Геоэкологические аспекты поведения химических элементов в условиях криогенной зоны окисления на примере Удоканского месторождения : Восточное Забайкалье

• Автор: Эпова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Чита
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1 Геоэкологическая характеристика района Удоканского месторождения

1.1 Геолого-географическое описание

1.2 Особенности формирования криогенной зоны гинергенеза

1.3 Мипералого-геохимическая характеристика руд и пород Удоканского

месторождения меди

2 Экспериментальное исследование процессов окисления удоканских медных РУД

2.1 Методика проведения экспериментов

2.2 Анализ экспериментальных данных

3 Геоэкологические проблемы отработки сульфидных месторождений, приуроченных к зоне распространения многолетнемерзлых пород
3.1 Геоэкологические аспекты поведения химических элементов в условиях криогенной зоны окисления
3.2 Возможные геоэкологические последствия разработки Удоканского месторождения
Заключение
Список использованных источников и литературы

Введение
Актуальность работы определяется недостаточной изученностью специфики протекания геохимических процессов в условиях криолитозоны, в том числе зоны окисления сульфидных месторождений. Данных по геохимии элементов в условиях многолетнемерзлых пород, которые составляют более 60% территории России, на сегодняшний день явно не достаточно.
Одним из приоритетов современного общества должно быть сохранение благоприятной экологической обстановки. Однако техногенно-преобразованные системы, как правило, характеризуются избыточным содержанием токсичных элементов, в том числе, тяжелых металлов. Поэтому одним из важнейших аспектов проблемы сохранения окружающей среды, является изучение подвижности тяжелых металлов в условиях природно-техногенного ландшафта.
В связи с планируемой разработкой Удоканского месторождения исследование геохимических особенностей поведения элементов в условиях криолитозоны приобретает важное значение в прогнозе геоэкологических последствий. Освоение месторождения, с формированием сульфидсодержащих массивов вскрышных пород и забалансовых руд приведёт к интенсификации процессов окисления, как за счет доступа поверхностных вод и свободного кислорода, гак и в результате значительного увеличения химически активной поверхности, поскольку горнопромышленные отвалы часто состоят из высокодиспсрсного рудного материала. Широкое распространение процессов окисления сульфидов способствует изменению уровня кислотности природных вод, что, в свою очередь, активизирует подвижность меди и других тяжелых металлов.
Региональная специфика северного Забайкалья, в свою очередь, определяет необходимость изучения подвижности рудных и сопутствующих элементов в условиях многолетнемерзлых пород. Таким образом, предстоящая (как предполагается, карьерная) разработка Удоканского месторождения не только значительно преобразует ландшафт местности, но и как следствие,

повлечет за собой изменение химического состава почв, поверхностных и подземных природных вод, растительности.
Экспериментальное изучение окислительного выщелачивания сульфидных и окисленных медных руд в условиях отрицательных температур позволяет смоделировать протекание гипергенных процессов в условиях многолстнемерзлых пород, а также выявить наиболее значимые их факторы.
Целыо данной работы является определение подвижности химических элементов в условиях криогенной зоны окисления Удокана и прогноз геоэкологических последствий предстоящего освоения месторождения.
Основные задачи исследования:
1. Изучить влияние температурного режима, кислотности раствора, и прочих факторов па интенсивность протекания процессов окисления.
2. Выявить основные компоненты состава кислых рудничных вод при освоении месторождения.
3. Получить сравнительные данные по подвижности химических элементов удоканских пород и руд.
4. Дать геоэкологическую интерпретацию полученных данных.
5. Предложить возможные пути снижения негативного воздействия сернокислого рудничного дренажа на окружающую среду.
Объектом данного исследования являются сульфидные и окисленные руды Удоканского месторождения.
Предметом изучения являются криогеохимические процессы как геоэкологический фактор зоны гипергенеза.
Фактический материал и методы исследований:
В основу данной работы положены материалы, отобранные автором и коллегами, общепринятыми методами, во время полевых сезонов 1982 и 2010 годов на территории участка Западный и Наминга Удоканского месторождения меди (пробы руд, пород, воды, растений). Отобранные образцы руд делились, в соответствии с выделенными технологическими сортами руды на сульфидные

(таблица 1): гидроанглерит, гидроброшантит, халькантит, гипс, удоканит, познякит, лапгит и др. (Удокан, 2003), что схоже с минералообразованием зоны окисления в аридном климате. Такая характерная особенность зоны окисления Удокана обусловлена широким развитием многолетнемерзлых пород и, соответственно, недостатком воды в жидкой фазе.
Таблица 1 - Наиболее распространенные минералы зоны окисления
Удоканского месторождения (по Еремину, 2004)
МИНЕРАЛЫ ДРЕВНЕЙ ЗОНЫ ОКИСЛЕНИЯ
Название Химическая формула
Малахит Си,(ОН)гСО,
Азурит Си3(0Н)2-(С03)
Кальцит СаСОз
Антлерит Си3(0Н)4[804]
Брошантит Си4(0Н)6[804]
Гёгит ЕеООГІ
Гематит Ис
Хризоколлы СизГБізОчІпІ-ЬО
МИНЕРАЛЫ СИНХРОННЫЕ КРИОГЕНЕЗУ
Гидроантлериты Си3(0Н)4Г8041 -пі ГО
Гидроброшантиты Сии(804)4(0Н)„-пН,
Халькантит СиБОд-бГЬО
Гипс СавО,-21-1,
Бассанит, [3 -полугидрат 2Са804-Н
Мелантерит Ее804-7Н
Гидрогётиты Ре0(0Н)-пН
Псиломелан Мп20-Мп0-пН
Фиброферрит Ре2(804)2(0Н)2-9Н
Бескалиевый ярозит (Н20)Ре,(804)2(0Н),-5Н,
Сульфат меди и железа (Ре,Си) 804-5Н
(Хп-Мп) Роцснит (Хп,Мп,Ре) 804-пН
Лапгит СиДОНИБОД Т-ЬО (мои.)
Познякит СиДОНШОД -Н20 (мои.)
Удоканит Си«(0Н),пГ8041 3Н
Гидробивериты РЬ (Си, Бе, АІХОНМБОД -пН
Цианотрихит Си4А12804(0Н)„-2Н
Халькофиллит Си1яАЬ(А804)3Г804І3(0Н)27-ЗЗН
Флюс ллит АЬР04(0Н)3-7Н