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

члененным рельефом с широкими сглаженными водоразделами, но крутыми склонами. Верхние части Южно-Чуйского хребта лежат в области типичного высокогорного альпийского рельефа (см. рис. 6), выше современной снеговой линии (в ледниковый период она рас­ полагалась на 1000—1200 м ниже). Район характеризуется густой сетью мелких поверхностных водотоков (около 0,6 км/км'2), явля­ ющихся левыми притоками рек Кызыл-Чина и Чаган-Узуна (левый приток р. Чуи). В верховьях течение водотоков быстрое, долины глубокие, иногда каньонообразные; ниже долины расширяются, водотоки растекаются, а при выходе на равнину почти нацело исче­ зают в аллювиально-ледниковых отложениях. По классификации П. С. Кузина (1960), водотоки относятся к рекам горно-тундровой

истепной зон с весенне-летним половодьем, начинающимся весной

изахватывающим значительную часть лета — период таяния снега, льдов и мерзлоты в породах. Большую роль в питании рек играют грунтовые воды трещиноватых коренных пород и мощных хорошо фильтрующих рыхлых отложений.

Несмотря на суровый климат, здесь встречаются маломощные, но богатые карбонатами и гипсом каштановые и иногда бурые почвы, обычные для полупустынь (см. рис. 8, 9, табл. 3). Объясняется это малым количеством осадков и сухостью почвы (последнее за счет интенсивного дренажа обломочными ледниковыми и делювиально­ аллювиальными почвообразующими породами), а также интенсив­ ным солнечным прогревом поверхности (до 30 ккал/см2) в течение короткого летнего вегетационного периода (см. табл. 4). Температура поверхности почвы при этом значительно превышает температуру воздуха, что и обеспечивает произрастание растительности и форми­ рование почвы. В Центральном Тянь-Шане подобные ландшафты называют «холодными пустынями» (Щукин, Щукина, 1959).

По мере приближения к водораздельным пространствам климат становится более умеренным, влажным, опустыненные степи сме­ няются настоящими злаковыми и луговыми степями. Почвы из бурых и каштановых переходят в бедные южные черноземы или черноземовидные луговые. Наиболее высокие части Северо-Чуйского хребта заняты альпийскими лугово-тундровыми покровами на гор­

ных луговых и тундровых почвах. У современной снеговой линии или на крутых склонах почвенно-растительный слой весьма скуден или отсутствует. На северных склонах в защищенных от ветра местах вдоль долин имеются отдельные пятна древесно-кустарниковой растительности. Надо отметить, что в высокогорном поясе наиболее резко и отчетливо проявляется зависимость природных условий (климата, почвенно-растительного покрова, поверхностных и под­ земных вод и др.) от особенностей рельефа (экспозиции, расчленен­ ности и т. п.), что необходимо учитывать при проведении геохими­ ческих исследований.

В районе установлена островная многолетняя мерзлота. По устному сообщению Р. В. Оболенской, мерзлота обнаружена в раз­ ведочных шурфах Кызыл-Чинского и в штольнях Чаган-Узунского

Нам неоднократно встречались источники с температурой воды около 0° С, бугры пучения и другие косвенные признаки присутствия многолетней мерзлоты.

Район Кызыл-Чинского и Чаган-Узунского месторождений сло­ жен синийскими, кембрийскими, девонскими, каменноугольными и неогеновыми осадочными и эффузивно-осадочными породами,

Рис. 27. Схематическая гидрогеохимическая карта района Кызыл-Чинского и Чаган-Узунского месторождений (данные только по водам)

Условные обозначения см. на рис. 13. Состав пород см. подпись к рис. 11; С,+а — песчаники, конгломераты, алевролиты, ■углистые сланцы, угли кызыл-ташской свиты

Месторождения; X — Кызыл-Чинское, XI — Чаган-Узунское (1, 2, 3 — их рудные участки); рудопроявления: 1 — Красная Горка, 2 — Чуйские, 3 — Ак-Каинское, 4 — Кызыл-Чинское,

5— Чаган-Узунское

атакже образованиями гипербазитового комплекса (рис. 27, см. также рис. 4 и 11). Вулканогенно-осадочные породы часто метаморфизованы и собраны в узкие крутые, иногда опрокинутые складки, которые нередко срезаются и секутся тектоническими нарушениями. Наиболее крупные из нарушений находятся в междуречье КызылЧина и Чаган-Узуна, а также Кызыл-Чина и Чуи. Они осложнены оперяющими трещинами и вместе с последними контролируют руд­ ную минерализацию. К неогеновым отложениям относятся осадочные породы кызыл-чинской, талды-дюргунской, кош-агачской и нижней части туеракской свит, представленные в значительной мере продук­

132

тами переотложенных кор выветривания. Переотложенные рыхлые отложения слагают кизилгирскую и пролювиальную свиты пли- оцен-эоплейстоценового возраста (Щукина, 1960). Неогеновые обра­ зования в районе Кызыл-Чинского месторождения разбиты тек­ тоническими нарушениями, что свидетельствует о проявлении интенсивных тектонических движений на рубеже неогенового и чет­ вертичного времени.

Четвертичные отложения в районе этого месторождения развиты очень широко. Они представлены пролювиальными, флювиогляциальными и нивальными образованиями. Пролювиальная свита состоит из брекчий, конгломератов и уплотненных суглинков. По­ роды свиты в основном развиты в пределах Чуйской впадины, не являющейся объектом наших исследований. Возраст свиты нижне­ четвертичный. Флювиогляциальные продукты покрывают почти всю площадь высокогорного плато. К ним относятся валуны, валунные супеси и суглинки. Полный разрез пород ледниковой фации про­ слеживается лишь вблизи Чуйской впадины, где выделяются нижне-, средне- и верхнечетвертичный комплексы (Щукина, 1960). Продукты нивального выветривания представлены курумами, которые при­ урочены к выходам кварцитов, выступающих на фоне выровненной поверхности. Современные отложения в рассматриваемом районе представлены делювиальными курумами, залегающими у под­ ножия склонов, мелкообломочным делювиально-пролювиальным ма­ териалом, в виде чехла покрывающим склоны, и крупногалечным аллювием.

Фоновые воды

Непосредственно в пределах района выделены следующие типы вод:

1 ) воды зон тектонических нарушений;

2) грунтовые воды:

а) коренных пород, б) переотложенной коры выветривания,

в) переотложенных рыхлых отложений; 3) поверхностные воды.

Воды зон тектонических нарушений

Воды зон тектонических нарушений в отличие от других районов здесь распространены очень широко. Они наряду с поверхностными служат основным объектом изучения при гидрогеохимических иссле­ дованиях. Источниками питания этих вод являются тающие ледники и мерзлые породы, инфильтрующиеся атмосферные осадки и поверх­ ностные воды. Области питания нередко удалены от мест разгрузки на значительные расстояния. Выходы подземных вод представлены обильными (расход до 10 л/с) источниками восходящего типа со стабильным режимом, расположенными на склонах долин вдоль

133

тектонических нарушений. На участках с многолетнемерзлыми поро­ дами эти воды становятся подмерзлотными с температурой до +1° С.

По характеру коренных водовмещающих пород, определяющих в этих условиях особенности химического состава вод, этот тип вод подразделяется на три разновидности.

Воды зон тектонических нарушений в битуминозных известняках бараталъской свиты (Sn ) распространены ограниченно. Выходы их встречены по долине р. Кызыл-Чин, выше Кызыл-Чинского место­ рождения. По химическому составу эти воды гидрокарбонатные (иногда сульфатные) магниево-кальциево-натриевые, pH более 8, минерализация около 250 мг/л. Содержания хлор-, сульфат- и гидро­ карбонат-ионов в среднем соответственно 8; 40 и 230 мг/л. Почти постоянно в небольшом количестве (около 3 мг/л) присутствует карбонат-ион. Рассчитанная цересыщенность вод карбонатом каль­ ция колеблется в пределах 1—9. Микрокомпонентами воды бедны. Более подробно сведения по составу этих вод, как и других вод рай­ она, приведены в табл. 5. Иловые донные осадки в высокогорных районах не имеют широкого распространения, в связи с чем нами не изучались.

Воды зон тектонических нарушений в метаморфизованных зелено­ каменных вулканогенно-осадочных породах арыджанской свиты (Sn — СтД, эффузивно-осадочной толще аксайской свиты (Di)) и в пе­ строцветных осадочных отложениях бар-бургазинской свиты (DJ)

распространены гораздо шире. Они встречены по бортам долин р. Ак-Кая и особенно р. Талду-Дюргун.

По гипсометрическому положению среди описываемых вод вы­ деляются две разновидности, отличные по химическому составу: воды верхнего и воды нижнего гипсометрических уровней.

Воды верхнего гипсометрического уровня встречены в верховьях р. Талду-Дюргун и вдоль р. Ак-Кая. Они маломинерализованные (170—200 мг/л), гидрокарбонатные (иногда сульфатные) кальциево­ магниевые (иногда натриевые), со слабощелочной (pH около 8) реак­ цией. Содержания всех ведущих компонентов минерализации, осо­ бенно гидрокарбонат- и карбонат-ионов, а также величина пересыщенности карбонатом кальция относительно понижены. Содержание агрессивной углекислоты, наоборот, высокое. В этих водах более типичными являются Fe, Mn, Be, Sn, Sr.

Воды нижнего гипсометрического уровня распространены по бортам нижнего течения р. Талду-Дюргун. Вследствие повышенного содержания гидрокарбонат-иона, Mg и Na они более минерализованы. Для этих вод характерны Ni, Mn и Pb.

Воды зон тектонических нарушений в гипербазитовом комплексе

(2СтД обнаружены по выходу восходящего источника «Святой ключ», расположенного у основания правого борта долины Чуи, против устья р. Чаган-Узун. Химический состав вод и дебит источ­ ника устойчивы. Воды гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-маг­ ниевые с повышенной минерализацией (430 мг/л) и значительной пересыщенностью карбонатом кальция. Комплекс микрокомпонен­

134

тов, обнаруженных в водах источника (Cu, Zn, Pb, Cd, Р, Sr, Ва, Ag и Fe), указывает на возможную связь вод с рудной минерализа­ цией, приуроченной к Чаган-Узунскому разлому.

Грунтовые воды

Грунтовые воды являются надмерзлотными сезонными. Источники питания самые разнообразные: воды тающих мерзлых пород и лед­ ников, воды зон тектонических нарушений, немногочисленные атмо­ сферные осадки и конденсационные воды. В связи с этим их режим подвержен значительным колебаниям. По характеру водовмещающих пород среди грунтовых вод выделено три разновидности.

Грунтовые воды к о р е н н ы х п о р о д распространены гипсо­ метрически выше района наших исследований, ближе к снеговой линии. По литературным данным (Вейром, Лепезин, 1961; Удодов

идр., 1962х) и нашим наблюдениям, они характеризуются очень небольшой минерализацией, кислой реакцией, низкой температурой

ибольшой насыщенностью растворенными газами атмосферного происхождения. Содержание микрокомпонентов в них низкое.

Грунтовые воды 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 распространены ограниченно; встречаются в пониженных выровненных частях склонов, менее подверженных эрозионному разрушению, например по бортам нижнего течения р. Талду-Дюр- гун. Выходы вод — это мочажины и источники нисходящего типа с небольшими расходами (около 0,1 л/с). По общему химическому составу воды гидрокарбонатные кальциево-магниевые (реже магни­ ево-кальциевые), щелочные (pH около 8), с несколько повышенной минерализацией (около 340 mWл). Содержание сульфат-иона около 40 мг/л, хлора — не превышает 5 мг/л. Более типичными для этих вод являются Mn, Cd, Zn, Ва и Си.

Грунтовые воды п е р е о т л о ж е н н ы х р ы х л ы х о т л о ­ ж е н и й широко распространены лишь по правому борту долины р. Чуи. Исследования предыдущих лет и наши наблюдения позво­ ляют предположить отсутствие здесь многолетнемерзлых пород, и потому глубина распространения вод данного типа определяется мощностью рыхлых отложений. Питание вод осуществляется за счет таяния вышележащих ледников, мерзлых пород, подпитывания во­ дами зон тектонических нарушений и в незначительной степени атмосферными осадками. Выходы вод в виде мочажин или нисходя­ щих источников наблюдаются по всему борту долины. Воды гидро­ карбонатные кальциево-магниевые со средней минерализацией около 370 мг/л и устойчивой щелочной (pH > 8,4) реакцией. В них нередко отмечаются высокие содержания сульфат- и карбонат-ионов, значе­ ния сульфатно-кальциевого отношения и пересыщенности вод карбонатом кальция. Все это в основном связано с растворением вто­ ричных сульфатных и карбонатных солей. Из микрокомпонентов в несколько повышенных содержаниях обнаружены лишь Ti, Ga, Ва. В целом эти воды по составу очень близки грунтовым водам коры выветривания; отличаются от них более сульфатным составом.

135

Поверхностные воды

Поверхностные воды в основном приурочены к коренным поро­ дам. Они принадлежат к бассейну р. Чуи и низовьям системы р. Ча- ган-Узун. Основным объектом гидрогеохимических работ была р. Кызыл-Чин (слева впадающая в р. Чаган-Узун) с ее притоками: Ак-Кая, Талду-Дюргун и другими более мелкими ручьями.

Поверхностные воды района обладают следующими особенно­ стями. Температура их сильно колеблется, но в целом она ниже, чем в аналогичных водах других районов. Минерализация, содержания ведущих ионов (исключая хлор-ион) по сравнению с другими типами вод более низкие, а щелочность и содержание агрессивной угле­ кислоты — более высокие. Наиболее характерны для воды Sn, Be, Cr. Далее приведено более подробное описание поверхностных водотоков района, химический состав вод которых определяется составом водовмещающих пород.

В о д ы р . К ы з ы л - Ч и н формируют свой химический состав в основном за счет подземных вод известняковой толщи баратальской свиты (Sn). В приустьевой части реки воды, инфильтруясь в мощные аллювиальные отложения, полностью переходят в подрусловый поток. В целом воды этой реки по сравнению с водами других водо­ токов отличаются отчетливым гидрокарбонатно-сульфатным каль­ циево-магниевым составом, щелочной реакцией (pH > 8 ,3 ), значи­ тельной пересыщенностью карбонатом кальция. В них обычно при­ сутствует Ag, иногда Pb, Cd и Zn.

В о д ы р. А к - К а я формируются в пределах распростране­ ния метаморфизованных зеленокаменных вулканогенно-осадочных пород арыджанской свиты (Sn — СтД и эффузивно-осадочной толщи аксайской свиты (D|). Каких-либо значительных тектонических нарушений в пределах долины реки неизвестно. Питают ее преиму­ щественно тающие ледники и мерзлота.

Воды реки отличаются от остальных водотоков района самой низкой температурой, пониженной общей минерализацией и неболь­ шим содержанием всех макрокомпонентов, за исключением сульфат-

несколько выше Чаган-Узунского месторождения и течет вдоль одноименного разлома. Поэтому в питании реки кроме тающих лед­ ников и мерзлых пород значительное место занимают воды зон текто­ нических нарушений, многочисленные выходы которых наблюдаются по обоим бортам долины реки. Все это создает устойчивость режима водотока. Стабильность состава вод нарушается высотной климати­ ческой зональностью. Вниз по течению реки вследствие увеличения содержания сульфат-иона, магния, менее — гидрокарбонат-иона и на­ трия (соответственно в среднем от 6; 9; 130 и 10 до 42; 28; 282 и 40 мг/л) общая минерализация вод возрастает от 100 до 320 мг/л, а пересыщенность карбонатом кальция — от 5 до 10. В меньшей мере

136