К.Кузнецов, В.М.Питулъко // Записки Забайкальского физико-географического общества СССР. -1973. -Вып. 88. — С. 16-19.

154. Кульский J1.A. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка, 1971. - 528 с.

155. Лазаренко Е.К. Опыт генетической классификации минералов. Киев: Наукова думка, 1979.-316 с.

156. Лазаренко Е.К. Основы генетической минералогии. Львов, 1963.-410 с.

157. Летувнинкас А.И. Геохимические аспекты экологии города- Томск: Изд-во Томского гос.ун-та, 1997. 77 с.

158. Лисецкий В.Н. Улавливание и утилизация осадков водоподготовки на водозаборах г.Томска / В.Н.Лисецкий, В.Н.Брюханцев, А.А.Андрейченко.- Томск: Изд-во НТЛ, 2003 164 с.

159. Ломоносов И.С. Эффективность гидрогеохимического метода поисков месторождений золота/ Ломоносов И.С., Талон А.Е., Дмитриев С.Н. и др. // Советская геология 1986 -№ 8-С. 86-93.

160. Лукин А.А. Опыт разработки методики морфоструктурно-гидрогеологического анализа, -Новосибирск: Наука, 1987.-111 с.

161. Македонов А.В. Современные конкреции в осадках и почвах. М.: Наука, 1966. - 284 с.

162. Максимов В.М. Справочное руководство гидрогеолога.-3-е изд. перераб. и доп. М., 1979-Т.1.-512 е.; Т.2.-295 с.

163. Максимович Г.А. Основы карстоведения-Пермь, 1963-Т. 1.-444 е.; 1969-Т. 2.-529 с.

164. Максимович Г.А. Химическая география воды суши М.: Географиздат, 1955 - 328 с.

165. Манаева А.Б. Профиль кор выветривания пород Юго-Западного Присалаирья // Новые данные по геологии и полезным ископаемым Западной Сибири. Томск, 1979. - С. 10-18.

166. Мартынова М.В. Азот и фосфор в донных отложениях озер и водохранилищ. М.: Наука, 1984.-160 с.

167. Матвеева Л.И., Шиманович С.Л. Актуальные вопросы минералогии техногенеза // Современные проблемы минералогии и сопредельных наук: Тез. докл. к 8 съезду Всерос. минер, об-ва, Санкт-Пербург, 9-14 июня, 1992 г. СПб., 1992. - С. 23-24.

168. Матусевич Б.М. Изучение формирования химического состава вод зон разрывных нарушений, в связи с поисками рудных месторождений гидрогеохимическим методом: Дисс. канд. геол.-мин. наук-Томск, 1964.-296 с.

169. Матусевич В.М. Геохимия подземных вод Западно-Сибирского бассейна.-М: Недра, 1978.-157 с.

170. Матусевич В.М. Гидрогеологические и инженерно-геологические условия урбанизированной территории г.Тюмени (Учебное пособие) / В.М.Матусевич, И.Н.Безуглая-Анненкова Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 1999. - 104 с.

171. Мелихов И.Б. Дисперсные структуры аморфного гидроксида Fe(III), полученного при гидролитическом осаждении из раствора / И.Б.Мелихов, В.Ф.Комаров, Б.Назирмадов // Коллоид, журн. -1988. Т. L. - № 1. - С. 42-47.

172. Методическое руководство по гидрогеохимическим поискам рудных месторождений / П.А.Удодов, С.Л.Шварцев, Н.М.Рассказов и др. М.-Недра, 1973-184 с.

173. Методическое руководство по определению микрокомпонентов в природных водах при поисках ртутных месторождений. М.:Госгеолтехиздат,1961. - 285 с.

174. Методы изучения минералогического состава и органических веществ почв / Под ред. Н.С. Рабочева. Ашхабад: Изд-во «Ылым», 1975.-416 с.

175. Миграция химических элементов в подземных водах СССР / В.П.Зверев, В.И.Кононов, В.А.Ильин и др. -М.: Наука, 1974. 239 с.

176. Миков А.Д. К вопросу о вторичной зональности в золоторудных жилах Мариинской тайги (Кузнецкий Алатау) // Известия ТПИ.- 1965.-Т. 138. С. 207-215.

177. Миков АД. О современных минеральных новообразованиях в кварц-сульфидных жилах месторождения Центрального (Кузнецкий Алатау) // Известия ТПИ. -1969. Т. 165 - С. 125-128.

178. Минкин М.Б. Актуальные вопросы физической и коллоидной химии почв / И.Б.Мелихов, В.Ф.Комаров, Б.Назирмадов. Ростов: Изд-во Ростовск. ун-та, 1982. - 280 с.

179. Минц Д.М. Теоретические основы технологии очистки воды. М.: Стройиздат, 1964.

180. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов- М.: Физматгиз, 1961. 863 с.

181. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. -М.: Мир, 1966.-411 с.

182. Наливайко Н.Г. Экогеохимические особенности родников на территории г.Томска / Н.Г.Наливайко, К.И.Кузеванов,Е.М.Дутова//Обской вестник-2001-№ 1-2.-С. 81-89.

183. Нестеренко Г.В. Самородное золото как геохимический признак оруденения / Г.В.Нестеренко, Б.А.Воротников // Геохимические поиски рудных месторождений в таежных районах-Новосибирск: Наука, 1991-С. 123-129.

184. Нестеренко Г.В. Самородное золото в гипергенной зоне сульфидных месторождений Казахстана / Г.В.Нестеренко, Б.А.Воротников, Н.М.Николаева, Б.И.Пещевицкий // Записки Всес. минералогич. об-ва- 1985.-Вып.5.-С. 555-568.

185. Никитин Б.А. Методика определения содержания гумуса в почве // Агрохимия 1972. -№3.

186. Овчинников А.М. Общая гидрогеология. М.: Госгеолтехиздат, 1955. - 371 с.

187. Орлов Д.С. Применение инфракрасной спектроскопии в почвенных исследованиях / Д.С.Орлов, М.П.Аранбаев, Н.Н.Осипова // Методы изучения минералогического состава и вещества почв. Ашхабад: Изд-во «Ылым», 1975. - С. 310-361.

188. Орлова М.П. Некоторые известковые и радиоактивные источники окрестностей г.Томска // Известия Томского гос. унив-та 1925 - Т. 76.

189. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия / Е.В. Пиннекер, Б.И. Писарский, С.Л. Шварцев и др. Новосибирск: Наука, 1980. - 288 с.

190. Охалкин Н.А. Особенности пространственной связи золотого оруденения Коммунаровского и Саралинского районов с каледонским магматизмом (Кузнецкий Алатау) / Н.А.Охалкин, А.В.Бозин // Геология и геофизика -1972. № 8. - С. 56-62.

191. Перелъман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза.-М.: Недра, 1972.-288 с.

192. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1975.

193. Перельман А.И. Геохимия природных вод М.: Наука, 1982. - 72 с.

194. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипергенеза).- М.: Недра, 1968.-332 с.

195. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1979. - 423 с.

196. Петрова О.Е. Изотопный состав углерода и кислорода травертиновых родников Колывань-Томской складчатой зоны / О.Е.Петрова, Е.М.Дутова, Ю.Г.Копылова, Н.Л.Падалко // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири- Томск: Изд-во ТПУ, 2003 С. 101104.

197. Петровская Н.Б. Самородное золото. М.: Наука, 1973.-330 с.

198. Пиннекер Е.В. Ведущие факторы, процессы и обстановки формирования состава подземных вод // Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. Новосибирск: Наука, 1982.—С. 53-85.

199. Писарский Б.И. Углекислые щелочные гидротермы и стронцийсодержащие травертины в долине р.Сонгве (Танзания) / Б.И.Писарский, А.А.Конев, К.Г.Леви, Д.Дельво // Геология и геофизика.- 1998. Т. 39. - №7. -С. 934-941.

200. Питулько В.М. Вторичные ореолы рассеяния в криолитозоне.-Л.: Недра, 1977 -197 с.

201. Питьева К.Е. Гидрогеохимия, М.: Изд-во МГУ, 1978.-321 с.

202. Питьева К.Е. Основы региональной геохимии подземных вод- М.: Изд-во МГУ, 1969.

203. Плюснин A.M. Содержание и формы нахождения золота в различных типах природных вод Забайкалья // Геохимические исследования горных пород, минералов и вод Забайкалья-Улан-Удэ, 1981.-С. 124-138.

204. Плюснин A.M. Природные гидрогеологические системы, формирование химического состава и реакция на техногенное воздействие (на примере Забайкалья) / А.М.Плюснин, В.И.Гунин. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2001.-137 с.

205. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. -М.: Изд-во МГУ, 1977. -175 с.

206. Погребняк Ю.Ф. Водные потоки в условиях рассеяния золота на коренных золоторудных проявлениях в условиях среднегорнотаежных районов Забайкалья: Автореф. канд. дисс-Иркутск, 1978-24 с.

207. Погребняк Ю.Ф. Золото в природных водах Забайкалья М.: Наука, 1983 - 52 с.

208. Погребняк Ю.Ф. Гидрогеохимические поиски рудных месторождений в Забайкалье / Ю.Ф.Погребняк, В.В.Толочко-Новосибирск: Наука, 1985.-97 с.

209. Покровский Д.С. Гидрогеология Ерунаковского района Кузнецкого угольного бассейна. Автореф. канд. дисс.-Томск, 1967.-24 с.

210. Покровский Д.С. К вопросу режима подземных вод Ерунаковского района Кузбасса / Известия ТЛИ -1967.- Т. 167. С. 32-35.

211. Покровский Д.С. Некоторые геодинамические следствия упруго-деформационных процессов в насыщенных пористых средах // Проблемы геодинамики и минерагении Южной Сибири.-Томск: ТГУ, 2000.-С. 132-138.

212. Покровский Д.С. Подземные воды Республики Хакасия и водоснабжение населения / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, А.А.Булатов, К.И.Кузеванов-Томск: Изд. HTJI, 2001.- 300 с.

213. Покровский Д.С. Минеральные новообразования водозабора Томского Академгородка / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, И.В.Вологдина // Минералогия техногенеза- 2000. Миасс: ИМин УрО РАН, 2000. - С. 172-175.

214. Покровский Д.С. Минеральные новообразования на Томском водозаборе из подземных источников/ Д.С.Покровский, Е.МДутова, И.В.Вологдина // Обской вестник. 2001. - № 1-2. -С. 13-21.

215. Покровский Д.С. Минеральные новообразования на водозаборе города Стрежевого / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, И.В.Вологдина, А.С.Тайлашев // Вестник ТГАСУ. 2001. - № 1. -С. 136-146.

216. Покровский Д.С. Природно-техногенное минералообразование на фильтрах обезжелезивания водозабора Томского Академгородка / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, И.В.Вологдина, А.С.Тайлашев // Известия ТПУ,- 2002.- Т. 305- Вып. 6.- С. 319-329.

217. Покровский Д.С. Состав минеральных новообразований на водозаборах из подземных источников Томской области / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, И.В.Вологдина, Г.М.Рогов // Строительство.- 2002 № 4. - С. 92-96.

218. Покровский Д.С. Минеральные новообразования на водозаборах Томской области / Д.С.Покровский, Е.М.Дутова, Г.М.Рогов и др. Томск: Изд-во HTJI, 2002. -176 с.

219. Поликарпочкин В.В. Математическая модель потока рассеяния и количественная оценка оруденения на ее основе / В.В.Поликарпочкин, Г.А.Белоголовова // Гидрогео-химические методы поисков рудных месторождений-Новосибирск: Наука, 1982-С. 12-27.

220. Полуэктов Н.С. Методы анализа фотометрии пламени. М.: Химия, 1967. - 150 с.

221. Пономарев Е.А. Геохимические методы при поисках сульфидных месторождений на Салаире: Автореф.дис. канд.геол.-минер, наук. Томск, 1962. -15 с.

222. Попова JI.M. Гидрогеохимические особенности Центральнинского рудного поля в Мариинской тайге // Условия образования, принципы прогноза и поисков золоторудных месторождений. Новосибирск: Наука, 1983 - С. 206-213.

223. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия. JL: Недра, 1975.-208 с.

224. Посохов Е.В. Формирование химического состава подземных вод.-М.: Гидрометеоиздат, 1969.-334с.

225. Природные сенокосы и пастбища Хакасской автономной области / Под ред. А.В.Куминовой. Новосибирск: Наука, 1974. - 300с.

226. Прохоров В.Г. Пирит (к геохимии, минералогии, экономике и промышленному использованию)//Тр. СНИИГТИМС.- Вып. 102.-Красноярск, 1970 -188 с.

227. Рассказов Н.М. Нелетучие органические вещества и микроорганизмы в подземных водах района Крапивинского водохранилища р. Томь (Кузбасс) / Н.М.Рассказов, С.Л.Шварцев, Н.А.Трифанова и др. // Геология и геофизика -1995.-№ 4 С. 30-36.

228. Рафальский Р.П. Кинетика взаимодействия силикатов с водными растворами / Р.П.Рафальский, В. А. Алексеев// Геохимия. 1986.- № 10.-С. 1452-1463.

229. Рекшинская Л.Г. Атлас электронных микрофотографий глинистых минералов. М.: Недра, 1966.-230 с.

230. Ресурсы пресных и маломинерализованных подземных вод южной части ЗападноСибирского артезианского бассейна / Сост.: И.М. Земскова, Ю.К. Смоленцев, М.П. Полканов и др. М.: Недра, 1991. - 262 с.

231. Рогов Г.М. Гидрогеология и геоэкология Кузнецкого угольного бассейна-Томск: Изд-во ТГАСУ, 2000.-167 с.

232. Рогов Г.М. Гидрогеология и катагенез пород Кузбасса / Г.М.Рогов, В.К.Попов.-Томск: Изд-во Том. ун-та, 1985. -182 с.

233. Рой С. Месторождения марганца: Пер. с англ. М.: Мир, 1986. - 520 с.

234. Романенко В.И., Перес Ейрис М., Пубиенес М. Аврора. Кристаллы СаСОз в поверхностной пленке воды и в бактериальных клетках в водохранилище Сьерра-дель Розарио (Куба) // Микробиология. Т.55. - Вып.6. -1986. - С. 1021-1026.

235. Росляков Н.А. Минерагения области сочленения Салаира и Колывань-Томской складчатой зоны / Н.А. Росляков, Ю.Г.Щербаков, Л.В.Алабин и др.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001.-243 с.

236. Росляков Н.А. Геохимия золота в зоне гипергенеза-Новосибирск: Наука, 1981.-239 с.

237. Рубейкин В.З. К вопросу формирования химического состава атмосферных осадков // Докл. АН СССР. 1970.-Т. 191.-14.

238. Рыженко Б.Н. О влиянии соотношения реагирующих масс породы и воды на формирование химического состава природных водных растворов в системах, открытых по СО2 / Б.Н.Рыженко, С.Р.Крайнов // Геохимия.- 2000 № 8.- С. 803-815.

239. Савенко B.C. О механизме сорбции фосфатов на гидроксиде железа / В.С.Савенко, Е АЕрофеева // Водные ресурсы. -1999. Т. 26. - № 3. - С. 353-355.

240. Сауков А.А. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых М.: Изд-во МГУ, 1963.-248 с.

241. Сафронов Н.И. Основы геохимических методов поисков рудных месторождений JL: Недра, 1971.-216 с.

242. Свешников Г.Б. Электрохимические процессы на сульфидных месторождениях Л.: Изд-во ЛГУ, 1967.-160 с.

243. Свиридов В.Г. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Т.1. / В.Г.Свиридов, В.И.Краснов, В.С.Сурков и др.- Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999.-228 с.

244. Седлецкий И.Д. Методы определения коллоидно-дисперсных минералов. Киев: Изд. КГУ, 1955.-156 с.

245. Силаев В.И. Гидроксиды марганца в аллювии как пример аквагенного минералообразования / В.И.Силаев, М.Ю.Сокерин, В.Д.Тихомирова и др.// Литология и полезные ископаемые. 2000. - № 4. - С. 364-375.

246. Смирнов С.С. Зона окисления сульфидных месторождений.- М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1955.-331 с.

247. Смоленцев Ю.К. Особенности формирования подземных вод зоны гипергенеза ЗападноСибирской плиты/ Ю.К.Смоленцев, В.С.Кусковский // Подземные воды юга Западной Сибири-Новосибирск: Наука, 1987-С. 4 -65.

248. Солнцева Л.С. Инфракрасная спектроскопия // Методы минералогических исследований. -М.: Недра, 1985. С. 425-442.

249. Страхов Н.М. Основы теории литогенеза. Том П. М.: Изд-во АН СССР, 1962.-573 с.

250. Сурков B.C. Тектоника и глубинное строение Алтае-Саянской складчатой области / В.С.Сурков, О.ГДеро и др. // Тр. СНИИГГИМС. М.: Недра, 1972. - Вып. 152. - 144 с.

251. Сутурин A.JI. Проблемные вопросы физико-химического моделирования метасоматических систем / А.Л.Сутурин, И.К.Карпов // Построение моделей рудообразуюших систем Новосибирск, 1987. - С. 14-23

252. Сутурин А.Н. Макро- и микроэлементы в геохимических моделях / А.Л.Сутурин, И.К.Карпов // Геология и геофизика. 1986. -№ 12,- С. 121-127.

253. Сыроватский В.В. Критерии поисков и геолого-количественная оценка эндогенного оруденения по россыпной золотоносности: Автореф. канд. дисс.-Томск, 1981. -18 с.

254. Табаксблат Л.С. Гидрогеохимия микроэлементов минеральных месторождений Урала: Автореф. докт. дисс- Тюмень, 1999.-48 с.

255. Тайсаев Т.Т. Миграция золота в рудных полях гольцовых ландшафтов // Геохимия и методы анализа геологических объектов в Забайкалье Улан-Удэ, 1987 - С. 42-54.

256. Тимофеевский Д.А. О формационной классификации минеральных типах и золотоносных минеральных ассоциациях золоторудных месторождений СССР // Тр. ЦНИГРИ-1971.-Вып. 962.-Ч. 1,- С. 5-32.

257. Тупчий З.В. Условия формирования водных потоков рассеяния зон минерализации в связи с поисками рудных месторождений (на примере зоны сочленения Салаира и Центральной части Колыванъ-Томской зоны): дис. канд. геол.-мин. наук.-Томск,1979.-386 с.

258. Туров Ю.П. Органические примеси в природных водах в районе г.Стрежевого / Ю.П.Туров, И.Д.Пирогова, М.Ю.Гузняева, Н.А.Ермашова // Водные ресурсы. 1998. - Т. 25. -№4.-С. 455-461.

259. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. М.: Наука, 1987. - 335 с.

260. Удодов П.А. Гидрогеохимия и ее практическое значение при поисках месторождений полезных ископаемых /Доклад по совокупности выполненных работ представлен на соискание уч. ст. доктора геол.минер.наук.-Томск,1971.-65 с.

261. Удодов П.А. Гидрогеохимические особенности межгорных впадин Алтае-Саянской области / ПА.Удодов, ГА.Плевако, Н.М.Рассказов, Д.С.Покровский // Вопросы географии Кузбасса и Горного Алтая. Вып. 6. Новокузнецк, 1972. - С. 47-62.

262. Удодов П.А. Гидрогеохимия: учебное пособие / П.А. Удодов, Ю.Г.Копылова, А.А.Лукин и др.-Томск: Изд-во ТПИ, 1980.-94 с.

263. Удодов П.А. Гидрогеохимические поиски в условиях полузакрытых геологических структур Томь-Яйского междуречья / П.А.Удодов, В.М.Матусевич, Н.В.Григорьев. Томск: Изд-во ТПУ, 1965.-198 с.

264. Удодов П.А. Химическая активность горных пород и минералов / П.А.Удодов, И.П.Онуфриенок, П.В.Кристалев // Опыт разработки гидрогеохимических методов поисков рудных месторождений-М.: Госгеолтехиздат, 1959. -С. 36-40.

265. Удодов П.А. Опыт гидрогеохимических исследований в Сибири (методика и результаты работ) / П.А.Удодов, И.П.Онуфриенок, Ю.С.Парилов.-М.: Высшая школа, 1962 -190 с.

266. Удодов П.А. Гидрогеохимические исследования Колывань-Томской складчатой зоны / П.А.Удодов, П.Н.Паршин, Б.М.Левашов и др.- Томск: изд-во ТГУ, 1971.- 284 с.

267. Уилстон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории / Пер. с англ.-М.: Недра, 1980.-463 с.

268. Унифицированные методы анализа природных вод. М.: Изд-во Химия, 1973- 376 с.

269. Уткин Ю.В. Классификация травертинов междуречья Мал. Ушайка Тугояковка (Томская область) // Проблемы географии на рубеже XXI века: матер Всеросс. научн. конф-Томск, 2000.-С. 197-199.

270. Фекличев В.Г. Диагностические константы минералов: Справочник. М.: Недра, 1989. -479 с.

271. Ферсман А.Е. Геохимия,- М.: АН СССР, 1937. 503 е.; 1939. - 355 с.

272. Фомичев Б.Д., Алексеева Л.Э. Геологический очерк Салаира / Б.Д.Фомичев, Л.Э.Алексеева.-М.: Госгеолтехиздат, 1961. -218 с.

273. Франк-Каменецкий В.А. Природа структурных примесей и включений в минералах М.: Изд-во МГУ, 1964.-239 с.

274. Хазагаров A.M. Некоторые особенности локализации оруденения в Ольховском рудном поле (Восточные Саяны) // Геология рудных месторождений -1963 № 3 - С. 92-96.

275. Хворова И.В. Микроструктуры кремнистых пород / И.В.Хворова, А.А.Дмитрик. М.: Наука, 1972.-84 с.

276. Херблат К. Минералогия по системе Дэна: Пер. с англ. / К.Херблат, К.Клейн. М.: Наука, 1982.-728 с.

277. Хесс П.Р. Фосфор в озерных осадках // Фосфор в окружающей среде. М.: Мир, 1977. -С. 625-637.

278. Хортон Р.Е. Эрозионное развитие рек и водосборных бассейнов М.: Иностр. лит., 1948. -403 с.

279. Цимбалист В.Г. Методы определения золота и серебра при геохимических исследованиях (методические разработки). Новосибирск, 1980. - 47 с.

280. Цыкин Р.А. Отложения и полезные ископаемые карста Новосибирск: Наука. - 1985165 с.

281. Черепнин В.К. Вторичные процессы в сульфидных и золоторудных месторождениях / В.К.Черепнин, В.К.Бернатонис-Томск: Изд-во ТПУ, 1981.-90 с.

282. Черняев Е.В. Гидротермальные образования и рудно-метосоматическая зональность Саралинского рудного поля (Кузнецкий Алатау): Дисс. канд. геол.-минер. наук. -Томск, 1983.-294 с.

283. Черняев Е.В. Генетическая модель золоторудного поля (Кузнецкий Алатау) / Е.В.Черняев, Е.И.Черняева // Геология и геохимия рудных месторождений Сибири-Новосибирск: Наука, 1983. С. 57-68.

284. Чижикова Н.М. Природно-климатическое районирование Хакасии. Дис. . канд. геогр. наук.-Томск: ТГУ, 1972.

285. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 617 с.

286. Чухров Ф.В. Новые данные по минералогии Керчинских руд / Ф.В.Чухров, А.И.Горшков,

287. B.В.Березовская, А.В.Сивцов // Изв. АН СССР. Сер. геол. -1987. -№ 4. С. 134-141.

288. Чухров Ф.В., Горшков А.И., Дриц В.А. Гипергенные окислы марганца / Ф.В.Чухров, А.И.Горшков, В.А.Дриц. М.: Наука, 1989. - 208 с.

289. Чухров Ф.В. Структурные модели и методики изучения бузерита / Ф.В.Чухров, А.И.Горшков, В.А.Дриц и др. // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1984. - № 10 - С. 65-74.

290. Чухров Ф.В. Минеральные формы нахождения железа и марганца в осадках океана / ФВ.Чухров, А.И.Горшков, Л.П.Ермилова и др. // Изв. АН СССР. Сер. геол. -1981. № 4 - С. 5-21.

291. Чухров Ф.В. К характеристике бернессита / Ф.В.Чухров, А.И.Горшков, Е.С.Рудницкая, А.В.Сивцов // Изв. АН СССР. Сер. геол. -1978. № 9 - С. 67-75.

292. Чухров Ф.В. Окислы железа продукты молодых геологических процессов / Ф.В.Чухров, Л.П.Ермилова, В.В.Балашова и др. // Гипергенные окислы железа в геологических процессах. -М.: Наука, 1975.-С. 91-111.

293. Чухров Ф.В. Общие данные о ферригидрите / Ф.В.Чухров, Л.П.Ермилова, Б.Б.Звягин, А.И.Горшков // Гипергенные окислы железа в геологических процессах. -. М.: Наука, 1975.1. C. 33-48.

294. Чухров Ф.В. О ферригидрите / Ф.В.Чухров, Б.Б.Звягин, А.И.Горшков и др. // Изв. АН СССР. Сер. геол. -1973. № 4 - С. 23-33.

295. Шабынин Л.Л. Особенности методики гидрогеохимических исследований некоторых золоторудных месторождений Забайкалья, Кузнецкого Алатау и Горного Алтая: Автореф. канд. дисс. -Томск, 1967. 20 с.

296. Шарпф Л.Г. Превращение природных фосфорорганических соединений в окружающей среде // Фосфор в окружающей среде. М.: Мир, 1977. - С. 428^449.

297. Шваров Ю.В. Расчет равновесного состава в многокомпонентной гетерогенной системе // Докл. АН СССР,-1976. -Т. 129.-№ 5. С. 1224-1226.

298. Шварцев СЛ. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М.: Недра, 1978. - 287 с.

299. Шварцев C.JI. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. Изд. 2-ое, исправленное и переработанное.-М.: Недра, 1998.-431 с.

300. Шварцев C.JI. Рудогенерирующие процессы в эволюционном развитии системы вода-порода // Геология рудных месторождений -1994 № 3 - С. 261-270.

301. Шварцев СЛ. Рудообразование в системе «вода-порода» // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири Томск: Изд-во ТПУ, 2003 - С. 132-137.

302. Шварцев СЛ. Условия формирования водных потоков рассеяния рудных месторождений в полузакрытых структурах // Гидрогеохимические методы поисков рудных месторождений. -Новосибирск: Наука, 1982. С. 42-47.

303. Шварцев СЛ. Гидрогеохимия, механизмы и масштабы мобилизации золота в зоне гипергенеза (на примере Центрального рудного поля Кузнецкого Алатау) / СЛ.Шварцев, Е.М.Дутова // Геология рудных месторождений полезных ископаемых 2001.- №3.- С. 252-264.

304. Шварцев СЛ. Пути совершенствования поисков по вторичным ореолам и потокам рассеяния / СЛ.Шварцев, Е.М.Дутова // Гидрогеохимические поиски месторождений полезных ископаемых: тез. Всесоюз. совещ. Томск, 1986. - С. 29-30.

305. Шварцев СЛ. Геохимические условия миграции ртути в подземных водах района проектирования Катунской ГЭС / СЛ.Шварцев, А.А.Лукин, В.С.Кусковский и др. // Водные ресурсы.-1995. -№ 1.-С. 50-59.

306. Шварцев СЛ. Гидрогеохимические условия района Крапивинского водохранилища на р. Томь (Кузбасс) / СЛ.Шварцев, Н.М.Рассказов, В.С.Кусковский и др. // Геология и геофизика-1993.-№ 8.-С. 89-97.

307. Шварцев C.JT. Базовые пункты гидрогеохимических наблюдений новая методологическая основа для решения вводно-экологических проблем ( на примере бассейна Верхней и Средней Оби) / С Л.Шварцев, О.Г.Савичев // Обской вестник. -1999. - №3-4. - С.27-32.

308. Шишкина Т.В. Золото в природных водах. Формы нахождения и методы концентрирования (обзор)/Т.В.Шишкина, С.Н.Дмитриев // Геохимия -1991-№ 4 С. 486-506.

309. Шоба B.JI. Процессы миграции и аккумуляции продуктов почвообразования в дерново-глубокоподзолистых поверхностно оглеенных почвах Салаира: Автореф.канд.дисс-Новосибирск, 1978. 22 с.

310. Щербаков Ю.Г. Геохимия золоторудных месторождений в Кузнецком Алатау и Горном Алтае. Новосибирск: Наука, 1974. -278 с.

311. Щербаков Ю.Г. Распределение и условия концентрации золота в рудных провинциях-М.: Наука, 1967. -268 с.

312. Щербина В.В. Основы геохимии. М.: Недра, 1972.-296 с.

313. Щербов Б JT. Геохимия бора в корах выветривания каолинового типа. -Новосибирск: Наука, 1982.-112 с.

314. Экогеохимия западной Сибири / Н.А. Росляков, В.П. Ковалев, Ф.В. Сухоруков и др. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1996.

315. Экспериментальные исследования форм и процессов гипергенной миграции элементов. -Минск: Наука и техника, 1977. 178 с.

316. Яницкий И.Н. Гелиевая съемка. М.: Недра, 1979 - 96 с.

317. Яхонтова J1.K. Зона гипергенеза рудных месторождении / Л.К.Яхонтова, А.П.Грудев-М.: Изд-во МГУ, 1978. 229 с.

318. Barton Р.В. Equilibrium in ore deposits / P.B.Barton, P.M.Bethke, P.Toulmin // Mineralog. Soc. Amer. Spec. Paper.-1963.-V. l.-P. 171-185.

319. Benedetti T. Geochimie de l'or: Mecanismes de transport et de depot. // Sciences Geologiques. -1991.-№91-147 p.

320. Bergeron M. Le transport chimique de l'or dans les environnements de surfase: formation d'un colloide et complexation organique / M.Bergeron, Y.Harrison //Can. J. Earth Sci.—1989.— 26 № 11-P. 2327-2332.

321. Colin F. Behavior of gold in lateritic equatorial environment: Mass transfer and thermodinamic study / F.Colin, P.Vieillard, J.P.Ambrosi // Earth and Planet // Sci. Lett 1993. -V. 114.- P. 269-285.

322. Corrons C.W. Clays and Clays miner.-1963.- V. 12.-443 p.

323. Dutova E.M. The chemical and microbiological composition of urban groundwater, Tomsk, Russia / E.M.Dutova, N.G.Nalivaiko, K.I.Kuzevanov, J.G.Kopylova // Proceedings of the XXVIIth Congress IAH. -Nottingham, UK, 1998. -V. 2.-P. 371-376.

324. Fritz В. Prediction on mineralogical sequences in tropical soils by a theoretical dessolution model / B.Fritz, Y.Tardy // Intern. Symp. On Water-Rock Interaction-Prague, 1974.-17 p.

325. Hamilton T.W. Analysis of gold in surface waters from Australian goldfields: an investigation into direct hydrogeochemical prospection for gold / T.W.Hamilton, J.Ellis, T.M.Florence et al. // Econ. Geol-1983,- 78.- № 7.- P. 1335-1341.

326. Helgeson H.C. Evalution of irreversible reactions in ge-ochemical processes involving minerals and aqueous solutions.! Ihermodynamic reactions // Geochim. Cosmochim. Acta- 1968.-V. 32.-№ 18.-P. 853-877.

327. Horton R.E. Sheet erosion -present and past // Am. Geophys. Union, Tr.-1941. P. 299-305.

328. Jean G.E., Bancraff G.M. An XPS and SEM study of gold deposition at low temperatures on sulphide mineral surfase: concentration of gold by adsorption: reduction / G.EJean, G.M.Bancraff // Geoch. et Cosmoch. Acta.-1985.- 49.- № 4,- P. 979-987.

329. McHugh J.B. Gold in natural water: a method of determination by solvent extraction and electrothermal atomization//J. Geoch. Explor.- 1984.-20.-№ 3.-P. 303-310.

330. Nilaks Kothart. Groundwater, Iron and Manganese an Unwelcome Trio // Water Eng. and Manag. -1988. V. 135. - №. 2. - P. 25-26.

331. Paces T. Chemical characteristics and equilibrition in natural water-felsik гоок-СОг system // Geochim. etcosmochim. Acta.-1972.-V. 36-P. 217-240.

332. Sagon J-P. L'or alluvionnaire du Massif Armorican et du Limousin (France): sources et processus de concentration / J.P.Sagon, С M.haker, P.Dewuif et al. // Chron. rech. Miniere- 1985.-53. -№479.-P. 35-50.

333. Saunders J.A. Hydrogeochemical aspects of gold in the weathering environment //Southeast Geol.-1989.-29.-№3.-P. 129-142.

334. VilesH.A. Tufas, travertines and allied carbonate deposits / H.A.Viles, A.C.Goude // Progr. Phys. Gegr-1998.- 14.-№ l.-P. 19-41.

335. Vlassopoulos D. Gold speciation in natural waters. I. Solubility and hydrolysis reactions of gold in aqueous solution/ D.Vlassopoulos, S.A.Wood // Geochim. et Cosmochim. Acta 1990 - 54 - № 1-P. 3-12.