CC BY
59
Науки о земле
УДК [504.064.36:622] (571.55)
Барабашева Елена Евгеньевна
Elena Barabasheva
Стремецкая Елена Олеговна
Elena Stremetskaya
ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ В ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ (НА ПРИМЕРЕ КЛИЧКИНСКОГО РУДНОГО УЗЛА)
EFFICIENT NATURE MANAGEMENT IN MINING AREAS OF ZABAICALSKY KRAI
(BY THE EXAMPLE OF KLICHKINSKY ORE NODE)
Представлены актуальные вопросы природо -пользования в горнодобывающих районах Забай-калья. Детально проанализирован вещественный состав пород и руд с акцентом на геохимию эле -ментов для Кличкинского рудного узла. Показано влияние химических элементов (РЬ, Іп, ОС, Нд, Аэ, БЬ) на здоровье и развитие болезней населения. Ставится вопрос о проведении на территории рудника Кличка геологического, биологического и социального мониторингов
The article describes nature management issues of current importance in mining areas of Zabaicalsky krai. A detailed analysis of rock and ore material composition was made with the emphasis on geochemistry of elements for Klichkinsky ore node. The article also shows the influence of chemical elements (Pb, Zn, Cd, Hg, As, Sb) on population's health and course of diseases. The article raises the question of geological, biobgical and social monitoring of Klichka mine territory
Ключевые слова: техногенез, мониторинг, техно- Key words: technogenesis, monitoring, techno landscape, ландшафт, геохимия элементов geochemistry of elements
Недра Забайкальского края содержат многочисленные полезные ископае-мые, обеспечивающие нужды не только нашего региона, но и России в целом. Здесь ведется добыча бурых и каменных углей, урановых, железных, медных, свинцово-цинковых, молибденовых, вольфрамовых, редкометалль-
ных руд, благородных металлов, небокситового алюминиевого сырья, плавикового шпата, асбеста и других видов минерально-сырьевых ресурсов.
Разведка и промышленное освоение ме -сторождений приводит к интенсивному развитию техногенеза в Забайкалье. При этом зна-
чительно истощаются природные ресурсы, изменяются ландшафты, загрязняются атмосфера, природные воды, почвы, уничтожаются леса В связи с этим резко возрастает смертность в районах добычи, снижается средняя продолжительность жизни, увеличивается перечень вновь возникающих болезней.
Особенности геохимической среды в ряде случаев являются причиной эндемических заболеваний (уровская болезнь, эндемический зоб, флюороз и др.).
По В .Н. Иванову (1991), в Читинской области выделяется 14 биогеохимических провинций с повышенным содержанием цинка, меди, фтора, свинца, титана, кобальта, молибдена с золотом, мышьяка, бора, радиоактивных элементов. В пределах этих провинций выделен 81 район, где возможно комплексное влияние на организм названных элементов. При добыче руд наряду с основными элементами в отвалы горнорудных предприятий в значительном количестве поступают элементы -спутники: ртуть, свинец, медь, мышьяк, уран, селен, сурьма и другие токсиканты.
В связи с чем становится необходимым мониторинг тяжелых и радиоактивных элементов и других токсикантов в отвалах и хвосто-хранилищах, а также непосредственное разграничение природных и техногенных ореолов.
Наибольшую опасность представляет возможность загрязнения земель, поверхностных и подземных вод токсичными веществами из хвостохранилищ. В хвостах обогащения руд содержатся высокие концентрации ряда металлов, являющихся, с одной стороны, основными промышленными и попутными компонентами руд, а с другой стороны - токсичными веществами.
В связи с экономической необходимостью остановки и закрытия многих рудников в период перестройки были прекращены даже те минимальные мероприятия по поддержанию относительно безопасного состояния хвостохранилищ, которые проводились ранее.
В экологическом аспекте одним из наиболее неблагоприятных районов полиметалли-
ческого оруденения Забайкальского края является Кличкинский рудный узел.
Для кукульбейских гранитоидов этих ру-допроявлений характерно высокое содержание летучих компонентов, сопровождающих РЬ-7п-Бп минерализацию.
Геологическое строение Кличкинского рудного узла изучалось разными исследователями, но сих пор нет единого мнения о его стратиграфии и тектонике.
В объяснительной записке к геологиче-ской карте масштаба 1:50000 хребет Почекуй и территорию гор Кличка и Ольга слагают отложения нортуйской свиты рифея, представленные мраморизованными доломитами, извест-ковистыми и кремнистыми доломитами, стро-матолитовыми и удоканиевыми известняками с пачками углеродисто-кварцевых и слюдистых сланцев. Мощность свиты колеблется
900...2000 м. Северные склоны хребта Почекуй сложены преимущественно сланцами различного состава быркинской свиты рифея, общей мощностью 3800 м. Образования свит рвутся кварцевыми диоритами, габбродиори-тами Савинского штока, возраст которого варьирует в широких пределах - от палеозойского до позднеюрского. Это два тела с мелкими апофизами, вытянутых в субмеридиональ-ном направлении, размерами в 250 и 600 м при мощности 50.250 м.
Кличкинский рудный узел характеризуется блоковым строением и объединяет рудные поля различного генезиса: скарновый, гидротермальный или кварцево-галенитовый и грей-зеновый.
Описание минералогии кличкинских руд приводится в многочисленных работах С.С. Смирнова, Б.П. Санина, В.В. Архангельской, Г. М. Мейтува и др. Главными минералами являются пирротин, пирит, арсенопирит, сфалерит, галенит, аксинит, флюорит, цеолиты, кварц, карбонаты. Более редки борнит, куба-нит, магнетит, касситерит, самородное серебро и золото. Всего в кличкинских рудах определено более 60 минералов. Некоторые мине -ралы содержат в значительном количестве
примеси кадмия, висмута, индия (например, сфалерит). Примесь висмута, кадмия, индия растет с глубиной примерно до 30 раз.
По данным Института геохимии СО РАН, установлена значительная примесь ртути в пирите, пирротине, арсенопирите, кальците, флюорите Кличкинского месторождения. Ано-мальные содержания ртути фиксируются на контакте разнородных пород, например, сланцев и известняков или известняков и диоритов в зонах трещиноватости. Совместно с ртутью в трещинах установлены барий, стронций, мышьяк, свинец, цинк. Аномалии ртути обнаружены в трещинах на расстоянии около 200 м от рудного тела (Санин, Зорина, 1968).
Общим для всех месторождений Кличкин-ского рудного узла является «зараженность» редкими элементами - литием, рубидием, стронцием, цезием, бериллием, фтором на фоне субкларковых концентраций никеля, кобальта, висмута. Сфалериты, галениты и пи-риты обогащены индием, кадмием, мышьяком. В рудах верхних горизонтов содержание кадмия составляет 290 г/т. Основной минерал -носитель кадмия сфалерит, затем галенит, пирит, арсенопирит.
По данным Б.П. Санина и Л.Д. Зориной, руды нижних горизонтов месторождения образовывались в условиях высоких температур, что способствовало накоплению индия, кадмия, тантала, тогда как скопления мышьяка, сурьмы, серебра и галлия характерны для более высоких горизонтов. Концентрации цинка приурочены к нижним горизонтам, свинца - к верхним. На месторождении Савинское-5 концентратором олова и сурьмы является галенит, мышьяка - сфалерит и пирит, меди -сфалерит и пирротин, марганца - все четыре минерала. По всему Почекуевскому хребту к западу от горы Кличка в окремненных доломитах наблюдается повышенное содержание свинца, цинка, меди, мышьяка, сурьмы, мар -ганца, бора, бария, стронция, ртути, цинка, причем в аномальных количествах отмечаются сурьма, мышьяк, серебро. В скарнах Савинско-го-5 обнаружены повышенные содержания ли-
тия, рубидия, бора, бериллия, в грейзенах -фтора, цинка, стронция, мышьяка, сурьмы.
Промышленную ценность представляет месторождение скарнового типа Савинское-5, остальные имеют лишь минералогический интерес.
Кличкинское месторождение - это серия прерывистых жил сфалерит-галенитового ряда, вытянутых к юго-западу от горы Кличка на протяжении 2 км. Особенностью руд является выдержанное содержание кадмия, мышьяка, меди. В пределах этой полосы известны отработанные рудники - Кличкинский, Савинский-2,
4, Колчеданный.
На территории Кличкинского рудного поля флюоритовая минерализация известна с 1861 г. В 1959-1960 гг. открыто Гарсонуйское флюо-ритовое месторождение. Средняя мощность жил флюорита до 4,7 м (редко до 10 м), простирание до 600 м. Флюориты содержат бериллий, бор, олово, литий, свинец, цинк, алюминий, барий, стронций. В Начирском участке для флюоритов определены повышенные содержания магния, бериллия, меди, мышьяка, серебра.
Согласно закону «О недрах», при частичной или полной ликвидации или консервации подземные и наземные выработки должны быть в таком состоянии, чтобы обеспечить безопасность жизни и здоровья людей, зданий, сохранить месторождение.
Однако для основных промышленных объектов Кличкинского рудного узла эти рекомендации не выполнены. Основными источниками загрязнения здесь являются следующие объекты :
1) отвалы на восточных, юго-восточных, южных и юго-западных окраинах шахты место -рождения Савинское-5. Средние размеры отвалов 150х80 м при высоте 7...10 м;
2) техногенно-бытовые отвалы, располагающиеся полукругом вокруг отвалов шахты Савинское-5. Размеры свыше 500х300 м при высоте до 10 м;
3) отвалы карьера на площади 250х300 м, здесь же отстойник площадью 200х200 м в
пойме ручья Кличка;
4) карьер на правом борту руч. Кличка выше шахты Савинское-5, размеры 150х 120 м;
5) Гарсонуйская шахта, ее отвалы и скальная подрезка на левом борту руч. Кличка, размеры 100х 120 м;
6) Екатерининское месторождение, восточный склон горы Кличка - старые выработки и шахты, их отвалы, новые отвалы и отстойник обогатительной фабрики ТОО «Кварц». Площадь техногенного ландшафта 750х100 м;
7) Начирский участок, юго-западные окраины горы Кличка - четыре открытых входа в штольни, магистральные канавы, глубокие (свыше 10 м) шурфы. Отвалы дробилки и обогатительной фабрики на площади свыше 1000х1500 м;
B) Кличкинская обогатительная фабрика. Вокруг здания фабрики - техногенно-бытовые отвалы (площадь свыше 400х1000 м) и хвосто -хранилище - верхний (первый) отстойник площадью 500х500 м, нижний (второй) - площадью 400х400 м.
Геологический мониторинг на заброшенных Кличкинских шахтах и штольнях должен состоять из мониторинга горных пород, мониторинга экзогенных геологических процессов (выветривание, деятельность временных и постоянных водотоков, ветра, озер, болот, подземных вод, почвы), геохимического мониторинга, мониторинга биоценозов, мониторинга атмосферы, мониторинга горно-добывающих предприятий (Прозоров, Экзарьянц, 2000).
На южных склонах техногенных отвалов месторождения Савинское-5 активизируется оврагообразование. Овраги дренируют отвалы, продукты разрушения сносятся в руч. Кличка, который, в свою очередь, впадает в р. Урулюнгуй.
Если посмотреть данные спектрального анализа проб, взятых из русловых оврагов, то обращает на себя внимание большое количество в пробах свинца, цинка, мышьяка, титана, марганца, а также постоянное присутствие бария, сурьмы, фосфора, циркония. Концентрация титана достигает 1 %, что крайне необыч-
но для кличкинских руд. Титан входит в состав ильменита, рутила, брукита, биотита, пироксена, сфена, амфибола и других минералов. Основная масса титана адсорбируется глинистыми частицами.
На южных склонах горы Кличка активными являются действия процессов выветривания и деятельности временных водотоков, особенно в местах старых отвалов штолен, канав, шурфов, что приводит к образованию конусов выноса. Интенсивность выветривания фиксируется для зон сильно трещиноватых пород. По данным спектрального анализа проб Начирского участка, отмечается увеличенное содержание цинка до 1 % и марганца до 0,3 %.
Опасными для здоровья являются тяжелые металлы, которые в избытке присутствуют как в рудах, так и в продуктах разрушения отходов рудника. Это свинец, цинк, кадмий, ртуть, мышьяк и др.
Отравление свинцом (свинцовая болезнь, или сатурнизм) выражается в повышенной утомляемости, ухудшении зрения, малокровии, нервных параличах, поражении почек, болях в сердце, преждевременных родах, выкидышах. Свинец откладывается, в основном, у взрослых в костях, а у детей - во внутренних органах и мозговой ткани. Свинец активно накапливается в почве, в растениях, снижает процесс фотосинтеза, нарушает минеральное питание растений.
Избыток цинка - причина раковых забо-леваний и анемии. Он способствует делению раковых клеток, угнетает окислительные процессы в организме.
Кадмий - наиболее токсичный из всех тя -желых металлов. Он попадает в растения, накапливается в табаке, грибах, в почве, гумусе, очень слабо выводится из организма. Поражает почки, нервную и половую системы, отрицательно действует на органы дыхания. Вызывает деформации и хрупкость костей, сопровождающиеся сильными болями.
Ртуть опасна своими парами, которые вы -зывают рвоту, тошноту, кровавые поносы, крошение зубов, нервно-психические рас-
стройства. Основная концентрация элемента происходит в головном и костном мозге. Особенно токсичны ртутьорганические соедине-ния, отравления которыми фиксируются спустя несколько недель. Они усиленно аккумулируются в капусте, горьком перце, фасоли и других овощах.
Мышьяк - яд комплексного действия, накапливается в почве, особенно в гумусовом слое. Оказывает влияние на полное отравление организма, блокируя все его функции.
Из почвы быстро вымываются такие подвижные элементы, как уран, литий и другие, в то время как для ртути, свинца, кадмия, мышьяка, кобальта, никеля и других почва становится подлинным барьером, фильтром, накапливающим их в значительных количествах.
По рекомендациям ООН в системе контроля по окружающей среде должны постоянно наблюдаться ртуть, кадмий, мышьяк, свинец, цинк, фтор. Именно эти элементы присутствуют в значительных количествах в рудах и отвалах Кличкинского рудного узла. Это требует незамедлительной постановки геохимического мониторинга, как на самом Кличкинском рудном узле, так и на прилегающих территориях.
Геохимические исследования первичных ореолов велись только с точки зрения поисков скрытого оруденения, а геохимические особенности вторичных ореолов, обусловленных техногенезом, зачастую содержащие токсичные химические элементы, находились вне внимания геохимиков и экологов.
Для выделения современных геохимиче -ских ореолов рассеивания химических элементов необходим мониторинг горных пород, экзо-
1. Геологические исследования и горнопромышленный комплекс Забайкалья [Текст] / Под ред. Г.А. Юргеноона. - Новосибирск: Наука, 1999. -573 с.
2. Геологическое строение Читинской области. Объяснительная записка к геологической карте масштаба 1:500000. - Чита, 1997. - 239 с.
3. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта: учеб. пособие [Текст] / А.И. Перельман. - М.:
и эндогенных геологических процессов, кото -рые следует проводить в районах Савинского-5, Гарсонуйского, Екатерининского, Начирского месторождений Кличкинского рудного узла.
Созданный на территории узла техногенный ландшафт - карьеры, отвалы, шурфы, канавы, дамбы, отстойники, штольни, шахты характеризуются деградацией и уничтожением почв, зонами проседания, интенсификацией оврагообразования на общей площади около 20 км2.
Среди угнетенной травянистой и кустар -никовой растительности техногенного ландшафта аномально появление нормально развитых особей цветковых, тополей и ильмов, что объясняется их приспособлением к почвам техноландшафтов. Однако на старых отвалах не произрастает никакая растительность в силу их высокой токсичности. Геохимические исследования овощей, ягод, мяса животных с приусадебных хозяйств рудничных поселков не проводились. В цепи «горные породы -почвы - растения - животные - человек» для Кличкинского рудного узла нарушены первые четыре звена, что, несомненно, скажется и на оставшихся двух.
Последствия в зонах затопленных шахт достаточно непредсказуемы, что также требует своевременной постановки геоэкологического мониторинга, охватывающего не только техногенную территорию Кличкинского узла, но и прилегающий Почекуйский хребет и отроги Кличкинского хребта. Параллельно с геоэкологическим мониторингом в районе надлежит создать географический, биологический и социальный мониторинги. _______________________________Литература
Высшая школа, 1966. - 392 с.
4. Прозоров, Л.Л. Введение в геоэкологию: учеб. пособие [Текст] I Л.Л. Прозоров, В.Н. Эк-зарьян. - М.: Пробел, 2ÜÜÜ. - 2Ü7 с.
5. Санин, Б.П. Геология и геохимия Кличкин-ского рудного узла и прогноз оруденения [Текст] I Б.П. Санин, ЛД. Зорина. - Новосибирск: Наука, 197S. - 1S4 с.
Коротко об авторах____________________________________
Барабашева Е.Е., канд. геол.-минерал. наук, доцент кафедры гидрогеологии и инженерной геологии, ст. науч. сотрудник Геологического научного центра Читинского государственного университета (ЧитГУ) раб. тел. 35-58-56
Научные интересы: геоэкология, охрана геологической среды, музееведение
Стремеикая Е.О., аспирантка, ст. науч. сотрудник Геологического научного центра Читинского государственного университета (ЧитГУ) раб тел. 35-58-56
Научные интересы: геоэкология, охрана геологической среды, музееведение
____________________________________Briefly about authors
E. Barabasheva, senior research assistant of Chita State University Geological Scientific Centre, candidate of geological and mineralogical science, assistant professor
Research intersts: geoecology, geological environment protection
E. Stremetskaya, senior research assistant of Chita State University Geological Scientific Centre, post-graduate student
Research intersts: geoecology, geological environment protection, museology
