CC BY
16
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ С. М. КИРОВА
Том 236 1976 г.
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РУДНИЧНЫХ ВОД ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ
А. Д. МИКОВ
(Представлена семинаром кафедры гидрогеологии)
В статье приводятся материалы по химизму рудничных вод золоторудных месторождений Центрального, Комсомольского, Берикульского и Натальевского в ^Кузнецком Алатау.
Первые три из указанных месторождений являются типичными жильными кварцево-сульфидными образованиями. Рудные тела их характеризуются, как правило, малой мощностью (0,1—1,0 м) при значительном протяжении : (первые сотни метров) по падению и простиранию.
Вмещающими породами на Центральном месторождении являются гранодиориты, на Комсомольском — интрузия габбро и габбродиоритов. На Берикульском же месторождении большинство жил залегает в пределах толщи основных порфиритов. Приурочены жилы на месторождениях обычно к двум-трем системам трещин._ Угол падения их изменяется от 5 до 75°. Преобладают жилы со средними и крутыми углами падения. Минералогический состав руд довольно сложен, хотя и не отличается значительным разнообразием. Жильные минералы представлены кварцем, кальцитом и анкеритом. Последние имеют резко подчиненное значение. Основные рудные минералы, количество которых обычно не превышает 10—15%, — пирит, арсенопирит, пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит и самородное золото. Причем резко преобладают из них пирит и арсенопирит. ,По ряду жил наблюдаются отклонения в минеральном составе. Так, жилы Кавказская (шх. Юбилейная), Уральская, Тума-шевская Центрального месторождения характеризуются крайне низким содержанием арсенопирита, а жила Центральная этого же месторождения отличается крайним разнообразием рудных минералов. Дополнительно к указанным выше минералам в ней можно отметить присутствие блеклой руды, висмутина, кубанита, самородного серебра, люцонита, тетрадимита и др., хотя содержание их весьма ограничено.
Наиболее широким распространением в жилах пользуются пирит-арсенопиритовая и полиметаллическая минерализации. Часто они в пространстве совпадают. Распределение рудных минералов в плоскости жил неравномерное. Наряду с пустыми интервалами встречаются обогащенные участки — рудные столбы. Они имеют различные размеры и форму и обычно характеризуются довольно крутым склонением. Приурочены они, по мнению В..И. Баженова [2], к зонам повышенной трещинова-тости.
На Натальевском месторождении рудные тела представлены линзами скарнов, размеры которых по простиранию и падению ограничиваются первыми десятками метров при мощности 4—10 м. Располагаются эти
рудные тела, как правило, в карбонатной толще. Наиболее широким распространением пользуются скарны диопсидо-тремолитового состава с наложенной на них золото-медно-висмутовой минерализацией. Рудные минералы — халькопирит, арсенопирит, пирит, борнит, пирротин, висмутин (из них резко преобладает халькопирит) располагаются в скарнах в виде вкрапленности, образуя иногда гнездообразные скопления размером до 0,5—1,0 м.
Зона окисления на всех указанных месторождениях выражена довольно ярко. Развитие окисленных руд в целом ограничивается глуби-ною 30—40 м, спускаясь в некоторых жилах до 70—85 м.
Наличие многочисленных нарушений, секущих рудные тела, а также приуроченность обогащенных участков жил к зонам повышенной трещи-новатости, способствовали циркуляции подземных вод. Для нас наибольший интерес представляют рудничные воды. Формируются они при циркуляции вод в пределах рудного тела и главным образом по отработанным блокам.
На указанных выше месторождениях было отобрано 8 проб рудничных вод на общий химический анализ. Результаты этих анализов, частично дополненные данными других авторов, приведены в таблицах № 1 и 2. Для сравнения в этих же-таблицах помещены анализы вод некоторых поверхностных водотоков.
На рис. 1 приведена диаграмма химического состава рудничных вод золоторудных месторождений Северной части Кузнецкого Алатау, Южного Урала и Северной Америки. Исходные данные для построения диаграммы приведены в таблицах № 3, 4, 5. Из приведенной диаграммы видно, что характер рудничных вод в золоторудных месторождениях
г 1 ..............- Таблица 1
Результаты химического анализа природных и рудничных вод м-ния Центрального
Места отбора и номер пробы
Ингредиенты рч. Тага Кожух № 1 рч. шх. Красная шх. Обилейная
Чир-ковка гор. 53 м гор. 87 м гор.64 м
№ 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9
рН мг/л 7,3 6,3 6,9 6,7 * 6,9
мг/л 5,4 11,3 38,0 2,3
мг/л 13,8 19,5 57,2 14,4
.мг/л 1,6 1,0 4,0 и
мг/л 15,4 16,3 0 3,9
' мг/л 0 0,2 0,4 0,3 0,3 0,2 0,2 0,4
мг/л 0 0 0 0 0
мг/л 0 0 0
мг/л 0 0,05 0,15 ОД ол
мг/л 0 0
мг/л 81,1 74,4 124,0 54,3
мг/л 4,5 6,2 29,2 125,5 3,0 25,0 50,0 ¡2,5 ' 56,4
мг/л 3,4 2,4 6,7 9,1 7,6 11,0 35,0 3,5 8,2
мг/л 7,0 4,1 0,5 8,2
мг/л ■ 3,0 11,0 24,0 7,0
мг/л 0 0 4,6 10,7
Примечание: пробы № 1—4, во; № 5—8 отобраны автором, 9 приведены по данным ла боратории ЦНИИ Оло-
Таблица 2
Данные химического анализа природных и рудничных вод Комсомольского, Берикульского и Натальевского месторождений
Ингредиенты
Место отбора и номер пробы
пос. Тису ль
р. Ти-
сулька № 10
р. Вос-кресека
№ 11
руд. Комсомольск
гор. 84 м М 12
руд. Ст. Бери
куль
восст. № 255 гл, 40 м № 13
гор. 134 м № 14
руд. Натальевка
щ. Слепая № 2 гор. 450 м № 15
СКВ.
№ 94 м гл. 35 № 16
ссв.
№ 146 гл. 35 м № 17
рН 7,4 7,5 8,2 7Д 7,1 6,9 не определялись
мг/л . 4,4 3,4 нет 0,46 3,7 4,1 4,4
мг/л 40,7 62,5 34,0 140,0 75,0 64,1 69,7
мг/л 36,1 7,2 29,5 10,0 5,5 12,2 14,0
мг/л 2,0 1,0 2,0 0,1 0,1
мг/л 3,3 2,8
мг/л 24,0 195,0 195,0 159,0 106,2 103,5
мг/л 5,1- 8,8 50,0 8,0 20,0 75,0 6,4 6,4
мг/л 2,5 9,2* 2Д 7,0 14,0 7,0 2,8 1,5
мг/л 36,4 18,4
мг/л 17,6 17,6 8,8 15,4 17,6
мг/л сл. сл.
Примечание. Анализы № 10, 11 и 16, 17 по материалам Мартайгинской эксие-
диции № 12—15 отобраны автором; Анализы выполнены в гидрогеохимической лаборатории Томского политехнического института.
с-
Рис. 1. Диаграмма химического состава рудничных вод золоторудных месторождений Северной части Кузнецкого Алатау (крестики), Южного Урала (кружки) и Северной Америки (треугольники)
Таблица 3
Содержание Б04, С1 и НС02 в рудничных водах Северной части Кузнецкого Алатау
мг\л %
о о* с _ Рудник, жила, шахта, горизонт БО4 С1 нсо2 БО, С1 нсо2
5 Центральный, жила Цент ральная, гор. 53 м 3,0 7,6 81,1 3,2 . 8,3 88,5
6 Центральный, жила Иксо вая, гор. 53 м 25,0 1.1,0 74,4 22,7 10,0 67,3
7 Центральный, жила Казан екая, гор. 87 м 50,2 35,0 124,0 23,4 16,6 60,0
8 Центральный, жила Проме жуточная, гор. 87 м 2,5 3,5 54,3 4,2 5,8 90,0
12 Комсомольский, шахта 3. гор. 84 м 50,0 2,1 24,0 66,0 3,0 31,0
13 Берикуль, гор. 40 м 8,0 7,0 195,0 4,0 3,0 93,0
14 ¡Берикуль, гор. 134 м 20,0 14,0 195,0 9,0 6,0 85,0
15 Берикуль, гор. 450 м 75,0 7,0 159,0 3,0 3,0 94,0
16 Натальевка, скв. 94, гл. 35 м 6,4 2,8 106,2 5,6 2,5 91,9
17 Натальевка, скв. 146, гл. 35 м 6,4 1,5 103,5 6,0 1,5 92,5
среднее 24,6 9,2 111,6 17,0 6,3 76,7
Таблица 4
Содержание 504, С1 и С03 в рудничных водах Южного Урала по М. Н. Альбову [1]
о мг\л %
о Сц с Рудник, шахта» горизонт С1 С03 БО4 С1 С03
1 Кочкарь, шахта Октябрь, гор. 150 м 207,0 218,0 390,0 25,5 26,7 47,8
4 Миасс, Ленинск, шахта £ гор. 42 м 5, 29,2 7,5 286,7 9,0 2,0 89,0
5 Миасс, Тыелга, шахта 3 81,5 14,1 273,3 22,0 4,0 74,0
7 Джетыгара, Кировск, шах та 6, Гор. 82 м 93,8 226,0 189,1 18,5 45,0 36,5
8 Джетыгара, Кировск, шахта 6, гор. 120 м 217,7 584,0 210,4 21,5 57,6 20,9
11 Кумак, шахта Эркибай. гор. 40 м 343,0 230,0 355,0 37,0 24,8 • 38,2
12 Кумак, шахта 5, гор. 72 м , 613,0 588,4 725,0 31,9 30,5 37,6
среднее 226,2 267,0 347,0 27,0 31,8 41,2
этих регионов различен: для месторождений Северной Америки характерны существенно сульфатные, для месторождений Южного Урала — хлоридиые, а для месторождений Кузнецкого Алатау — гидрокарбонатные воды.
Для определения содержания микрокомпонентов в рудничных водах было отобрано 39 проб воды. Большинство концентратов (25 штук) были получены соосаждением по методу ТПИ [4]. Остальные 14 проб методом выпаривания. Получение концентратов по двум разным методикам показало идентичность результатов анализов, но следует отметить, что при
Таблица 5
Содержание S04) С1 и С03 в рудничных водах Северной Америки по В. Эммонсу [5]
2
'удник, жила, штат, горизонт
мг!л.
so4 С1 ' С03 S04 Ci С03
380,4 . 1,3 115,0 77,0 _ 23,0
474,0 19,0 20,5 92,0 4,0 4,0
173,4 0,5 47,7 /8,0 0,5 21,5
272,3 13,8 241,4 51,4 2,4 46,0
4 60,0 16,8 194,7 43,1 4,4 52,5
7,7' 3,2 141,8 5,0 2,0 93,0
244,6 9,1 126,8 64,0 2,5 33,5
22 .23
25
26
27
28
Рудник Сэвидж, жила Ком-сток, Невада, гор. 180 м Шахта СиС, жила Комсток, Невада, гор. 700 м Рудник Гульд и Керри, жилы Комсток, Невада, гор, 520 м
Штольня Хейль и Норкросс, жила Комсток, Невада Рудник Гульд и Керри, жила Комсток, Невада, гор. 550 м
Рудник Федераль Лоан Калифорния, гор. 120 м среднее.
Жила, горизонт, м \ А/ Элементы
PS Zn ш Aft \ Со \Sn : Мп к Ukl St яе Jflq fie
Промежуточная, гор.ЗРлт /// — п — 1 1 — 1 1 1 1 II 1
Школьная, гор8?м //О — 1 — 1 III II II1 ■■1 III!
Центральна*, гор. 53 м m н — — 1 1 . '1 '1 г 1 1 1
Мясобая,гор. 55л/ ш И — —- □ □ I i I 1 I
иксобая, гор/32/н \ m □ □ — - ! п п 1 Е 1
Хавансвай,есрв?м m □ □ - • и
Л./Са*амсяая. гор 8?м аз — — - |— | | I — IHI И 1 И 1 1 i Ж 1 [ I
Л.Нехабидная, top 3?лг //5 1 m - - - ■ ■■■I II 1
Иобая .гор. в? м //4 Р z\ - - - I - 1 1 а
Шахта ЛГрасхая, гор. /05 - i Р — — - — I □ г I 1
VaSjcaseJca я, гор < 9/ м /06 Т п — — : 1 г щ » 1
Северная, гор. 64 л* /О? ГП - — : — - ; 1 —\ 1
/?о тер ей мая, гор. 64/к /0$ ! К - щ 1 - X 1 в
Алтайская, гор. 9/м /09 "3е" 1 J IE ZJ 1 -ZJ л JL j
Услойхь (с обсзяа чеяая : >/0% ДЗ 4/-//. Щ
*Рис. 2. Результаты спектрального анализа сухого остатка рудничных вод.
соосаждении получен более полный набор микрокомпонентов. Результаты спектрального анализа концентратов приведены на рис. 2 и 3. Из приведенных данных видно, что рудничные воды являются высоко минерализованными. Золото в пробах не обнаружено. Серебро присутствует в ряде проб, и содержание его колеблется от сл. до 0,00 п%. Медь, свинец и цинк отмечены почти во всех пробах в количестве от 0,000п до 0,д°/о. Необходимо отметить присутствие почти во всех пробах никеля, марганца, мышьяка, стронция и некоторых других элементов. В целом состав элементов в рудничных водах отвечает их содержанию в рудах и вмещающих породах. Как показывают спектральные анализы, состав вод очень чутко реагирует на изменение состава первичных руд по той или иной жиле, что уже отмечалось автором [3] при описании современных минеральных новообразований месторождения Центрального, являющихся осадками рудничных вод. Так, например, по жиле'Кавказской (шх. Юбилейная), Уральской и Тумашевской Центрального рудника отмечено пониженное содержание мыщьяка по сравнению с жилами Центральной
ч
'Щ сг х шила, Г оризо Н /77, М Л7 проб рн Элементы
Рв Ад ¿г А$ 2/7 п Сг А/с За Мп 2г V Оп Со
Ц е // 777 р а Л Ь И ь/ й руд н и* к
Шх. Красная гор. 87м, /16 6,7 1 1 1 1 1 1 1 \ | ПС — — —
Шх. Красная гор. 460м. /36 V 1 1 1 —- || 1 — 1
Шх. Юбилейная гор. /38 м, /35 71 I — — I — Т — — —
ж: Кавказская гор. /38м. /¡7 6,7 I — — » 1 I 1 1 1 ■ 1 1 • — — —
ж Уральская гор.. 95м, из V 1 — — 1 ■ 1 —■
ж. Тумашевская шт. а/2 //В 6,5 * _ 1 — т I — — . 1
Комсомол ь с кий Р У Д ник
\ Шх. л/3, гор.22См.. /27 7,4 1 — — 1 8 1 1 1 — \ Г — в — ; □
! Ж.Комсомольская гор.54м. /20 7,5 — I I т 1 « — \— 1 — II —
| ж. Комсомольская гор. //5м. /24 7,5 « 1 1 1 а — 1 I — — —
он. Комсомольская гор. //5м. /25 75 — 1 в В — 1 — — —
ок. Комсомольская гор.И5м. /2/ 23 т _ — — — ЕИ —
ж. Комсомольская гор. 220/и. /22 74 — —_ 1 1 — 1 — тс — —
ж. Комсомольская гор. 220м. /23 7,4 — — 1 1 т 1 — 1 — 1 — —
ж. м35, гор, //&м. /23 75 — 1 — ■— —
ж. м35, гор. /45 ти. /26 75 1 й — — — 1 — — —
*> бе р и к у л ь с к и и рудник
ж. Магистральная штольня /4/ 6,7 —- 1 И — — — — г Г — — — —
Шх. Магистрал&ная горя/5 /37 73 ¡1 — ~н I 1 В — 1 1 : * — 1 1. I
Шсс.л/ вое ст. 225 гл. /00м. /38 73 в — 1 • г 1 — т — : — —
ж. 7 восст /// гл. /20 м. /39 73 — " 1 1 Ц — в — 1 — и и
Ж. л/4 гор. А/3 /40 7/ — ( ~ я ■ — 1 — - — — —
ж.Прокопьевскоя гор. /42 7/ — 1 1 « 1 1 — 1 с 1 1 —' 1 — — .— 1 —
м
т
л
к
и а
РУД н
и
к
ШХ. а// гор. 84 м.
Шас.А// гор- 64 м.
¿¿/ас: а/1 гор. 64 м. Сиз сне.)
Шсс, а/2 гор. во м.
/30
/3/
/32
/33
72
7/
7,6
го
Рис. 3. Результаты спектрального анализа концентратов рудничных вод, полученных методом соосажденйя ТПИ. Условные обозначения те же, что и на
■ рис. 2
и др. (шх. Красной) одноименного месторождения, что увязывается с данными распределения арсенопирита в рудах этих жил.
Все исследованные рудничные воды характеризуются высокими значениями рН, равными 6,0—8,2, т. е. от слабо кислых до слабо щелочных. Это может быть объяснено тем, что рудничные воды отбирались в горных выработках, а при наличии маломощных рудных жил воды зоны окисления сильно разубоживаются и нейтрализуются водами вмещающих пород. В пределах рудного тела они должны иметь более низкое значение рН.
Так как ни в одном концентрате рудничных вод не было обнаружено признаков золота, в летний период 1962 года на руднике Центральном была отобрана большая проба воды в объеме 110 л. Проба взята на верхнем водоотливном горизонте (гор. 87 м) шахты Красной. Для осаждения благородного металла использовался метод сорбции его древесным углем [1]. В полученном осадке пробирным анализам было определено наличие следов золота.
Из приведенных материалов можно сделать7 некоторые выводы: 1. Исследованные рудничные воды по своему химическому составу являются гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридными. 2. Спектральный анализ концентратов рудничных вод установил присутствие в большинстве проб меди, свинца, цинка, мышьяка, а в ряде проб также серебра, кобальта, никеля и других элементов. ,3, Микрокомпонентный состав вод по той или иной жиле отражает состав их первичных руд.
ЛИТЕРАТОРА
1. М. Н. Альбов. Вторичная зональность золоторудных месторождений Урала. Госгеолтехиздат, 1960,
2. В. И. Баженов. Геология и структура Центрального рудного поля. Материалы научного семинара по изучению золоторудных месторождений Сибири. Из-во ТГУ, Томск, 1966.
3. А. Д. М и к о в, О современных минеральных новообразованиях в кварцево-сульфидных жилах месторождения Центрального. Известия ТПИ, т. 166, 1967.
4. П. А. Удодов, И. П. Онуфринок, Ю. С. П а р и л о в. Опыт гидрогеохимических исследований в Сибири. Госгеолтехиздат. М, 1962.
5. В. Эммонс. Вторичное обогащение, рудных месторождений. ОНТИ, 1935.
