CC BY
14
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 264 1976
СУРЬМА В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ НЕКОТОРЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ ТЯНЬ-ШАНЯ
(Кураминский и Алайский хребты)
Н. М. ШВАРЦЕВА, Д. ЛЯН
(Представлена профессором П. А. Удодовым)
До ¡настоящего времени в литературных источниках ¡имеются лишь отдельные факты, ев идетельств у ю щ'и-е о присутствии .сурьмы в подземных водах золоторудных, сурьмяных, полиметаллических и др. месторождений (Шварцева, 1971). Этот элемент входит в группу элементов-гидролизаторов, т. е. уже при рН меньше 3 идет гидролиз с образованием гидроокиси. ¡В то же время ¡наши исследования показали, что сурьма обладает достаточно хорошей (миграционной способностью в подземных водах. При этом она обнаруживает явную тенденцию к увеличению миграционной способности в наиболее щелочных и сероводородных водах.
'С щелью выяснения общих закономерностей поведения сурьмы в подземных водах рудных 'месторождений нами были проведены гидро-геохимические (исследования на северном склоне Кураминеюого хребта в районе золоторудных месторождений Хочбулак, Актурпак, медно-молибдендаого — Кальма(кыр и ¡полиметалличеакого ■— Кургашинкаи. Параллельно с этими исследованиями специально /были изучены рудничные воды сурьмяного Кадамджайского месторождения (северные отрога Алайокого хребта). Всего 'было проанализировано 215 проб воды только на сурьму, не считая других определений. Анализы были выполнены в Центральной лаборатории Министерства геологии Узбекской ССР и в проблемной геологической лаборатории Томского политехнического [института.
Исследованные месторождения расположены в пределах раскрытых водонапорных систем Кураминского и Алайского хребтов ¡и характеризуются наличием общих черт формирования химическою состава подземных вод. Так, сильно расчлененный рельеф способствует проникновению агрессивных инфильтрационных вод на значительную глубину и хорошей промываем ости ¡горных пород в области питания, что способствует формированию фоновых гидрок а рбо натн о - к а л ъцие -вых вод с минерализацией 'ОД—0,4 г/л. Инфильтрационные воды, богатые кислородом и углекислотой, обладают (большой растворяющей способностью, что 'благоприятствует процессам выщелачивания горных ¡пород ¡и выносу химических элементов за пределы ¡профиля выветривания. Вместе с тем сухой аридный климат, относительно небольшое 'количество атмосферных осадков, почти полное их отсутствие в течение долгого летнего периода в предгорной части, где расположены описываемые месторождения, приводит 'к формированию сульфатных натриевых вод с минерализацией до 11,2 г/л. Повышение концентрации
в водах сульфат-иона часто связаны -с (процессами жонтиненталыного засоления.
В геологическом строении района (принимает участие сложный и (разновозрастный 'комплекс осадочных, эффузивных и интрузивных (пород. Подробное описание геологического строения района можно найти в работах С. Т. Бадалова (1965), Р. А. (Мусина (1970), Е. 3. Мещанинова (1969), Н. А. Никифорова (1969) и др., .поэтому на этом вопросе мы ие останавливаемся.
В результате исследований было установлено, что сурьма пользуется повсеместным распространением в подземных водах данного района. Преобладающие ее содержания определены ;в пределах 0,01— 2 мкг/л, что соответствует фоновому содержанию. Повышенные значения сурьмы в количествах 5 мкг/л, чаще—10—20 мкг/л, иногда от 42 до 5000 мкг/л отмечаются только ,в подземных водах месторождений.
В районе месторождений были изучены воды всех (саев, источников и воды всех штолен. Некоторые результаты этих 'исследований Приведены в таблице, из ноото.рой видно, что сурьма присутствует в подземных водах золоторудных месторождений в значительных количествах (от 1,3 до 73 мкг/л). В отдельных точках опробования высокому содержанию сурьмы соответствуют максимальные содержания золота. Однако в абсолютном отношении содержания сурьмы в 5-—50, иногда в 100 раз превосходят содержания последнего.
;В пределах всех ¡месторождений распространены нейтральные и слабощелочные воды, тем не менее концентрация сурьмы в них (везде высока, особенно в случае, хопда вскрываются зоны неокислениых руд, воды (которых обогащаются сурьмой ¡при интенсивном окислении рудных 'минералов, вскрытых, например, в 'карьере месторождения Курга-ншнкан (точки 1161—1164). Устанавливается также зависимость содержаний сурьмы от характера питания подземных вод. Так, в южной части ¡месторождения А'ктурпак наблюдается 'подпитывание трещинных вод и :вод зон тектонических нарушений водами аллювиальных отложений. В результате этого здесь формируются -смешанные гидрокарбо-натно-сульфатные и сульфатно-гидрокарбонатные воды с минерализацией до 1,0 г/л и содержанием сурьмы всего лишь. 2,2—3,8 мкг/л. Далее по направлению грунтового потока тидрокарбонатно-сульфатные воды сменяются сульфатными с общей минерализацией до 2 г/л. Содержание сурьмы при этом увеличивается до 20 ¡мкг/л.
Результаты проведенных нами исследований показывают, 'что сурьма в подземных водах образует потоки (рассеяния значительных размеров. Так, например, на золоторудном месторождении .Кочбулак ее потоки рассеяния прослеживаются ¡на расстоянии до 500 м.
Наиболее высокие 'концентрации сурьмы, достигающие 5000 мкг/л, обнаружены нами в пределах Кадамджайокого сурьмяного месторождения,* воды ¡которого характеризуются ¡реакцией рН 7,0—8,4, повышенной минерализацией до 11,2 г/л и присутствием сероводорода (таблица). Тот факт, что в этих водах присутствуют высокие 'концентрации сурьмы, говорит о существовании воднорастворимых комплексных соединений, препятствующих ее гидролизу. Наиболее вероятно, ¡что в таких условиях происходит образование комплексного иона БЬБз > 'который, по.данным В. ¡В. Щербина (1962), 'способствует 'миграции сурьмы в (слабощелочной и восстановительной среде. Высокие содержания сурьмы, обнаруженные нами в нейтральных и слабощелочных водах Кадамджайокого месторождения, свидетельствуют об ¡интенсивной растворимости в определенных условиях антимонита, возможно под влиянием автотрофных организмов недавно обнаруженных в пределах этого ¡месторождения Н. Н. Лялшшвой (1967), что способствует значительному выносу сурьмы за пределы месторождения с образованием
Таблица
Содержание сурьмы и золота в подземных водах некоторых месторождений Тянь-Шаня
Назва- Общая
ние № Характер Химический минера- »»и Сурьма, Золото,
место- ПрОб; водопункта состав вод лизация, рп мкг!л мкг',л
рожден. г! л
1 2 3 4 5 6 7 8
Золоторудные месторождения
4 штольня сул ьф атн о - ги дрокар бо - 1,0 6,9 21 не опр.
натныи кальциевыи
13 штольня сульфатно-гидрокарбо- 1,2 7,0 5,7 0,78
натный кальциевый
28 штольня не определено не опр. не опр. 42 не опр.
29 штольня сульфатно-гидрокарбо- 0,8 7,1 15 2,66
натныи кальциевыи
* 33 штольня сульфатный кальциевый 1,6 7,4 21 1,06
се с? 1005 штольня сульфатно-гидрокарбо- 0,6 7,2 59 не опр.
>» натныи натриево-кальцие
О во-магниевыи
¡3* 1016 штольня сульфатно-гидрокарбо- 2,8 7,4 73 не опр.
О натный кальциево-натри-
ево-магниевый
22 сай сульфатно-гидрокарбо- 1,4 7,4 3,9 0,49
натный кальциевый
37 сай сульфатный натриевый 1,9 7,0 10,0 0,24
локальный фон 2,6 0,1
1201 штольня, гидрсжарбонатно-суль- 0,4 7,4 3,8 0,32
капеж фатный натриевый
1202 штольня, сульфатно-гидрокарбо- 0,77 7,2 2,2 0,09
источник натный кальциевый
1204 штольня, сульфатный, кальциевый 0,95 7,5 1,3 0,24
« смешанное
сЗ 1205 штольня, сульфатный, кальциевый 1,64 7,2 20,0 1Д7
Ен О- зона нарушения
>» 1207 штольня, сульфатный, кальциевый 1,76 7,0 не обн. не обн.
н разлом Северный
1208 штольня, сульфатный, натриевый 1,15 8,2 2,2 0,60
смешанное
1210 штольня, разлом сульфатный кальциевый 0,80 7,5 не обн. не обн.
Лимонитовый
локальный фон 2,0 0,1
Полиметаллическое месторождение
1144 карьер, зона сульфатно-шдрокарбо- 1,45 7,7 3,4 0,02
окисления натный натриевый
щ 1158 карьер, зона » 1,59 7,8 6,0 0,08
окисления, Цент-
« ральный разлом
Я 1160 карьер сульфатно-хлоридный 1,63 7,9 18,0 0,096
>-Ц я натриевый
я СО 1161 карьер, воды зо- су л ь ф атно - х л о р ид.н ы й 2,01 7,0 21,0 0,04
и ны неокисл. руд магниевый
Он 1162 сульфатный, натр'иев. 1,43 7,2 19,0 0,12
1163 » » 1,73 7,2 10,0 0,24
ы 1164 » сульфатный, магниев. 2,06 7,1 ' 25,0 0,28
Медн о- молибденовое месторождение
Л си 1147 карьер не определялся не опр. не опр. 9,0 0,32
1148 » сульфатный, магниевый 2,61 7,5 6,8 не опр.
^ се 1149 » сульфатный, натриевый не опр. не опр. 3,7 не обн.
Я 1150 » не определялся 1,91 7,1 0,5 не обн.
локальный фон 2,0 0,1
1 2 3 4 5 6 7 8
3400* 3200
1530
3150*
5750*
4500* 5750
_региональный фон_менее 2 мкг/л_
* — присутствует сероводород.
водных потоков рассеяния до 1,5 км. Аномальные содержания сурьмы (более 1000 мкг/л) отмечаются только в подземных водах рабочих штреков и хорошо ¡развитой зоной окисления К ад амдж а йс ког о месторождения. (В (водах золоторудных месторождений подобные процессы, возможно, тоже имеют место, но ъ меньших масштабах и-присутствие сурьмы в (их водах также говорит о ее миграции 'в ¡виде комплексных соединений.
Из всего этого следует, что сурьма хорошо мигрирует в подземных водах как (Сурьмяных, так и золоторудных месторождений. Она способна образовывать четкие 'водные потоки рассеяния с протяженностью 600 и 'более метров. Все это позволяет рекомендовать сурьму в качестве поискового .критерия на указанные типы ¡месторождений при поисках глубоко залегающих рудных тел.
Сурьмяное месторождение
Горизонт 960
3 шахта, источник сульфатный, натриевый
5 шахта, ист. из » рудонос. брекчии
6 шахта, источник » 9 шахта, ст. 29 сульфатный, магниевый
^ 10 шахта, источник »
^ Горький
Е 11 шахта, ручейки »
ж на стене
*=£ Горизонт 990
* 8 шахта, зона » 2,0 7,5
1,9 6,8
2,0 7,5
2,0 6,8
1,6 7,0
11,2 7,8
2,0 8,0
окисления
г , ЛИТЕРАТУРА
Г. С. Т. Б ад а лов. Полезные ископаемые Алмалыкекого -рудного района. УзССР, «Наука», 1965.
2. Н. И. Л я ликов а. Окисление антимонита новой культурой тионовых бактерий. ДАН, т. 176, № 6, 1967.
3. Е. 3. Мещанинов. Геология Алмалыкекого рудного поля. В кн.: «Рудные формации и основные черты металлогении золота Узбекистана». УзССР, Изд-во ФАН, 1969.
4. М. А. Никифоров. Ртутно-сурьмяное месторождение Южного Тянь-Шаня. Фрунзе, «Илим», 1969.
5. Н. 1М. Шварцев а. Распространение сурьмы ¡в подземных водах. ¡Изв. ТПИ, т. 217, Томск, 1971.
