Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов

Кемкина, Раиса Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов"

На правах рукописи

КЕМКИНА РАИСА АНАТОЛЬЕВНА

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТОКСИЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ПРИ ОТРАБОТКЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ ПРАСОЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, о. КУНАШИР)

25.00.36 — геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Владивосток - 2006

Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В.В. Куйбышева). Научный руководитель: к.г.-м.н., профессор Зиньков A.B.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Обжиров А.И.

доктор географических наук, профессор Павлов Н.И.

Ведущая организация: Дальневосточный Государственный университет

Защита состоится декабря 2006 г. в 14— ч. на заседании Диссертационного совета Д 212. 055. 03 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук при Дальневосточном государственном техническом университете (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) Федерального агентства по образованию РФ по адресу: 690600, Владивосток, ГСП, ул. Алеутская, 39. Институт инженерной и социальной экологии, конференц-зал.

Тел/факс: (4232)40-16-28 E-mail: vakh@fegi.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дальневосточного государственного технического университета (ДВПИ им. В.В. Куйбышева) по адресу: 690950, Владивосток, ул. Пушкинская, 10.

Автореферат диссертации размещен на сайте Дальневосточного государственного технического университета по адресу http://www.festu.ru

Автореферат разослан ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геол.-мин. наук

^ A.C. Вах

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В течение последнего столетия отмечается резкая активизация освоения человечеством земных недр, что проявляется в увеличении роста обьемов добычи полезных ископаемых. Вместе с тем, на большинстве месторождений в промышленное освоение вовлекаются, главным образом, богатые руды, а низкокондиционная рудная масса складируется в виде горнотехнических отвалов или хвостохранилищ. Извлеченная на поверхность и складированная рудно-породная ассоциация с одной стороны неизбежно испытывает влияние природных факторов, видоизменяясь и преобразуясь под их воздействием, а с другой - сама оказывает активное влияние на окружающие ее природные компоненты. В этой связи проблема оценки воздействия невостребованной части минерального сырья в процессе отработки месторождений на окружающую среду и здоровье человека весьма актуальна, так как рудные месторождения представляют собой природные геохимические аномалии, являющиеся потенциальными и реальными источниками токсичных элементов. В ряду наиболее экотоксичных месторождений одно из первых мест занимают вулканогенные золоторудные, поскольку их руды содержат широкий спектр токсичных элементов, большинство из которых относятся к 1"и и 2"й группам опасности. Учитывая то, что при отработке данных месторождений основное внимание уделяется одному (Аи), максимум двум полезным компонентам (Аи + Ag), вопросы выяснения потенциальной экологической опасности незадействованных рудных минералов приобретают особую важность.

Цель и задачи исследования. Основная цель настоящей работы заключается в оценке и прогнозе экологической опасности загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, поступающими из образующихся в процессе отработки техногенных отвалов и хвостохранилищ, на примере Прасоловского вулканогенного Au-Ag месторождения. Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Детально изучить минеральный состав руд Прасоловского месторождения, выделить минеральные парагенезисы, установить характер взаимоотношений рудных минералов с основными промышленными минералами, на основании чего определить круг потенциально экологически опасных составляющих горнотехнических отвалов;

2. Определить количества и формы вхождения различных токсичных элементов в кристаллические структуры рудных минералов (собственная минеральная или изоморфная) по результатам изучения особенностей их химического состава;

3. Воссоздать эволюцию состава рудо генерирующих растворов и выяснить последовательность обогащения руд экотоксикантами, на основе изучения химического состава и выделения различных минеральных видов и разновидностей блеклых руд, как основных в количественном отношении носителей токсичных металлов;

4. Качественно и количественно оценить потенциальную экологическую

угрозу окружающей среде и осуществить прогноз загрязнения при промышленной отработке месторождения, используя результаты компьютерного моделирования физико-химических процессов преобразования рудных минералов в условиях гипергенеза;

5. Разработать рекомендации по снижению токсического воздействия техногенных тел на экосистему района месторождения.

Методы исследований и достоверность результатов. В основу работы положены результаты собственных полевых и лабораторных исследований руд Прасоловского месторождения, включающих изучение их вещественного и минерального состава, количеств и форм вхождения токсичных элементов в кристаллические структуры рудных минералов и моделирование процессов гипергенного преобразования последних.

Основными методами являлись: микроскопическое изучение гипогенных и гипергенных минералов в отраженном и поляризованном свете, физико-химические исследования особенностей их вещественного состава, а также термодинамическое моделирование поведения рудных минералов в условиях гипергенеза.

Достоверность научных результатов подтверждается большим объемом экспериментальных данных и применением комплекса современных методов исследования, включающих минераграфическое изучение (более 350 полированных шлифов), рентгеноспектральный, рентгеноструктурный и ИК-спектроскопический анализы (580, 60 и 25 соответственно), которые выполнены на приборах "Camebax" (ИВиС ДВО РАН, аналитик Чубаров В.М.), "JXA-5A" (ДВГИ ДВО РАН, аналитики Сапин В.И. и Екимова Н.И.), ДРОН-3 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Т.Б. Афанасьева), UR-20 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Г.А. Нарнов). Компьюторное моделирование проведено на базе программного продукта «Селектор-Windows» (50 моделей).

Основные защищаемые положения.

1. Руды Прасоловского Au-Ag месторождения характеризуются большим разнообразием слагающих их минералов, включающих самородные элементы, интерметаллиды, сульфиды, теллуриды, селениды, сульфосоли, галогениды, гидроксиды, практически все из которых содержат токсичные металлы, присутствующие в них либо в виде основных минералообразующих компонентов, либо в виде изоморфных примесей и представляющие потенциальную угрозу загрязнения северо-западной части о. Кунашир и прилегающей акватории Кунаширского пролива.

2. По количеству токсичных элементов и их содержаниям наиболее экологически опасны на месторождении блеклые руды, являющиеся одними из самых распространенных во всех кварцево-метасоматических телах (от 30 до 40 % от общего объема рудных минералов) и представленные тремя минеральными видами и тридцатью внутри- и междувидовыми разновидностями, которые содержат в различных соотношениях такие токсичные элементы как Си, Pb, Zn, Fe, Sb, As, Те, Bi, Se.

3. Максимальное негативное воздействие на экологию района руды

Прасоловского месторождения окажут в случае извлечения их на поверхность при отработке и складировании в виде техногенных накоплений, где в результате гипергенного преобразования гипогенные рудные минералы, перемещенные в отвалы и хвосты переработки, частично преобразуются в новые минеральные фазы, а частично перейдут в раствор в виде ионов и комплексных соединений, в результате чего токсичные элементы с потоками дренажных вод, проникая в местную гидросеть, нарушат экологический баланс и создадут серьезную угрозу гидро- и биосфере. Научная новизна работы заключается в следующем:

• на основе детального изучения вещественного состава руд, их типизации, выделения генераций в различных минеральных типах определен круг токсичных элементов, как для месторождения в целом, так и для различных минеральных классов и отдельных минералов в частности;

• исследованы особенности химического состава рудных минералов, на основе чего рассчитаны их кристаллохимические формулы и определены количества и формы вхождения различных токсичных элементов в их кристаллические структуры;

• впервые на основе результатов компьютерного моделирования сделана оценка и прогноз потенциального загрязнения (как в качественном, так и количественном отношениях) прилегающей к месторождению территории токсичными металлами в случае его вероятной отработки;

• впервые выявлено и исследовано пять ранее неизвестных на Прасоловском месторождении минералов и одиннадцать новых минеральных фаз, не описанных еще в литературе, но также характеризующихся широким спектром токсичных элементов;

• выделены и описаны различные виды и разновидности блеклых руд и их генерации, установлена последовательность их кристаллизации, на основании чего воссоздана эволюция состава рудогенерирующих растворов, продуцирующих в руды экотоксиканты.

Практическое значение работы.

• научные результаты, изложенные в работе, а также данные текстурно-структурных исследований руд и характера взаимоотношений минеральных образований имеют большое практическое значение для определения качественной характеристики руд и выбора методов их обогащения;

• учитывая результаты прогноза потенциальной экологической опасности от перемещенных в отвалы рудных минералов, в целях подготовки эффективных природоохранных мероприятий при отработке Прасоловского месторождения, автором даны рекомендации по снижению вредного влияния техногенных накоплений на окружающую среду. Они заключаются либо в полном комплексном извлечении всех рудных элементов, либо в планировании грамотного складирования и хранения рудно-породной массы в специально подготовленных изолированных хвостохранилищах, где относительно просто осуществлять экологический мониторинг;

• предложенная методика оценки и прогноза загрязнения окружающей среды

токсичными элементами, основанная на совокупности данных вещественно-минералогического состава руд и моделирования их поведения в зоне гипергенеза, может быть использована для любых рудных месторождений.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались автором на: Международной конференции им. академика М.А. Усова "Проблемы геологии и освоения недр" (Томск, 1998), IY международном междисциплинарном научном симпозиуме "Закономерности строения и эволюции геосфер" (Хабаровск, 1998), Fourth International Young Scholars Forum of the Asia-Pacific Regional Countries (Vladivostok, 2001), Международной конференции "Генезис месторождений Au и методы добычи благородных металлов" (Благовещенск, 2001), конференциях Вологдинские чтения "Горные и геологические науки. Экология и безопасность жизнедеятельности" (Владивосток, 2001, 2002), I (XIX) Международной конференции "Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах" (Ю-Сахалинск, 2006), региональной конференции "Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России" (Владивосток, 2006), четвертой международной научной конференции "Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР" (Владивосток, 2006), а также региональных научных совещаниях и опубликованы в реферируемых изданиях.

Структура диссертации. Диссертация (объемом 223 страницы) состоит из "Введения", четырех глав и "Заключения". Она включает 52 таблицы и 72 иллюстрации. Список литературы содержит 168 наименований.

Автор благодарит научного руководителя профессора A.B. Зинькова за плодотворное сотрудничество и действенную помощь.

В ходе научных исследований и в процессе подготовки диссертации автор неоднократно пользовался советами и консультациями сотрудников ДВГИ ДВО РАН: В.Г. Хомича, В.И. Гвоздева, В.Г. Гоневчука, В.П. Зверевой, И.А. Тарасенко и многих других геологов, которым выражает свою огромную благодарность.

Автор признателен В.Т. Казаченко за постоянное обсуждение отдельных вопросов, касающихся минералогии и кристаллохимии блеклых руд и предоставление части рентгеноспектральных анализов некоторых рудных минералов и аншлифов, а также О.В. Авченко за консультации и помощь при разработке моделей для компьютерного моделирования с помощью программного продукта «Селектор-Windows».

Особую благодарность автор приносит В.М Чубарову (ИВиС ДВО РАН), В.И. Сапину, Н.И. Екимовой, Т.Б. Афанасьевой и Г.А. Нарнову (все ДВГИ ДВО РАН) за аналитические работы.

Глава 1. Краткая геологическая характеристика и структурная позиция Прасоловского месторождения

Прасоловское месторождение расположено в северо-западной части о. Кунашир - самого южного острова Большой Курильской гряды. Последняя

представляет собой цепочку вулканических островов, протягивающихся в северо-восточном направлении от о. Хоккайдо (Япония) до полуострова Камчатка. В структурно-тектоническом отношении Курильские острова интерпретируются как относительно долгоживущая островодужная система, продолжение которой фиксируется в структурах Камчатки и о. Хоккайдо. Островодужная природа Большой Курильской гряды явилась, по сути, определяющим фактором ее геолого-структурной индивидуальности. В геологическом строении Курильских островов и, соответственно, Прасоловского месторождения принимают участие, главным образом, вулканогенно-осадочные и вулканогенные образования и комагматичные им дайковые, субвулканические и интрузивные породы.

Наиболее древние отложения рассматриваемого района выделены в кунаширскую свиту ранне (?) - среднемиоценового возраста (рис. 1). В разрезе свиты преобладают лавы и туфы от основного и среднего составов (в нижней части) до умеренно-кислого и кислого (в верхней части), при подчиненной роли кремнистых алевролитов, аргиллитов, туфопесчаников и туфоалевролитов. Мощность свиты колеблется от 750 до 1000 м. Нижняя граница свиты не установлена, а с перекрывающими образованиями алехинской свиты кунаширская свита имеет тектонические контакты.

Залегающие выше позднемиоцен-раннеплиоценовые образования объединены в алехинскую свиту (рис. 1). В ее составе выделяют туффито-туфовые и эффузивные фации от андезитов (в нижней части) до дацитов и риолитов (в верхней части) и туфопесчаники, псаммо-алевритовые туфы и туффиты кислого состава, туфогравелиты, конгломераты и алевролиты. Суммарная мощность отложений составляет 400-700 м.

Позднеплиоцен-раннеплейстоценовые отложения залегают с размывом, а также угловым и азимутальным несогласием на породах алехинской свиты. Они выделены в головнинскую свиту (рис. 1) и представлены конгломерато-туфо-туффитами и лавами андезитов и базальтов. Мощность отложений 350м.

Четвертичные вулканогенные и вулканогенно-осадочные образования несогласно перекрывают неогеновые отложения и слагают ряд вулканических аппаратов (Тятя, Руруй и др.). Они представлены потоками и покровами андезитов, базальтов, горизонтами туфов и агломератов того же состава и относятся к базальт-андезитовой формации. Преимущественно осадочные образования представлены морскими, аллювиальными, делювиальными и пролювиально-коллювиальными отложениями.

Комагматичные неогеновым вулканогенным и вулканогенно-осадочным породам образования выделены в четыре комплекса (рис. 1): средне -позднемиоценовый габбро - диорит - гранодиорит - плагиогранитовый Прасоловский интрузивный; позднемиоценовый базальт - андезит - дацит -риолитовый Береговой дайково - субвулканический; позднемиоцен -раннеплиоценовый габбро — диорит — кварцеводиорит — гранодиорит — плагиогранитовый Северянковский субинтрузивный и позднеплиоцен — раннеплейстоценовый базальт - андезитовый Малайский экструзивный.

Рис. 1. Схематическая геологическая карта Северо-Кунаширского района (по: В. В. Мицук и др., 1987)

В структурном плане района доминирующую роль играют разломы северо-восточного и северо-западного простирания. Кроме линейных дизъюнктивов в пределах площади широко развиты также кольцевые и дугообразные структурно-тектонические формы, интерпретируемые как вулкано-тектонические структуры (ВТС) центрального типа (Данченко, 1986; 1990; 1991). Прасоловское месторождение приурочено к одной из таких ВТС диаметром 14-15 км. В пределах островной суши обнажена лишь восточная часть этой структуры. Западная ее часть «срезана» Западно-Кунаширским разломом и опущена ниже уровня моря. Северо-восточная часть осложнена системами разломов Заливной и Тятина-Мористый и отчасти перекрыта четвертичными лавами, а южная - опущена по Северянковскому сбросу и осложнена более молодыми Северянковской и Сухоложской ВТС.

Главными элементами Прасоловской ВТС являются дуговые и радиальные разломы, представляющие собой сбросы с крутым падением сместителя. Обычно они сопровождаются дайками и/или минерализованными зонами. Совокупность дуговых дизъюнктивов контролирует подавляющее большинство пунктов золото-серебряной минерализации. Однако наиболее важные из них приурочены к сопряжениям дуговых разломов с линейными.

Золото-серебряные руды представлены протяженными (до нескольких километров) сериями крутопадающих (60-90°) кварцевых жил (мощностью от 1-2 до 9м) или зонами вторичных кварцитов шириной до 10 м. Большинство жил имеет четкие зальбанды и характеризуются сложным внутренним строением и грубополосчатой текстурой. Группы пространственно сближенных рудных тел и рудопроявлений, приуроченных к какому-либо одному тектоническому элементу, образуют рудоносные зоны, количество которых на месторождении более 10.

1. - Ранне-среднемиоценовые отложения кунаширской свиты. Туфы и лавы среднего, реже кислого состава, туфоконгломераты, туфобрекчии, туфопесчаники, туфоаргиллиты и туффиты. 2, 3. — Средне-позднемиоценовый Прасоловский комплекс: 2 - габбро, диориты, кварцевые диориты, диоритовые порфириты, плагиограниты, риолиты и риодациты интрузивной фации; 3 - базальты субвулканической фации. 4. — Позднемиоцен-раннеплиоценовые отложения алехинской свиты. Туфы и лавы средне-кислого и кислого состава, туфоконгломерато-брекчии, туфогравелиты, туфопесчаники и туфоаргиллиты. 5, 6. -Позднемиоценовый Береговой комплекс: 5 — базальты; 6 — риолиты. 7-10. -Позднемиоцен-раннеплиоценовый Северянковский комплекс: 7 — плагиограниты интрузивной фации; 8 — риолиты и 9 - риодациты экструзивной фации; 10 - андезиты субвулканической фации. 11. - Позднеплиоцен-раннеплейстоценовые отложения головнинской свиты. Туфы и лавы среднего состава, туфы кислого состава, конгломераты и туффиты. 12, 13. - Позднеплиоцен-раннеплейстоценовый Малайский комплекс: 12 —андезиты; 13 — андезибазальты. 14. — Ранне-позднечетвертичные лавы андезибазальтов. 15. - Современные лавы андезитов вулкана Тятя. 16. - Современные аллювиально-пролювиальные и морские отложения. 17. — Разрывные нарушения: а — установленные; б - предполагаемые. 18. - Границы стратифицированных и интрузивных образований. • -

Глава 2. Минералого-геохимические особенности гипогенной

минерализации как индикатор состава и форм нахождения полютантов в рудах месторождения

Прасоловское месторождение характеризуется своеобразным минеральным и вещественным составом руд, что обусловлено специфическими геодинамическими условиями и многостадийностью его формирования. На основе детального изучения вещественного состава, минеральных парагенезисов и их взаимоотношений, а также текстурно-структурных особенностей [11] руд Прасоловского месторождения выделяется пять их минералогических типов:

Золото-пирит (халькопирит)-кварцевые руды развиты во всех рудоносных зонах и слагают призальбандовые части кварцевых жил. Рудная минерализация в них образует редкую изометричную, либо линзовидную вкрапленность и неяснополосчатые, либо брекчиевидные выделения. Главными минералами являются кварц, серицит, катаклазированный пирит, с размером зерен до 0,5 мм, сфалерит, галенит, акантит, блеклые руды, а также самородное золото. Золото в этом типе руд представлено редкими мельчайшими (0,02-0,04 мм) ксеноморфными выделениями, которые выполняют межзерновые пространства и микродрузовые пустоты в кварце, а также микротрещины в сульфидах.

Золото-полисульфидно-кварцевые руды пересекают ранние золото-пирит-кварцевые и слагают полосы (шириной до 30 см), содержащие пятнистую, гнездовую и фестончатую вкрапленность или массивные сульфидные руды с зональным строением. В них преобладают кварц, адуляр, барит, гидрослюды, пирит, сфалерит, сульфид железа и цинка (фаза Еегп254 с содержанием железа до 20 мае. %), галенит, халькопирит, борнит с продуктами распада твердого раствора, халькозин. Кроме того, присутствуют блеклые руды, представленные тетраэдритом и цинкистым тетраэдритом (содержание Zn до 7 мае. %), а также теллуриды (гессит, креннерит, самородный теллур), количество которых ограничено. Золото образует округлые включения в кварце размером от 0,08 до 0,5 мм. Совместно с халькопиритом оно залечивает трещины в пирите, а также присутствует в виде мелких (до 0,005 мм) выделений в борните.

Золото-теллуридно-кварцевые руды наиболее продуктивные и обеспечивают 60-80 % всего золота и серебра месторождения. Они слагают полосы мощностью от 2 до 40 см, которые пересекают более ранние золото-полисульфидно-кварцевые руды. Минеральный состав их очень богат и включает: сульфиды (пирит, молибденит, сфалерит, халькопирит, галенит, акантит), теллуриды (гессит, петцит, алтаит, штютцит, калаверит, креннерит, сильванит, теллур самородный, мутманнит, курилит, селенотеллур, селеносодержащий теллурид висмута), селениды (клаусталит, науманит), блеклые руды (тетраэдрит, голдфилдит и висмутсодержащие переменного состава), сульфосоли серебра и висмута, а также минеральные фазы AgAuTe,

Аи(А&Си)4(Те,8)2, (А^Си,РЬ,В05Те2(8е,8)6> (А&Си)(РЬ,В1)(Те,А5,8Ь)(8е,8)4, (А§,Си)2(Те,8), (Си,А§)2Те82, (АиА§)2Те. Нерудные минералы представлены кварцем, баритом, гидрослюдами и халцедоном. Золото образует как очень мелкую эмульсионную вкрапленность (0,003-0,009), так и более крупные (до 0,8 мм) изометричные, пластинчатые и ксеноморфные выделения и тонкие просечки в кварце, блеклых рудах, гессите, петците и других теллуридах. Кроме того, оно находится в срастании с халькопиритом, сфалеритом, клаусталитом, тетраэдритом и др.

Золото-адуляр (карбонат)-кварцевые руды развиты ограниченно и выполняют внутренние части крупных жил, последовательно сменяя золото-теллуридно-кварцевые руды, либо пересекают более ранние минеральные типы с выходом во вмещающие породы в виде самостоятельных жил. Они характеризуются широким развитием кварца, карбоната, адуляра, глинистых минералов, содержащих такие рудные минералы как пирит, марказит, халькопирит, сфалерит, реже теллуриды, акантит и золото.

Руды вторичного сульфидного обогащения развиты крайне ограничено и слагают приповерхностные части жил вдоль зон наложенной трещиноватости, распространяясь на глубину до 20-40 м. Они сложены акантитом, борнитом, халькозином, ковеллином, лимонитом, малахитом, азуритом, гетитом, кераргиритом, идаитом, клокманитом, самородными Аи и Ag, гематитом, англезитом, церруситом, теллуритом.

По результатам детального минералогического изучения выделенных типов руд, выполненного на основе оригинальных данных микроскопических и рентгеноструктурных исследований, установлено большое разнообразие рудных минералов (табл.1), которые представлены [5, 6] самородными элементами, интерметаллидами, судьфидами, селенидами, теллуридами, судьфосолями, галогенидами, карбонатами и гидроксидами. Наиболее распространенными среди них являются самородное золото, пирит, блеклые руды, халькопирит, борнит, сфалерит, галенит, клаусталит, гессит, петцит, сильванит, ковеллин. Для многих из них выделено несколько генераций, что свидетельствует о многостадийности процесса рудообразования. Ряд минералов, такие как идаит, рокезит, клокманит, мутманнит и виттихенит впервые описаны автором на данном месторождении. Кроме того, в рудах Прасоловского месторождения автором выделены новые минеральные фазы, не описанные еще в литературе - (Си2п)8, Си2п284, (А§,Си)(РЬ,В0(Те,А8,8Ь)(8е,8)4 (А&Си,РЬ,В05Те2(8е,8)6> AuAgTe, AgS, Аи(Аё,Си)4(Те,8)2> (А&Си)2(Те,8), (Си,Аё)2Те82), Си382.

Основываясь на данных вещественно-минералогического анализа руд, автором определен круг токсичных элементов, включающий Си, РЬ, С<1, 7л\, Ре, Мо, 8Ь, Ав, Те, В1, 8е, 1п. Кроме того, по результатам выполненных рентгеноспектральных анализов выяснены особенности химических составов рудных минералов, на основе чего рассчитаны их кристаллохимические формулы и определены формы вхождения экологически опасных элементов в кристаллические структуры - собственная минеральная или изоморфная

Таблица 1

Основные рудные минералы Прасоловского месторождения

Минерал | Формула | Встречаемость

Самородные элементы и интерметаллиды

Золото Аи ++

Серебро Аё +

Электрум (АиА§) +

Теллур Те +

Сульфиды

Молибденит МоБг +

Пирит РеБг +++

Марказит РеЭг ++

Халькопирит СиРеБг +++

Борнит Си5Ре84 +++

Идаит* Си3Ре84 +

Халькозин Си2Б ++

Ковеллин СиБ ++

Фаза* СизБг +

Фаза* (Сигп)8 +

Сфалерит гпБ +++

Фаза* Ре2п284 +

Акантит [Аё28] +

Фаза* Аё8 + '

Рокезит* Си1п82 +

Галенит РЬ8 ++

Галенит-клаусталит РЬ8-РЬ8е ++

Селениды

Клаусталит РЬ8е +++

Клокманит* Си8е +

Науманит А§28е +

Теллуро-селениды (?) РЬ (А^Си)(РЬ,В1)(Те,А5,8ЬХ8е,8)4 +

иВи фаза 1*

Теллуро-селениды (?)РЬ (А&Си,РЬ,В05Те2(8е,8)6 +

и В1 - фаза 2*

Теллуриды

Гессит Ад2Те +++

Петцит Аи3А§Те2 ++

Гессит-петцитовый (АиАд)2Те +

твердый раствор

Теллурид Аи и Ад* АиАдТе +

Сильванит АиАдТе4 ++

Штютцит А§5-хТеЗ +

Калаверит АиТе2 +

Креннерит (Аи,Ад)Те2 +

Мутманнит* (Аи,Ад)Те +

КурилИТ (А§,Аи)2(Те,8е,8) +

Алтаит РЬТе ++

Селенистый теллур Те38е4 +

Минерал Формула Встречаемость

Селенсодержащий В^еТег ' +

теллурид висмута*

Фаза* Аи(А&Си)4(Те,8)2 +

Фаза* (Аё,Си)2(Те,8) +

Фаза* (Си,Аё)2Те82 4-

Галогениды

Хлораргирит [АёС1] • +

Сульфосоли

Виттихенит* Си3В183 +

Прустит agзassз +

Теннантит Си^аб^п +++

Тетраэдрит Си^Ь^з -н-+

Голдфилдит Си 12 (Те,8Ь,Аз)481з +++

Ag-тeтpaэдpит (СиАёЪЗЬ^.з ++

Примечание: * - минералы и фазы, впервые обнаруженные автором. Встречаемость минералов: +++ - широко распространенные, ++ - распространенные, + - редкие.

(табл. 2), а также вариации содержаний этих элементов как в отдельных минералах, так и в различных минеральных классах (табл. 3) руд Прасоловского месторождения.

Глава 3. Качественно-количественные вариации токсичных элементов на примере кристаллохимического анализа блеклых руд

Результаты изучения вещественного состава рудных минералов Прасоловского месторождения показывают (Гл. 2), что по разнообразию и количеству токсичных элементов наибольшую экологическую опасность среди них представляют сульфосоли и, главным образом, наиболее распространенная их группа - блеклые руды [7, 8,], составляющие 30-40 % от всех рудных минералов, в зависимости от минерального типа руд.

Блеклые руды — группа минералов сложного химического состава с общей формулой К+10Я++2Х481з, где - одновалентные металлы (Си+, Ag), - двухвалентные металлы (Хп, Ге, Си**, РЬ, и др.), X - полуметаллы (Аэ, БЬ, Те, ВО, Б - сера. Как видно, они включают большое количество химических элементов (в том числе и токсичных), соотношение которых в зависимости от физико-химических условий рудообразования переменчиво [4]. В этой связи весьма актуальным является выяснение количественных и структурных особенностей вхождения этих элементов в состав блеклых руд на примере проведения кристаллохимического анализа.

По результатам рентгеноспектральных анализов блеклых руд, пересчитанных на кристаллохимические формулы (из расчета 29 ат. в форм.), автором установлено [1, 2, 3] три их минеральных вида и тридцать внутри- и междувидовых разновидностей (рис. 2, табл. 4). Такое количество разновидностей связано с большим разнообразием токсичных элементов и

Таблица 2

Формы вхождения экологически опасных элементов

Эл-ты Форма

Собственная минеральная Изоморфная и микропримесная

Ав Теннантит, прустит Самородные Аи и Те, халькопирит, акантит, ряд галенит-клаусталит, халькозин, гессит, ковеллин, сфалерит, теллуро-селениды РЬ и В1, блеклые руды, фазы: (Си,А£)2Те82, Си382

РЬ Галенит, клаусталит, теллуро-селениды, алтаит Ковеллин, акантит, клокманит, блеклые руды

Сс1 - Сфалерит

Те Самородный Те, гессит, петцит, сильванит, алтаит, штютцит, калаверит, селенистый Те, креннерит, мутманнит, курилит, селеносодержащий теллурид В1 Самородное Аи, электрум, ковеллин, сфалерит, акантит, ряд галенит-клаусталит, клокманит, науманит, виттихенит, прустит, блеклые руды, фазы: Си382, (Си,2п)8

1п Рокезит -

Си Халькопирит, халькозин борнит, идаит, ковеллин, виттихенит, клокманит, рокезит, фаза Си382, фаза (Си,гп)8, фаза Си2п284 Самородные Аи и Те, пирит, сфалерит, ряд галенит-клаусталит, теллуро-селениды РЬ и В1, гессит, сильванит, селенсодержащий теллурид В1, прустит, фазы: Аи(А&Си)4(Те,8)2, (АйСи)2(Те,8)

Ре Пирит, марказит, халькопирит, борнит, идаит Самородные Аи и Те, ковеллин, сфалерит, акантит, рокезит, ряд галенит-клаусталит, теллуро-селениды РЬ и В1, гессит, курилит, прустит, блеклые руды, фазы: ^Си)2(Те,8), Си382, (Си,гп)8

Бе Клаусталит, науманит, клокманит, теллуро-селениды, селенистый Те Самородное Аи, халькопирит, гессит, халькозин, ковеллин, сфалерит, акантит, рокезит, галенит, петцит, сильванит, курилит, селенсодержащий теллурид В!, виттихенит, прустит, блеклые руды, фаза Си382

Тетраэдрит Самородный Те, халькопирит, гессит, халькозин, ковеллин, сфалерит, акантит, рокезит, ряд галенит-клаусталит, теллуро-селениды РЬ и В1, прустит, блеклые руды, фазы: (Си,А§)2Те82, Си382

Ы Селенсодержащий теллурид Вц виттихенит Акантит, клаусталит, блеклые руды

Ъл Сфалерит, фаза (Си,2п)8, фаза Си2п284 Самородный Те, халькопирит, ковеллин, акантит, рокезит, гессит, ряд галенит-клаусталит, теллуро-селениды РЬ и Ви селенсодержащий теллурид В1, блеклые руды, фаза (Си.Ар)2Те82

Мо Молибденит -

Таблица 3

Пределы колебания содержаний экологически опасных элементов (в мае. %) в разных минеральных классах

Эл-ты Классы минералов

Самородные Сульфиды Селениды Теллуриды Сульфосоли

Ав 0,18-0,82 (2) 0,13-2,15 (7) 0,37-3,58(17) 0,31-3,24 (3) 1,17-18(66)

РЬ - 0,09-84,5 (11) 2,88-79,9 (23) - 0,12-2,53 (4)

1п - 48,24(1) - - -

Сс1 - 0,01-0,42 (8) - - -

Те 0,01-99,9 (7) 0,01-2,84 (9) 0,08-28,4(17) 0,07-62,6 (50) 0,1-25,9 (60)

Си 0,06-4,78 (5) 0,01-77,5 (31) 0,46-35,7(12) 0,10-8,84 (6) 1,1-47,4 (68)

Ее 0,05-0,22 (2) 0,07-46,5(18) 0,20-0,33 (3) 0,05-0,86 (4) 0,1-6,70 (48)

Бе 019-1,16(2) 0,01-5,58(18) 19,9-50,1 (22) 0,20-7,47(11) 0,12-7,5 (39)

8Ь 1,29(1) 0,01-2,26 (8) 0,41-1,78 (5) 3,32(1) 0,3-25,3 (62)

В1 - 0,18(1) 0,02-18,4(11) 52,83 (1) 0,13-40,4 (8)

Ъп 0,23 (1) 0,01-64,8(16) 0,12-0,67 (8) 0,28(1) 0,04-7,7 (57)

Примечание: « - » - не обнаружен; в скобках - число проб.

различным их соотношением в структуре минералов, что обусловлено широкой изоморфной смесимостью этих элементов.

Анализ особенностей химического состава блеклых руд в разных минеральных типах позволил более обоснованно выделить 4 их генерации и установить последовательность кристаллизации различных минеральных видов и разновидностей блеклых руд.

Рис. 2. Диаграмма 8Ь-Аэ-Те, иллюстрирующая состав блеклых руд

Блеклые руды ранней (1) генерации локализуются в золото-пирит (халькопирит)-кварцевом типе и представлены теннантитами, цинкистыми теннантитами и теннантит-тетраэдритами из группы переменного состава. Они характеризуются пониженными, в целом, значениями Си+2 и незначительными содержания БЬ и Бе, но повышенными количествами Ре и Хп (см. табл. 4, рис.3).

Блеклые руды 2 генерации выделяются в составе золото-полисульфидно-кварцевого минерального типа и представлены тетраэдритами и их внутривидовыми разновидностями, которые содержат

вь

Таблица 4

Кристаллохимические формулы и минеральные виды и разновидности блеклых руд

№ обр. Кристаллохимические формулы Минеральные виды и разновидности

Золото-пирит (халькопирит) - кварцевые руды

ПС-90-16 [(Си+ю>0о(Си+201252По177рео,54)]и,5б(5Ьо1О8А5з145Тео,04)2,74813,88 теннантит

ПС-90-32 12^1,88)112,29(^^0,03-^^2,71)2,74^13,96 Ре-теннангиг

ПС-90-32 [Си?9Г1(ЪП\ ,59ре0,8з)] 12,21 (БЬ] ,27А52,14Те0,09)з,5о813,29 гп-теннантит

Л-8 [Си+ю,оо(Си+го1б17п1|о1рео,82)]12,44(8Ьо,б? АвлДео,01)3,82(813,68^60,05)12,73 8е-содержащий ¿п-теннангит

ПС-90-12 [(Си^Аво.нХгп^Рео,, 1)] 11 >б8С^Ь0,4сА5з124Те0>04)з б85] 3>64 Ag-coдepжaIЦИЙ гп-теннангит

ПС-90-57 [(Си 9,45^0,за}(2П109РЬо,02)]ю,8б(^Ьо,52^,08^60,89)4,49(813,50860,14)13,66 8е)-содержащий ¿п-теннангит

ПС-90-57 [(Си%,85А£о,15)(Си+2о^з2По,87^Ьо,01)]11,41(8Ьо,5оА5з148Тео, 01)3,99(813,42860,17)13,59 8е)-содержащий теннантит

Л-1-2 [(Си+715оА^2,5о)(Си+ о,982По,ОзРб1,о1)]12,02(8Ьо,1оА5з187)з 97(81293860,08)13,01 8е-содержащий Ag-Fe-тeннaнтит

ПС-2 [Си+9177(ЕП]45ре002)]п,24(8Ь1,55А5|158Тео,бзВ1о,01)3,87(813,02860,88)13,90 8е-содержащий ¿л-теннангит-тетраэдрит

Р-71-3 [Си+ю,оо(Си+г2,022По,71)]12,7з(8Ь1,77А51|ЗзТео78В1о,07)3,45(812,65860,13)12,83 Бе-содержащий теннангат-тетраэдриг

Золото-полисульфидно-кварцевые руды

ПС-2 [Си+ю,0о(Си+211322По,81)] 12,12(8Ь2,04А5о,«Те! ,05)3,73813,15 тетраэдрит

ПС-90-57 [Си Ю,0о(Си 0,5б2П1,Цре0,07)]и,7з(8Ьз|15А50 40Те022)з,77813,50 Ъл - тетраэдрит

Л-1-1 [Си+ю,оо(Си+2о|з92п1,4бРео,о5)]и,9о(8Ь2)озАз17еТео,43)4,24(813,12860,60)12,85 Бе-содержащий ¿п - тетраэдрит

Р-71-13 [Си+ю,оо(Си+го,942По,29реО,21)]11,44(8Ь2,17А51>1оТео,57)3,84(813,12860,60)13,72 Бе-содержащий тетраэдрит

ПС-90-49 [(Си+9198А£0,02)(Си+г0,к^П1170ре0|05)]и,б5(8Ьз,7^0,41X60,02)4,14813,00 Ag-coдepжaщий 7л - тетраэдрит

Л-1-2 [(Си+9,62Аё0,38)(Си+ 0,792П1,ОбРе0,О4)]ц,89(8Ь1,98А3147161,04)4,49(812,59860,03)12,62 8е)-содержащий 2л - тетраэдрит

Л-1-2 [(Си\8бА§о,14ХСи+\й2По,23реО,79)]] 1,95(8Ь2,09А5о,99Те0,96)4,04(812,92 860,09)13,01 (А%, 8е)-содержащий тетраэдрит

ПС-90-16 [(Си 9>з7А2о,6зХСч+'!1 .эт^Дз,«Ре0,, 1)] 12,55(^2,02А50 38Те0 95)3 358,2>9д Ад-содержащий тетраэдрит

ПС-90-16 [(Си+8, б5Дё1,35)(Си+21,612П1,23ре0^4)]13,08(8Ь2,68А80118Те0,0б)2,92813,00 Ag-Zn - тетраэдрит

Окончание таблицы 4

ЛЬ обр. Кристзоохимические формулы Минеральные виды и разновидности

ПС-2 [Си+1000(Си+2, ^¿п^з 9)], 2,о;(^Ь! 87А504Де, 41) 3748) 321 голдфилдиг -тетраэдрит

Золото-теллуридно-кварцевые руды (ранняя стадия)

ПС-2 [(Си+9 98Адо|02)(Си+г0,68^Д),84рео101)]и,52(5Ь1144А81144Те1531о|01)445(812|ад 8е)-содержащий голдфилдит-тетраэдрит

ПС-2 t(Cu+sl7()Agoзo)(Cu+Zllз2Znol4lFeoloз)]п7б(Sbol8>ASll22TelJ84Biola5)зl?5(Sl2,94S^o,34)13,28

ПС-5 [Си+1о|оо(Си+2о,4з2По,б5ре(),31РЬо>22)]п1б1(8Ь1>2оА5о1зоТе116В11>м)317о51з1б8 Вьсодержащий голдфилдит-тетраэдрит

Р-71-13 _ [Си ш,0о(Си _ 2,19^110,13^0^6)112,ЗзС^Ь1112А5о172Те1194)з178(8121б4^ео12о)12,Э* Бе-содержащий голдфилдит-тетраэдрит

ПС-90-57 [(Си 7,б3^2,37)(Си 1,57^0,61 Ре0,02)] 12,2о(^Ь 1,84 АЯо.бзТео^З.З1 ^ 13,49 Ag-гoлдфщдит-тeтpaэдpиг

Л-1-2 [(Cu%l|X)Ag2|Oo)(CU+Z^6зZnoIOбFeollз)]и,82(SblJ74ASo,б9Tel>77)4^o(Sl2,77Seo^l)l2,98 8е-содержащкй Ая-голдфилдит-тетраэдрит

Золото-теллурвдно-кварцевые руды (поздняя стадия)

ПС-5 (С^ю^С^2]^] 11,89С^Ьо25А512зТе2,29)3,77^13,34 голдфилдит

ПС-90-26 [Си+ю,ооСи+ 2, зо] 12,Зо(^Ьо,44А5о19оТе2,Зб)з,70^13,01 голдфилдиг

ПС-2 [Си 10,С«(Си+'!о,з^По|14рео>02)]10^4(5Ь1-ОбА5о>81Те2,45В1о,04)4,36(513,21560,88)14,09 Бе-содержащий голдфилдит

Р-78-2 [Си ю,Оо(Си г,(Й^П0,14ре0,02)112)1з(5Ь0,5зА51 ^Твг^^^и,12^6031)12,43 8е-содержащий голдфилдит-теннантиг

Р-71-13 [Си+ю,оо(Си+ 1,40^По,пРео,05)]и,5б(5Ьо>89А5168Те1196)з 53(81235860,57)12,92

ПС-2 [(Си+976Адо,24)Си+22,ю]12,1о(8Ьо>52А5о|91Те23о)з,бз813^7 Ag-coдepжaIДШ голдфилдит

ПС-2 [(Си+9177А2одз)(Си+22,172По,05)]12,22(8Ьо^9АЗо,89Те2,31)з,79(8]2|898бод])]3 00 8е)-содержащий голдфилдит

ПС-4 [(Си+999Аи0101)Си+ 2,ю]12,1о(8Ь1111 А5о,з 8Те2бб)4,15(8] 2,68^60,05)12,73 (Аи, 8е)-содержащий голдфилдит

ПС-4 [(Си 9,5^о,25Аио,24ХСи 1.182л0)01)]п.19(2Ьо>22А5111бТез 51)4 89812,92 (Аи, Ag>coдepжaщий голдфилдит

Л-1-2 [(Си+9124А£076)(Си+^1и52ре0109)]П171(5Ь0>22А51198Те2156)417б(812^б^ео,27)12,53 (Ag, 8е)-содержащий голдфилдит

Л-9 [(Си+9о8А£от92ХСи+21^По>49рео51)]12,8з(8Ь112бА51158Те1^8)з182(5и^6 86039)12,35 (А& 8е)-содержащий голдфилдит-теннантит-тетраэдрит

Л-1-2 [(Си+9.^А20,0,)(Си+ 1,ю2Л1о,77реО,02)]п,89(8Ьо,92А511ЗзТе1>52)з,77(813,ю8ео^й)13,36

незначительные примеси Те и Ав (табл. 4). Для них также, как и для блеклых руд 1 генерации, характерно повышенное содержание 2п, но в отличие от них отмечаются более высокие содержания Ag и Си+2 и незначительные количества Ре (рис. 3).

Блеклые руды 3 генерации образуют минеральные зерна смешанного состава, представленные разновидностями промежуточного ряда тетраэдрит-голдфилдит. Среди них выделены теллуристые тетраэдриты (голдфилдит-тетраэдрит и Ag-гoлдфилдит-тeтpaэдpит) и сурьмянистые голдфилдиты (тетраэдрит-голдфилдит). Данные разновидности, в отличие от блеклых руд первых двух генераций, характеризуются еще большими содержаниями Ag, Те, Бе, Си+2, а также присутствием в различных количествах В1, на фоне общего снижения Ъъ и Ре (табл. 4, рис. 3). Блеклые руды рассматриваемой генерации ассоциируют с минеральными парагенезисами начального этапа кристаллизации рудных минералов золото-теллуридно-кварцевого типа.

Блеклые руды 4 генерации это преимущественно голдфилдиты и селенистые голдфилдиты, которые формировались на заключительном этапе кристаллизации рудных минералов золото-теллуридно-кварцевого типа. Они характеризуются высокими содержаниями Ag, Си+2, В! и, соответственно, Бе при очень низких значениях Тху и Ре (табл. 4, рис. 3).

Рис. 3. Распределение двухвалентных металлов в различных минеральных видах блеклых руд.

1 -тетраэдриты

2 - голдфилдиты

3 - теннангиты

4 - смешанные

Исходя из установленной последовательности кристаллизации блеклых руд эволюция их химического состава от ранних стадий к поздним представляется следующим образом [10]. В ходе рудоотложения существенно мышьяковистая генерация (иногда с незначительными содержаниями Ag и БЬ) сменялась сурьмянистой (иногда с незначительными содержаниями Ав, но повышенными содержаниями Ag и Си+2), далее теллур исто-сурьмянистой (иногда с незначительными содержаниями ВО, а затем теллуристой (с

высокими содержаниями Бе), продуцируя в руды повышенные концентрации таких токсичных элементов как Аэ, Ре, БЬ, Те, Бе, РЬ, Си и Вк

Анализ данных по эволюции химического состава блеклых руд в сочетании с минералогическими исследованиями позволили определить минеральные парагенезисы для каждого конкретного вида и разновидности. Эти данные дают основание заключить, что блеклые руды тесно ассоциируют или находятся во взаимном срастании с большинством рудных минералов месторождения и с золотом. Из этого следует, что при добыче и обогащении золотосодержащих руд вся совокупность рудных минералов (в том числе и блеклые руды), содержащих в разных количествах токсичные элементы, попадет в горнотехнические отвалы.

Глава 4. Возможные экологические последствия при отработке Прасоловского месторождения

Согласно данным минералогического и физико-химического изучения, руды Прасоловского месторождения содержат в виде минеральных образований более 20 элементов периодической системы - Хп, РЬ, Си, Мо, Ре, Аэ, БЬ, 1п, В1, Сё, Те, Бе, А§, Аи и др. [7, 12, 13]. Каждый из перечисленных элементов, при условии соответствующих их содержаний, является важным компонентом минерально-сырьевой базы, обеспечивающей экономическую и политическую стабильность страны. Однако, на данном месторождении промышленный интерес представляют только минералы и минеральные фазы Аи и Ag, средние содержания которых составляют 15-25 г/т и 45-60 г/т соответственно. Все остальные химические элементы руд месторождения имеют некондиционные содержания. Естественно, что в условиях рыночной экономики, когда главная задача горнодобывающих предприятий подчинена основной цели - получение максимальной прибыли при минимальных затратах, в промышленное обращение будут вовлечены только Аи-А§ руды, а руды других металлов месторождения попадут в техногенные отвалы или, в лучшем случае, будут складироваться в хвостохранилищах. Очевидно, что невостребованная часть рудного вещества, будучи извлеченной на поверхность, окажется в зоне гипергенеза, где будет подвержена окислению, растворению, преобразованию в другие минеральные формы и водные растворы, что существенно повлияет на экологическую обстановку в прилегающих к месторождению территориях. Известно, что многие металлы, кроме промышленной ценности, характеризуются также и различной степенью токсического воздействия как на биосферу в целом (животный и растительный мир), так и на человека в частности. Попадая в организм человека и животных с пищей, водой и воздухом, такие металлы являются причиной многих заболеваний, функциональных расстройств и, даже, смерти.

Первое чему подвергаются горные породы и минералы в зоне гипергенеза - это растворение и окисление. Существует несколько моделей, описывающих процессы гипергенного преобразования (гидрогеохимическая, электрохимическая, биогенная). Они основаны либо на обычных химических

реакциях, либо электрохимическом взаимодействии по принципу природных микрогальванических пар. В последние годы интенсивно развиваются направления по экспериментированию гипергенных процессов, основанные на термодинамических характеристиках химических элементов. Одно из них -моделирование физико-химических процессов минерального преобразования с помощью программного продукта «Селектор-Windows» (разработчики И.К. Карпов, К.В. Чудненко, В.А. Бычинский). В основу компьютерного моделирования природного минералообразования положены представления об изменении свободной энергии Гиббса (AG) и стремлении ее к минимуму. Энергия Гиббса (AG) - термодинамическая функция состояния системы, являющаяся критерием ее равновесности и направленности процесса реакций и которая определяется изменениями изобарно-изотермического потенциала (т.е. интегральными функциям энтальпии - Н, энтропии - S и температуры -Т). Поэтому при термодинамических расчетах химических реакций минералообразования обычно используют предварительно рассчитанные значения изменения стандартного изобарно-изотермического потенциала образования химического соединения путем реакции из простых веществ. Программа «Селектор-Windows» не рассчитывает реакции, а находит глобальный минимум того или иного термодинамического потенциала, т.е. минимум функции свободной энергии Гиббса и вычисляет, на этой основе, минеральный парагенезис. При этом метод минимизации энергии. Гиббса подразумевает как равновесие водного раствора с его компонентами и минералами, выпадающими из него, так и равновесие раствора и выпадающих из него минералов с первичной породой (минералом).

В целях качественной и количественной оценки вероятного экологического загрязнения площади района Прасоловского месторождения автором выполнено моделирование гипергенного преобразования рудных минералов с помощью данного программного продукта. При моделировании процессов гипергенного преобразования руд были рассмотрены два варианта задач - поведение отдельного минерала во взаимодействии с природными водами, а также их совокупности, с целью определения потенциальной токсической опасности конкретного минерала и, соответственно, их естественной ассоциации. При этом в каждом варианте были смоделированы по две системы - приповерхностная, включающая природную воду, приведенную в равновесие с атмосферой + минерал (группа минералов) и более глубинная, состоящая из просачивающегося из первой системы раствора, обедненного растворенным кислородом, но обогащенного различными ионами + минерал (группа минералов). Для всех моделей были выбраны единые термо-барометрические условия - Т = 25°С и Р = 1 атм.

Результаты моделирования показывают, что наибольшую экологическую опасность в обоих вариантах представляет приповерхностная система, где в результате окисления и растворения в водный раствор поступает наибольшее количество токсичных элементов. Автором выполнено 50 моделей. Однако, за неимением достаточного места, ограничимся несколькими примерами.

При окислении сульфидов, например 1 моля С<1-содержащего сфалерита (97 г гпо.дбСио.снСсЬ.о^.оз) в 1 т воды, приведенной в равновесие с атмосферой, данный минерал полностью растворяется с образованием 258,76 г новой минеральной фазы 2п804(Н20)6 (бианкит). При этом часть исходного минерала в виде катионов С<Г2, СсЮ, СсЮЬГ, Си+2, СиО, СиОН+ и анионов Н804", Б04"2 переходит в раствор, рН которого снижается до 4,0078 за счет высокой концентрации анионов серной кислоты (6,7259 мг/л). Количество ионов Сё и Си в образовавшемся растворе составляет соответственно 1,125 и 0,635 мг/л. Принимая во внимание ПДК этих элементов (СсГ2-- 0,005, аСи+2-0,01 мг/л, Емлин, 1991) можно заключить, что при растворении только 1 моля сфалерита концентрация упомянутых элементов превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов, соответственно, в 225 и 63,7 раз.

Еще больше токсичных металлов (как в количественном, так и в качественном отношениях) продуцируют в водный раствор теллуриды и селенииды. Однако, самыми опасными в экологическом отношении рудными минералами месторождения являются сульфосоли и, в частности, блеклые руды [9]. Например, при окислении 1 моля ЕИ-содержащего теннантита (1635,14 г Сиц>1А§о>12по,2рео,зРЬо>зА82,25Ь115В1о>з81з) в 1 тонне воды, приведенной в равновесие с атмосферой, данный минерал полностью растворяется в воде с образованием новых минеральных фаз, представленных ВЬ(804)3 (сульфат висмута) - 105,92 г, Ре2Оэ (гематит)- 23,95 г, РЬ304 (англезит) - 90,18 г, 8Ь205 (оксид сурьмы) - 242,62 г и 2п804(Н20)б (бианкит) - 53,91 г. Оставшаяся часть этого минерала (1118,56 г) переходит в раствор в виде таких подвижных форм как АёС03\ Аё+, АёЖ>3, АёОН, АзО/3, ВГ3, ВЮ+, ВЮН+2, Си+, Си+2, СиО, СиОН+, Ре+2, Ре+3, РеО+, РеОН+2, Н2Аз04", Н3Аб04, НАбО/2, НВЮ2, НРе02, Н804", РЬ+2, РЬО, РЬОН+, 804'2, суммарная концентрация которых составляет 2233,60 мг/л. При этом наибольшие значения приходятся на ионы (в мг/л) Си+2 (705,45), Ag+ (4,382), AgNOз (10,09), РЬ+2 (0,544), а также анионы мышьяковой и серной кислот (в мг/л) -Н3Аз04 (75,60), НзАбО/ (235,01), Н804" (142,27) и 804"2 (1017,20), что приводит к снижению рН раствора до 2,7271 (сильнокислый раствор). Очевидно, что в образовавшемся растворе концентрация ионов меди превышает ПДК в 70545 раз, свинца в 544, а мышьяка в 3293 раза.

Таким образом, результаты моделирования гипергенного преобразования рудных минералов месторождения убедительно показывают потенциальную экологическую опасность каждого из них. Однако степень токсического воздействия на окружающую среду возрастает на несколько порядков, если окислению и растворению подвергается не отдельный минерал, а вся их естественная ассоциация. Так при моделировании одновременного процесса окисления всех рудных минералов и новообразованных минеральных фаз, взятых в количестве по 1 молю каждый, в 1 тонне воды, уравновешенной с атмосферой, немногим более половины исходной минеральной смеси (порядка 55 % из 11282 г) преобразуется во вторичные минералы: окисный сульфат висмута (2108,92 г В12(504)3), гематит (229,15 г Ре2Оэ), англезит

(1831,51 г PbS04), бианкит (1261,47 г ZnS04(H20)6), оксид сурьмы (1365,15 г Sb2Os) и хлораргирит (143,25 г AgCl). Оставшаяся часть переходит в раствор в виде различных ионов, суммарная концентрация которых составляет 10291,74 мг/л воды. В химическом отношении это AgC03", Ag+, AgCl, AgN03, As04'3, Bi+3, BiO+, BiOH+2, Cd+2, CdCl+, CdCl2, CdOH+, СГ, Cu+, Cu+2, CuCl+, CuCl2, CuO, CuOH+, Fe+2, Fe+3, FeCl+2, FeO+, FeOH+2, H2As04', HSe03, H3As04, HAs04"2, HBi02, HCl, HFe02, HS04", HSe04', Pb+2, PbCf, PbCl2, PbOH+, SO/2, Se04'2 (рис. 4). Из них наибольшие количества (рис. 5) приходятся (в мг/л) на Ag+ (130,28), AgN03 (224,96), Cd+2 (1,13), Cu+2 (2951,41), H2As04- (920,02), HSe03 (1074,59), H3As04 (324,77), HS04" (612,65), Pb+2 (0,14) и S04"2 (4012,23). Из этого следует, что концентрации ионов токсичных металлов, таких как Cd+2, Cu+2 и Pb+2 превышают ПДК соответственно в 226, 295141 и 140 раз, а ионов мышьяка и селена в пересчете на As+3 и Se+6 соответственно в 13195 и 666246 раз. Вполне естественно и то, что высокие концентраци анионов селенистой, мышьяковой и серной кислот приводят к понижению pH раствора до 2,6939, превращая его, по сути, в сильнокислый раствор. Заметим попутно, что ПДК для S04"2 составляет 100 мг/л, т.е. концентрация анионов серной кислоты превышает ПДК более чем в 40 раз.

Рудные минералы, но из более глубинного уровня, взаимодействуя с насыщенным ионами водным раствором, поступающим из приповерхностной зоны, также подвергаются растворению и окислению, добавляя к уже имеющимся в растворе ионам токсичных металлов новые их формы, такие как As02", HSb02, Sb02\ HAs02, PbCl3", PbCl4"2, CdCl3", CdCl4'2, CuCl, CuCl2\ CuCl3", CuCl3"2. При этом концентрации некоторых из них достигают высоких значений. Среди них HSb02 и HAs02, количества которых составляют, соответственно, 1,81 мг/л (или в пересчете на Sb+3 - 1,41 мг/л), т.е. более чем в 28 раз выше ПДК и 1164,1 мг/л, что в пересчете на As+3 в 16300 раз выше ПДК. Кроме того, во втором резервуаре отмечается резкое увеличение концентрации Fe+2 (в 321 раз выше ПДК), Cd+2 (в 436 раз), РЬС13+ (в пересчете на РЬ+2 в 1216 раз) и HS04" (в 33 раза).

Суммируя вышеизложенное можно заключить, что руды Прасоловского месторождения будучи извлеченными на поверхность будут представлять собой серьезную экологическую опасность для окружающей среды (рис. 5). Для более наглядной иллюстрации степени потенциальной экологической угрозы рассчитаем примерное количество каждого из токсичных элементов, которое поступит в результате самопроизвольной миграции из техногенных тел в гидросеть района за год. Например, содержание H2As04\ согласно данным моделирования, составляет 920,02 мг/л или на 0,920 кг/т воды. Если принять в среднем площадь хвостохранилища 60000 м2 (200x300 м) при условии, что среднегодовая норма осадков на о. Кунашир составляет 10001300 мм, то количество воды, выпавшей на эту площадь равняется 60000 т.

Соответственно количество H2As04", вынесенное этим объемом воды будет составлять порядка 55,2 т. В пересчете на чистый мышьяк это составит 29,26 т/год (в соединении H2As04* мышьяк составляет 53 %). Аналогичным

б С1

с б

сфалерит " \ (гп„еси0Осс)00,з,с, )

О______________________________„О

селенид свинца и висмута ч \д„3Сис.,РЬ0,В1:1,А5: ,5Ь„„Теа «.Бе, Б, „ _ >

сз

___--''УклаусталиГ) д—•—

5 --..РЬБе.^.-'__У______

""" ^ _——------'"'бианкйтх £)

/-"англезит" , <• теллурид висмута\ & ч2п50,(Н:0)г ^ РЬБО^У ------------

( хпораргирит \ V АдС1

( науманит

чСа, ,Ад, ,гпо:1Ре(.,РЬа .Аз^БЬ, ;^1таит ^ ^ленистый теллур)

^-----^ ------------ тетраэдрит " Р

( галенит4) С'[Си'«оо(Си"ол,гпомРеа:,),4.],,4,(ЗЬ,4чАз,.0),„(311,,5еоа1),,^

¿г---------------:______________' ' '

Зо

гдотая

-т'срьон^ Свюнг^

_ -ГГчРс10Нг)"'^ ,. _ _______ „

г—Г рьсг) ---

__^ , еип ' ; рклг 1

^-"фифСАдалг .

"САдСО^ СЯазО?) -------

-Ре

Рис. 4. Состав ионов токсичных металлов поступающих в дренажные воды при гипергенном преобразовании рудных минералов

образом можно рассчитать прогнозируемые количества и остальных токсичных элементов, которые поступят в гидросеть в течение года (табл. 5).

Следует учесть, что эти количества образуются при растворении всего 1 моля рудных минералов. Чтобы получить истинные цифры, необходимо полученные количества умножить на содержания этих элементов в рудах и на объем рудного вещества.

В соответствии с вышеизложенным, а также учитывая, что дорогостоящие работы по рекультивации хвостохранилищ, очищению почв,

1 21

Таблица 5

Прогнозируемые количества токсичных элементов (кг/год)

Элеметы РЬ Ре Сс1 Си В'1 8е Ав БЬ Н2504

Кол-во 81 9630 130 177085 302 39972 48945 85 240734

водоемов и т.д. неприменимы в России в обозримом будущем, в целях охраны окружающей среды при отработке Прасоловского месторождения можно предложить два варианта: 1) комплексное извлечение всех рудных элементов, что сегодня при существующих технологиях и оборудовании достаточно сложно; 2) планирование грамотного складирования и хранения рудно-породной массы в специально подготовленные изолированные хвосто-

4500...

хранилища, где процессы растворения, миграции и переотложения металлов будут находиться под контролем. Эти хранилища должны разрабатываться с учетом особенностей минерального и вещественного состава руд, геолого-геофизического строения района, а также физико-географических и экономических условий.

0,5-:

0.61~ 0,00-Ь

РЬ"Ре: Сс!': Си'' ВГ; Бе Ав'' Ад' вЬ" БО, Ионы

Рис. 5. Соотношение

концентраций токсичных

элементов

Белое - значения ПДК,

серое — концентрация по

результатам моделирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации на основе комплексного изучения руд Прасоловского месторождения, включающего вещественно-минералогические и физико-химические исследования, а также термодинамическое моделирование поведения рудных минералов в условиях гипергенного преобразования, даны оценка и прогноз загрязнения прилегающей территории токсичными элементами. Предложенная методика может быть использована для любых рудных месторождений.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

1. Установлено, что руды Прасоловского месторождения характеризуются большим разнообразием рудных минералов, которые

представлены как самородными формами, так и теллуридами, селенидами, сульфидами и сульфосолями различных металлов. Анализ данных вещественно-минералогического изучения позволил определить круг токсичных элементов, входящих в эти минералы. Он включает Си, РЬ, Сс1, Хп, Ре, Мо, БЬ, Аэ, Те, В1, Бе, 1п, которые относятся к 1 и 2 классам опасности.

2. Впервые для данного месторождения описаны такие минералы как идаит, рокезит, клокманит, мутманнит и виттихенит. Кроме того, в рудах Прасоловского месторождения автором выделены новые минеральные фазы, не описанные еще в литературе: (Ag,Cu,Pb,Bi)5Te2(Se,S)6 Си382, (Си2п)8, Сигп^, А§8, (А§,Си)(РЬ,В0(Те,А5,8Ь)(8е,8)4, AuAgTe, Аи(А&Си)4(Те,8)2> (Ag,Cu)2(Te,S), (Cu,Ag)2TeS2), но также содержащие токсичные элементы.

3. Выяснены особенности химического состава рудных минералов и рассчитаны их кристаллохимические формулы, определены количества и формы вхождения различных токсичных элементов в кристаллические структуры минералов (собственная минеральная или изоморфная).

4. Установлено, что собственными формами вхождения токсичных элементов являются: для Бе - клаусталит, клокманит, науманит; Те -самородный теллур, гессит, петцит, сильванит, теллуриды золота и серебра, штютцит, калаверит, креннерит, мутманнит, курилит, алтаит, селенистый теллур и некоторые вновь выделенные минеральные фазы; Си - халькопирит, борнит, рокезит, идаит, халькозин, ковеллин, клокманит; Аб и БЬ - блеклые руды и прустит; В1 - виттихенит, селенсодержащий теллурид висмута; РЬ -галенит; Хп - сфалерит. Изоморфными формами этих элементов являются: для Бе и Си -самородные металлы, сульфосоли, теллуриды, сульфиды; Те -селениды, самородные металлы, сульфосоли; Аб и ЭЬ - самородные металлы, сульфиды, селениды, теллуриды; В! и РЬ - сульфосоли, селениды; Хп -самородные металлы, сульфосоли; Сс1 — сульфиды.

5. Выявлено, что по разнообразию и количеству токсичных элементов наибольшую экологическую опасность представляют сульфосоли и, главным образом, наиболее распространенная их группа - блеклые руды. Последние подразделены на несколько минеральных видов и разновидностей, для каждых из которых определены минеральные парагенезисы. По совокупности этих данных установлено, что блеклые руды тесно ассоциируют с сульфидами, теллуридами, селенидами и самородными металлами. Очевидно, что при добыче и обогащении Аи - Ag руд вся совокупность рудных минералов попадет в горнотехнические отвалы.

6. По результатам компьютерного моделирования убедительно показано, что будучи извлеченной на поверхность низкокондиционная рудная масса будет представлять серьезную экологическую опасность для окружающей среды в виде ионных и комплексных форм тяжелых металлов, главными полютантами из которых явятся: АбОД ВГ\ ВЮ+, ВЮН+2, Сс1+2, С(ЮН+, Си\ Си+2, СиС1+, СиС12, СиО, СиОН+, Ре+2, ¥е+3, РеСГ2, РеО+, РеОН+2, Н2А504\ ШеОз, НзАбОд, НАбО^ НАэОД НВЮ2, НРе02, ИБО/, Н8Ь02, Н8е04\ РЬ+2, РЬСГ, РЬС12, РЬОН+, БОЛ БеО/2.

7. Даны рекомендации по снижению вредного влияния техногенных накоплений на окружающую среду. Они заключаются либо в комплексном извлечении всех рудных элементов, либо в планировании грамотного складирования и хранения рудно-породной массы в специально подготовленных изолированных хвостохранилищах, где относительно просто осуществлять экологический мониторинг.

Актуальность проблемы потенциального загрязнения токсичными металлами прилегающей к месторождению территории обуславливается еще и тем, что оно соседствует с государственным природным заповедником "Курильский", где сосредоточены редкие виды флоры и фауны, занесенные в Красную Книгу. Следует также отметить, что заповедник обеспечивает исполнение обязательств России по международным договорам: Конвенции по охране мигрирующих птиц между Россией и Японией и Конвенции по сохранению биоразнообразия. Кроме того, гидросеть о. Кунашир представляет собой ядро нереста лососевых рыб. Однако, в долине р. Северянка (район Прасоловского месторождения) акционерным обществом "Курильская горно-геологическая компания" началось создание горнохимического комплекса по добыче и переработке золотоносной руды и планируется постройка золотообогатительной фабрики.

Основные публикации по теме диссертации

1. Кемкина P.A. Новые минеральные разновидности блеклых руд и особенности их химического состава Au- Ag месторождения о. Кунашир // Закономерности строения и эволюции геосфер. Материалы IY Международного междисциплинарного научного симпозиума. Хабаровск: ИТИГ ДВО РАН, 1998. С.218-220.

2. Кемкина P.A. Особенности химического состава блеклых руд золото - серебряного месторождения о. Кунашир // Проблемы геологии и освоения недр. Материалы докладов II Международной конференциии им. Академика М.А. Усова. Томск: Изд-во НТЛ, 1998. С. 13-15.

3. Кемкина P.A. Смешанные блеклые руды Юго-Западной зоны Прасоловского месторождения о. Кунашир // Материалы конференции преподавателей ДВГТУ. Владивосток: ДВГТУ, 1998. С. 15-17.

4. Кемкина P.A. Зависимость состава блеклых руд Au-Ag месторождения о. Кунашир от физико-химических условий рудообразования // Генезис месторождений Au и методы добычи благородных металлов. Материалы Международной научной конференции. Благовещенск: АмурКнии АмурНЦ ДВО РАН, 2001. С. 39-40.

5. Кемкина P.A. Серебряная минерализация близповерхностного золото - серебряного месторождения // Горные и геологические науки. Экология и безопасность жизнедеятельности. Материалы конференции. Вологдинские чтения. Владивосток: ДВТГУ, 2001.С. 9-10.

6. Кемкина P.A. Теллуровая минерализация вулканогенного золото - серебряного месторождения // Горные и геологические науки. Экология и безопасность жизнедеятельности. Материалы конференции. Вологдинские чтения. Владивосток: ДВГТУ, 2002. С. 9-10.

7. Кемкина P.A., Севериненко А.П. Вещественный состав руд Прасоловского месторождения, как потенциальный фактор загрязнения окружающей среды токсичными металлами // Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских

островах. Материалы I (XIX) Международной конференции. Ю-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 2006. С. 142-143.

8. Кемкин И.В., Кемкина Р.А. Юрско-раннемеловая биостратиграфия кремнистых и терригенных отложений Дальнегорского рудного района (Южный Сихотэ-Алинь). // Тихоокеанская геология. 1998. № 1. С. 59-75.

9. Кемкина Р.А., Севериненко А.П. Блеклые руды Прасоловского месторождения как потенциальный источник загрязнения прилегающей территории и акватории Кунаширского пролива // Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России. Тезисы докладов региональной конференции молодых ученых. Владивосток: Дальнаука, 2006. С. 82-83.

10. Кемкина Р.А. Прогнозная оценка потенциальной экологической опасности руд Прасоловского месторождения // Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования Дальнего Востока и стран АТР. Материалы II Международной конференции. Владивосток: ДВТГУ, 2006. С. 186-190. |

11. Кемкина Р.А. Особенности химического состава блеклых руд Прасоловского вулканогенного Au-Ag месторождения (о. Кунашир) и последовательность их образования // Тихоокеанская геология, 2007. Т. 26. № 1.

12. Kemkin I. V., Kemkina R.A. Structure and genesis of the Taukha Mesozoic accretionary prism (Southern Sikhote-Alin, Russia). /Geodiversitas. 2000. Vol. 22. N 4. P. 481-491.

13. Kemkina R.A., Belova A.G., Rybakova A.S. Mineral composition and texture-structure features of Au-Ag ore deposits // Fourth International Young Scholars* Forum of the Asia-Pacific Regional Countries. Vladivostok, 2001. P. 116.

Кемкина Раиса Анатольевна

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТОКСИЧНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ПРИ ОТРАБОТКЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ ПРАСОЛОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, о КУНАШИР)

Автореферат

Подписано к печати 2.11.2006 г. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,63. Уч.-изд. л. 1,45. Тираж 100 экз. Заказ №167

Типография издательства ДВГТУ. 690950, Владивосток, ул. Пушкинская, 10

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Кемкина, Раиса Анатольевна

Введение стр.

Глава 1. Краткая геологическая характеристика и структурная позиция

Прасоловского месторождения стр.

1.1. Стратифицированные образования Северо-Кунаширского района стр.

1.2. Субвулканические, лайковые и шГрузивпые образования стр.

1.3. Некоторые геохимические особенности рудовмещающих пород Прасоловского поля стр.

1.4. Основные тектонические элементы Северного Кунашира и структурная позиция Прасоловского рудного поля стр.

1.5. Специфика распределения гипогенной минерализации и строение рудных тел Прасоловского месторождения стр.

1.5.1. Основные рудоносные зоны Прасоловского вулкано-тектонического поднятия стр.

1.5.2. Основные рудоносные зоны Северянковской вулкано-тектопической депрессии стр.

Глава 2. Мннералого-геохимичсскне особенности гипогенной минерализации как индикатор состава и форм нахождения полютантов в рудах месторождения стр.

2.1. Минеральные типы руд стр.

2.2. Краткая характеристика минеральных фаз стр.

2.2.1. Самородные элементы и интерметалл иды стр.

2.2.2. Сульфиды стр.

2.2.2.1. Минералы системы Cu-Fe-S стр.

2.2.2.2. Минералы системы Fe-Zn-S стр.

2.2.2.3. Минералы системы Ag-S стр.

2.2.2.4. Минералы системы Cu-In-S стр.

2.2.2.5. Минералы системы Pb-S-Se стр.

2.2.3. Селениды стр.

2.2.4. Теллуриды стр.

2.2.4.1.Теллуриды Аи и Ag стр.

2.2.4.2.Теллуриды РЬ стр.

2.2.4.3. Селенсодержащие теллуриды стр.

2.2.4.4. Медно - золото - серебряные сульфотеллуриды стр.

2.2.5. Галогениды стр.

2.2.6. Сульфосоли стр.

Глава 3. Качественно-количественные вариации токсичных элементов па примере кристаллохимического анализа блеклых руд стр.

3.1. Вариации химического состава блеклых руд и их минеральные виды стр.

3.2. Порядок кристаллизации блеклых руд стр.

3.3. Неоднородность химического состава в блеклых рудах стр.

Глава 4. Возможные экологические последствия при отработке

Прасоловского месторождения стр.

4.1. Краткая характеристика экологической токсичности некоторых металлов стр.

4.2. Физико-химические преобразования руд в условиях гипергенеза стр.

4.2.1. Растворение гипогенных минералов стр.

4.2.2. Окисление гипогенных минералов стр.

4.2.2.1. Гидрогеохимическая модель окисления гипогенных минералов стр.

4.2.2.2. Электрохимическая модель окисления гипогенных минералов стр.

4.2.2.3. Биогенное окисление гипогенных минералов стр.

4.2.3. Компьютерное моделирование физико-химического преобразования рудных минералов Прасоловского месторождения в условиях гипергенеза стр.

4.2.4. Примеры загрязнения окружающей среды токсичными элементами некоторыми предприятиями горнодобывающей промышленности стр.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов"

Актуальность проблемы. В течение последнего столетия отмечается резкая активизация освоения человечеством земных недр, что проявляется в увеличении роста объемов добычи полезных ископаемых. Вместе с тем, на большинстве месторождений в промышленное освоение вовлекаются, главным образом, богатые руды, а низкокондициоипая рудная масса складируется в виде горнотехнических отвалов или хвостохранилищ. Извлеченная на поверхность и складированная рудно-породная ассоциация с одной стороны неизбежно испытывает влияние природных факторов, видоизменяясь и преобразуясь под их воздействием, а с другой - сама оказывает активное влияние на окружающие ее природные компоненты. В этой связи проблема оценки воздействия невостребованной части минерального сырья в процессе отработки месторождений на окружающую среду и здоровье человека весьма актуальна, так как рудные месторождения представляют собой природные геохимические аномалии, являющиеся потенциальными и реальными источниками токсичных элементов. В ряду наиболее экотоксичных месторождений вулканогенные золоторудные занимают одно из первых мест, поскольку их руды содержат широкий спектр токсичных элементов, большинство из которых относятся к Гй и 2'" группам опасности. Учитывая то, что при отработке данных месторождений основное внимание уделяется одному (Аи), максимум двум полезным компонентам (Au + Ag), вопросы, связанные с выяснением потенциальной экологической опасности пезадействованных рудных минералов, приобретают особую важность.

1. Детально изучить минеральный состав руд Прасоловского месторождения, выделить минеральные парагеиезисы, установить' характер взаимоотношений рудных минералов с основными промышленными минералами, на основании чего определить круг потенциально экологически опасных составляющих горнотехнических отвалов;

3. Воссоздать эволюцию состава рудогеперирующих растворов и выяснить последовательность обогащения руд экотоксикантами, па основе изучения химического состава и выделения различных минеральных видов и разновидностей блеклых руд, как основных в количественном отношении носителей токсичных металлов;

4. Качественно и количественно оцепить потенциальную экологическую угрозу окружающей среде и осуществить прогноз загрязнения при промышленной отработке месторождения, используя результаты компьютерного моделирования физико-химических процессов преобразования рудных минералов в условиях гипергенеза;

Основными методами являлись: микроскопическое изучение гипогенных и гнпергенпых минералов в отраженном и поляризованном свете, физико-химические исследования особенностей их вещественного состава, а также термодинамическое моделирование поведения рудных минералов в условиях гипергенеза.

Достоверность научных результатов подтверждается большим объемом экспериментальных данных и применением комплекса современных методов исследования, включающих минераграфическое изучение (более 350 полированных шлифов), рентгеноспектральный, рентгеноструктурный и ИК-спектроскопический анализы (580, 60 и 25 соответственно), которые выполнены на приборах "Camebax" (ИВиС ДВО РАМ, аналитик Чубаров В.М.), "JXA-5A" (ДВГИ ДВО РАН, аналитики Санин В.И. и Екимова Н.И.), ДРОН-3 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Т.Б. Афанасьева), UR-20 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Г.А. Нарнов). Компьютерное моделирование проведено на базе программного продукта «Селектор-Windows» (50 моделей).

Основные защищаемые положения.

1. Руды Прасоловского Au-Ag месторождения характеризуются большим разнообразием слагающих их минералов, включающих самородные элементы, интерметаллиды, сульфиды, теллуриды, селениды, сульфосоли, галогениды, гидроксиды, практически все из которых содержат токсичные металлы, присутствующие в них либо в виде основных мипералообразующих компонентов, либо в виде изоморфных примесей и представляющие потенциальную угрозу загрязнения северо-западной части о. Кунашир и прилегающей акватории Кунаширского пролива.

2. По количеству токсичных элементов и их содержаниям наиболее экологически опасны па месторождении блеклые руды, являющиеся одними из самых распространенных во всех кварцсво-метасоматических телах (от 30 до 40 % от общего объема рудных минералов) и представленные тремя минеральными видами и тридцатью внутри- и междувидовыми разновидностями, которые содержат в различных соотношениях такие токсичные элементы как Си, Pb, Zn, Fe, Sb, As, Те, Bi, Se.

3. Максимальное негативное воздействие на экологию района руды Прасоловского месторождения окажут в случае извлечения их па поверхность при отработке и складировании в виде техногенных накоплений, где в результате гипергенного преобразования гипогенпые рудные минералы, перемещенные в отвалы и хвосты переработки, частично преобразуются в новые минеральные фазы, а частично перейдут в раствор в виде ионов и комплексных соединений, в результате чего токсичные элементы с потоками дренажных вод, проникая в местную гидросеть, нарушат экологический баланс и создадут серьезную угрозу гидро- и биосфере.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• па основе детального изучения вещественного состава руд, их типизации, выделения генераций в различных минеральных типах определен круг токсичных элементов, как для месторождения в целом, так и для различных минеральных классов и отдельных минералов в частности;

• впервые выявлено и исследовано пять ранее неизвестных иа Прасоловском месторождении минералов и одиннадцать новых минеральных фаз, не описанных еще в литературе, но также характеризующихся широким спектром токсичных элементов;

Практическое значение работы.

• учитывая результаты прогноза потенциальной экологической опасности от перемещенных в отвалы рудных минералов, в целях подготовки эффективных природоохранных мероприятий при отработке Прасоловского месторождения, автором даны рекомендации по снижению вредного влияния техногенных накоплений на окружающую среду. Они заключаются либо в полном комплексном извлечении всех рудных элементов, либо в планировании грамотного складирования и хранения рудпо-породной массы в специально подготовленных изолированных хвостохранилпщах, где относительно просто осуществлять экологический мониторинг;

• предложенная методика оценки и прогноза загрязнения окружающей среды токсичными элементами, основанная на совокупности данных вещественно-минералогического состава руд и моделирования их поведения в зоне гипергенеза, может быть использована для любых рудных месторождений.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались автором на: Международной конференции им. академика М.А. Усова "Проблемы геологии и освоения недр" (Томск, 1998), IY международном междисциплинарном научном симпозиуме "Закономерности строения и эволюции геосфер" (Хабаровск, 1998), Fourth International Young Scholars Forum of the Asia-Pacific Regional Countries (Vladivostok, 2001), Международной конференции "Генезис месторождений Au и методы добычи благородных металлов" (Благовещенск, 2001), конференциях Вологдинские чтения "Горные и геологические пауки. Экология и безопасность жизнедеятельности" (Владивосток, 2001, 2002), I (XIX) Международной конференции "Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах" (Ю-Сахалинск, 2006), региональной конференции "Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России" (Владивосток, 2006), четвертой международной научной конференции "Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР" (Владивосток, 2006), а также региональных научных совещаниях и опубликованы в реферируемых изданиях.

Структура диссертации и благодарности. Диссертация (объемом 223 страниц) состоит из "Введения", четырех глав и "Заключения". Она включает 52 таблицы и 72 иллюстрации. Список литературы содержит 169 наименований.

Автор благодарит научного руководителя профессора А.В. Зинькова за плодотворное сотрудничество и действенную помощь.

В ходе научных исследований и в процессе подготовки диссертации автор неоднократно пользовался советами и консультациями сотрудников ДВГИ ДВО РАН:

В.Г. Хомича, В.И. Гвоздева, В.Г. Гоневчука, В.П. Зверевой, И.А. Тарасенко и многих других геологов, которым выражает свою огромную благодарность.

Автор признателен В.Т. Казаченко за постоянное обсуждение отдельных вопросов, касающихся минералогии и кристаллохимии блеклых руд и предоставление части рентгепоспектральиых анализов некоторых рудных минералов и аншлифов, а также О.В. Авченко за консультации и помощь при разработке моделей для компьютерного моделирования с помощью программного продукта «Селектор-Windows».

Особую благодарность автор приносит В.М Чубарову (ИВиС ДВО РАН), В.И. Сапииу, Н.И. Екимовой, Т.Б. Афанасьевой и Г.А. Нарнову (все ДВГИ ДВО РАН) за аналитические работы.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Кемкина, Раиса Анатольевна

Заключение

Подводя итог вещественио-мииералогического изучения руд Прасоловского месторождения, выполненного в целях проведения оценки и прогноза потенциальной экотоксичпой опасности воздействия их на окружающую среду, при условии введения данного месторождения в промышленное освоение, ссумируем полученные автором основные научно-практические результаты.

Установлено, что руды Прасоловского месторождения характеризуются большим разнообразием рудных минералов. Последние представлены, как самородными формами, так и теллуридами, селенидами, сульфидами и сульфосолями различных металлов, наиболее распространенными из которых являются Au, Ag, РЬ, Си, Zn, Bi, Те, Se, As, Sb, Cd, In h др. (большая часть из которых токсичны и относятся к 1 и 2 классам опасности). Для многих из этих минералов выделено несколько генераций, что свидетельствует о многостадийиости процесса рудообразования. Часть минералов, такие как идаит, рокезит, клокмапит, мутманнит и виттихенит, впервые описана на данном месторождении. Кроме того, в рудах Прасоловского месторождения автором выделены новые минеральные фазы, не описанные еще в литературе (CU3S2, (CuZn)S, CuZn2S4) AgS, (Ag,Cu)(Pb,Bi)(Te,As,Sb)(Se,S)4,o, (Ag,Cu,Pb,Bi)5Te2(Se,S)6, AuAgTe, Au(Ag,Cu)4(Te,S)2, (Ag,Cu)2(Te,S), (Cu,Ag)2TeS2), но также содержащие большое количество токсичных металлов.

Выполненные рентгеноспектральные анализы рудных минералов позволили выяснить особенности их химического состава, на основе чего были рассчитаны кристаллохимические формулы минералов, что дало возможность определить как количества, так и формы вхождения разных токсичных элементов в их кристаллические структуры (собственная минеральная или изоморфная). Собственно минеральными формами вхождения токсичных элементов являются: для Se - клаусталит, клокмапит, науманит; Те - самородный теллур, гессит, петцит, сильванит, теллуриды золота и серебра, штютцит, калаверит, креннерит, мутманнит, курилит, алтаит, селенистый теллур и некоторые вновь выделенные минеральные фазы; Си - халькопирит, борнит, рокезит, идаит, халькозин, ковеллип, клокмапит; As и Sb - блеклые руды и прустит; Bi -виттихенит, селеисодержащий теллурид висмута; РЬ - галенит; Zn - сфалерит. Соответственно изоморфными формами вхождения этих элементов являются: для Se и Си -самородные металлы, сульфосоли, теллуриды, сульфиды; Те - селениды, самородные металлы, сульфосоли; As и Sb - самородные металлы, сульфиды, селениды, теллуриды; Bi и РЬ - сульфосоли, селениды; Zn - самородные металлы, сульфосоли; Cd - сульфиды.

Выявлено, что по разнообразию и количеству токсичных элементов наибольшую экологическую опасность среди руд Прасоловского месторождения представляют сульфосоли и, главным образом, наиболее распространенная их группа - блеклые руды, которые широко представлены на месторождении (30 - 40 % от всех рудных минералов, в зависимости от минерального типа руд).

По соотношению основных минералообразующих компонентов блеклые руды подразделены на несколько минеральных видов и разновидностей. На основе анализа распределения их в различных минеральных типах руд выявлена последовательность кристаллизации и определены минеральные парагенезисы для каждого конкретного вида и разновидности. По совокупности этих данных установлено, что блеклые руды тесно ассоциируют или находятся во взаимном срастании с большинством рудных минералов месторождения, включающих сульфиды, теллуриды, селепиды, а также самородные металлы. Из этого следует, что при добыче и обогащении золото-серебряных руд (а они и составляют промышленную ценность Прасоловского месторождения) вся совокупность рудных минералов, содержащих в разных количествах токсичные элементы попадет в горнотехнические отвалы, либо, в лучшем случае, в хвостохранилища.

Согласно данным компьютерного моделирования физико-химического преобразования рудных минералов Прасоловского месторождения в условиях гипергенеза (т.е. повышенной обводненности и аэрации) убедительно показано, что будучи извлеченной на поверхность низкокондиционная рудная масса будет представлять собой серьезную экологическую угрозу для окружающей среды. При окислении и растворении этой массы в горнотехнических отвалах и хвостохрапилищах часть се преобразуется в новые минеральные формы, формируя так называемые руды вторичного обогащения. Другая часть (примерно половина, согласно результатам моделирования) перейдет в раствор и с дренажными водами проникнет в местную гидросеть, обусловив в ней высокие концентрации токсичных элементов, создавая тем самым экологическую угрозу биосфере. Определено, что наибольшую опасность будут представлять ионные и комплексные формы тяжелых металлов, главными полютантами из которых явятся As04'3, Bi+3, BiO+, BiOH+2, Cd+2, CdOH+, Cu+, Cu+2, CuCl+, CuCl2, CuO, CuOH+, Fe+2, Fe+3, FeCl+2, FcO+, FeOH+2, H2As04\ HSe03, H3As04, HAs02, HAs04'2, HBi02, HFe02, HS04\ HSb02, HSe04\ Pb+2, РЬСГ, PbCl2, PbOH+, S04"2, Se04"2.

В целях разработки охранных мероприятий по защите окружающей среды при отработке Прасоловского месторождения автором предлагается два варианта: либо полное комплексное извлечение всех рудных элементов, либо планирование грамотного складирования и хранения рудно-породпой массы в специально подготовленные изолированные хвостохранилища, где процессы растворения, миграции и переотложения токсичных элементов будут находиться под контролем.

Актуальность проблемы потенциального загрязнения токсичными металлами прилегающей к Прасоловскому месторождению территории обуславливается еще и тем, что оно соседствует с государственным природным заповедником "Курильский". Флора заповедника и его охранных зон насчитывает (Неведомская, Еременко, 2000; Иванова и др. 2001) 835 видов высших растений, относящихся к 443 родам и 126 семействам, что составляет 78% от общего числа видов во флоре о-ва Кунашир и около 60% - во флоре Курильских островов в целом. Из них в Красную Книгу МСОП занесены 44 вида растений и грибов, которые являются глобально редкими и находятся па грани исчезновения. Среди представителей фауны наиболее богатой является орнитофауна острова, которая насчитывает более 260 видов 18 отрядов. Кроме того, здесь обитают виды лососевых рыб, свойственные Охотскому морю. В пресноводных водоемах острова встречаются 22 вида рыб (горбуша, кета, сима, сахалинский таймень, красноперка, мальма, корюшка-зубатка, корюшка малоротная, колюшки, камбала речная и др.). Гидросеть о. Кунашир представляет собой ядро нереста лососевых, где сосредоточена большая часть естественных нерестовых площадей острова. След ует также отметить, что заповедник обеспечивает исполнение обязательств России по международным договорам: Конвенции по охране мигрирующих птиц между Россией и Японией и Конвенции по сохранению биоразнообразия.

Вместе с тем, с 1999 года в долине одной из основных нерестовых рек Северянка (район Прасоловского месторождения) акционерным обществом "Курильская горногеологическая компания" началось создание горно-химического комплекса по добыче и переработке золотоносной руды. В ближайшее время на побережье Охотского моря на траверзе мыса Сиретоко планируется постройка золотообогатительпой фабрики. Обогащение будет производиться методом цианирования. Ядовитые стоки от обогащения руды совместно с токсичными металлами дренажных вод из техногенных отвалов неминуемо попадут в море, и произведут необратимые изменения. Рыбодобывающей отрасли будет нанесен ущерб, размеры которого трудно даже представить, потому что состояние прибрежных вод Кунашира оказывает влияние на обитателей суши всех Курильских островов, Камчатки и Хоккайдо. После разработки открытого карьера в долине р. Удачный будет уничтожена одна из самых богатых и продуктивных рек острова, здесь подвергнутся разрушению и заиливанию основные нерестилища лосося, будут уничтожены гнезда птиц, занесенных в Красные книги, превратятся в свалки и будут обезображены склоны и долины, вырублены древние водоохранные леса первой группы.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кемкина, Раиса Анатольевна, Владивосток

1. Андреенко B.C., Бородаев Ю.С., Щибрик В.И. Неоднородность состава блеклых руд месторождения Жайрем // Известия АН СССР. Серия геол. 1974. № 7. С. 89-94.

2. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии // III Минерал, сб. Львов, геол. об-ва, 1952. №6. С. 21-34.

3. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии // XVI Минерал, сб. Львов, гос. ун-та, 1965. Вып. 1. № 19. С. 3-9.

4. Белов Н.В. Структура ионных кристаллов и металлических фаз. -М.: АН СССР, 1947. 182 с.

5. Белов II.В., Победимская Е.Ф. Ковеллин (клокмапит)-халькозин (акантит, штоммейерит, борнит)-блеклые руды // Кристаллография, 1968. Т. 13. № 6. С. 969-975.

6. Бессмертная М.С., Логинова Л.А., Соболева Л.Н. Определение теллуридов под микроскопом. -М.: Наука, 1969. 175 с.

7. Бетехтии А.Г. Курс минералогии. -М.: Госгеолтехиздат, 1961. 539 с.

8. Богатиков О.А., Цветков А.А. Магматическая эволюция островных дуг. -М.: Наука, 1988. 249 с.

9. Бондарев Л.Г. Ландшафты, металлы и человек. -М.: Мысль, 1976. 72 с.

10. Бортников Е.С., Генкин А.Д., Коваленкер В.А. Минералого-геохимические показатели условий гидротермального рудообразования // Эндогенные рудные районы и месторождения. М.: Наука, 1987. С. 40-59.

11. Бортникова С.Б. Геохимия тяжёлых металлов в техногенных системах (вопросы формирования, развития и взаимодействия с компонентами экосферы) // Автореф. дис. докт. геол.-минерал, наук. Новосибирск, 2001. 48 с.

12. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия, 1962. № 7. С. 555-571.

13. Воган Д., Крейг Дж. Химия сульфидных минералов. -М.: Мир, 1981. 575 с.

14. Вредные вещества в промышленности. -JL: Химия. (Справочник для химиков, инженеров и врачей. Т. 3. Неорганические и элемеитоорганические соединения. Под ред. Н.В. Лазарева и И.Д. Гадаскипой), 1977. 608 с.

15. Вулканизм северо-западной части Тихого океана и структур переходной зоны. Динамика эксплозивного вулканического процесса. (Под ред. Б.Н. Пискунова, В.Я. Данченко, А.В. Рыбина, В.А. Мелкого). Южно-Сахалинск. ИМГиГ ДВО АН СССР, 1990. Часть II. С. 102-202.

16. Гаврилепко Б.В., Реженова С.А. Рудные минералы золотосодержащих кварцево-жильньгх зон // Минеральные парагеиезисы метаморфических и метасоматических пород. Кольский филиал АН СССР. Апатиты, 1987. С. 58-67.

17. Гамянин Т.Н., Бортников Н.С. Особенности химического состава блеклых руд из месторождений золота различных рудных формаций Восточной Якутии // Геология рудных месторождений, 1989. № 2. С. 50-62.

18. Генкин А.Д., Муравьева И.В. Индит и джалиндит новые минералы индия // Записки Всесоюзного Минералогического Общества. Москва-Ленинград. Изд-во АН СССР, 1963. Серия 2. 4.92. Вып. 4. С. 445-457.

19. Геологический словарь. М.: Недра, 1973. Т. 1. 487 с.

20. Геологический словарь. М.: Недра, 1973. Т. 2. 456 с.

21. Говоров Г.И. Фапсрозойские магматические пояса и формирование структуры Охотоморского геоблока. -Владивосток: Дальнаука, 2002. 198 с.

22. Годовиков А.А., Иляшева Н.А. Особенности химического состава блеклых руд // Известия АН СССР. Серия геол., 1972. № 5. С. 72-83.

23. ГОСТ 17.4.1.02-83. Охрана природы. Почвы. -М.: Изд-во стандартов, 1985. 383 с.

24. Григорьев Д.П. Онтогения минералов. -Львов: Изд-во ЛГУ, 1961. 284 с.

25. Давыдова С.Л. О токсичности ионов металлов // Химия, 1991. №3. С. 48-57.

26. Данченко В.Я Особенности структурной позиции золото-серебряной минерализации островодужного вулканического пояса // Структуры рудных полей и месторождений вулканических поясов. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1986. С. 104-117.

27. Данченко В.Я. Золоторудные формации Сахалина и Курильских островов // Автореф. дисс. канд. геол.-минерал, наук. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1987. 19 с.

28. Данченко В.Я. Золото-серебряпая минерализация Большой Курильской гряды // Препринт. Южно-Сахалинск. ИМГиГ ДВО РАН, 1990. 63 с.

29. Данченко В.Я., Иванов В.В. Самородное золото проявлений островодужного вулканического пояса // Самородные элементы рудных месторождений Тихоокеанской окраины Азии. Владивосток, 1989. С. 47-58.

30. Дупичев В.М. Вулканизм Большой Курильской гряды. -М.: Недра, 1983. 120 с.

31. Дэна Дж. Д., Дэна Э.С., Пэлаг Ч., Берман Г., Фропдель К. Система минералогии. -М.: Изд-во иностранной литературы, 1950. Т. 1. 608 с.

32. Евзикова Н.З. Поисковая кристалломорфология. -М.: Недра, 1984. 143 с.

33. Емлин Э.Ф. Техпогепез колчеданных месторождений Урала. -Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1991.254 с.

34. Зверев В.П. Взаимодействие природных вод с горными породами химическое выветривание // Геоэкология, 1997. № 1. С. 70-77.

35. Зверева В.П. Гипергенные и техногенные минералы как показатель экологического состояния оловорудных районов Дальнего Востока // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология, 2005. № 6. С. 533-538.

36. Зверева В.П., Кравченко В.Н. Техногенное воздействие горнопромышленного комплекса и его экологические последствия (Дальнегорский район, Приморье) // Минералогия техногенеза-2003. Миасс: ИМип УрО РАН, 2003. С. 215-221.

37. Злобип Т.К., Федорчеико В.М., Петров А.В. Структура литосферы о-ва Кунашир (Курильские острова) по сейсмическим данным // Тихоокеанская геология, 1982. С. 92-100.

38. Иванова О.В., Неведомская И.А., Еременко Н.А., Изотов А.Б. Курильский заповедник. http:// // www.floranimal.ru// national// park.php?pid=l 5. 2001.

39. Ивлев A.M. Курс биогеохимии. Учебное пособие. -Владивосток: Изд-во Дальневосточного университета, 1983.108 с.

40. Ильин И.Б., Юданова JI.A. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Поведение ртути и других тяжелых металлов в экосистемах. Новосибирск: Наука,1989. С.6-35.

41. Индолеев Л.Н., Невойса Г.Г., Паринова З.Ф. Новые данные о блеклых рудах и вопросы изоморфизма серебра и меди // Минералогия эндогенных месторождений Якутии. Новосибирск: Наука, 1974. С. 109-119.

42. Калабин Г.В. Экодинамика техногенных провинций Севера. -Апатиты: Изд-во КНЦ, 2000. 292 с.

43. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. Новосибирск: Наука, 1981.247 с.

44. Карпов И.К., Киселев А.И., Летников Ф.А. Моделирование природного мипералообразования на ЭВМ. -М.: Недра, 1976. 256 с.

45. Качаловская В.М., Кукоев В.А., Козлова Е.В. Теллуриды в рудах месторождения Уруп // Геология рудных месторождений. № 6, 1971. С. 98-104.

46. Кашик С.А., Карпов И.К. Формирование минеральной зональности при различных режимах протекания процессов выветривания // Физико-химические модели в геохимии. Новосибирск: Наука, 1988. С. 160—177.

47. Кемкина Р.А. Особенности химического состава блеклых руд золото серебряного месторождения о. Кунашир // Проблемы геологии и освоения недр. Материалы докладов II Международной конференциии им. Академика М.А. Усова. Томск: Изд-во НТЛ, 1998б.С. 13-15.

48. Кемкина Р.А. Смешанные блеклые руды Юго-Западной зоны Прасоловского месторождения о. Кунашир // Материалы конференции преподавателей ДВГТУ. Владивосток: ДВГТУ, 1998в. С. 15-17.

49. Кемкина Р.А. Серебряная минерализация близповерхностного золото серебряного месторождения // Горные и геологические науки. Экология и безопасностьжизнедеятельности. Материалы конференции. Вологдинские чтения. Владивосток: ДВТГУ, 2001б. С. 9-10.

50. Кемкина Р.А. Теллуровая минерализация вулканогенного золото серебряного месторождения // Горные и геологические пауки. Экология и безопасность жизнедеятельности. Материалы конференции. Вологдипекие чтения. Владивосток: ДВГТУ, 2002. С. 9-10.

51. Кемкина Р.А. Особенности химического состава блеклых руд Прасоловского вулканогенного Au-Ag месторождения (о. Кунашир) и последовательность их образования // Тихоокеанская геология, 2007. Т. 26. № 1. в печати.

52. Коваленкер В.А, Русинов B.JI. Голдфилдит: особенности химического состава, парагенезисы, условия образования // Минералогический журнал, 1986. Т. 8. № 2. С. 57-70.

53. Коваленкер В.А. Минералогия и геохимия селена и теллура (в медно-никелевых месторождениях Талнахского рудного узла). -М.: Наука, 1977. 136 с.

54. Коваленкер В.А., Вяльсов JI.H., Тронева Н.В., Завьялов Е.Н. О находке редких минералов системы Ag-Te // Записки Всесоюзного Минералогического Общества. JL: Наука, 1980. Вып. 1.4. 109. С. 52-61.

55. Коваленкер В.А., Лапутина И.П., Вильсов Л.Н. О первой находке минералов ряда галенит-клаусталит в сульфидных медно-никелевых рудах // Геология рудных месторождений, 1971. №2. С. 98-101.

56. Ковтунович П.Ю. О правомерности выделения формации зеленых туфов на островах Большой Курильской дуги // Актуальные вопросы геологии, геофизики и биологии. Материалы XVI конференции молодых ученых ИМГиГ. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО АН СССР, 1990. С. 25-30.

57. Копейки» В.А. Моделирование на ЭВМ поведения марганца в гипергенпом процессе // Геохимия, 1984. № 6. С. 913-928.

58. Коробов Ю.И. Условия образования алюмосульфатов // Перспективная оценка алюминиевого сырья Сибири. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1985. С. 32-54.

59. Кошкин В.Л. Датирование вулканических пеплов из четвертичных и неогеновых отложений по трекам от осколков деления урана // Автореф. дисс. канд. технич. наук. Пермь, 1984.24 с.

60. Лазарева Е.В., Сидепко Н.В. Трансформация минеральных форм токсичных компонентов (As, Zn, Си, Pb) в зоне окисления сульфидных отходов (Берикуль, Кемеровская область) // Минералогия техногенеза 2003. Миасс: ИМип УрО РАН, 2003. С. 34-51.

61. Листова Л.П., Бондаренко Г.П. Растворение сульфидов свинца, цинка и меди в окислительных условиях. -М.: Наука, 1969. 183 с.

62. Магакьян И.Г. Сурьмянистый теллуровисмутит Зодского золоторудного месторождения (Басаргечарский район Армянской ССР // Записки Всесоюзного Минералогического Общества. Москва-Ленинград: Наука, 1957. Сер. 2. Вып. 3. Ч. 86. С. 343-346.

63. Макаров В.Н., Макаров Д.В., Васильева Т.Н. Электрохимическое окисление халькопирита в щелочных растворах. ЖПХ, 1999. Т. 72. № 3. С. 406-409.

64. Макаров Д.В., Павлов В.В. Исследование окисления сульфидных минералов и изменения состава твердых фаз и растворимых новообразований в условиях, моделирующиххранение техногенного сырья // Минералогия техпогенеза 2003. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 67-84.

65. Минералы. Справочник. М.: Изд-во АН СССР. Т. 1. I960. 617 с.

66. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. М.: Государственное научно-техническое изд-во литературы по геологии и охране недр, 1957. Т. 1. 867 с.

67. Мицук В.В. Эндогенная зональность золоторудного месторождения юга Курил // Актуальные вопросы геологии, геофизики и биологии. (Материалы XVI конференции молодых ученых ИМГиГ). Южно-Сахалинск: ИМГиГ, 1990. С. 17-24.

68. Мицук В.В., Сидоренко Ю.А., Пачин А.Г., Антишии В.Е. и др. Поиски рудного золота в пределах Прасоловского рудного поля. Отчет Прасоловской геолого-поисковой партии Сахалинской ГРЭ за 1982-1987 гг. Южно-Сахалинск. 1987.

69. Мозгова Н.Н., Цепин А.И. Блеклые руды (особенности химического состава и свойств). -М.: Наука, 1983.280 с.

70. Мур Дж.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. -М.: Мир. 1987. 288 с.

71. Неведомская И.А., Еременко Н.А. Курильский государственный заповедник // Всстпик ДВО РАН, 2000. №1. С. 39-49.

72. Неверов Ю.Л. Магматизм и рудная минерализация южной группы Курильских островов // Авторсф. дисс. канд. геол.-минерал. наук, 1970. Владивосток. 26 с.

73. Неверов Ю.Л. О типах рудной минерализации южной группы Курильских островов (Купашир, Итуруп, Уруп) // Геология и геофизика, 1964. № 7. С. 34-40.

74. Некрасов И.Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений. -М.: Наука, 1991.302 с.

75. Некрасова А.Н. Распределение селена и теллура в рудах вулканогенного золото-серебряного месторождения // Москва, 1980. Труды ЦНИГРИ. Вып. 150. С. 51-55.

76. Некрасова А.Н., Сандомирская С.М. Химический состав высокосеребристых блеклых руд из вулканогенных золото серебряных месторождений // Москва, 1979. Труды ЦНИГРИ. Вып. 142. С. 19-22.

77. Новгородова М.И., Цепин А.И. Новый изоморфный ряд в группе блеклых руд // Записки Всесоюзного Минералогического Общества, 1978. Серия 2. Ч. 107. Вып. 1. С. 100-110.

78. Петровская Н.В. Самородное золото. Общая характеристика, типоморфизм, вопросы генезиса. -М.: Наука, 1973. 347 с.

79. Пискунов Б.Н. Кайнозойские вулканические комплексы островных дуг северо-западной части Тихого океана (состав, условия формирования, происхождение) // Автореф. дисс. докт. геол.-минерал. наук. ИГЕМ АН СССР. Москва, 1984. 40 с.

80. Полькин С.И., Адамов Э.В., Панин В.В. Технология бактериального выщелачивания цветных и редких металлов. -М.: Недра, 1982. 288 с.

81. Поспелов T.JI. Парадоксы, гсолого-физическая сущность и механизмы метасоматоза. -Новосибирск: Наука, 1973. 355 с.

82. Постникова В.П., Яхонтова JI.K. Минералогия зоны гипергенеза оловорудпых месторождений Комсомольского района. -Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1984. 122 с.

83. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде. Изд. 2-е. пер. и доп. -JL: Химия. 1975.456 с.

84. Происхождение вулканических серий островных дуг. (Под ред. Т.И. Фроловой, А.И. Буриковой, А.В. Гущина, В.Т. Фролова, B.JI. Сывороткина). -М.: Недра, 1985. 275 с.

85. Рамдор П. Рудные минералы и их срастания. -М.: Изд-во ИЛ, 1962. 1132 с.

86. Рафиенко Н.И. О гипергепном борните в одном из месторождений Восточной Тувы // Записки Всесоюзного Минералогического Общества, 1957. Ч. 86. Вып. 3. С. 405-408.

87. Роготиев Г.Н. Поисково-оценочные работы на участках золоторудных проявлений Удачный и Прасоловский. Отчет Прасоловской геолого-поисковой партии за 19851991 гг. Южно-Сахалинск, 1992.

88. Рыбин А.В., Данченко В.Я. Интрузивные породы Большой Курильской Гряды: петрология и петрогенезис // Препринт. Южно-Сахалинск: ИМГиГ ДВО РАН, 1994. 53 с.

89. Рысс Ю.С., Воронин Д.В. Вторичное минералообразование на верхних горизонтах рудных месторождений под действием естественного электрического тока // Методика и техника разведки, 1971. № 76. С. 64-78.

90. Саксин Б.Г. Региональная оценка и прогноз экологического риска горного производства на примере золоторудных районов Востока России // Автореф. дисс. доктора геол,-минерал. наук. Хабаровск: ИВЭП ДВО РАН, 2002. 43 с.

91. Сахарова М.С. О зависимости химического состава блеклых руд от условий рудообразования // Очерки геохимии эндогенных и гипергенных процессов. М.: Наука, 1966а. С. 109-118.

92. Сахарова М.С. Основные вопросы изоморфизма и генезиса блеклых руд // Геология рудных месторождений, 1966б- № 1. С. 23-41.

93. Свешников Г.Б. Электрохимические процессы на сульфидных месторождениях. -JL: Изд-воЛГУ, 1967. 160 с.

94. Сергеев К.Ф. Тектоника Курильской островной системы. -М.: Наука, 1976. 239 с.

95. Синдеева Н.Д., Годовиков А.А. Об изоморфизме между ссрой и теллуром в галените // Доклады. АН ССС, 1959. Т. 127. С. 431-434.

96. Сипедеева Н.Д. Минералогия, типы месторождений и основные черты геохимии селена и теллура. -М.: Изд-во АН СССР, 1959. 257 с.

97. Смирнов С.С. Зона окисления сульфидных месторождений. -М.: Паука, 1955. 331 с.

98. Сотников В.И. Влияние рудных месторождений и их отработки на окружающую среду // Соросовский образовательный журнал, 1997. № 5. С. 62-65.

99. Спиридонов Э. М., Чвилева Т.Н. Мутмапиит AuAgTe2 -новые данные // Доклады АН СССР, 1985. Т. 280. № 4. С. 994-997.

100. Спиридонов Э.М. Виды и разновидности блеклых руд и их рациональная номенклатура // ДАН СССР, 1984. Т. 279. № 2. С. 447-453.

101. Спиридонов Э.М. О видах и разновидностях блеклых руд и рациональной номенклатуре минералов группы. Некоторые замечания об условиях образования блеклых руд // Новые данные о минералах. Вып. 32, 1985. С. 128-146.

102. Спиридонов Э.М., Игнатова А.И., Шубина Е.В. Эволюция блеклых руд вулканогенного месторождения Озерновское (Камчатка) // Известия Академии наук СССР. Серия геол, 1990. №9. С. 82-94.

103. Стрельцов М.И. Дислокации южной части Курильской островной дуги. -М.: Наука, 1976. 132 с.

104. Сутурин A.II. Геохимия антропогенеза: проблемные вопросы // Геохимия техиогенеза. Новосибирск: Наука, 1986. С. 9-40.

105. Сушкова Т.П., Семенова Г.В., Стрыгина Е.В. Термодинамическая оценка стабильности твердых растворов на основе халькогенидов свинца // Всстпик ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация, 2004. № 1. С. 94-100.

106. Сывороткин В.Л., Русипова С.В. Есть ли лавовые плато на о. Кунашир // Тихоокеанская геология, 1991. №4. С. 103-107.

107. Тарасенко И.А., Зиньков А.В. Экологические последствия минералого-геохимических преобразований хвостов обогащения Sn-Ag-Pb-Zn руд. -Владивосток: Дальнаука, 2001. 184 с.

108. Токсичные металлы. По материалам статьи доктора Лауры Томпсон: Toxic Metals. //http:////adhd-kids.narod.ru//articles//heavymetaltoxicity.htmI. 2005.

109. Филимонова А.А. Опыты по нагреванию борнитсодержащих руд // Известия АН СССР. Серия геол, 1952. № 3. С. 76-94.

110. Филимонова JI.E., Слюсарсв А.П. Минералы теллура в рудах медно-молибденового месторождения Бощекуль // Труды ордена Трудового Красного Знамени института геологических паук им. К.И. Сатпаева Академии наук Казахской ССР. Алма-Ата,. 1971. Том 31. С. 42-51.

111. Фирсов JI.B. Абсолютный возраст интрузивных пород островов Купашир и Уруп (Курильские острова) //Доклады АН СССР, 1964. Т. 156. № 4. С 841-842.

112. Шеннон С. Питание в атомном веке, или как уберечь себя от малых доз радиации. -Минск: Изд-во Беларусь, 1991. 246 с.

113. Щербина В.В. Основные черты геохимии теллура // Известия АН СССР. Серия геол., 1937. №5. С. 965-991.

114. Щербина В.В., Зарьяп Р.Н. Парагенезис теллуридов серебра и золота как минералов системы Ag-Au-Te // Геохимия, 1964. №1. С. 552-559.

115. Юшкип Н.П., Павлишин В.И. Минералогические проблемы экологии // Минералогический журнал, 1991. № 2. С. 36-45.

116. Яренская М.А. Борнит-теннантит-халькозиновая ассоциация в колчеданных рудах Казахстана // Труды ордена Трудового Красного Знамени института геологических наук им. К.И. Сатпаева Академии наук Казахской ССР. Алма-Ата, 1971. Том 31. С. 515.

117. Яренская М.А., Слюсарев А.П. Первая в СССР находка рокезита // ДАН СССР, 1970. Т. 191.№5. С. 1138-1141.

118. Яхонтова JI.K., Грудев А.П. Изучение электрохимического взаимодействия арсепидов, контактирующих друге другом // Вестник МГУ. Сер. геол., 1966. № 3. С. 96-101.

119. Яхонтова JI.K., Грудев А.П. О механизме окисления арсенопирита // Тр. минер, музея им. Ферсмана, 1973. Вып. 220. С. 172-178.

120. Яхонтова JI.K., Грудев А.П. Проблема электрохимического фактора в зоне гипергенеза рудных месторождений // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1974. № 6. С. 68-78.

121. Яхонтова JI.K., Грудев А.П., Зуев В.В. Проблемы изучения системы минеральный субстрат микроорганизм // Вестник МГУ. Сер. геол., 1994. № 5. С. 80-92.

122. Яхонтова JI.K., Нестерович Л.Г. Зона гипергенеза рудных месторождений как биокосная система. -М.: Изд-во МГУ, 1983. 57 с.

123. Baywater S. Kalgoorline tellurides // Austral. Сеш. and Treas. Hunter, 1984. no 94. P. 45-46.

124. Bernardini G.P., Cjrsini F., Mazetti G., Tanelli G. Investigation in the Cu-S-Se System // Chemische Erde, 1976. Vol. 35. no 1. P. 50-62.

125. Cabri L. J. Phase relations in the Au-Ag-Te system and their mineralogical significance // Econ. Geol, 1965. Vol. 60. no 8. P. 1569-1606.

126. Coleman R.G. The natural occurrence of galena-clauthalite solid solution series // Amer. Mineralogist, 1959. Vol. 44. no 1-2 P. 166-179.

127. Colmer A.R., Hinkle M.E. The role of microorganisms in aeid drainage // Science, 1947. Vol. 106. 253 p.

128. DanchenkoV.Y. Gold-Silver Mineralization Types of the Kuril Islands // Resource Geology Special Issue, 1995. no 18. P. 277-290.

129. Earley I. W. Description and synthesis of the selenide minerals // Amer. Mineralogist, 1950. Vol. 35. no 5-6. P. 337-364.

130. Feiss P.G. Reconnaissance of the tetrahedrite-tennantite enargite-famatinite phase relations as a possible geothermometer// Econ. Geol, 1974. Vol. 69. no 3. P. 383-390.

131. Frensel G. Ein neus Mineral Idait // Neue Jahrbuch fur Mineralogie, 1958. no 6. 142 p.

132. Gas'kova O.L., Kolonin G.R. Theoretical modeling of mineral dissolution at sulfide mine dumps and tailings: A kinetic approach // Water-Rock Interaction. Rotterdam, 1995. P.149-152.

133. Hackbarth C.J., Petersen U. A fractional crystallization model for the deposition of argentian tetrahedrite // Econ. Geol, 1984. Vol. 79. no 3. P. 448-460.

134. Matert F. Occurrence of sulphides on the bornite-idaite join from Vielsalm, Stavelot Massif, Belgium // European Journal of Mineralogy, 2003. Vol. 15. no 6. P. 1063-1068.

135. Hintze C. Handbuch der Mineralogie. -Lipsia, 1904. 120 p.

136. Kemkina R.A., Belova A.G., Rybakova A.S. Mineral composition and texture-structure features of Au-Ag ore deposits // Fourth International Young Scholars* Forum of the Asia-Pacific Regional Countries. Vladivostok, 2001. P. 116.

137. Kemkina R.A., Severinenko A.P. Chemical composition of ores of the Praslovka deposit as potential factor of pollution of nature environment by toxic metals (http:// // www.imgg.ru// rus// conf2006list.php?page=4. 20066).

138. Kracek F.C., Rowland C. Phase rtlation. The system silver tellurium // Annual Rept, Geophys. Lab. Yearbook. Carnegie Inst. Washington, 1955. Vol. 54. 76 p.

139. Kracek K.L., Ksanda C.J., Cabri L.J. Phase relations in the system silver-tellurium // Amer.

140. Pauling L., Neuman E.W. The crystal structure of binnite (Cu,Fe)i2As4Si3 and the chemical composition and structure of the tetrahedrite group // Ztschr. Kristallogr, 1934. Vol. 88. P. 54-62.

141. Pelabon H. Sur la fusibilite des melanges d'or et de tellure // C. r. Acad. Sci. Paris, 1909. Vol. 148. 125-136.

142. Shikazono N. Selenium content of aeantite and the chemical environments of Japanese vein-typedeposits // Econ. Geol., 1978. Vol. 73. P. 524-533. Singer P.S., Stamm W. Kinetics of the oxidation of ferrous iron // in: Second Symp. Coal. Mine

143. Wuensch B.J. Confirmation of the crystal structure of tetrahedrite, Cu^Sb-iSn // Science, 1963. Vol. 141. P. 804-805.

144. Wuensch B.J. The crystal structure of tetrahedrite, Cu^Sb-iSn // Ztschr. Kristallogr., 1964. Vol. 119, pt 5//6. P. 437-453.

Информация о работе

Кемкина, Раиса Анатольевна
кандидата геолого-минералогических наук
Владивосток, 2006
ВАК 25.00.36

Диссертация

Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы