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

чеданной металлогенической зоне, характеризующейся значительной пиритизацией распространенных пород, привела к их интенсивному химическому выветриванию, к выносу формирующимися при этом кислыми окислительными сульфатными водами за пределы участка многих микрокомпонентов, в основном халькофильных. В насто­ ящее время ими обеднены не только породы, но и связанные с ними воды (см. ранее). Местные донные осадки в основном обогащены плохо мигрирующими в этих условиях микрокомпонентами (Fe, V, Mo, Sn, Ga, Zr, менее заметно Ti и Ni). Меньшая возможная выщелачиваемость микрокомпонентов из более крупной фракции донных осадков (1—0,3 мм) объясняет ее относительное обогащение Zn, Pb, Cu, Mn, V; обедненность микрокомпонентами фракции менее 0,05 мм (повышено содержание лишь Сг и Ga) вызвано, по-видимому, слабым развитием сорбционных процессов. Как и в пределах Петров­ ского участка, ведущая роль при гидрогеохимическом районировании отводится продуктам кор выветривания и современному ландшафту.

Вскрытые выработками первичные руды на Сугатовском и Сургу- тановско-Тупицинском месторождениях (соответственно халько- пирит-пиритовые с баритом и флюоритом и сфалерит-галенит-халько- пирит-пиритовые) и вторичные сульфиды зоны цементации в насто­ ящее время интенсивно окисляются. Они в значительной степени обогащают формирующиеся в их пределах воды как рудообразу­

Al, Zr, Ni, Si и др.). Воды кислые, хлоридно-сульфатные, с повышен­ ными минерализацией (3,5 г/л) и Eh (+0,6 в), благоприятны для нахождения в них большинства элементов в растворенном состоянии. По мере удаления от рудного выхода pH вод повышается от 2,6 до 7 под влиянием пород карбонатной коры выветривания и смешения с фоновыми водами. Это приводит к выпадению из них сначала боль­ шого количества окисей и гидроокисей Si, Fe и Ті, а в дальнейшем — А1 и Мп, которые, обладая большой сорбционной емкостью, интен­ сивно поглощают и высаживают из раствора S (VI), Cu, Zn, Ga, Zr, Cr, Pb, Cd и др. Контрастность потоков рассеяния этих элементов резко падает. Значительная протяженность потоков в данном случае обусловлена интенсивным поступлением элементов в воды в связи с очень активными процессами окисления и растворения руд, а не благоприятными условиями для миграции химических элементов

ислабым влиянием фоновых вод. Низкие содержания в водах Ва

иРЬ легко объясняются сульфатным составом вод, препятствующим растворению барита, галенита, англезита, а низкие содержания Ag — наличием в водах ионов хлора. Значительная кислотность вод за­ трудняет миграцию Mo, As и W, образующих труднорастворимые

кислоты типа Н 2Мо04 или HAs02. Кроме того, не исключено, что Мо и As образуют с железом труднорастворимые осадки минералов:

сходны с наблюдаемыми потоками в водах. Более протяженные потоки рассеяния в тонкой фракции образуют Ва, Ag и РЬ, т. е. эле­ менты, плохо мигрирующие в водах; дополнительно в донных осад­

положены в предгорье Алтая. От всех рассмотренных участков они отличаются наиболее выровненной поверхностью, широким разви­ тием мощных кор выветривания и глинистых, нередко засоленных продуктов их переотложения. Не менее важное значение при фор­ мировании состава природных вод, как и в пределах Сугатовского участка, имеют распространенные здесь сухостепные ландшафты, характеризующиеся значительной разностью между величиной ради­ ационного баланса и затратой тепла на испарение (в результате большого избытка тепла и недостатка влаги) и процессами испари­ тельной концентрации элементов. Кроме того, при гидрогеохими­ ческом районировании территории заметное влияние здесь оказывает морфология поверхности (элювиальные или трансэлювиальные ланд­ шафты), а в пределах наиболее возвышенных расчлененных уча­ стков и состав коренных водовмещающих пород. Общий химический состав колеблется, но более характерны для участка гидрокарбо- натно-хлоридно-сульфатные воды, отличающиеся повышенной минерализацией, содержанием щелочных элементов и органических веществ. Все это наряду с замедленной фильтрацией вод приводит к миграции микрокомпонентов преимущественно в форме комплекс­ ных органо-минеральных соединений, к относительно повышенному содержанию и распространенности в водах (особенно глубокой циркуляции) Ва, Mo, Mn, Zn, Pb, Cu, Ag и др.

Донные осадки Березовогорского участка заметно обогащены лишь Мп, элементом, достаточно распространенным и в водах. При этом он вместе с Zn и РЬ более характерен для фракции 1—0,3 мм, а Cr, Li, Zr, Ga, Ni, Sn — для фракции < 0,05 мм. Подобная обедненность микрокомпонентами донных осадков вызвана, по всей вероятности, химическим выветриванием пород, что сопровождается выщелачиванием микрокомпонентов и уменьшением сорбционной емкости сильно выветрелых минеральных частиц, а также меньшей (по сравнению с простыми ионами) сорбируемостью комплексных соединений.

Майское месторождение находится в предгорье Алтая в при­ вершинной части холма. Оно представлено слабо окисленными вкрапленными галенит-сфалеритовыми рудами в эффузивно-осадоч­ ных породах, инертных по отношению к pH вод. Водные потоки рассеяния, наблюдаемые здесь, из-за многообразия развитых экзо­ генных процессов отличаются сложным многокомпонентным соста­ вом. Так, вследствие интенсивного выщелачивания элементов из рудовмещающих пород воды обогащаются V, Ti, Al, Ga, Zr, хими­ ческое окисление сульфидов приводит к переходу в раствор S (VI), Fe, Cu, Zn, Pb, Ag, Co, Mo, Cd, La, Sb, Sn, Yb, Li. Воды рудокон­

148

тролирующих тектонических трещин в результате электрохимиче­ ского растворения сульфидов могут обогащаться Zn, Pb, Mo. Вы­ щелачивание породообразующих элементов современными водами подготовлено, по нашему мнению, предварительным интенсивным гидротермальным изменением рудовмещающих пород, а в дальней­ шем, при формировании зоны окисления, сернокислыми растворами. В результате породы становятся более податливыми химическому воздействию современных вод. Не исключено, что это связано с пере­ ходом труднорастворимых соединений элементов в менее устойчивые. Маломинерализованные слабокислые сульфатно-гидрокарбонатные воды потоков рассеяния испытывают значительное влияние раз­ витой здесь карбонатной коры выветривания и ее щелочных гидро­ карбонатных кальциевых вод. Изменение макросостава вод потоков рассеяния приводит к образованию труднорастворимых гидроокисей Fe, Al, Cr, Ti, Zr и Ga, захватывающих из раствора Li, Pb, Со, Sn, Yb, Sc, Sb. Устойчивости коллоидов способствует растворенное в водах органическое вещество, а также усиленный водообмен. В свою очередь химический состав вод определяет миграцию в виде комплексных анионов кислородных кислот Mo, V, S и простых ионов — Mn, Cu, Ва, F и других элементов. В этих условиях наи­ более протяженные и контрастные потоки рассеяния в водах обра­ зуют V, Со, Ti, Fe и S (VI). Сходные водные потоки рассеяния отме­ чены также в пределах Сугатовского рудного поля. Физическое разрушение окисленных рудных выходов приводит к значительному обогащению донных осадков, в основном их крупной фракции, облом­ ками карбонатов, окислов и гидроокислов, а также сульфатов глав­ ных рудообразующих элементов (Zn, Ag, Pb, Cu и др.). Потоки рассеяния этих элементов в донных осадках не очень протяженны (до 0,7—1 км), но контрастны (Кк до 5 и более).

Водные потоки рассеяния сульфидного оруденения выровненных участков предгорий охарактеризованы на примере Тушканихинского месторождения. Здесь они формируются в пределах мощной, хорошо проработанной зоны окисления, иногда погребенной под рыхлыми отложениями. Обогащение вод компонентами происходит за счет выщелачивания последних из продуктов зоны окисления (Ва, Sr, W, As, Mo, Li, U, S (VI) и из сильно выветрелых рудовмещающих пород (Al, Ti, Ga, Cr, Mn, Zr, Ni). Главные рудообразующие эле­ менты (Pb, Zn, Cu, Ag), формирующие на месторождении четкие металлометрические ореолы, находятся в породах в виде соединений, плохо растворимых современными водами (данные эксперимента), а потому, как правило, образуют в последних слабо выраженные, малоконтрастные, короткие, иногда отрицательные аномалии. Кон­ трастные и протяженные потоки рассеяния в этих условиях форми­ руют Cr, Al, Ti, Sr и особенно Ga, Ва, U, W, Li. Подземные воды, связанные с рудоконтролирующими трещинами, заметно обогащены рудообразующими элементами (Pb, As, Ag, меньше Zn).

В целом воды Тушканихинского месторождения щелочные гидро- карбонатно-сульфатно-хлоридные кальциево-натриевые. Они, как

149

и на Петровском месторождении, способствуют образованию боль­ шого числа труднорастворимых соединений: гидроокислов Fe, Al, Г.г, Ga, Ті, карбонатов Ca, Sr, Mn, Pb, Со, сульфата Ва и фторида Ga. Наличие в водах значительного количества органического вещества обеспечивает миграцию химических элементов не только в ионной форме, но и в виде нейтральных молекул (Ti, Sr, Mn, Са) и колло­ идов (Fe, Al, Cr, Ba, Ga, Pb, Со). В сорбированном на коллоидах состоянии могут мигрировать Li, W, Sn, Sc, Yb и другие элементы. Механическое разрушение рудного выхода почти отсутствует, а «ста­ рые» илистые донные осадки обладают небольшой сорбционной емкостью, что объясняет формирование в них малоконтрастных, непротяженных потоков рассеяния Pb, Sn, Ag, Zn, Cu; более про­ тяженны они у Li, Mo, Со, Cd. Ореолы рассеяния Zn, Cd, Cu, Ag, Mo, W, U, Li, Sn, Sr, Ga и S (VI) протяженностью более 0,5 км удалось проследить по картировочным скважинам в грунтовых водах погребенной зоны окисления. По-видимому, их формирование свя­ зано с процессами диффузии, десорбции, а также с ускоренным при откачке из скважин растворением сульфатов и хлоридов.

Расположенное в этом же районе Степное месторождение с еще более проработанной мощной погребенной зоной окисления образует ореол рассеяния элементов только в грунтовых водах. В его составе по сравнению с ореолом Тушканихинского месторождения дополни­ тельно отмечены Hg, Cr, Ва, Pb, что объясняется минералогическими особенностями первичных руд.

Таким образом, формирование природных фоновых вод, условия миграции в них микрокомпонентов, состав, контрастность и про­ тяженность водных потоков и ореолов рассеяния сульфидного ору­ денения определяются геолого-геохимическими особенностями пород и первичной рудной минерализации (состав и строение рудных тел, их тектонический или литологический контроль, характер рудо­ вмещающих пород и особенности их околорудного изменения, первичные ореолы рассеяния), характером и степенью изменения, а также сохранностью кор выветривания и рудного выхода (стадия развития зоны окисления, состав и мощность перекрывающих рых­ лых пород, вторичные ореолы рассеяния), а также современными физико-географическими и ландшафтно-геохимическими условиями (рельеф, климат, почвенно-растительный покров и т. п.). Относи­ тельная роль каждого из перечисленных факторов меняется, в значи­ тельной мере определяясь степенью расчлененности рельефа, а не приуроченностью месторождения к высотному поясу (высокогорье, среднегорье и т. д.).

Так, участки с р а с ч л е н е н н ы м р е л ь е ф о м обычно характеризуются развитием «свежих» коренных пород, открытыми эродированными рудными выходами месторождений и развитием глубоких, нередко рудоконтролирующих тектонических трещин. Все типы распространенных здесь вод гидравлически связаны друг с другом. Основным процессом, способствующим переходу элементов из пород в воды, является их выщелачивание, а из рудных тел

150