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

увеличивается содержание микрокомпонеитов: Sr, Zn, Mn, Ti. Fe, Cr

и Ga (см. табл. 5).

Картина, аналогичная описанной, наблюдается и по другим водотокам, хотя выражена она значительно слабее.

Поверхностные воды метаморфизованных зеленокаменных вул­ каногенно-осадочных пород арыджанской свиты (Sn — Cnij) пред­ ставлены по правобережью р. Чуи ее притоками — р е ч к а ми Т у ­ е р ы к, М е ж т у е р ы к и небольшими ручьями. Питание их аналогично питанию р. Талду-Дюргун. По химическому составу воды гидрокарбонатные кальциевые (иногда магниевые) с общей минерализацией около 200 мг/л и устойчивой щелочной реакцией (pH > 8). Пересыщенность карбонатом кальция достигает 7. Средние содержания хлор-, сульфат- и гидрокарбонат-ионов соответственно равны 6; 2 и 190 мг/л. Из микрокомпонентов наиболее характерен Zr, менее — Ті и Мп.

Р е к а Ч а г а н - У з у н питается в основном за счет таяния ледников, расположенных далеко за пределами района. Ее воды имеют характерный молочно-белый цвет, вызванный присутствием очень тонкой минеральной взвеси, образованной в результате лед­ никовой деятельности. По составу они гидрокарбонатные кальциево­ натриевые ультрапресные (минерализация около 50 мг/л). Для вод этой реки свойственны высокие содержания С 02 агр., У, Ni, Со, Мо, Cr, Zn, Pb и Ga. Резкое увеличение содержания перечисленных микрокомпонентов, по всей вероятности, связано с благоприятными условиями их миграции в воде в адсорбированном состоянии на мел­ ких частицах.

Таким образом, общий химический состав фоновых вод района Кызыл-Чинского и Чаган-Узунского месторождений отличается от вод ранее охарактеризованных районов наиболее высокой щелоч­ ностью, высоким содержанием карбонат-иона, свободного кислорода, сульфат-иона и магния, пересыщенностью карбонатом кальция, повышенными значениями сульфатно-хлоридного и сульфатно-каль­ циевого отношения. В то же время минерализация вод, содержание в них хлор-иона, углекислоты и температура вод ниже. Более рас­ пространенными являются гидрокарбонатные (иногда сульфатные) кальциево-магниево-натриевые воды. Микрокомпонентами воды бедны. Они напоминают фоновые воды района Сугатовского рудного поля. Из микрокомпонентов не обнаружены Со, Mo, V. Очень редко и в пониженных содержаниях встречаются Ва, Ni, Cr. Повышены содержания Cd, Zr, Ті, Be, Sn, реже Mn, Zn, Pb, Ga.

Особенности химического состава вод зависят помимо геологи­ ческого строения от высоты местности, которой определяются и дру­ гие природные особенности района. Так, при равных геологических условиях более высокие участки, преимущественно северной экспо­ зиции, характеризуются резкой расчлененностью рельефа, повышен­ ным количеством атмосферных осадков и пониженными температу­ рами. Несмотря на многолетнюю мерзлоту, здесь создаются благо­ приятные условия для углекислотного выветривания пород

137

(Бугельский, 1962; Удодов и др., 1962х), особенно предварительно испытавших тектоническое раздробление и влияние ледников. В кар­ бонатных горных породах в результате их выщелачивания форми­ руются карстовые подземные воды. Вследствие интенсивного водо­ обмена и процессов эрозии продукты выветривания здесь не нака­ пливаются. Несколько уменьшается водообмен на участках развития многолетнемерзлых пород, где создаются местные полузакрытые гидрогеологические структуры.

Формирование химического состава фоновых вод в районе КызылЧинского и Чаган-Узунского месторождений происходит, по нашему мнению, следующим образом. Выпадающие атмосферные осадки или воды тающих снегов, льдов и мерзлых пород имеют кислый окисли­ тельный агрессивный характер (за счет растворенных свободной углекислоты и кислорода) и низкую температуру (около 0° С). При взаимодействии с распространенными здесь карбонатными породами и продуктами деятельности ледников воды обогащаются карбонат- и гидрокарбонат-ионами, кальцием и магнием (см. табл. 5). Содержание хлор-иона в водах постоянно низкое, мало отличающееся от его содержания в атмосферных осадках. Высокая сульфатность вод (более 40 мг/л) обусловлена окислением и последующим раство­ рением пирита, нередко присутствующего в породах, особенно в зо­ нах тектонической трещиноватости. Обычно содержание сульфатиона в водах других высокогорных районов Алтая не превышает 10 мг/л. Таким образом, исследованный район является своеобразной региональной гидрогеохимической аномалией.

По мере снижения высоты рельеф постепенно сглаживается, количество выпадающих осадков и водообмен уменьшаются, а темпе­ ратура увеличивается, что в целом благоприятствует развитию

щаются их суффозионным вымыванием, а затем растворением и вы­ щелачиванием. Воды все больше обогащаются карбонат- и хлорионом, карбонатом кальция (последний нередко выпадает из раство­ ров) и натрием, становятся более минерализованными и щелочными. Параллельно с этим растет содержание некоторых микрокомпонен­ тов, таких, как Mn, Ni и др. Таким образом, по мере уменьшения высоты в высокогорном районе Кызыл-Чинского и Чаган-Узунского месторождений природные ландшафтные (включая и гидрогеохими­ ческие) условия постепенно приобретают черты, свойственные низко­ горному и даже предгорному районам Алтая. Эта особенность, характерная для горных районов, должна учитываться при райони­ ровании территории по условиям формирования вторичных ореолов и потоков рассеяния и применимости геохимических методов поисков.

Наблюдаемые содержания элементов в водах значительно пре­ вышают их равновесные концентрации. Поэтому есть основание считать, что их миграция осуществляется в основном не в простой ионной форме, а в виде комплексных ионов, коллоидов или механи­ ческих частиц, а также в сорбированном состоянии. Возможность

138

подобного переноса до некоторой степени подтверждает микроком­ понентный состав воды р. Чаган-Узун, не связанной с рудной мине­ рализацией. Для нее, как было отмечено, характерны высокие со­ держания V, Ni, Со, Мо и других элементов, которые, по всей вероят­ ности, переносятся рекой в адсорбированном состоянии на минеральных частицах, а также в виде собственных минеральных взвесей. Пониженное содержание в водах района некоторых элемен­ тов (Ва. Ni, Cr, Ga и др.) можно объяснить слабой выветрелостью водовмещающих пород, а Ag, Mo и As — их низким содержанием в свинцово-цинковой рудной минерализации, характерной для рай­ она (см. рис. 5). Последнее обусловливает и относительно повышен­ ное содержание в водах Pb, Zn и Cd.

Водные потоки рассеяния

Основное внимание в процессе исследований было уделено водным потокам рассеяния элементов на Кызыл-Минском месторождении, которое по геолого-минералогическим особенностям несколько отли­ чается от ранее описанных месторождений (см. табл. 7). Так, руды здесь сложены галенитом, сфалеритом и количественно подчиненными пиритом, блеклыми рудами и халькопиритом. В сфалерите обнару­ жена ртуть. Рудные минералы развиваются в карбонат-кварцевом цементе брекчий или в виде кварц-сульфидных маломощных жил. Жильные минералы представлены кварцем, меньше кальцитом, флюоритом, баритом, серицитом. Наряду с вкрапленной для руд характерны брекчиевая, грубополосчатая и массивная текстуры. Рудные тела имеют форму линз и реже сложноветвящихся жил штокверкового типа. Их положение контролируется тектоникой района: все три рудных участка месторождения расположены в пре­ делах Кызыл-Чинской дизъюнктивной зоны, на ее сопряжении и пересечении с разрывными структурами второго порядка. Рудо­ вмещающими являются девонские кварцевые порфиры и их туфы, пестроцветные песчаники, конгломераты, туфопесчаники, пес­ чанистые сланцы, а также черные пиритизированные глинистые сланцы с значительным количеством прослоев черных битуминозных и серых известняков. Породы брекчированы, окварцованы, местами серицитизированы и карбонатизированы.

Различие в положении рудных участков Кызыл-Чинского место­ рождения (первый и третий расположены в пределах крутых бортов долины р. Кызыл-Чин, второй — на относительно выровненной пло­ щадке) определило различия в характере рудных выходов, в стадии развития зон окисления и, как следствие, в составе и строении пото­ ков рассеяния элементов в водах (изучить тонкие донные осадки

139

Кызыл-Чинского месторождения. Влияние месторождения сказы­ вается на составе вод не только источников и мочажин, но и р. Кы-

.зыл-Чин, расход которой превышает 100 л/с.

Втабл. 8, на рис. 27 и 28 ясно видно, что наиболее протяженные

иконтрастные потоки рассеяния во всех типах вод формируют Fe, Ti, U, Mn, S (VI). Значительно меньше протяженность потоков рас­

сеяния у Ва, V, Cu, Ni, Ga и особенно у Zn, Pb, Cd, Sn, Zr. Многие

Рис. 28. Гидрогеохимический разрез через рудные участки 1 и 2 Кызыл-Чин­ ского месторождения (геологическая основа дана по А. А. Тычинскому, 1956 г.)

1 — зона вторичного сульфидного обогащения; 2 — моренные и флювиогляциалные отложе­ ния (Q); 3 — пестроцветные глинистые отложения (N); 4 — туфы кварцевых и кварц-полево-

шпатовых порфиров (Dg); 5 — эффузивно-осадочные породы (Dg); в — сланцы, песчаники, конгломераты, туфы с прослоями битуминозных известняков (Dg); 7 — сланцы черные, пири-

■тизированные, с прослоями известняков и песчаников (Dg). Остальные условные обозначения см. в табл. 8 и на рис. 13 и 14

микрокомпоненты, такие, как As, Mo, Со, Sr, образуют даже отри­ цательные аномалии (Кк </ 1). Распространенные воды и в первую очередь водыр. Кызыл-Чин щелочные (pH более 8,4), гидрокарбо- натно-сульфатные кальциево-магниевые, весьма пересыщенные кар­ бонатом кальция (более чем в 10 раз), с небольшим содержанием хлор-иона (около 10 мг/л); минерализация их около 300 мт/л. При сравнении потоков рассеяния элементов в поверхностных и подзем­ ных водах выявлено, что в поверхностных водах они более кон­ трастны и протяженны у Ti, Fe, Ва, Zr, Sr, в подземных — у Zn, V, Cr. Только в поверхностных водах обнаружен Cd, а в подзем­ ных — Be и Ga. Отличительной чертой района является исключи­

440

тельно тесная гидродинамическая связь всех типов вод при очень интенсивном водообмене, особенно по крупным тектоническим тре­ щинам. В подобных условиях практически на всех глубинах пре­ обладает простое химическое окисление рудной минерализации, что подтверждается составом вод. Особенности миграции элементов

вводах района Кызыл-Чинского месторождения были отмечены при характеристике фоновых вод. Высокий pH, гидрокарбонатно­ сульфатный состав, обогащенность карбонатом кальция делают эти воды по составу и формам нахождения химических элементов похо­ жими на поверхностные воды Тушканихинского месторождения. Отличия в условиях миграции элементов определяются присутствием

вводах Тушканихинского месторождения органического вещества и, конечно, интенсивностью водообмена, который в пределах КызылЧинскОго месторождения достаточен для энергичной миграции эле­

ментов в виде собственных коллоидов или механических частиц, а также в сорбированном состоянии на «чужих» частицах. Последнее, как уже отмечалось, характерно в некоторой степени и для вод Пе­ тровского месторождения.

месторождения. В его пределах опробованы мелкие нисходящие источники, мочажины и водотоки. Воды, формирующиеся путем

U, Sr, Hg, менее — Fe и Ті. Остальные элементы или отсутствуют, или образуют резко выраженные отрицательные аномалии (см. табл. 8 и рис. 28). Отличаются воды, и в первую очередь грунто­ вые, также щелочной реакцией (pH более 8), сульфатно-гидрокарбо­ натным магниево-кальциевым составом, повышенной минерализа­ цией (до 1000 мг/л) и пересыщенностью карбонатом кальция (до 10 и более). Отмеченные особенности состава вод показывают, что в на­ стоящее время происходит не только механическое, но и интенсивное химическое разрушение рудного выхода месторождения, предста­ вленного продуктами древней зоны окисления.

Таким образом, здесь, как и в предгорном и низкогорном районах, определяющим для состава водных потоков рассеяния являются положение и особенности строения рудного выхода месторождения. Протяженность потоков рассеяния некоторых элементов невелика из-за значительного разбавления аномальных вод фоновыми. По­ следние уменьшают и контрастность потоков рассеяния, которая, судя по благоприятным условиям перехода элементов в воды, должна была быть значительно большей.

Чаган-Узунское месторождение (см. табл. 7) и прилегающие к нему рудопроявления расположены в наиболее высоких, рас­ члененных и эродированных частях района. Водные потоки рассе­ яния в п о д з е м н ы х и п о в е р х н о с т н ы х в о д а х протя­

141