Файл: Воротников, Б. А. Водные потоки рассеяния сульфидного оруденения Алтая и их поисковое значение.pdf

рождений были определены с целью выяснения характера их зави­ симости от особенностей макросостава вод и содержания элементов. Анализ проводился ионообменным методом непосредственно после отбора проб. Несмотря на значительные колебания в содержаниях элементов (см. табл. 9), формы их нахождения в общем аналогичны описанным. Это, как и в случае вод Тушканихинского, Змеиногор­ ского и Семеновского месторождений (см. ранее), обусловлено близ­ ким химическим составом вод («Формы нахождения...», 1970). Исклю­ чение составляют лишь шахтные воды Золотушинского месторожде­ ния, в которых А1 и Zn (из-за сильного обогащения вод Al, Zn и F) находятся в виде устойчивых положительных фторидных комплексов типа [A1F]2+, [A1FJ+, [ZrF]3+, [ZrF2]2+ и [ZrF3]+.

В пределах всего Сугатовского рудного поля нами были изучены естественные потоки рассеяния элементов в « п р и п о в е р х ­ н о с т н ы х » в о д а х о к и с л е н н о г о р у д н о г о в ы х о д а .

до этих исследований удалось изолировать рудничные воды штольни. Формирующиеся потоки рассеяния элементов напоминают ранее рассмотренные, аналогичные по генезису потоки на Майском место­ рождении (см. табл. 8, рис. 14 и 23). Наиболее протяженные потоки в водах отмечаются у S (VI), Ti,, Zr, Ga, Cr, Cu, менее протяжен­ ные — у Zn, Pb, Mo, Ag, Cd и только в начальной части водотока обнаружены Li, Sc, Yb, Y. В отличие от вод Майского месторожде­ ния положительные потоки рассеяния разной длины в них образуют Sr, Ва, As, Hg, более протяженные — Ni, Cu, Mn и менее протяжен­ ные — Со, Fe, Al, V, Ag.

Сравнение потоков рассеяния элементов в грунтовых и поверхно­ стных водах показало, что только в грунтовых водах отмечены потоки рассеяния Мо, Со, Zn, Li, Sc, Yb и Y. В то же время в поверхностных водах лучше выражены потоки V, Pb, Cu, Mn, Zr.

Значительно большие различия наблюдаются в потоках рассе­ яния элементов, формирующихся в донных осадках Сугатовского рудного поля и Майского месторождения. Так, в пределах первого заметно более протяженные положительные потоки у Mn, Sr, Y, Sn, Ni, Ti, Cu, в то время как Pb, Zn и особенно Ag и Li отмечены только в непосредственной близости от месторождений. Потоки рас­ сеяния элементов в донных осадках, отобранных в местах выхода грунтовых вод, в целом (исключая Ва и Sr) выражены лучше, чем в донных осадках поверхностных вод: только в них прослежены потоки рассеяния Cu, Zn, Pb, Ni, Ti, Ag, Zr, Cr и только здесь встре­ чены Ві и Li.

Причины отмеченных сходств и различий состава потоков, по нашему мнению, объясняются особенностями минерального состава руд месторождений, регулирующим переход в потоки Ва, Sr, As, Hg, Ag, и несколько иным макросоством вод, обеспечивающим хоро­ шую миграцию Cu, Mn, Ag, Ni, Со, Ti, Pb, Zn. В случае донных

119»

осадков дополнительно влияет и степень выщелоченности пород

зон окисления (Li, Pb, Zn).

Как и на предыдущих участках, при работе в пределах Сугатовского рудного поля были выявлены аномалии, интересные в отноше­ нии обнаружения возможной рудной минерализации. Наиболее

проявления (см. рис. 22). Здесь в поверхностном водном потоке Сугатовского месторождения отмечено неожиданное скачкообразное увеличение кислотности (pH изменяется с 7,5 до 4,5), общей мине­ рализации, содержания свободной и агрессивной углекислоты (до со­ тен миллиграммов на 1 л), а также сульфат-иона, Cu, Pb, Zn, Mn и Ті (в 3—10 раз и более). Таким образом, воды в этом месте потока по составу очень похожи на охарактеризованные рудничные воды интенсивно окисляющихся сульфидных рудных тел района. Воз­ можность увеличения содержания углекислого газа на рудных месторождениях и его применения в качестве поискового признака отмечается многими исследователями (Болотникова, 1965; Соколов, 1971; Фридман, 1970).

СЕМЕНОВСКОЕ РУДНОЕ ПОЛЕ

Особенности ландшафта и геологического строения

Семеновское рудное поле расположено в западной части Тигирецкого хребта, в зоне перехода низкогорного рельефа в среднегорный (см. рис. 6). Относительное превышение достигает 300 м. Горы имеют сглаженные пирамидальные вершины и широкие основания. Склоны сравнительно пологие, выпукло-вогнутые, имеются выходы ко­ ренных скальных пород. Пологие (до 10°) средние части склонов распаханы, в связи с чем почва подвержена сильному поверхно­ стному смыву. Долины водотоков, которые являются правыми при­ токами р. Алея, относительно широкие, часто заболоченные. По­ следнее говорит о малой интенсивности эрозивных процессов в низкогорье. Густота речной сети около 0,7 км/км2. По режиму стока водные потоки района относятся к рекам горно-степной зоны с весен­ ним половодьем и паводками в теплое время года (Кузин, 1960). Среднегодовая температура воздуха около +2° С. Общее количество осадков (600 мм) делится поровну на сток и испарение. В питании рек наряду со снеговыми значительную роль играют грунтовые воды (до 25%) (Алюшинская, 1955). Разность между радиационным балансом и затратой тепла на испарение, что, как уже указывалось, является одним из основных показателей, определяющих интен­ сивность выветривания, не превышает 20 ккал/см2 (см. табл. 4). Для района характерны луговые степи, развивающиеся на выщело­ ченных карбонатных черноземах, а для увлажненных участков — остепненные луга с кустарниками на черноземовидных почвах. Более возвышенная восточная часть района, а также долины вдоль водотоков залесены (см. рис. 8 и 9 и табл. 3).

120

Б структурном отношении район расположен в пределах Петров­ ской синклинали северо-западного простирания, осложненной Семе­ новским разломом, к оперяющим трещинам которого тяготеет рудная минерализация Полиметаллической зоны (см. рис. 5). В районе, в основном развиты эффу­ зивно-осадочные ^нередко известковистые породы шипуновской и алейской свит (см.

рис. 4 и 11). В северо-вос­ точной части района встре­ чаются кислые туфогенно­ эффузивные породы таловской и эффузивно-осадочные березовской свит. Из ин­ трузивных разностей на юж­ ной окраине района отмеча­ ются гранитоиды змеиногор­ ского и калбинского ком­ плексов. Все породы с по­ верхности интенсивно вывет­ рены и промыты от легкорас­ творимых солей. Рыхлые, нередко карбонатизированные отложения приурочены к пологим склонам, у осно­ вания которых их мощность достигает 20—30 м.

Фоновые воды

Согласно классификации Н. К. Игнатовича (1950), район Семеновского рудного поля можно отнести к рас­ крытой, хорошо промытой гидрогеологической струк­ туре с интенсивным водооб­ меном. В пределах района удается выделить следующие типы вод (рис. 24): грун­

товые воды коры выветривания и поверхностные воды; последние подразделяются на воды коры выветривания и переотложенной коры выветривания. Воды зон тектонических нарушений, как и в других районах, подпитывают грунтовые и поверхностные воды. Отдельно они не охарактеризованы, так как их состав недостаточно изучен из-за широкого развития в районе перекрывающих рыхлых отло­ жений.

121

странены практически по всей обследованной территории. Область питания вод соответствует области их распространения. Питание осуществляется в основном за счет атмосферных осадков. Выходы вод приурочены к нижним частям склонов долин ручьев Березовка, Малая Солоновка, Топкого и др. Они представлены нисходящими источниками с расходом 0,1—0,5 л/с или мочажинами. Уровень вод находится на глубине, не превышающей первых метров. Режим вод определяется климатическими особенностями и претерпевает зна­ чительные колебания как по сезонным, так и годовым циклам.

По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево­

ния хлор- и сульфат-ионов очень низкие — 4—8 мг/л, гидрокарбо­ нат-иона — 120—380 мг/л. По сравнению с другими типами вод района грунтовые воды коры выветривания относительно обога­ щены Zr, Cr, Ni, Со, Ga, а донные осадки — Mn, Zn, Ag (см. табл. 6).

В то же время следует отметить обедненность этих вод Ті, Ва, Си, Sn и донных осадков — Zr, Си и РЬ.

Иногда грунтовые воды коры выветривания испытывают влияние вод погребенной коры выветривания или зон тектонических нару­ шений. Выходы таких вод в виде источников восходящего типа

с устойчивым режимом иногда наблюдаются на более высоких отмет­ ках склонов долин.

Поверхностные воды

Поверхностные воды Семеновского рудного поля — это ручьи с расходом 20—25 л/с и небольшие магистральные реки (Глубокая и Чесноковка), стекающие с более высоких районов Алтая. При гидрогеохимическом опробовании интерес, как и в других районах, представляли ручьи, поскольку они имеют «местное» питание.

П о в е р х н о с т н ы е в о д ы к о р ы в ы в е т р и в а н и я включают ручьи Березовка и Малая Солоновка, пересекающие руд­ ное поле в южном направлении и ориентированные вдоль предпола­ гаемой зоны тектонического нарушения, а также более мелкие водо­ токи. Кроме атмосферных осадков в их питании участвуют грунтовые воды и подпитывающие их воды зон тектонических нарушений. Последнее обусловливает относительное постоянство режима описы­ ваемых вод. По химическому составу они аналогичны грунтовым водам. При этом руч. Березовка характеризуется более минерализо­ ванными и щелочными водами, несколько повышенным содержанием всех компонентов минерализации. В повышенных содержаниях при частой встречаемости в этом типе вод обнаружены Мн и РЬ, менее — Zr и Ni (руч. Малая Солоновка), Сг (руч. Березовка), Cd; в донных осадках — Ti, Zn, Ва, У.

122

Разновидностью описанных вод являются п о в е р х н о с т н ы е ' в о д ы п е р е о т л о ж е н н о й к о р ы в ы в е т р и в а н и я . Сюда относятся воды ключа Топкого, расположенного в юго-восточ­ ной части района; ручей Топкий протекает в юго-западном направле­ нии вкрест простирания геологических структур. Воды этого ручья по сравнению с описанными более щелочные (pH около 7,8) и мине­ рализованные (около 360 мг/л), так как они обогащены гидрокарбо­ нат-ионом, кальцием и в меньшей мере магнием. В них значительно возрастают содержание карбонат-иона (до 1,3 мг/л) и пересыщенность карбонатом кальция (около 3,8). Для вод ключа Топкого характерны Ва, Sr, Ag.

Подводя итоги изложенному, можно отметить следующее. Все воды района гидравлически связаны друг с другом и характери­ зуются довольно однообразным гидрокарбонатным кальциево-магни­ евым, реже кальциево-натриевым составом, слабощелочной реакцией и минерализацией, обычно не превышающей 350 мг/л. Характерно для них значительное содержание свободной й агрессивной угле­ кислоты (до 15 мг/л), небольшая пересыщенность карбонатом каль­ ция (около 1,3) и очень низкие (менее 10 мг/л) содержания хлор- и сульфат-ионов (см. табл. 5). Зависимость химического состава вод от величины их общей минерализации см. на рис. 3.

Для распределения элементов характерно следующее. В фоновых водах по сравнению с водами других районов отмечается частая встречаемость и повышенные содержания Sn и Сг, менее Cd, Ag, Fer Со, Ni, Ga, Ti, Zr; практически отсутствуют Zn, Be, Mo и V. Донные осадки относительно обогащены Ва, Cu, Ag, а также Y и Sr (см. табл. 6).

Общая схема динамики и формирования химического состава вод. Семеновского рудного поля, по нашему мнению, такова.

Выпадающие на водораздельных пространствах атмосферные осадки формируют маломинерализованные (около 130 мг/л) грунто­ вые и поверхностные воды гидрокарбонатного кальциево-натриевот состава со слабокислой реакцией и значительным содержанием агрессивной углекислоты. По мере движения поверхностных водо­ токов или грунтовых вод коры выветривания растет величина их минерализации за счет гидрокарбонат-иона, кальция и в меньшей мере магния. В связи с дегазацией растворенной свободной угле­ кислоты карбонатное равновесие смещается в сторону увеличения содержания карбонат-иона, величины pH вод и их пересыщенности карбонатом кальция. При этом количество сульфат- и хлор-ионов остается без изменения, а натрия даже несколько уменьшается. Подобный процесс изменения наиболее интенсивно протекает в водах рыхлых продуктов коры выветривания. В результате на склонах формируется зональность химического состава вод, которая нередко осложняется интразональными водами зон тектонических нарушений с устойчивым химическим составом. К интразональным можно отнести и воды заболоченных участков с низкими величинами мине­ рализации и pH, а также повышенными содержаниями свободной

123

и агрессивной углекислоты и органического вещества. Условия миграции микрокомпонентов в фоновых водах, в общем, аналогичны их миграции в водах месторождений (см. далее).

Водные потоки рассеяния

Водные потоки рассеяния элементов в районе Семеновского руд­ ного поля изучались на Петровском и Западно-Петровском место­ рождениях. Кроме того, были опробованы воды Семеновского место­ рождения, характеристика которых дана при описании сходных с ними вод Тушканихинского месторождения.

Основные геолого-минералогические сведения по месторождениям представлены в табл. 7 и на рис. И , 25 и 26. При этом следует особо отметить резкое преобладание в рудах Петровского и ЗападноПетровского месторождений арсенопирита и пирротина, постоянное совместное присутствие арсенопирита с другими сульфидами во вкрапленниках и приуроченность межпластовых рудных тел к известковистым песчаникам. Заслуживает внимания широкое развитие здесь глубоких тектонических нарушений, обычно рудоконтроли­ рующих, и отсутствие на месторождениях окварцевания вмещающих пород.

Петровское месторождение расположено в юго-восточной части района, на водоразделе небольшой гряды (см. рис. 24). Кроме отме­ ченных особенностей оно отличается эродированным рудным выходом

смаломощной (3—5 м) зоной окисления открытого типа (см. рис. 26),

впределах которого наряду с сульфатами нередко обнаруживаются первичные сульфиды.

и по питающим их постоянно действующим водообильным (расход около 0,3—0,5 л/с) источникам. От всех описанных потоков они отличаются чрезвычайно контрастными и протяженными (более 3 км) потоками рассеяния As, Sn, Cd, La (см. табл. 8, рис. 24 и 26). Кроме того, протяженные положительные потоки рассеяния в водах обра­ зуют Cu, Ag, Mo, Sc, СОа агр. В непосредственной близости от уча­ стка рудной минерализации отмечены Li, Y, Ga, Ni, пониженное значение pH. Такие элементы, как Fe, Cr, Ti, Zr, Mn, V, Ва, вначале дают положительные аномалии, которые по мере удаления от зоны минерализации переходят в отрицательные. Следует отметить, что потоки рассеяния элементов, исключая Со и Lx, в поверхностных водах проявлены лучше, чем в грунтовых.

В донных осадках потоки рассеяния в целом выражены менее контрастно. Они, как и в водах, более протяженны у Sn, Ag, Mo, Cu. В то же время протяженность потоков рассеяния Ва и Li в донных осадках больше, a As — меньше. В донных осадках в отличие от вод установлен Ві, но не обнаружены La и Sc. Потоки рассеяния Си, Mo, As, Ag, Со и Ga лучше проявлены в донных осадках, связанных

124