Химический состав природных вод исторического рудника Бекк (Питкярантский район, Карелия) рассматривается как результат взаимодействия системы вода - порода - органическое вещество. Комплексный подход, заключающийся в использовании представительного набора аналитических методов для изучения природных вод и пород техногенного объекта в совокупности с геохимическим моделированием, позволил подробно рассмотреть процессы формирования химического состава вод. Показано, что основной механизм поступления Fe, Cu, Zn, Ni, Pb - окислительное растворение сульфидных минералов, а комплексообразование с органическим веществом является процессом, удерживающим металлы в растворе, что в первую очередь характерно для Fe. Авторы выражают искреннюю благодарность М.В. Мироненко и Ю.В. Шварову за возможность использования программ GEOCHEQ и HCh, А.С. Торопову за помощь в проведении химического анализа воды, Лоренцу К.А. за помощь в проведении сканирующей электронной микроскопии. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
---|
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.17223/25421379/31/10
- eLIBRARY ID
- 68490971
Негативное воздействие разработки полезных ископаемых на окружающую среду не заканчивается на этапе эксплуатации рудников. Заброшенные техногенные объекты также являются источником токсичных элементов, которые могут поступать в поверхностные и подземные воды, почвы. Эта проблема широко распространена во всем мире [Navarro et al.,
2008; Moyé et al., 2017; Banks et al., 2019; Wang et al., 2019; Tomiyama et al., 2020].
Список литературы
1. | Алексеев В.А. Причины образования кислых дренажных вод в отвалах сульфидсодержащих пород // Геохимия. 2022. № 1. С. 69-83. EDN: FVJWUJ | |
---|---|---|
2. | Алексеев В.А., Кочнова Л.Н., Бычкова Я.Н., Кригман Л.В. Экспериментальное исследование - извлечения нормируемых элементов водой из загрязненных пород // Геохимия. 2011. № 12. С. 1317-1342. EDN: ONFSXL | |
3. | Борзенко С.В., Федоров И.А. Основные формы миграции металлов в присутствии гуминовых веществ в содовых озерах Восточного Забайкалья // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330, № 3. С. 18-27. EDN: ZCFBKX | |
4. | Гаськова О.Л., Бортникова С.Б. К вопросу о количественном определении нейтрализующего потенциала вмещающих пород // Геохимия. 2007. № 4. С. 461-464. EDN: IAGZOL | |
5. | Даувальтер В.А., Денисов Д.Б., Слуковский З.И. Влияние стоков апатит-нефелинового производства на биогеохимические процессы в арктическом горном озере // Геохимия. 2022. Т. 67, № 10. С. 1013-1028. EDN: NGEESF | |
6. | Замана Л.В., Чечель Л.П. Г еохимия дренажных вод горнорудных объектов вольфрамового месторождения Бом-Г орхон (Забайкалье) // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22, № 3. С. 267-273. EDN: SMJZCX | |
7. | Елохина С.Н., Арзамасцев В.А., Арзамасцев А.А. Изменение химического состава дренажных вод при отработке Сафьяновского медноколчеданного месторождения // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2016. № 2. С. 85-92. EDN: VWDYSB | |
8. | Конышев А.А., Сидкина Е.С., Солдатова Е.А., Догадкин Д.Н., Громяк И.Н. (Особенности поведения химических элементов в системе вода-порода района разрабатываемого карьера бутового камня в Питкярантском рудном районе (Карелия) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2021. Т. 332, № 3. С. 7-19. EDN: AMURYC | |
9. | Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2012. 672 с. | |
10. | Ларин А.М. Граниты рапакиви и ассоциирующие породы. СПб.: Наука, 2011. 402 с. EDN: QKLGUB | |
11. | Лепокурова О.Е., Иванова И.С., Трифонов Н.С., Колубаева Ю.В., Соколов Д.А. Растворенные формы миграций гумусовых кислот в поверхностных водных объектах Ямало-Ненецкого автономного округа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333, № 5. С. 56-69. EDN: KVCWRB | |
12. | Лиманцева О.А., Рыженко Б.Н., Черкасова Е.В. Моделирование гидрогеохимических процессов на Усинском месторождении марганцевых руд для оценки экологической опасности при разработке // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2018. № 4. С. 113-124. EDN: LYZEAP | |
13. | Липатникова О.А., Гричук Д.В. Термодинамическое моделирование форм нахождения тяжелых металлов в донных отложения на примере Иваньковского водохранилища // Вестник Московского университета Сер. 4. Геология. 2011. № 2. C. 5-59. EDN: NXTKCR | |
14. | Методы геохимического моделирования и прогнозирования в гидрогеологии // [С.Р. Крайнов, Ю.В.Шваров, Д.В. Гричук и др.]; под ред. С.Р. Крайнова. М.: Недра, 1988. 252 с. | |
15. | Мироненко М.В., Золотов М.Ю. Равновесно-кинетическая модель взаимодействий вода-порода // Геохимия. 2012. № 1. С. 3-9. EDN: ONFSYF | |
16. | Мироненко М.В., Мелихова Т.Ю., Золотов М.Ю., Акинфиев Н.Н. GEOCHEQ_M - комплекс для термодинамического и кинетического моделирования геохимических процессов в системе вода - порода - газ. 2008. | |
17. | Моисеенко Т.И., Дину М.И., Г ашкина Н.А., Кремлева Т.А. Формы нахождения металлов в природных водах в зависимости от их химического состава // Водные ресурсы. 2013. Т. 40, № 4. С. 375-385. EDN: QCBZXR | |
18. | Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2016 год. М., 2017. 216 с. | |
19. | Рыбникова Л.С., Рыбников П.А. Закономерности формирования качества подземных вод на отработанных медноколчеданных рудниках Левихинского рудного поля (Средний Урал, Россия) // Геохимия. 2019. № 3. С. 282-299. EDN: VZLPUD | |
20. | Солдатова Е.А., Сидкина Е.С., Савичев О.Г. Моделирование изменения геохимической обстановки под влиянием сброса коммунально-бытовых сточных вод на примере Обского болота (Западная Сибирь) // Геосферные исследования. 2022. № 1. С. 126-136. DOI: 10.17223/25421379/22/10 EDN: BGBUVO | |
21. | Черкасова Е.В., Мироненко М.В., Сидкина Е.С. Кинетико-термодинамическое моделирование кислотного дренажа объединенной технологической пробы с месторождения Павловское (архипелаг новая земля, о. Южный). Предварительная оценка // Геохимия. 2021. № 2. С. 183-190. EDN: ZVHICK | |
22. | Шваров Ю.В. HCh: новые возможности термодинамического моделирования геохимических систем, предоставляемые Windows // Геохимия. 2008. № 8. С. 898-903. EDN: JHMYIJ | |
23. | Щипцов В.В., Гольденберг М.Л., Луукконен Э., Марин М. Дорога горных промыслов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2014. 362 с. | |
24. | Amelin Yu.V., Larin A.M., Tucker R.D. Chronology of multiphase emplacement of the Salmi rapakivi graniteanorthosite complex, Baltic Shield: implications for magmatic evolution // Contrib. Mineral. Petrol. 1997. V. 127, No. 4. P. 353-368. EDN: KBJGRK | |
25. | Banks D., Athresh A., Habaibeh A., Burnside N. Water from abandoned mines as a heat source: practical experiences of openand closed-loop strategies, United Kingdom // Sustainable Water Resources Management. 2019. V. 5. P. 29-50. EDN: OSTURT | |
26. | Barton P.L., Benthke P.M., Toumin P. Equilibrium in ore deposits // Min. Soc. Am. Spes. 1963. V. 1. Р. 171-185. | |
27. | Bortnikova S.B., Yurkevich N.V., Gaskova O.L., Volynkin S.S., Edelev A.V., Grakhova S.P., Kalnaya O.l, Khusainova A.Sh, Gora M.P., Khvashchevskaya A.A., Saeva O.P., Podolynnaya V.A., Kurovskaya V.V. Arsenic and metal quantities in abandoned arsenide tailings in dissolved, soluble, and volatile forms during 20 years of storage // Chemical Geology. 2021. V. 586. Art. number 120623. EDN: UKGUTO | |
28. | Dinu M.I. Element specification in small lakes of the Kola Peninsula: Geochemical and technogenic factors // Environmental Research Letters. 2021. V. 16 (6). Art. number 065005. EDN: BABMVK | |
29. | Helgeson H.C. Evaluation of irreversible reactions in geochemical processes involving minerals and aqueous solutions. I. Thermodynamic relations // Geochim. Cosmochim. Acta. 1968. V. 32. P. 569-592. | |
30. | Helgeson H.C., Brown T.H., Nigrini A., Jones T.A Calculation of mass transfer in geochemical processes in volving aqueous solutions // Geochim. Cosmochim. Acta. 1970. V. 34. P. 569-592. | |
31. | Moiseenko T.I Surface Water under Growing Anthropogenic Loads: From Global Perspectives to Regional Implications // Water. 2022. V. 14 (22). Art. number 3730. | |
32. | Moye J., Picard-Lesteven T., Zouhri L., Amari K., Hibti M., Benkaddour A. Groundwater assessment and environmental impact in the abandoned mine of Kettara (Morocco) // Environmental Pollution. 2017. V. 231. P. 1. P. 899-907. | |
33. | Navarro M.C., Perez-Sirvent C., Martmez-Sanchez M.J., Vidal J., Tovar P.J., Bech J. Abandoned mine sites as a source of contamination by heavy metals: A case study in a semi-arid zone // Journal of Geochemical Exploration. 2008. V. 96 (2-3). P. 183-193. EDN: MFKHGJ | |
34. | Neymark L.A., Amelin Yu.V., Larin A.M Pb-Nd-Sr isotopic and geochemical constraints on the origin of the 1.54-1.56 Ga Salmi rapakivi granite-anorthosite batholith (Karelia, Russia) // Mineral. Petrol. 1994. V. 50. P. 173-193. EDN: ZXZFYH | |
35. | Palandri J.L., Kharaka Y.K. A Report “Compilation of Rate Parameters of Water-Mineral Interaction Kinetics For Application to Geochemical Modeling”. California, 2004. | |
36. | Ryzhenko B.N., Belova T.P., Ryabenko A.E., Cherkasova E.V. Evaluation of Acid Drainage in Ore Deposits // Water Resources. 2016. V. 43, No. 7. Р. 964-973. EDN: YVBYYP | |
37. | Shah S.B. Heavy Metals in the Marine Environment-An Overview // Heavy Metals in Scleractinian Corals. SpringerBriefs in Earth Sciences. Springer, Cham., 2021. DOI: 10.1007/978-3-030-73613-2_1 | |
38. | Sidkina E.S., Mironenko M.V., Cherkasova E.V. Application of equilibrium-kinetic modeling for predicting the chemical composition of subdump waters of the Udokan deposit (Russia) // Geochemistry International. 2020. V. 58, No. 13. P. 1419-1429. EDN: BYJRIV | |
39. | Tomiyama S., Igarashi T., Tabelin C.B., Tangviroon P., Ii H. Modeling of the groundwater flow system in excavated areas of an abandoned mine // Journal of Contaminant Hydrology. 2020. V. 230. Art. number 103617. | |
40. | Trüstedt O. Die Erzlagerstütten von Pitküranta am Ladoga-See // Bull. La Comm. Gйologique Finl. 1907. No. 19. Р. 333. In German. | |
41. | Wang P., Sun Z., Hu Y., Cheng H. Leaching of heavy metals from abandoned mine tailings brought by precipitation and the associated environmental impact // Science of The Total Environment. 2019. V. 695. Art. number 133893. | |
42. | Zhang X., Li B., Deng J., Qin B., Wells M., Tefsen B. Advances in freshwater risk assessment: improved accuracy of dissolved organic matter-metal speciation prediction and rapid biological validation // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2020. V. 202. Art. number 110848. | |
43. | Zippa E., Zuddas P. Estimation the reactive surface area of minerals during fluid-rock interaction in hydrothermal Jiangxi Province (SE China) // Applied Geochemistry. 2020. V. 120. Art. number 104675. EDN: SEOZCW |
Выпуск
Другие статьи выпуска
Лидер томской школы палеонтологов, заслуженный профессор ТГУ Вера Михайловна Подобина известна в России и за рубежом своими фундаментальными исследованиями ископаемых фораминифер - важнейшей группы микроорганизмов при изучении геологии нефтегазоносных провинций мира. Основные работы В.М. Подобиной посвящены исследованиям фораминифер и стратиграфии крупнейшей нефтегазоносной провинции России - Западной Сибири. Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов. |
---|
Проведен анализ данных о химическом составе речных, ледниковых и подземных вод в горно-ледниковом бассейне Актру (Горный Алтай) и на прилегающих территориях в 1997-2000, 2012-2014, 2019, 2022 гг. Выявлены тенденции изменения состава природных вод в ряду «ледник - речные воды - подземные воды». Установлено увеличение минерализации, концентраций Ca2+, Mg2+, HCO3- в водах притоков р. Актру. Предположительно, это связано с увеличением площади соприкосновения воды с горными породами, ранее находившимися под ледниками и (или) при отрицательной температуре. авторы признательны сотрудникам Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Национального исследовательского Томского политехнического университета, Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, Сибирского регионального центра ФГБУ «Гидроспецгеология», сотрудникам и студентам кафедры гидрологии Национального исследовательского Томского государственного университета, участвовавшими в проведении полевых и лабораторных работ в рамках рассматриваемого исследования в 1997-2022 гг. Вклад авторов: Савичев О. Г. - научное руководство; концепция исследования; полевые работы; анализ данных; написание исходного текста; итоговые выводы. Хващевская А. А. - руководство и непосредственное участие в лабораторных работах; доработка текста; итоговые выводы. Паромов В.В. - проведение полевых работ. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Исследовался энергетический потенциал двух типов экосистем: экологической, эволюционирующей в асимптотически устойчивом режиме, и эколого-экономической энергетически диссипативной с ускорением удаляющейся системы. Раскрытие сути осуществлено на примере экосистемы Ушайской морфоструктуры в окрестностях г. Томска (Россия). Аккумулятором солнечной энергии является совокупность продуцентов, представляющая экзистенциальную ренту. А мерой ренты - количество трансформируемой солярной энергии, накапливаемой в биотопах в единицу времени на заданной площади. Установлено, что максимальным энергопотенциалом обладают насаждения сосны обыкновенной, в которых накопленная энергия за 59 лет равна 25140,94* 109 Дж/га, что составляет 86,7 % от всей энергии органического вещества исследуемого участка. На долю почвы приходится около 12,87 % органического вещества, аккумулированного в экосистеме за период формирования в 6 000 лет: в гумусе содержится 2680,30* 109 Дж/га (9,24 %), в негумифицированном органическом веществе 1051,80* 109 Дж/га (3,63 %). Относительно низкие показатели характерны для энергетических потенциалов фитомассы травяной растительности (28,65*109 Дж/га) и мортмассы (95,61* 109 Дж/га), процесс аккумуляции энергии в которых осуществляется в вегетационный период. На момент исследования текущий энергопотенциал экосистемы составил 28997,30* 109 Дж/га. Вклад авторов: Поздняков А.В. - концептуализация и методология исследования: анализ современных представлений в решении задач определения экологической ёмкости; разработка концептуально-феноменологической модели исследуемой проблемы; обоснование актуальности, определение целей и задач исследования, выбор объектов исследования и пр. Выбор участков для проведения экспедиционных НИР. Подготовка результатов исследования к публикации и администрирование проекта. Грачев И.Г. - непосредственная реализация целей и задач проекта в экспедиционных и экспериментальныхъіх исследованиях, сопровождавшихся отбором проб для лабораторного анализа; научно-теоретическая обработка результ
Проведен анализ данных по содержанию 10 химических элементов в природных водах Забайкальского края. В момент отбора вод измерялся окислительно-восстановительный потенциал и водородный показатель потенциометрическим методом. Определение концентрации элементов проводили без предварительной пробоподготовки с помощью неразрушающего физического метода - рентгенофлуоресцентного анализа с полным внешним отражением на спектрометре S2 Picofox (Bruker Nano GmbH, Германия) с использованием внутреннего стандарта - ионов германия. По величинам среднего содержания элементов с переменной валентностью (Cr, Mn, Fe, Cu, Se и As) был рассчитан риск развития окислительного стресса в физиологических условиях. В результате выявлено, что большинство проб воды имели удовлетворительное качество и соответствовали санитарно-гигиеническим нормативам, однако реки и ручьи в техногенно-нарушенных ландшафтах города Читы, села Акатуй, а также подземные воды посёлка Кличка характеризовались высокими концентрациями цинка, мышьяка, железа, марганца и стронция, что, вероятно, обусловлено как процессами загрязнения окружающей среды, так и природными геохимическим факторами. Выявлены отличия по содержанию химических элементов в водах крупных рек по сравнению с другими источниками, в том числе значительное превышение уровня железа в сравнении с ПДК, особенно в окрестностях города. Величина риска развития окислительного стресса охарактеризовала поверхностные воды водоёмов в окрестностях города Чита как наиболее опасные за счёт высоких концентраций Fe, Mn и Cu. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Проведено детальное минералого-геохимическое исследование контактов плагиориолит-порфиров с серпентинитами и нефритами на Улан-Ходинском месторождении. Установлено, что на контактах с серпентинитами по плагиориолит-порфирам образуются родингиты, состоящие из диопсида, гроссуляра, альбита и паргасита. А на контакте с нефритами присутствует зона диопсидитов с небольшим количеством тремолита. Исходя из наблюдаемых взаимоотношений, геохимических и минералогических особенностей пород, предложена новая модель стадийности образования нефрита на Улан-Ходинском месторождении. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Приведены новые данные о возрасте рудоносного магматизма и ассоциирующего с ним оруденения, а также выделены основные этапы и стадии золотого и редкометалльного оруденения в Восточном Забайкалье: Этап I (среднетриасовый) - Au оруденение → Этап II (средне-позднеюрский, коллизионный): первая стадия - Mo-, Fe-скарновое, Au-As, Au-Cu оруденение и ранние «импульсы» или фазы шахтаминского и амуджикано-сретенского комплекса → вторая стадия W-, Au-полиметаллическое, Au-Bi-оруденения и поздние «импульсы» или фазы шахтаминского и амуджикано-сретенского комплекса → Этап III (раннемеловой, рифтогенный) Au-Ag, Sb-Hg и Au-As оруденение, а также W-оруденение, связанное с магматическими породами кукульбейского интрузивного комплекса. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Золото автохтонных россыпей рек Синяха и Шахтама, источники которых приурочены к периферической и центральной частям Шахтаминского месторождения, довольно контрастно различается по морфологии, химическому составу и минеральным ассоциациям. Различия отражают зональность размещения и уровень эрозионного среза золотого оруденения. Коренным источником россыпей явилось Au-полиметаллическое оруденение, для россыпи р. Шахтама - более глубокого уровня. Россыпеобразующее золотое оруденение наложено на Au-полиметаллическое. Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Объектом изучения является Хопсекский ультрамафитовый массив, располагающийся в западном окончании Западно-Тувинского офиолитового пояса (Республика Тыва). Рассматриваются результаты исследования деформаций изломом дайки микрогаббро, интрудированной в серпентинитах, и порфирокластового зерна клинопироксена из верлита. Геометрическим анализом установлены динамические условия и количественные оценки продольной и поперечной деформации дайки на макроуровне и зерна клинопироксена на микроуровне. Установленные закономерности деформирования пород и минералов связываются авторами с завершающим этапом пластических деформаций тела массива и фиксируют их переход к хрупким деформациям. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Обобщены данные по геохимическому составу амфиболитов, выделяемых в составе ханмейхойской свиты харбейского метаморфического комплекса (Харбейский блок, Полярный Урал), и представлены результаты U-PB (LA-ICP-MS) датирования циркона из метабазита. Судя по возрастам циркона магматического генезиса (656-583 млн лет) и индикаторным геохимическим меткам пород, предложено рассматривать формирование протолита амфиболитов в тыловой части активной континентальной окраины, реконструируемой в Полярноуральском секторе в конце неопротерозоя. Наличие в метабазитах ксеногенного циркона с древними возрастами (2462-1023 млн лет) связано, по-видимому, с процессами коровой контаминации. авторы выражают благодарность К.В. Куликовой за консультацию. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. |
---|
Реконструкция геологической истории Енисейского кряжа важна не только для понимания тектонической эволюции подвижных поясов на границах древних кратонов, но и для решения вопроса о вхождении Сибирского кратона в состав суперконтинента Родиния. По результатам минералого-петрологических, геохимических и изотопногеохронологических исследований получены данные по возрастам и термодинамическим условиям метаморфизма, обстановкам формирования, составам и природе протолитов метапелитов, метабазитов и метавулканитов зоны сочленения Северо- и Южно-Енисейского кряжа (Приангарье). Установлены два импульса мезо-неопротерозойской эндогенной активности в развитии Ангарского комплекса, связанные со становлением суперконтинента Родиния. Ранний этап (1,18-0,85 млрд лет) связывается с гренвильской тектоникой, поздний - с постгренвильскими аккреционноколлизионными процессами вальгальской складчатости с пиками 810-790 и 730-720 млн лет и завершением неопротерозойской эволюции орогена на западной окраине Сибирского кратона. Геодинамическая история региона сопоставляется с синхронной последовательностью и схожим стилем тектоно-термальных событий по периферии крупных докембрийских кратонов Лаврентии и Балтики, что подтверждает современные палеоконтинентальные реконструкции о тесных пространственно-временных связях между этими кратонами и их вхождении в состав Родинии. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Издательство
- Издательство
- ТГУ
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- Юр. адрес
- 634050, г. Томск, пр. Ленина, 36
- ФИО
- Галажинский Эдуард Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@tsu.ru
- Контактный телефон
- +8 (382) 2529585
- Сайт
- https:/www.tsu.ru