Сульфидные техногенные системы как источник поступления тяжелых металлов в окружающую среду тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.02, кандидат геолого-минералогических наук Айриянц, Аркадий Аполонович

• Айриянц, Аркадий Аполонович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Айриянц, Аркадий Аполонович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. характеристика джидинского ВМК

2.1.1. Джидинское рудное поле

2.1.2. Переработка руд

2.1.3. Структура и вещественный состав сульфидного спецотвала

2.2. характеристика салаирского ГОКА

2.2.1. Салаирскоерудное поле

2.2.2. Переработка руд

2.2.3. Структура и вещественный состав хвостохрантищ х..'1.;"

3. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СУЛЬФИДНЫХ ОТХОДОВ В ЗОНЕ АЭРАЦИИ

3.1. Гипергенные преобразования и ассоциации вторичных минералов

3.2. Перераспределение и миграция металлов

4. ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ «ВОДА - ДОННЫЙ ОСАДОК»

4.1. Изменение содержаний металлов в воде техногенных озер

4.2. Геохимическая зональность озер

4.3. Влияние геохимических барьеров

5. КИСЛОТОПРОДУЦИРУЮЩИЙ ПОТЕНЦИАЛ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Сульфидные техногенные системы как источник поступления тяжелых металлов в окружающую среду»

ВВЕДЕНИЕ

Тематика настоящей работы связана с исследованием сравнительно малоизученных объектов - техногенных отходов горнорудной промышленности. Эти техногенные тела, аналогично природным геохимическим аномалиям, представляют собой реальные и потенциальные источники токсичных элементов, которые присутствуют практически во всех депонирующих и транспортирующих средах внутри складированных отходов и за их пределами вследствие эпигенетических процессов (Перельман, 1965). Порой масштабы такого загрязнения имеют региональный (Экогеохимия Западной Сибири, 1996) и даже планетарный характер. По мнению академика В.А. Коптюга, (1997), исследования, связанные с дальнейшим безопасным хранением и возможной переработкой отходов горнорудной промышленности, в настоящее время очень актуальны для России: «...Горнопромышленный комплекс является одним из самых масштабных источников нарушения и загрязнения окружающей среды. Объем извлечения и переработки горной массы в мире удваивается каждые 10-15 лет. В Российской Федерации объем перемещаемой, в том числе и в процессе переработки, горной массы составляет 6-7 млрд. тонн в год (черная и цветная металлургия, угольная промышлен-

" /" 7

ность, промышленность стройматериалов и т.д.).

Значительная часть минеральных ресурсов России сосредоточена в Сибири, причем при нынешнем положении экономики роль экспорта сырья и продукции первичного передела будет нарастать, а, следовательно, будет усиливаться и давление горнодобывающей промышленности на окружающую среду. Положение осложняется недостаточно продуманными преобразованиями в системе управления минерально-сырьевым комплексом, слабым законодательством по недрам, износом техники и оборудования и общим, типичным практически для всех отраслей, падением технологической дис-

циплины. В связи с этим, а также вследствие нарастания хищнических тенденций добычи некоторых видов минеральных ресурсов, экологическое положение в сфере горнодобывающей промышленности и сопряженных отраслей может в ближайшие годы существенно ухудшаться, если не будут приняты соответствующие меры...» ,

В связи с этим возрастает значимость рассмотрения техногенных отходов горнорудной промышленности как своеобразных геолого-структурных комплексов, имеющих определенное сходство с природными формациями; исследования особенностей протекания в них гипергенного преобразования вещества на основе минералогического и геохимического изучения как самих техногенных тел, так и некоторых компонентов окружающей среды.

Актуальность работы определяется неблагоприятной экологической обстановкой вокруг складированных техногенных отходов горнорудной промышленности и необходимостью разработки научно-обоснованных методов прогнозирования влияния хво-стохранилищ и насыпных отвалов на природные системы, а также поиском решений их нейтрализации или утилизации.

Цель работы заключалась в разработке качественной геохимической модели взаимодействия сульфидных отходов и природных систем.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Установление основных тенденций гипергенного преобразования и перераспределения вещества сульфидсодержащих отходов горнорудной промышленности данного вещественного состава, морфологии и времени хранения с определением закономерностей отложения новообразованных соединений.

2. Качественная оценка миграционной способности металлов как внутри техногенных тел, так и в некоторых компонентах окружающей среды.

3. Выявление эффекта аккумуляции растворимых форм металлов с балансовой оценкой их распределения между различными компонентами

4. Комплексная оценка системы «донный осадок - поровая вода - поверхностная вода», анализ ее места в геохимической эволюции техногенных озер.

Научная новизна. Выявлены и детально описаны минеральные ассоциации вторичных соединений металлов, образующихся под действием современного окислительного растворения и осаждения. Установлены закономерности перераспределения металлов и их различных форм в зависимости от смены локальных физико-химических условий внутри техногенных тел и наличия различных барьеров. В исследование вовлечены принципиально новые с геохимической точки зрения объекты - техногенные озера, для которых были установлены эволюционная зональность, закономерности изменения состава поверхностных и поровых вод, определены формы нахождения металлов. Одним из наиболее важных результатов является установление эффекта аккумуляции тяжелых металлов в поровых водах и балансовая оценка их содержаний в разных компонентах хвостохранилищ.

Практическая значимость работы состоит в определении реальной и потенциальной опасности складированных сульфидсодержащих отходов данного вещественного состава и морфологии, хранящихся в соответствующих ландшафтных и климатических условиях; выявлении уровня загрязненности дренирующих вод и прилегающих территорий.

Основные практические выводы и предложенный качественный и количественный прогнозы развития описанных процессов могут быть использованы для проведения мероприятий по снижению негативного воздействия подобных объектов на природные системы.

Основные защищаемые положения.

1. Растворение-переосаждение вещества в аэробной зоне техногенных тел происходит циклично. На осадительном и испарительном барьерах формируются разные ассоциации вторичных соединений, отражающие последовательные стадии преобразования отходов. Внутренние литифицированные слои сложены цементом, состоящим из бассанита, ярозита, англезита, ковеллина, акантита, борнита, гидроокислов железа. На поверхности формируются легкорастворимые сульфаты Си, Ъп, Бе, представленные ярозитом, гипсом, четишанитом, халькантитом, бианки-том, бойлеитом, ганнингитом.

2. В аэробной зоне, характерной для насыпных отвалов, кроме интенсивного перераспределения валовых содержаний металлов, идет дифференциация их различных форм. В зависимости от изменения локальных физико-химических условий и свойств элементов их переотложение и накопление происходит на разных уровнях. Ъа. и Сс1 - наиболее подвижные элементы, не образующие заметных скоплений внутри тела отвалов, в сульфатной кислой среде эти металлы легко мигрируют в природные системы. Си и Бе могут быть отнесены ко второй группе. РЬ — инертный элемент в данных условиях. Ряд подвижности металлов для насыпных отвалов следующий: РЬ<Ре<Си<гп<Сё.

3. Анаэробная зона характеризуется восстановительными условиями, что определяет относительную стабильность сульфидов. Однако в поровых водах хвостохранилищ идет накопление растворенных форм Хп, Сс1, Си, превышающих их содержания в поверхностной воде гидроотвалов в сотни раз. При существующем равновесии по- / ровые воды хвостохранилищ являются постоянными источниками подвижных форм металлов через дренаж. При нарушении условий (консервация хвостохрани-лища, разрушение дамбы и т. д.) окружающие территории подвергнутся интенсивному загрязнению тяжелыми металлами.

4. Донные осадки техногенных озер можно рассматривать в качестве индикатора состояния хвостохранилищ. Содержания, соотношения и формы нахождения металлов в системе «техногенное озеро - донный осадок — поровые воды» изменяются зонально и отражают геохимическую эволюцию озер. От зоны, непосредственно связанной с разгрузкой пульпопровода к зоне с относительно стабильными условиями снижается контрастность распределения металлов в этой системе, что указывает на начало диагенетического процесса (самоочищение водоема). Металлы осаждаются и фиксируются из растворов в донный осадок, но при этом не исключается их последующее циклическое растворение и миграция.

Фактический материал и методы исследования. В течение ряда лет, начиная с 1992, автор принимал непосредственное участие в исследовании ряда разнообразных по морфологическим, технологическим и вещественным признакам техногенных объектов горнорудных предприятий Сибири, в том числе сульфидного спецотвала Джидин-ского ВМК (г. Закаменск, республика Бурятия) и хвостохранилищ Дюков лог, Салага-евский лог Салаирского ГОКа (г. Салаир, Кемеровская обл.). Часть материалов, собранных на этих объектах, легла в основу настоящей диссертации. Во время полевых

исследований автором было применено разнообразное опробование ингредиентов исследуемых систем и прилегающих территорий (схемы опробования приводятся на рис. 3, 7,10):

• поверхностное опробование твердого вещества по определенной сетке (90 проб);

опробование на глубину до 9 м твердого вещества посредством легкого шнекового бурения (11 скважин);

послойное опробование вертикальных разрезов при проходке шурфов (3 шурфа, около 30 проб);

• отбор поверхностных и придонных водных проб техногенных озер;

отбор недеструктурированных колонок донных осадков мощностью до 1.5 м из техногенных озер, водотоков до 7 м глубины водоема (7 колонок);

опробование почв на прилегающих территориях.

Работа по исследованию складированных отходов обогащения заключалась в анализе архивных и литературных данных, а также собственных полевых наблюдений по геологическому строению исходных месторождений, минеральному и химическому составу руд, последовательности отработки рудных тел, технологии обогащения и кондициям руды в различные периоды времени, контролю содержаний основных компонентов в текущих хвостах, особенностям складирования отходов обогащения и т.д. Данная информация необходима для глубокого понимания всех особенностей литогенеза техногенных геологических тел и возможности дальнейшего разделения первичной и вторичной неоднородности вещества. В связи с этим перед описанием характеристик самих объектов исследования (вещественный состав хвостов, морфология хранилищ и т.д.) приводятся базовые данные, которые включают историю отработки,

геологическое строение рудных полей, вещественный состав руд, технологии обогащения.

Лабораторный этап исследований заключался в пробоподготовке, проведении различных видов анализов, расчетов и интерпретации полученных данных. Практически все инструментальные анализы были сделаны при помощи аналитиков и на оборудовании АЦ ОИГГМ (аттестат № РОСС RU.0001.510590). Основные виды выполненных анализов приведены ниже.

■ Гранулометрический анализ проведен на основании примерно 100 проб твердого вещества для определения среднего гранулометрического состава, распределения классов крупности в объеме исследуемых объектов и для элементного определения в монофракциях.

■ Полуколичественным спектральным анализом определялся уровень концентрации породообразующих компонентов в 56 пробах с поверхности хвостохранилищ и почвах (аналитик H.A. Яковлева). Количественный анализ валовых проб твердого вещества отходов и донных осадков (в целом более 300 анализов) на содержание металлов производился методами РФА (аналитик Ю.П. Колмогоров) и атомно-адсорбционной спектроскопии (на спектрофотометре Eerkin Eilmer 3030 с коррекцией фона по схеме Зеемана, аналитик Н.В. Андросова).

■ Определение минерального состава проб производилось посредством рентгеност-руктурного анализа (аналитик H.A. Пальчик), микроскопического изучения монтированных шлифов и аншлифов (с применением электронного микроскопа JSM-35 фирмы "JEOL", оператор C.B. Летов). Определение состава отдельных минералов проводилось на автоматизированном рентгеноспектральном микроанализаторе

"CAMEBAX MICRO" с четырьмя кристалл-дифракционными спектрометрами (оператор JI.H. Поспелова). В целом было изучено более 20 монтированных ан-шлифов 40 шлифов и сделано более 30 микрозондовых, 20 рентгеноструктурных анализов.

■ Экстракция растворимых форм металлов из 15 проб сульфидного промпродукта ДВМК производилась по методике А. Тессье (Tessier, 1979).

■ Поровые воды отжимались из донных осадков при давлении 100 атм. Около 100 проб поровых и поверхностных вод были проанализированы на содержания тяжелых металлов методами ААС (аналитик Н.В. Андросова). Концентрации К+, Na+, СОз2", СГ, S042" в этих пробах определялись методом ионной хроматографии (на ионном хроматографе ХПИ-1, с использованием сорбентов «katieks» и ХИКС), а определение Са2+ и Mg проводилось титрованием исходных или разбавленных проб (ИНХ, исполнитель Б.С. Смоляков).

Апробация и реализация работы. Представленная работа с 1992 года выполнялась в лаборатории геохимии техногенеза ОИГГиМ в соответствии с планами научно-исследовательских работ группы и ВМТК. Отдельные результаты исследований по тематике диссертации докладывались автором на:

IV Объединенном международном симпозиуме по проблемам прикладной геохимии (г. Иркутск, 7-10 сентября 1994 г.);

• 8-м международном симпозиуме Water-Rock Interaction (г. Владивосток, 15-19 августа 1995 г.);

Международной конференции Carbonate-Hosted Lead-Zinc Deposits (г. Сент-Луис, США, 1-5 июня 1995 г.);

Международной школе Geochemical and Mineralogical Approach to Environmental Protection (г. Сиена, Италия, 25-31 октября 1998 г.);

* Заседаниях Ученого Совета ОИГГМ (1996-99 гг.), а также на лабораторных и межлабораторных семинарах.

Основные положения работы опубликованы в 5 статьях, 6 тезисах и 6 производственных отчетах. По теме диссертации в период с 1996 по 1998 гг. ОИГГМ, Президиум СО РАН поддержали 3 проекта молодежного коллектива, возглавляемых соискателем. Полученные данные легли в основу проекта (№99-05-64697) под руководством соискателя, поддержанного РФФИ в 1999 г. Отдельные результаты исследования используются в выполнении гранта РФФИ, в котором автор принимает участие в качестве исполнителя (№97-05-65181, руководитель С.Б. Бортникова) и интеграционного проекта, выполняемого под руководством М.И. Кузьмина и Г.В. Полякова. За научные достижения, выполненные в рамках настоящей работы, Президиум СО РАН своим постановлением от 15 апреля 1997 г. за №66 присудил автору Государственную стипендию на срок с 1 апреля 1997 г. по 31 марта 2000 г.

Объем работы. Диссертация изложена на 100 страницах машинописного текста и состоит из Введения, 5 глав фактического материала, включающих 27 таблиц, 21 рисунок, и Заключения. Список литературы содержит 99 наименований работ.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю к.г.-м.н. Светлане Борисовне Бортниковой за непосредственную и разнообразную помощь, поддержку в организации и выполнении всех видов работ, лежащих в основе настоящей диссертации, ценные советы, обсуждения и консультации, постоянное внимание и грамотное руководство.

Большую помощь и содействие на протяжении всей научной деятельности автора в лаборатории геохимии техногенеза, непосредственное руководство над диссертацией и ценные замечания оказывал заведующий лабораторией д.г.-м.н. A.C. Лапухов. В сборе и обработке материала принимали участие Е.В. Лазарева, Н.В. Сиденко, Е.И. Хожина, Л.П. Мазеина, Д.Ю. Бессонов. Выполнение работы было бы невозможно без аналитических работ, проведенных Ю.П. Колмогоровым, Р.Д. Мельниковой, Н.В. Андросовой, В.Г. Цимбалист, О.В. Шуваевой, Б.С. Смоляковым, C.B. Летовым, Л.Н. Поспеловой. Финансовая поддержка при проведении ряда исследований в русле настоящей работы была оказана дирекцией ОИГГМ СО РАН. Консультации и ценные критические замечания были высказаны ведущими специалистами ОИГГМ СО РАН -д.г.-м.н. Г.Р. Колониным, А.Б. Птицьшым, В.Н. Шараповым, В.П. Ковалевым, В.М. Гавшиным, В.И. Сотниковым, Ф.В. Сухоруковым; д.х.н. В.И. Белеванцевым (ИНХ СО РАН); к.г.-м.н. О.Л. Гаськовой, Г.Н. Аношиным. Руководство и штатные геологи Салаирского ГОКа, Джидинского ВМК оказывали всестороннюю поддержку в проведении полевых исследований и сборе архивного материала. Всем им автор выражает глубокую благодарность.

1. ОБЩИЕ ТЕНДЕНЦИИ В ИССЛЕДОВАНИИ ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ

Исследованиям в области геохимии современных окислительных процессов в зоне техногенеза посвящено огромное количество работ, поскольку защита среды обитания от последствий деятельности человека приобретает первостепенную важность. В обзоре итогов 29 Международного геологического конгресса в городе Киото (Япония) в августе - сентябре 1992 года H.JI. Добрецовым подчеркивается общий поворот наук о Земле в сторону решения проблем экологии, охраны природы и устойчивого развития человечества. Из 75 симпозиумов конгресса 25 в той или иной мере посвящены проблемам окружающей среды (Добрецов, 1992). Первым из отечественных геохимиков на техногенные системы обратил внимание А.Е. Ферсман. Начало активного изучения миграции металлов и других токсичных компонентов вследствие деятельности

горнорудной и горно-обогатительной промышленности относится к концу 70-х годов

ß

нашего столетия. В это время; первые был выявлен значительный уровень загрязнения окружающей среды в районах складирования сульфидных отходов (Borman, 1976; Blair, 1980). В настоящее время минералого-геохимическим и экологическим проблемам техногенных отходов горно-металлургического передела на многих международных симпозиумах уделяется повышенное внимание, в частности, на ежегодно проводимой в США конференции «International Conference on the Abatement of Acid drainage», многих докладах в рамках V.M. Goldschmidt Conference.

Основные результаты по исследованию состояния техногенных горнорудных систем были обобщены зарубежными исследователями в монографиях Chemistry and biology of solid waste: Dredged material and mine tailings (Salomon, 1988) и Solution

Mining (Barret, 1992), где рассматривались гидрогеохимические и биогеохимические аспекты взаимодействия сульфидных отходов с компонентами природной среды.

Практическое исследование вещества и процессов изменения сульфидных продуктов (Dubrovsky, 1984; Чесноков, 1995; Усманов, 1995) дополнило обширные классические сведения по окислению сульфидных природных месторождений (Эммонс, 1935; Смирнов, 1951; Яхонтова, 1978; Mann, 1983). В сочетании с широко известными обобщающими работами (Nordstrom, 1982) по окислению пирита (как основного ки-слотопродуцирующего минерала) и формированию вторичных фаз накопленные сведения позволили посредством математического моделирования решать основную задачу прогнозной оценки кислого дренажа, выносящего огромные количества тяжелых металлов (Davis, 19861'2, 1987). В 90-е годы направление исследований отходов горнорудного производства начало охватывать более широкий круг взаимосвязей в системе «сульфидные отходы - природные системы». В Канаде (Blowes, 1990, 1991, 1995; De Vos, 1995; Jurjovec, 1995; и др.) проведены исследования хвостохранилищ медных и полиметаллических месторождений с последовательным углублением в проблему моделирования поведения металлов под воздействием окислительных факторов и при участии биоты (Wunderly, 1995). В этом же русле развиваются тонкие исследования вторичной минералогии, имеющей существенные отличия от природных зон окисления (Kucha, 1996, Paktunc, 1997) в сочетании с экспериментами по кинетике выщелачивания металлов и мышьяка (Paktunc, 1998).

Использование методик ступенчатого выщелачивания, разработанных первоначально для исследования состава почв (Tessier, 1979) и донных осадков природных водоемов (Maher, 1984) позволило устанавливать закономерности переотложения различных форм металлов и ряды их подвижности в зависимости от физико-химических

условий. Работы в этой области существенно продвинули фактическую оценку подвижности металлов в твердом веществе окисляющихся хвостов, донных осадках, гидроотвалах и других компонентах техногенной системы. Установлено, что основным механизмом, ответственным за выведение металлов и токсичных компонентов из раствора, является их сорбция на коллоидах и осаждение в донный осадок и/или адсорбция непосредственно материалом донных отложений. Основой развития этого направления в приложении к донным осадкам и почвам послужила работа (Jenne, 1968), в которой установлена ведущая роль гидроксидов Fe и Мл в осаждении металлов. Наибольшее влияние на процессы адсорбции оказывает изменение значения pH, в меньшей степени - состав сорбирующего материала (Coston, 1995) и формы нахождения металлов в растворе (Kosmulski, 1996). Кроме того, важное значение оказывают концентрации неорганических и органических лигандов (Düker, 1995; Romkens, 1996). Процессы сорбции изучались в приложении к различным сорбентам - песчаному (Coston, 1995), глинистому, органическому материалу (Warren, 1994; Frimmel, 1996) и гидроокислам Fe (Herr, 1995; Tessier, 1985), сорбирующим значительное количество металлов (Belzile, 1990; Manceau, 1995; Bowell, 1995).

Степень фиксации металлов гидроокислами Fe зависит от pH среды и уменьшается в ряду Pb - Си - Zn - Ni - Cd - Со, что было установлено D.G. Kinniburgh (1976) и согласуется с экспериментальными исследованиями по десорбции Си, Cd, Со, Zn, Pb из осадков с разной степенью обводненности. Cd и Zn легче переходят в раствор при pH = 4-2.5, чем Си и РЬ. Но при этом Си и в меньшей степени РЬ могут связываться органическим веществом (Livens, 1991). Комплексы Си и РЬ с гуминовыми кислотами гораздо более устойчивы, чем Cd и Zn (Stevenson, 1976).

В отечественной литературе исследованиям техногенных объектов посвящены серии статей уральских геологов (Чесноков, 1995; Удачин, 1996) и отдельные публикации по дальневосточному региону (Уе1ра1уеу8ку, 1995; Тарасенко, 1998). Серьезные и выполненные на современном уровне работы по экспериментальному изучению поведения биоты в водоемах в условиях искусственно созданных высоких концентраций

1 2

тяжелых металлов выполняются в Сибирском отделении РАН (Смоляков, 1995 ' ). Интересные результаты по мониторингу состояния хранилищ и проведенным полевым экспериментам получены в последние годы в БурГИН (Плюснин, 1995). 6-ти томная монография В.В. Иванова (1994, 1996) стала базовым справочником в области экологической геохимии элементов.

Особый интерес заслуживают современные работы по количественной оценке кинетики окислительных процессов в зависимости от компонентного состава отходов, их гранулометрии. Такие расчеты, выполняемые с помощью компьютерных программ, позволяют оценить баланс между кислотопродуцирующими и кислотонейтрализую-щими составляющими сульфидных отходов, что позволяет дать прогнозную оценку развития процесса, и моделировать направление протекания реакций в зависимости от отдельных задаваемых параметров (РакШпс, 1997).

К настоящему моменту накоплены обширные сведения поведения металлов в хво-стохранилищах и при их миграции в окружающую среду. Однако существует ряд вопросов, которые либо освещены недостаточно полно, либо не затронуты вовсе. К ним относятся особенности минералогического состава вторичных соединений металлов, образующихся при окислительном растворении сульфидов, закономерности миграции различных форм металлов, гидрогеохимические аспекты трансформации гидроотвалов. Своей работой автор надеется дополнить знания в данной актуальной области науки.

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Основными объектами углубленных исследований являются сульфидный спецотвал Джидинского вольфрам-молибденового комбината (ДВМК), рассматриваемый в качестве отходов горнообогатительного передела ред-кометалльных руд с совмещенной сульфидной минерализацией Джидинского рудного поля и два хвостохранилища Салаирского ГОКа (Салагаевский лог, Дюков лог), вмещающие отходы обогащения барит-полиметаллических руд Салаирского рудного поля (табл. 1; рис. 1). Главные различия между ними обусловлены отражением 3-х основных факторов - вещественного состава исходного материала (руд), временем и условиями хранения.

Таблица 1. Основные характеристики изучаемых объектов

Название Джидинский спецотвал Дюков лог Салагаевский лог

Технологический Флотация Флотация + циа- Флотация

процесс нирование

Морфологический тип Насыпные отвалы Затопленные хвостохранилища

Возраст 1947-1972 гг. 1942-1975 гг. 1967-н.в.

2.1. Характеристика Джидинского ВМК

Джидинское рудное поле находится в Закаменском районе республики Бурятия (рис. 1). Оно расположено на водоразделе притоков р. Джиды - Модонкуля и Маргын-Шено в северных отрогах Джидинского хребта.

Рис. 1. Географическое положение объектов исследования

2.1.1. Джидинское рудное поле

На месторождении в различные годы работали такие известные геологи как И.П. Кушнарев (1947), М.М. Повилайтис (1960), Е.П. Малиновский (1965) и др. Краткое описание геологического строения месторождения и типы минерализации приведены ниже по совокупности их работ.

Месторождение расположено в области контакта каледонских гранитоидов и мезозойских лейкократовых гранитов с эффузивно-осадочной свитой Cmi2. В восточной части рудного поля развиты породы эффузивно-осадочной свиты, а в западной - кварцевые диориты.

Эффузивно-осадочная свита в пределах рудного поля состоит из перемежающихся прослоев аркозовых и граувакковых песчаников, песчано-глинистых, известковых и кремнистых сланцев, диабазов, роговообманковых, плагиоклазовых и пироксеновых порфиритов, спилитов и альбитофиров. Все эти породы в результате регионального метаморфизма и тектонических напряжений приобрели зеленокаменный облик, и превращены в метаморфические сланцы. Наиболее развиты в рудном поле кварцевые диориты, образующие краевую часть сложного массива.

Вблизи контакта кварцевых диоритов с породами кембрийской толщи последняя прорвана двумя интрузивами лейкократовых гранитов. Эти массивы сформировались на участке пересечения антиклинальной складки северо-западного направления зоной широтных чешуйчатых надвигов. Наиболее крупный интрузив - Первомайский, к нему и приурочена молибденовая минерализация.

Вблизи интрузий гранит порфиров породы эффузивно-осадочной толщи перешли в кварцево-биотитовые роговики, кварцевые диориты ороговикованы, и местами превращены в кварц-эпидот-биотитовые и кварц-роговообманково-биотитовые роговики и сланцы. Возраст интрузивов условно определен как мезозойский. Абсолютный возраст минерализации связанной с этими интрузивами - 180 млн. лет.

В рудном поле выделяются три участка - Первомайский, Инкур и Холтосон. Первомайский участок месторождения охватывает одноименный массив гранит-порфиров и прилегающие к нему с севера биотит-кварцевые роговики. Для этого участка характерно молибденовое штокверковое оруденение. Основная масса жильных тел локали-

зована в апикальной части массива гранит-порфиров, незначительная часть - в роговиках.

¿с/

Благодаря работам М.М. Повилайтис (1960), Т.Н. Шадлун, Д.О. Онтоева и других исследователей, минеральный состав руд Джидинского рудного поля изучен достаточно детально. В настоящее время известно свыше 50-ти главных, распространенных и редких минералов.

На участках Инкур и Холтосон распространена вольфрамовая минерализация. Для участка Инкур в большей степени характерен штокверковый тип оруденения, тогда как на Холтосоне главное значение имеют жилы. Вольфрамовая минерализация в основном проявилась в кварцевых диоритах, хотя некоторые вольфрамоносные жилы встречаются как в гранит-порфирах, так и в сланцах.

На месторождении выделено шесть типов жил, которые приводятся в соответствии с последовательностью их образования: кварц-альбитовые с молибденитом; кварц-пирит-гюбнеритовые с сульфовисмутидами РЬ и Си; кварц-сульфид-гюбнеритовые; родохрозит-сульфидно-гюбнеритовые; карбонат-флюорит-шеелитовые; роговиково-кварцевые.

Для жил характерны текстуры выполнения, что указывает на отложение большинства минералов в открытом пространстве. Наиболее ранним жильным минералом является крупнокристаллический кварц. Об этом свидетельствует присутствие этого минерала в призальбандовой части жил (Повилайтис, 1960), поскольку образование друз кварца происходило от зальбанд жил к центру. Осевая часть жил, сложенная родохрозитом, образовалась позже, а основная часть сульфидов отложилась, выполняя пустоты и трещины жильных минералов. Флюоритовые прожилки завершили процесс галогенного минералообразования, поскольку они секут и кварцевую и родохрозитовую зоны жил.

2.1.2. Переработка руд

В 80-годах XIX в. в окрестностях в то время еще неизвестного Джидинского месторождения возникли небольшие старательские золотые прииски. Промывая аллювий небольших речек, имеющих истоки в районе месторождения, старатели часто обнару-

живали в шлихах мешающий при извлечении золота вольфрамит, который они называли «черным золотом».

В 1923-29 гг. во время работ по оценке золотоносности района A.B. Арсентьев в отвалах Глафировского прииска (в устье р. Гуджирки) обнаружил гальку кварца с вольфрамитом. Он высказал предположение о существовании поблизости коренного месторождения и произвел химический анализ вольфрамита. В то время изученность района была еще ничтожной, геологических карт бассейна р. Джиды не имелось, представление о его геологическом строении основывались на маршрутных исследованиях нескольких ученых.

Первооткрывателем месторождения стала М.В. Бесова (7 июля 1932 г.). Она составила геологическую карту масштабом 1:10 ООО участка в несколько квадратных километров и дала его первое геолого-петрографическое описание. В разные годы впоследствии на месторождении работали такие знаменитые геологи как Ю.А. Спейт, И.П. Кушнарев, JIM. Афанасьев, Т.В. Буткевич и др. (Повилайтис, 1960).

Отработка месторождения началась в 1934 г. В этот год было добыто первые 100 т вольфрамового концентрата из россыпей. В 1939 г. были сданы в эксплуатацию рудник Холтосон и Холтосонская обогатительная фабрика. Уже в 1938 г. добыча вольфрамового концентрата здесь составила 50 % всей отечественной. Обогатительная фабрика «Инкур-2» для переработки вольфрамовых руд была построена в 1939 г.

В 1941 г. началось вскрытие Первомайского молибденового штокверка, а через год пущена молибденовая обогатительная фабрика. Это молибденовое месторождение было полностью отработано к 1973 г.

Вплоть до 1996 г. на комбинате обогащались вольфрамовые руды из Инкурского штокверкового и Холтосонского жильного месторождений. С 1996 г. ДВМК остановлен, все оборудование демонтировано и восстановлению не подлежит. В последние годы, в связи с полной отработкой Первомайского молибденового штокверка еще в 70-годах, на комбинате при переработке Инкурских и Холтосонских руд, несмотря на их многокомпонентный состав, извлекался только вольфрамовый концентрат. Обогащение проводилось на винтовых сепараторах. Сульфиды отделялись от вольфрамового концентрата флото-гравитационным методом на последней стадии перечистки и складировались рядом с обогатительной фабрикой. В последующие годы работы фаб-

рики сульфидный промпродукт смешивался с породными отходами вольфрамового обогащения на обогатительной фабрике и гидротранспортом подавался в хвостохра-нилище. Объем накопленного материала в породном хвостохранилище ДВМК составляет около 40 млн. т. По сравнению с сульфидным спецотвалом доля сульфидов в этом объекте невелика, высокая обводненность материала играет консервирующую роль.

Основной минеральный состав хвостов переработки обогатительной фабрики Ин-кур-2 в последние годы работы комбината приведен в таблице 2.

Таблица 2. Количественный минеральный состав хвостов фабрики Инкур-2 (класс +0.05 мм)

Рудные минералы % Породообразующие и жильные минералы %

Пирит 5.24 Кварц 34.0

Халькопирит 0.06 Полевые шпаты 48.8

Сфалерит 0.03 Флюорит 3.6

Галенит 0.02 Амфиболы 5.8

Молибденит ед.зн. Мусковит 1.1

Висмутин ед.зн. Эпидот 1.2

Гюбнерит 0.04 Ярозит 0.07

Шеелит ед.зн.

Магнетит ед.зн.

Гидроокислы Бе 0.03

2.1.3. Структура и вещественный состав сульфидного спецотвала

Сульфидный спецотвал расположен в черте г. Закаменска между жилыми кварталами города и обогатительной фабрикой. В течение 1947-72 гг. было накоплено около 50,000 т сульфидного промпродукта, который хранится в виде куч высотой до 3 м на поверхности более ранних породных отвалов (рис. 2). Территория, занимаемая насыпными кучами - 140 х 300 м. Эти сульфидные кучи расположены выше уровня грунтовых вод, но подвержены постоянному воздействию осадков и сезонных потоков. Даже в засушливый период обводненность материала глубже 10-15 см от дневной поверх-

поста существенно не изменяется. Результаты поверхностного опробования (рис. 3) представлены в таблице 3.

Поскольку в таблицу с результатами поверхностного опробования включены пробы подстилающих более ранних породных отвалов, то нетрудно пронаблюдать резкое изменение содержаний (на порядок и более) металлов в точках опробования по поверхности сульфидных насыпных куч. В этом отношении наиболее богатыми являются 2 пробы - 1/3 и 8/2, в которых концентрации РЬ поднимаются до 6 %, Тъ - до 2.6 %, Си - до 8 %, Аи - до 4.3 г/т, Ag — до 612.8 г/т. Следует отмстить, что высокие содержания Си во многих пробах косвенно подтверждены во время полевых работ на этом объекте: при отборе проб слоев при помощи стального ножа, поверхность лезвия довольно быстро коррозирует и покрывается характерным красным налетом металлической Си за счет окислительно-восстановите ль ной реакции между Ре и медным купоросом.

Содержания и ресурсы основных полезных компонентов сульфидного спецотвала по архивным материалам ДВМК и данным проведенного опробования представлены в таблице 4.

Рис. 2. Общий вид насыпных отвалов сульфидного пром-продукта ДВМК

Рис. 3. Схема опробования сульфидного спецотвала

Таблица 3. Содержания металлов в сульфидном промпродукте ДВМК по данным поверхностного опробования

№ пробы РЬ, % Zn, % Си, % Au, г/т Ag, г/т

1/1** 0.08 0.1 0.025 0.05 12.3

1/2** 0.11 0.22 0.02 0.3 28.8

1/3* 6.29 2.26 0.91 4.3 612.8

1/4* 2.62 1.23 0.46 0.95 209.1

1/5* 1.08 0.44 0.18 0.55 97.9

1/6** 0.08 0.12 0.024 0.05 9.1

2/10** 0.4 0.39 0.21 0.7 65.8

2/11* 2.75 1.15 0.52 1.9 257.8

8/1* 3.13 1.71 0.36 1.2 258.1

8/2* 6.22 2.68 8.09 2.35 459.2

8/3* 2.83 0.94 0.77 1.0 44.5

8/4** 0.125 0.14 0.054 0.4 19.1

8/5** 0.013 0.10 0.02 0.05 2.6

Среднее 1.98 0.88 0.89 1.06 159.8

Примечание: * - пробы с поверхности сульфидных куч; ** - пробы с подстилающих породных отвалов

Таблица 4. Содержания и ресурсы металлов в сульфидном промпродукте ДВМК

Содержания металлов Ресурсы

Au, г/т Ag, г/т РЬ, % Zn, % Си, % Au, кг Ag, т РЬ, т Zn, т Си, т

3.3 411 3.5 Н.д. Н.д. 165 20.5 1750 Н.д. Н.д.

1.06 159.8 1.98 0.88 0.89 53 8.0 990 440 445

Примечание: первая строка - архивные данные ДВМК; вторая — результаты по-

верхностного опробования.

Средние содержания Аи, А§ и РЬ по данным опробования и архивным материалам ДВМК расходятся в 2-3 раза. Возможно, это объясняется тем, что за 50 лет хранения произошло механическое разубоживание вещества сульфидного промпродукта породными отвалами, что хорошо видно при изучении вещества вертикальных разрезов. Автор допускает и значительную степень химического растворения и выноса метал-

лов за пределы насыпных куч. В любом случае, запасы ценных компонентов, накопленных здесь, заслуживают самого пристального внимания (Айриянц, 1994).

Результатом механогенеза и современных гипергенных процессов, происходящих в теле насыпных куч Джидинского спецотвала, является дифференциация материала, выраженная в субпараллельной слоистости (мощность слоев колеблется от 1-2 до 50 см). В вертикальном разрезе эти слои визуально имеют различную окраску (от темно-охристого до серовато-зеленого) и гранулометрический состав (рис. 4).

В таблице 5 представлены данные ситового анализа слоев вертикального разреза №2. Пробы Д-14 и Д-15 представляют собой вещество подстилающих породных отвалов.

Таблица 5. Гранулометрический анализ (%) проб вертикального разреза №2

Проба + 1.0 1.0-0.5 0.5-0.25 0.25-0.16 0.16-0.09 0.09-0.05 - 0.05 Глубина, см

Д-1 И 9 19 14 23 17 7 5

Д-2 19 12 25 15 17 9 3 18

Д-з 9 3 6 5 22 34 20 22

Д-4 1 3 5 2 5 55 29 30

Д-5 5 4 9 17 38 20 7 45

Д-6 9 6 17 20 32 14 3 55

Д-7 37 10 20 10 14 7 2 65

Д-8 57 11 14 5 9 5 0 73

Д-9 36 12 18 11 15 6 2 78

Д-10 19 8 15 12 27 14 4 100

Д-11 27 13 23 13 16 7 1 120

Д-12 44 15 19 9 10 3 0 160

Д-13 8 10 27 18 22 11 4 170

Д-14 58 15 18 4 2 2 1 175

Д-15 53 19 20 4 2 1 1 185

Гранулометрический анализ вертикальной слоистости показывает некоторые вариации состава, которые, вероятно, обусловлены как первичной неоднородностью материала (загрязненность слоев более крупнозернистым породным материалом во время механического складирования), так и вторичными процессами механогенеза за счет

естественной сортировки дренирующими потоками. В большинстве случаев вещество сульфидного спецотвала представлено крупно-, среднезернистым песчаным материалом со средним содержанием класса +0.5 мм свыше 30 %. Однако, в разрезе отмечаются 3 четко выраженных глинистых слоя (Д-3, Д-4, Д-5), залегающих на глубине до 50 см от дневной поверхности (рис. 4). В них вещество в значительной степени представлено тонкими классами. В целом, на долю класса +0,05 мм вещества приходится более 90 % массы материала.

Первичный вещественный состав сульфидного спецотвала довольно разнообразен и отражает богатую минералогию Джи-динского поля. Содержание сульфидов колеблется

(0 О.

1 I I II

Заключение диссертации по теме «Геохимия», Айриянц, Аркадий Аполонович

Основные выводы данной работы можно сформулировать в виде четырех тезисов.

1. Интенсивность и направленность процессов окислительного выветривания техногенных объектов по совокупности минералого-геохимических признаков определяется наличием двух принципиально важных зон. Морфологически они разграничиваются уровнем предельной обводненности вещества и характеризуются резкой сменой окислительно-восстановительных условий, что определяет различную скорость протекания вторичных изменений вещества и преимущественные механизмы миграции растворов. Первая - это зона аэрации, расположенная выше уровня избыточной обводненности (зона с колеблющейся влажностью), а вторая - полностью водонасыщенная с горизонтальным дренажом растворов. Наиболее активно перераспределение вещества, окисление сульфидов и переход металлов в растворы происходит в первой зоне за счет легкого проникания кислорода атмосферы и высокой скорости дренажных потоков. К этой зоне относятся насыпные кучи Джи-динского сульфидного промпродукта и частично вещество наливных хвостохрани-лищ Салаирского ГОКа, расположенное выше уровня предельной обводненности материала. За счет сезонных колебаний температуры и количества осадков в этой зоне большое значение имеет капиллярный подъем насыщенных растворов с последующим осаждением вторичных фаз на поверхности в виде корочек и налетов. Далее эти соли могут смываться осадками на прилегающие территории. Анаэробная зона характеризуется замедленными условиями для реакций растворения, уровень предельной обводненности материала играет роль экрана, затрудняющего доступ окисляющим факторам. Но стабильные обстановки в анаэробной зоне способствуют эффекту аккумуляции растворенных форм элементов за счет фильтрации насыщенных растворов из зоны активного окисления. Поэтому, если аэробная зона может рассматриваться в качестве постоянно действующего источника токсичных компонентов, то анаэробная является накопителем подвижных форм металлов и должна быть учтена при долговременном прогнозе воздействия техногенного объекта на природные системы, т.к. после консервации хвостохранилищ уровень предельной обводненности в них падает, и происходит постепенный переход вещества из второй зоны в первую.

2. В условиях техногенных сульфидсодержащих тел степень гипергенного изменения вещества зависит от физико-химических условий среды, содержания сульфидных и кислотонейтрализующих минералов, а порядок изменения определяется растворимостью новообразованных фаз. Ассоциации вторичных минералов, установленные в зоне аэрации, разделяются на две основные группы, различающиеся по условиям образования и устойчивости в последующих процессах. Основу первой группы ассоциаций составляют относительно устойчивые минералы и соединения, замещающие первичные сульфиды и/или отлагающиеся на геохимических барьерах внутри техногенного тела с образованием литифицированных линз или слоев, а именно: гидроокислы Бе, ярозит, англезит и вторичные сульфиды Си (борнит, ковеллин). Ко второй группе относятся ассоциации водорастворимых минералов, циклически формирующиеся на открытой поверхности техногенных тел при капиллярном подъеме растворов в условиях пониженной атмосферной влажности. Главными минералами здесь являются: четишанит, гипс, сульфаты Си и Ъп (ган-нингит, бойлеит, бианкит, халькантит). *

3. Содержания и формы нахождения металлов в растворах (поверхностные и придонные воды гидроотвалов, поровые и грунтовые воды) зависят от вещественного состава исходного материала и вмещающих хранилище пород, возраста объекта, условий хранения и количества химически активных реагентов в технологических растворах. В поверхностной воде металлы находятся преимущественно в сульфатной, гидроксидной и ионной формах, а в хранилищах с подстилающими известняками появляется гидрокарбонатная. Поровая и грунтовая вода за счет изменения макросостава становится пересыщена по отношению к оксидам и гидроксидам Си, Ъа и Сё, а во взвеси могут формироваться сульфиды: аннилит, халькозин, ковеллин, халькопирит, сфалерит, гринокит. Состав донного осадка, помимо механической взвеси, в значительной степени определяется составом формирующихся в растворе фаз. Поровые воды зоны аэрации представляют собой сильно минерализованный кислый раствор, при нейтрализации которого выпадают обильные вторичные соединения. Сорбционный барьер (главным образом, это гидроокислы Бе и глинистые минералы) довольно эффективно действует в отношении катионов металлов на начальном этапе выноса вещества. В целом же он задерживает не более 2 % металлов и не играет существенной сдерживающей роли. Анионные комплексы металлов, находящиеся в растворе, осаждаются этим механизмом гораздо слабее. Наиболее устойчивыми вторичными фазами, содержащими в своем составе рассматриваемые металлы, являются карбонатные. Они отлагаются, как правило, внутри тела отходов. Ряд подвижности металлов в техногенной системе «сульфидные отходы - вода» может быть представлен следующим образом: 2п>Сс1>Си>РЬ.

4. Формирование аномалий металлов в различных компонентах природных систем, находящихся в зоне непосредственного влияния хранилищ сульфидных отходов, во-первых, является следствием трансформации их форм за период существования хранилищ, а во-вторых, определяется свойствами компонентов аккумулировать те . или иные металлы. РЬ, вторичные соединения которого наименее растворимы в условиях техногенных систем, образует наиболее интенсивные аномалии в прилегающих почвах (слабощелочные условия). Ъп и С<1, вследствие своей подвижности, достигают высоких концентраций в техногенных растворах, не формируют таких контрастных аномалий в прилегающих почвах, и способны мигрировать с природными водотоками на отдаленные расстояния.

Итак, наиболее экологически опасными металлами для природных сред в связи со складированием сульфидных отходов подобного состава являются Ъх\ и Сё, причем Ъл представляет реальное загрязнение вследствие его высоких содержаний в водной среде, в сотни раз превышающих ПДК. С<1 способен переноситься на далекие расстояния и его влияние может проявиться на территориях, не связанных напрямую с источником загрязнения. Си образует многочисленные вторичные соединения внутри тела отвалов, что задерживает ее вынос в окружающую среду. Однако существенное превышение содержания меди над ПДК в дренирующих потоках указывает на необходимость глубокого изучения процессов ее миграции. РЬ - наиболее инертный элемент в изученной ассоциации. Тем не менее, он образует самые контрастные аномалии в почвах. Проведенное исследование свидетельствует о сложности и многообразии геохимических связей в системе «сульфидные отходы - окружающая среда» и необходимости дальнейшего углубления в понимание происходящих в ней процессов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Складированные отходы обогащения сульфидных руд представляют собой постоянные источники токсичных элементов, в концентрациях существенно превышающих фоновые. Скорость и масштабы распространения металлов из хвостохранилищ в природные системы зависят от многих факторов, среди которых немаловажное значение имеют морфология, уровень предельно обводненного горизонта, возраст объекта, количество сульфидов (в первую очередь пирита, как основного кислотопродуцирующе-го минерала), количество кислотонейтрализующих минералов, выступающих в качестве осадительных и сорбционных барьеров. Механизмы, управляющие окислением сульфидов и переходом металлов в растворы, определяют дальнейшее их поведение, т.е. формирование аномалий токсикантов На прилегающих и удаленных территориях. Проникание металлов в трофические цепи напрямую зависит от характера и интенсивности окислительных процессов в хвостохранилищах.

Наиболее показательно перераспределение вещества идет в пределах Джидинских насыпных отвалах с высокой концентрацией сульфидов, где состав циркулирующих вод соответствует кислым высокоминерализованным растворам. Активное выщелачивание приводит к формированию многочисленных вторичных соединений, которые осаждаются внутри куч на геохимических и литологических барьерах. В засушливый период инфильтрационные растворы, содержащие легкорастворимые сульфаты тяжелых металлов, движутся на поверхность, где за счет испарения формируют раствори- / мые корки выцветов. В период дождей они смываются, а в засушливый - сдуваются, что приводит к формированию аномалий металлов с экстремально высокими значениями токсичных компонентов и исключительно наглядно показывает опасность такого типа хранилищ.

В затопленных хранилищах (анаэробные условия), где отходы флотации и цианирования складируются в виде пульпы, процессы химического выветривания идут не так быстро. Невысокое содержание сульфидов (не более 5-10 %), присутствие карбонатов и других кислотонейтрализующих минералов при высокой обводненности затрудняют процессы активного окисления. Даже в осушенных частях таких хранилищ признаки окисления практически не проявляются. Механическая дифференциация вещества, происходящая в пределах хвостохранилищ при сливе пульпы, способствует последующему взаимодействию обогащенной тяжелыми минералами илистой фракции, формирующей донные осадки,^с различными типами вод. Основные процессы, [/ активно влияющие на подвижность элементов, идут в верхних 10-15 см донного осадка техногенных озер (гидроотвалах). Границы раздела сред: «вода озера - донный осадок»; «грунтовая вода - вещество отходов», «фильтрующиеся воды - почвы» являются системами, физико-химические условия которых контролируют растворение - осаждение металлов.

Содержания металлов в поровых водах в совокупности с твердым веществом осадков наиболее ярко показывают закономерности эволюционного развития техногенных озер, что позволяет считать состав поровых вод наиболее важным индикатором их состояния.

Определение форм нахождения металлов в воде озер посредством термодинамического моделирования может объяснить и дать прогнозную оценку процессам, развивающимся в сульфидных хвостохранилищах. В частности, присутствие металлов в воде в виде аква-ионов позволяет предположить, что в данных условиях основным механизмом их осаждения будет сорбция на гидроокислах и глинистых минералах, а не

А <■--■}-< ¿-у. г:.? /-,„.,{.„.формирование нерастворимых вторичных соединений, как это показано в работе 1.11о1Д11 и М. 1кгатис1с1т (1996).

Результаты проведенных расчетов (табл. 21) показывают, что поровые и гравитационные воды вмещают существенно большее количество растворенных тяжелых металлов по сравнению с водами техногенных озер. Для поровых вод сульфидного промпродукта ДВМК доля растворенных токсичных элементов вполне соизмерима с их количеством в твердом веществе, что дает основание рассматривать прилегающие территории зоной экологического бедствия.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Айриянц, Аркадий Аполонович, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

АйриянцА.А., Бортникова С.Б. Сульфидные отвалы Джидинекого ГОКа как техногенное месторождение благородных металлов // IV Объединенный международный симпозиум по проблемам прикладной геохимии. - Иркутск, 1994. - Т. 2. - С. 25.

Акулов К.И. Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами. Вып. 4. - М.: Медгиз, 1960. - 290 с.

Антонов Н.М., СамохинВ.И. Сборник ПДК и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. Международный фонд конверсии. Центр экологических проблем. - М., 1995. - 220 с. (ГОСТ 27384-87).

Болгов Г.П. Минералогические исследования полиметаллических руд Салаирских месторождений // Материалы по геологии Западно-Сибирского края. - Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1934. - С. 3-43.

Бортникова С.Б. Минералого-геохимические особенности золотого орудинения в полиметаллических полях северо-восточного Салаира: Дис. на соиск. учен, степени канд. геол.- мин. наук. - Новосибирск. 1989. - 351 с.

БортниковаС.Б., АйриянцА.А., КолонииГ.Р., Лазарева Е.В. Геохимия и минералогия техногенных месторождений Салаирского ГОКа // Геохимия. - 1996. - № 2. -С.171-185.

Бортникова С.Б., АйриянцА.А., Лазарева Е.В. Геохимия и минералогия техногенных месторождений Салаирского ГОКа // IV Объединенный международный симпозиум по проблемам прикладной геохимии. - Иркутск, 1994. Т. 2. - С. 31-32.

Герман-Русакова JI.Д. Миграция элементов в зоне окисления Блявского медноколче-данного месторождения на Южном Урале. - М: Изд-во АН ССР, 1962. - 128 с.

Дистанов Э.Г. Сульфидно-полиметалические месторождения Сибири. - Новосибирск, Наука. 1977.-351 с.

Добрецов Н.Л. // 29-й Международный геологический конгресс: Информ. отчет. - Новосибирск: Изд. ОИГГМ СО РАН, 1992. - С. 4.

Иванов В.В. экологическая геохимия элементов: Справочник: В 6 кн. / Под ред. Э.К. Буренкова. -М.: Недра. Кн. 2: Главные /»-элементы. - 1994. - 303 е.: ил.; Кн. 3: Редкие/»-элементы. - 1996. - 353 е.: ил.

КоптюгВ.А. Наука спасет человечество. - Новосибирск: Изд. СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1997.-342 с.

Кушнарев И.П. Стадии минерализации Джидинского вольфрам-молибденового месторождения //Геология и горное дело. - 1947. -№16. - С. 37-51.

ЛабазинГ.С. Структурно-морфологические особенности полиметаллических месторождений Салаирских рудников и геологические условия их нахождения // Цветные металлы. - 1940. - №3. - С. 14-20; №4. - С. 7-15.

Лазарева Е.В., Бортникова С.Б. Перераспределение благородных металлов в зоне окисления Салаирского барит-полиметаллического месторождения // IV Объединенный международный симпозиум по проблемам прикладной геохимии. - Иркутск, 1994. Т. 1. - С. 192-193.

Лапухов A.C. Структура и генезис Салаирского рудного поля: Дис. на соиск. учен, степени канд. геол.- мин. наук. - Новосибирск, 1965. - 368 с.

Лапухов A.C. Температурные условия образования и зональность оруденения на Са-лаирском рудном поле // Сов. геология. - 1968. - №7. — С. 68-74.

Лапухов A.C. Зональность сульфид-полиметаллических месторождений. - Новосибирск: Наука, 1975.-264 с.

Малиновский Е.П. Структурные условия формирования жильного вольфрамового месторождения. -М.: Наука, 1965. - 163 с.

Минералогическая энциклопедия / Ред. К. Фрей. Л. - Недра, 1985. - 512 с.

Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И.Л. Справочник термодинамических величин (для геологов) / Под ред. А.И. Тугаринова. - М.: Атомиздат, 1971. - 239 с.

Нормы допустимых концентраций (ДК) загрязняющих веществ в сточных водах, сбрасываемых в горканализацию г.Новосибирска. - Новосибирск, 1995. - 54 с.

Орлов Д.С., Малинина М.С., МотузоваГ.В. и др. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник. - М.: Агропромиздат, 1991. - 303 с.

Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипергенеза). - М.: Недра, 1965.-272 с.

Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочно безопасных уровней воздействия вредных веществ для рыбы рыбохозяйственных водоемов. - М.: ТОО «Мединор», 1995. - 220 с.

Плюснин A.M., Гунин В.И., Беломестнова Н.В., Миронов А.Г. Экспериментальное и математическое моделирование окисления сульфидов // Рос. фонд фундам. исслед. в Сиб. Регионе: зем. кора и мантия: Тез. докл., Т. 2. - Иркутск, 1995. — С. 96-97.

Повилайтис М.М. Основные черты минералогии Джидинского молибдено-вольфрамового месторождения. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - 167 с.

Портянников Д.И. и др. Краткая справка об особенностях геологического стороения месторождения Кварцитовая сопка. -Салаир: Салаирский ГОК, 1989.-58 с.

Смирнов С.С. Зона окисления сульфидных месторождений. - М.: Геолтехиздат, 1951. -335 с.

Смоляков Б.С., ДроныкМ.И. Химико-экологический мониторинг состояния пресноводных экосистем / Натурное моделирование воздействия загрязняющих веществ // Химия в интересах устойчивого развития. - 1995. - Т. 3, №3. - С. 237-244.

Смоляков Б.С., Немировский А.И., Коковкин В.В., Павлюк JI.A., Плеханов Д.Ф. Электрохимические методы анализа в мониторинге состояния пресноводных экосистем // Журнал аналитической химии. - 1995. - Т. 50, №10. - С. 1085-1089.

Сорокин М.Е. Салаир. - Кемерово: Кемеров. кн. изд-во, 1984. - 144 с.

Тарасенко И.А. Экологические последствия минералого-геохимических преобразований хвостов обогащения Sn-Ag-Pb-Zn руд (Приморье, Дальнегорский р-н): Авто-реф. дис. на соиск. учен, степени канд. геол.-мин. наук. - Владивосток, 1998. - 27 с.

Удачин В.Н., Ершов В.В. Экспериментальное исследование миграции меди, цинка и свинца из промотходов Карабашской геотехнической системы // Промышленные и бытовые отходы. Проблемы и решения: материалы конф. Ч. II. - Уфа, 1996. - С. 6872.

Усманов M.JI. Гипергенные преобразования отходов обогащения сульфидных руд // Уральский минералогический сб. №5. - Миасс: УрО РАН, 1995. - С. 138-142.

Чесноков Б.В., Бушмакин А.Ф. Новые минералы из горелых отвалов Челябинского угольного бассейна (сообщение восьмое) // Уральский минералогический сб. №5. -Миасс: УрО РАН, 1995. - С. 3-22.

Шварцев C.JI. Общая гидрогеология: Учебн. для вузов. - М.: Недра, 1996. - 423 е.: ил.

Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды / Ред. чл.-кор. РАН Г.В. Поляков. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1996. - 248 с.

ЭммонсВ. Вторичное обогащение рудных рудных месторождений / Пер. О.М. Каминского; Под ред. И.Ф. Григорьева. - М.;Л.: ОНТИ, 1935. - 478 с.

Яхонтова Л.К., Грудев А.П. Зона гипергенеза сульфидных месторождений. - М.: Недра, 1978.-229 с.

Airijants А.А., Bortnikova S.B. Influence of contemporary oxidized processes on stability of sulfide minerals in tailings impoundments (Salair mine, West Siberia) // Abstracts at 1С AM'96. - Warsaw, 1996. - P. 207.

Airijants A.A., Bortnikova S.B., KaluginD.E. The contamination of water as a result of mining activity // Abstracts at European Union of Geosciences, Strasbourg, France, 23 -27 March, 1997: Abstract Supplement No. 1. Terra Nova, V. 9. - P. 288.

Airijants A.A., Bortnikova S.B., Tzimbalist V.G. Redistribution of ore components in stored

th

Dzhida plant tailings // Proceedings of the 8 Intern. Sympos. on Water-Rock Interaction - WRI-8. Vladivostok, Russia, 15-19 Aug. 1995 / Ed. by Y.K. Kharaka, O.V. Chudaev, A.A. Balkema. - Rotterdam: Brookfield, 1995. - P. 847-850.

Ball J.W., Nordstrom D.K., Zachmann D.W. WATEQ4F - A personal computer FORTRAN translation of the geochemical model WATEQ2 with revised data base: U.S. Geological Survey Open-File Report 87-50,1987. - 108 p.

Barrett R.W. Solution Mining, Leaching and Fluid Recovery of Materials // Gordon and Breach Science Publishers, 1992. - P. 275.

BelzileN., TessierA. Interaction between arsenic and iron oxyhydroxides in lacustrine sediments // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 1990. - Vol. 54. - P. 103-109.

Bertin C., Bourg A.C.M. Trends in the heavy metal content (Cd, Pb, Zn) of river sediments in the drainage basin of smelting acivities // Wat. Res. - 1995. - Vol. 29, N. 7. - P. 17291736.

Blair R.D., Cherry J.A., LimT.P., Vivyurka A.J. Groundwater monitoring and contaminant occurence at an abandoned tailings area, Eliot Lake, Ontario // Proc. 1st Internat. Conf. Uranium Mine waste disposal, 1980. - P. 911-944.

Blowes D.W., Jambor J.L. The pore-water geochemistry and the mineralogy of the vadose zone of sulfide tailings, Waite Amulet, Quebec, Canada // Appl. Geochem. - 1990. -Vol. 5.-P. 327-346.

Blowes D.W., Lortie L., Microbiological, Chemical, and Mineralogical Characterization of Kidd Creek Mine Tailings Impoundment, Timmins Area, Ontario // Geochem. J. - 1995. -Vol. 13.-P. 13-31.

Blowes D.W., ReardonEJ., Jambor J.L., Cherry J.A. The formation and potential importance of cemented layers in inactive sulfide mine tailings // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 1991. - Vol. 55. - P. 965-978.

BormanR.S., Watson D.M. Chemical processes in abounded sulfide tailings dumps and environmental implications for Northearsten New Brunswick // Canadian Inst. Mining Metall. Bull. - 1976. - Vol. 69. - P. 86-96.

Bortnikova S.B., Airijants A.A., Lasareva E.V., KarlovaS.B. Mineralogical forms of precious metals in oxidized ores of the Salair mine, West Siberia, and their importance in the metallurgical treatment // Process Mineralogy XIII: Applications to Beneficiation Problems, Pyrometallurgical Products, Advanced Mineralogical Techniques and Other Industrial Problems / Ed. by R.D. Hagni, Department of Geology and Geophysics University of Missouri-Rolla. Rolla. - Missouri, 1995. - P. 213-223.

Bortnikova S.B., Gas'kova O.L., Airijants A.A. et al. Influence of carbonate minerals on contemporary oxidation processes in tailings of Pb-Zn ore recovery. Society of Economic Geologists. Spec. Publ. - 1997, No. 4. - P. 640-653.

Bortnikova S.B., GaskovaO.L., Airijants A.A., OzgurN. Behaviour of heavy metals in weathering of intermediate sulfide tailings of Dzhida plant (Transbaikal region) // J. of Conference Abstracts at 1996 V.M. Goldschmidt Conference, Ruprecht-Karls-Universitat, Heidelberg, Germany, March 31 - April 4. 1996. - P. 71.

Bortnikova S.B., Kolonin G.R., Kolmogorov J.P., Kolotov B.A., Kalugin D.E. Results of the surface and ground water interaction with tailings // Proceedings of the 8th Intern. Symposium on Water-Rock Interaction - WRI-8. Vladivostok, Russia, 15-19 Aug. 1995 / Ed. by Y.K. Kharaka, O.V. Chudaev, A.A. Balkema. - Rotterdam: Brookfield, 1995. -P. 867-870.

Bowell R.J., Bruce I. Geochemistry of iron ochres and mine waters from Levant Mine, Cornwall // Appl. Geochem. - 1995. - Vol. 10. - P. 237-250.

Boyle D.R., Smith C.N. Mobilization of mercury from a gossan tailings pile, Murray Brook precious metal vat leaching operation, New Brunswick, Canada // Proceedings of III Intern. Conference of the Abatment of acidic drainage. - Pittsburg 2,1994. - P. 234-241.

Burckhard S.R., Schwab A.P., Banks M.K. The Effects of Organic Acids on the Leaching of Heavy Metals from Mine Tailings // J. of Hazardous Materials. - 1995. - Vol. 41. -P. 135-145.

Cherry D.S., Guthrie R.K. Toxic metals in surface waters from coal ash // Water resources Bull. - 1977. - Vol. 13. - P. 1227-1236.

Coston J.A., Fuller C.C., Davis J.A. Pb2+ and Zn2+ adsorption by a natural aluminum- and iron-bearing surface coating on an aquifer sand // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 1995. - Vol. 59, issue 17. - P. 3535-3547.

Davis G.B., Ritchie A.I.M. A model oxidation in pyritic mine wastes I. Equations and approximate solution // Appl. Math. Modeling. - 1986. - Vol. 10. - P. 314-322.

Davis G.B., Ritchie A.I.M. A model oxidation in pyritic mine wastes II. Comparison of numerical and approximate solution // Appl. Math. Modeling. - 1986. - Vol. 10. -P. 323-329.

Davis G.B., Ritchie A.I.M. A model of pyrite oxidation in mine wastes III. The import particule size distribution // Appl. Math. Modeling. - 1987. - Vol. 11. - P. 417-422.

De Vos K.J., Blowes D.W., Robertson W.D., Greenhouse J.P. Delineation and evaluation of a plume of tailings derived water, copper cliff, Ontario // Proceedings at Sudbury'95: Conf. on Mining and the Environment / Eds. Th.P. Hynes and M.C. Blanchette, 1995. -Vol. II. - P. 673-682.

Dubrovsky N.M., Cherry J.A., ReadonE.J., VivyurkaA.J. Geochemical evolution of inactive pyritic tailings in Eliot Lake Uranium District: 1, Groundwater zone // Canadian Geotech. J. - 1984. - Vol. 22. - P. 110-128.

Duker A., Ledin A., Karlsson S., Allard B. Adsorption of zinc on colloidal (hydr)oxides of Si, A1 and Fe in the presence of a fulvic acid // Appl. Geochem. - 1995. - Vol. 10, issue 2.-P. 197-205.

Fanfani L., Zuddas P., Chessa A. Heavy metals speciation analysis as a tool for studying mine tailings weathering // J. Geochem. Exploration. - 1997. - Vol. 58. - P. 241-248.

Frimmel F.H., Huber L. Influence of humic substances on the aquatic adsorption of heavy metals on defined mineral phases // Environment. International. - 1996. - Vol. 22, N. 5. -P. 507-517.

Hakkanson K., Karlsson S., Allard B. Effects of pH on the accumulation and redistribution of metals in a polluted stream bed sediment // The Science of the total Environment. -1989. - Vol. 87/88. - P. 43-57.

Herr C., GrayN.E. Environmental impact of acid mine dreinage on the Avoca River: Metal fluxes in water and sediment. Pt. II. Metal contamination of riverine sediments // Dublin: Technical Report 14, Water technology Research, Tvinity College, University of Dublin, 1995.-P. 36.

Jenne E.A. Controls on Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Zn concentrations in soils and water: The significant role of hydrous Mn and Fe oxides // Adv. Chem. Ser. - 1968. - Vol. 73. -P. 337-387.

Jung M.C., Tornton I. Heavy metals contamination of soils and plants in the vicinity of a lead-zink mine, Korea // Environmen. Geochem. - 1996. - Vol. 11, issue 1-2. - P. 53-59.

Jurjovec J., Blowes D.W., Ptacek C.J. Acid neutralization in mill tailings and the effect of natrojarosite addition // Proceedings of Conference on Mining and the Environment. Sudbury, Ontario. - 1995. - P. 6-11.

KarlssonS., AllardB., HakkansonK. Characterization of suspended solids in a stream receiving acid mine effluents, Bersbo, Sweden // Appl.Geochem. - 1988. - Vol. 3. -P. 345-356.

Kelley B.C., Tuovinen O.H. Microbial oxidation of minerals in mine tailings // Chem. and Biology of Solid Waste. - Berlin: Springer Verlag, 1988. - P. 33-53.

Kinniburgh D.G., Jackson M.L., Syers J.K. Adsorption of alkaline earth, transition, and heavy metal cations by hydrous oxide gels of iron and aluminium // Soil Sci. Soc. Amer. J. - 1976. - Vol. 40. - P. 796-799.

Kosmulski M. Adsorption of cadmium on alumina and silica: analysis of the values stability constants of surface complexes calculated for different parameters of triple layer model // Colloids and Surfaces. A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 1996. - Vol. 117. -P. 201-214.

Kucha H., Martens A., Ottenburgs R., De Vos W., Viaene W. Primary minerals of Pb-Zn mining and metallurgical dumps and their environmental behavior at Plombieres, Belgium // Environment. Geochem. - 1996. - Vol. 27. - P. 1-15.

Kuiters A.T., Mulder W. Water - soluble organic matter in forest soils // Plant Soil. - 1993. -Vol. 152.-P. 215-235.

Livens F.R. Chemical reactions of metals with humic material // Environment. Pollution. -1991.-Vol. 70.-P. 183-208.

MaherW.A. Evaluation of a sequential extraction scheme to study association of trace elements in estuarine and oceanic sediments // Bull. - Environ. Contam. Toxicol. - 1984. -Vol. 32.-P. 339-344.

Manceau A. The mechanism of anion adsorption on iron oxides: Evidence for the bonding of arsenate tetrahedra on free Fe(0,0H) edges // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 1995. -Vol. 59, issue 17. - P. 3647-3653.

Mann A.W. Hydrogeochemistry and weathering on the Yidarn Block, Western Australia -Ferrolysis and heavy metals in continental brines // Geochim. et Cosmochim. Acta. -1983.-Vol. 43.-P. 181-190.

Moore J.W., Ramamorrthy S. Heavy metals in natural waters. Appl. Monitoring a. Impact assessment. New-York, Springer, 1984. - P. 268.

Nordstrom D.K. Aqueous Pyrite Oxidation and the consequent formation of secondary iron minerals // Acid Sulfate Weathering. Chapter 3. 1982. - P. 37-59.

/ -

PactuncA.D., SzymanskyJ., LastraR., Laflamme J.H.G., EnnsV., SoprovichE. Assessment of potential arsenic mobilization from the Ketza River mine tailings, Yukon, Kanada // Proceedings of waste Characterization and treatment symposium, Orlando, Florida, Society for Mining, Metallurgy and Exploration Inc. - 1998. - P. 12-18.

Paktunc A.D., Wilson J., Blanchette M. Characterization of fresh sulfide tailings from the Louvicourt Mine, Quebec, Canada // Report of Mining and Mineral Sciences Laboratory. -1997.-P. 1-15.

Rebhum S., Ben-Amortz A. The distribution of cadmium between the marine alga chlorella stigmatophora and sea water medium // Effect on algal growth. Water resources. - 1984. -Vol. 18, N. 2.-P. 173-178.

Romkens P.F., Bril J., Salomons W. Interaction between Ca2+ and dissolved organic carbon: implications for metal mobilization // Appl. Geochem. - 1996. - Vol. 11. - P. 109-115.

Routh J., Ikramuddin M. Trace element geochemistry of Onion Creek near Van Stone lead- /'' .. zinc mine (Washington, USA). Chemical analysis and geochemical modeling // Chem. Geol.-1996.-Vol. 133.-P. 211-224.

Salomon W., FurstnerU. Metals in the hydrosphere. - Berlin: Springer-Verlag, 1984. -P. 349.

Short Course Handbook on Environmental Geochemistry of Sulfide Mine-Wastes // Mineralogical Association of Canada / Ed. J.L. Jambor and D.W. Blowes. - Waterloo, Ontario. - 1994. - Vol. 22. - 438 p.

Stevenson F.J., Stability constants of Cu2+, Pb2+, and Cd2+ complexes with humic acids // Soil. Sci. Soc. Amer. J. - 1976. - Vol. 40. - P. 665-672.

Tessier A., Cambell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the the speciation of particulate trace metals // Anal. Chem. - 1979. - Vol. 51, issue 7. - P. 256-273.

Tessier A., RapinF., CarignanR. Trace metals in oxic lake sediments: possible adsorption onto iron oxyhydroxides // Geochim. et Cosmochim. Acta. - 1985. - Vol. 49. - P. 183— 194.

Warren L.A., Zimmerman A.P. The importance of surface area in metal sorption by oxides and organic matter in a heterogenous natural sediment // Appl. Geochem. - 1994. -Vol. 9.-P. 45-254.

Wunderly M.D., Blowes D.W., Frind E.O., Ptacek C.J., Tom A.A. A multicomponent reactive transport model incorporating kinetically controlled pyrite oxidation // Paper presented at Sudbery'95: Conf. on Mining and the Environment, Sudbery, Ontario, May 28-June 1.- 1995. -P. 10.

Yelpatyevsky P.V. Factors controlling metal content of mining waters // Proceedings of the 8th Intern. Sympos. on Water-Rock Interaction - WRI-8. Vladivostok, Russia, 15-19 Aug. 1995 / Ed. by Y.K. Kharaka, O.V.Chudaev, A.A. Balkema. - Rotterdam: Brookfield, 1995. - P. 901-904.