Южно-Гайское месторождение

На участке Южно-Гайского месторождения природные воды распространены во всем изученном разрезе палеозоя и мезокайнозоя.

В породах палеозоя наблюдаются трещинно-пластовые и трещинножильные воды. Глубины зеркала этих вод 20-70 м. Гидроизогипсы их воспроизводят конфигурацию кровли палеозоя. Мощность водоносного горизонта около 200 м. Рудная залежь полностью обводнена. Дебит вод колеблется: 0,00п-п л/с, возрастая от пород основного состава к кислым. Последние более трещиноваты, несут сульфидную минерализацию. Воды от краевых приподнятых частей участка устремляются к цензру с уклоном 0,02. Высокий дебит вод в районе рудной залежи, ступенчатое строение кровли пород палеозоя приводят к зарождению потока вод, переливающихся здесь в вышележащие рыхлые отложения.

Характеристика химического состава трещинно-пластовых вод пород палеозоя приведена в таблице 2.2 и 2.3. Исключительно высокие содержания сульфат-ионов железа, алюминия, рудных элементов, превышающие фон по району в сотни раз, свидетельствуют об интенсивности процессов окисления на месторождении.

Мощные зоны нарушения на участке характеризуются высоким дебитом вод - больше 10 л/с. Они являются основными коллекторами вод, омывающими рудные залежи. Так, воды Гайской зоны разломов соприкасаются со всеми рудными залежами Гайского и Южно-Гайского месторождений. Они переливаются в вышележащий рыхлый покров к юговостоку от Южно-Гайского месторождения по линии скважин 222-598-195-46, формируя погребенный поток (рисунки 2.2, 2.3).

Воды Калиновской зоны разломов омывают минерализованные породы на протяжении более 30 км. Видимо, они соприкасаются с рудными залежами восточного фланга рассматривемых месторождений на глубинах до 2000 м. Коэффициенты аномальности вод Гайской зоны разломов составляют меди - 50, цинка - 90, а Калиновской соответственно 20 и 16.

Перелив вод Калиновской зоны разломов в вышележащую толщу рыхлых пород прослеживается на меридиане Купоросного озера по линии скважин 1428-753-1238, там, где породы палеозоя наиболее глубоко денудированы. Циркуляция и перелив менее минерализованных вод прослежены нами по всем зонам нарушения участка как субмеридиональным, так и субширотным. С ними, видимо, связано происхождение пятен мокрого солонца в юго-западной части участка.

Воды рыхлых отложений представлены пластово-поровыми и трещинно-пластовыми разностями. Обводненность возрастает от периферии к центру, где глубина зеркала вод ограничивается 2 м. Мощность водоносного горизонта соответственно меняется от 0 до 60 м. Величина напора в центре достигает 10 м. Сезонные колебания равны 1 м. Источником питания являются атмосферные осадки, а также трещинно-жильные воды пород палеозоя. Воды в отложениях мезокайнозоя заключены в своеобразной каменной чаше. По трещинам в породах они поступают в эту чашу. В нее же поступают воды с рудной залежи, расположенной на борту в северо-западной части участка. Слив происходит только в юго-восточной части, через промоину в породах палеозоя, проделанную рекой Колпачкой. Здесь сливаются воды только самых верхних горизонтов рыхлых отложений. Основная часть запасов - статичная. Основным водоносным горизонтом являются песчано-глинистые отложения верхнего олигоцена, которые в виде палеореки направляются от рудной залежи к юго-восточной части участка.

Таблица 2.2 - Пределы содержаний макроэлементов, величины pH и М-минсрализации в подземных водах Южно-Гайского месторождения

Тип подземных вод

pH

Содержание, мг/л

НСО3

С1

SO4

Са

Mg

Na

Fe2

Fe3

Al/M

Трещино-жильные воды в системе зон нарушений: а) Гайской

6.2-8.0

61.0-219.6

9.94-485.3

51.0-27858.0

14.0-256.7

6.6-80.2

22.3-441.6

0.2-1000

0.1-1.7

  • -/132.0-
  • 35020.0

б) Калиновской

4.6-8.1

23.9-264.5

74.9-1276.9

93.0-4845.8

10.0-601.2

4.3-133.8

126.0-708.0

0.1-329.0

0.1-1.7

  • -/468.0-
  • 8070.8

Трсщино-пластовыс воды в породах палеозоя, смешанные

2.8-83

12.2-244.7

74.2-1420.0

  • 34.0-
  • 46466.6

10.0-554.0

8.5-559.4

22.5-2409.2

0.2-6691.0

0.2-662.0

<300-2750/505.5-57109

Пластово-поровые воды в породах мезозоя в кон туре преимущественно:

  • а)Гидракарбонатных
  • б) Хлоридных
  • в) Сульфатных
  • 6.7- 8.4
  • 4.4-7.9
  • 2.8- 7.8
  • 158.6-353.9
  • 109.8-317.2
  • 24.1-256.3
  • 46.4-253.4
  • 45.6-1245.3
  • 9.98-1889.7
  • 41.2-678.0
  • 44.4-11761.4
  • 67.3-
  • 29021.8
  • 18.0-121.4
  • 37.7-234.6
  • 8.0-636.6
  • 8.7-498.6
  • 2.0-707.3
  • 1.2-912.0
  • 41.8-348.0
  • 44.6-429.2
  • 7.1-991.9
  • 0.1-1.5
  • 0.1-12.3
  • 0.1-8524.8
  • 0.1-0.3
  • 0.1-1.3
  • 0.1-982.4
  • -/273.0-
  • 1773.9
  • -/207.8-
  • 11764.0
  • -/112.4-
  • 32188.0

В целом по месторождению

2.8-8.4

12.2-353.9

9.98-1889.7

  • 41.2-
  • 46466.6

8.0-636.6

1.2-912.0

7.1-2409.2

0.1-6691.0

0.1-932.4

300-2750/112.4-57109.1

67

Таблица 2.3 - Пределы содержаний рудных элементов в подземных водах Южно-Гайского месторождения

Наименование

Медь

Цинк

Свинец

Мышьяк

Серебро

Молибден

Фоновое содержание по району, мг/л

0,01

0,1

0,003

-

-

0,003

Аномальное содержание по району, мг/л

0,08

0,3

0.01

-

-

0,010

Трещино-жильные воды в системе зон нарушений:

  • а) Гайской
  • б) Калиновской

0,002-0,5х 50 0.002-0.2 20

0,06-9,0 90 0,06-1,6 16

  • 0,003-0,03
  • 10

0.001-0.0075

  • 0,002-0,009 3
  • 0,001-0,130
  • 43

Трещино-пластовые воды в породах палеозоя, смешанные

  • 0,002-13,3
  • 1330
  • 0,02-130,0
  • 1300
  • 0,008-15,0
  • 500

0,001-0,0075

  • 0,001-0,050
  • 17

Пластово-поровые воды в породах мезозоя в контуре преимущественно:

  • а) Гидракарбонатных
  • б) Хлоридных
  • в) Сульфатных

0,002-0,03 3 0.002-0.3 30 0,004-1666,6 16660

0,06-0,4 4 0,07-1,5 15 0,007-1138,2 11382

--

  • 0,002-0,001
  • 0,001-0,003
  • 0,004-0,142

в.'о-0,010

0,001-0,070 23 0.001-0,660 220 0,001-6,900 2300

В целом по месторождению

  • 0,0002-1666,6
  • 16660
  • 0,003-1138,2
  • 11382
  • 0,008-15.0
  • 500

0,001-0,192

в/о-0.010

  • 0.001-0,660
  • 2300

1- области распространения вод преимущественно гидрокарбопатпых; 2 - то же хлоридных; 3 — то же сульфатных; 4 - направление движения вод; 5 - руды медные, медпо-ципковые, сплошные; 6 - ореолы типоморфного комплекса элементов в изоконцентрациях;

Рисунок 2.2 - Ореолы меди и цинка в подземных водах Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

td’ [27], LJ3 и» Q7 Z3* E3* (LU® [S3- E±J’* OJ,S ©* Ш» b>

1-почвенно-растительный слей; г-суглинки желто-бурые с включением карбокатов-()у.я; з-глины, суглинки красно-бурые с включениями карбонатов, гидроокислов моргонца-Н»; 4-глины зеленовато-серые с включениями гипса, гидроокислов железа и марганца-ж,*'*; у-глины краскоцветкые с включениями гипса, гидроокислов марганца, железисто-марганцовистого бовЬвкика-м,ы: 6-пестро цветные глины- н,г>г ?• песчоногравишю-голечные отложения, нередко проработанные гидроокиси ами железа-Ру,, г-алевриты, глины сероцветные с включениями уелефицированной органики-?,; э-конгломератовидные и брекчиевидные породы слобосцементированкые каолинитовой глиной-Г3; ю-пестрсцветкая глинистая кора выветривания: п-глинисто-дресвяно-щебенистая кора выветривания (зона выщелачивания и дезинтеерации);12-зона окисления;и-медные и медно-цинковые очды сплошные;н-геологические границы пород:о)достоверные, 6Jпредполагаемые; is-скважины, их номера; к-ореолы типоморфного комплекса элементов в породах в изовероятностных линиях

Рисунок 2.3 - Распределение типоморфного комплекса элементов в подземных водах Южно-Гайского медноколчеданного месторождения

Купоросное озеро

Рисунок 2.4 - Купоросное озеро

По ним и перемещается погребенный поток вод. В центральной части участка, встретив мощную линзу водоупорных вод миоцена, воды потока частично выклиниваются, образуя Купоросное озеро, (рисунок 2.4). Отсюда на юго-восток направляется Купоросный ручей (рисунок 2.5).

Направление движения погребенного и открытого потоков от района Купоросного озера совпадает. Общая протяженность рассматриваемого потока более 4000 м. Видимо, он направляется и дальше к основной дрене региона - реке Уралу, расположенной в 18 км от участка.

Как гидрогеологические, так и химические условия формирования вод мезокайнозоя отличаются большой сложностью.

Основными факторами, определяющими их, являются:

  • а) перелив сильно минерализованных трещинно-пластовых вод пород палеозоя и трещинно-жильных вод зон нарушений в отложения мезокайнозоя;
  • б) повышенная минерализация вод мсзокайнозойских отложений вблизи зоны окисления рудных тел;
  • в) растворение продуктов гипергенной минерализации в рыхлой толще мезокайнозоя;
  • г) разубоживающие действия инфильтрационных атмосферных вод.
Купоросный ручей

Рисунок 2.5 - Купоросный ручей

Воды рыхлых отложений Орского Урала от краевых частей к центру имеют зональность: гидрокарбонатныс-сульфатныс-хлоридныс. В условиях рассматриваемого участка эта зональность нарушена за счет глубокого метаморфизма и приобретает следующий вид: краевые части депрессии представлены гидрокарбонатными водами, которые через очень узкую зону хлоридных вод сменяются сульфатными, занимающими 50 % площади (рисунок 2.2).

Состав и содержание основных макро- и микрокомпонентов в водах участка представлены в таблицах 2.3 и 2.4. Характерен рост этих компонентов от гидрокарбонатных через хлоридные к сульфатным. Планы изоконцентраций основных макро- и микрокомпонентов, величин минерализации (м) и pH, а также гидрогеохимические разрезы отражают зональность вод и четко отбивают границы сульфатного потока (рисунок 2.1 -2.3).

Величина pH в водах участка колеблется в интервале 2,8-8,4. Поток вод оконтурен изолинией рН<4. Минимальные значения pH свойственны участкам зоны окисления и подпитывающих зон нарушений. Подобные закономерности характерны и для Eh, который изменяется от +600 mv в районе рудной залежи до +300 mv в районе Купоросного озера.

Минерализация вод участка колеблется в пределах 27,8 - 32138,0 мг/л. Поток оконтурен изолинией > 10000 мг/л. Из катионов, имеющих высокую концентрацию, следует отметить алюминий и железо, позволившие отнести воды потока к сульфатно-алюминиево-железистым. Концентрация алюминия достигает 20000 мг/л при фоне ио району - 5 мг/л, железа - 10000 мг/л при фоне - 10 мг/л.

Источником этих компонентов являются как руды, так и минерализованные породы. Баланс железа и алюминия непрерывно меняется в пространстве и достигает значения 10. Градиент концентрации железа больше, чем алюминия в связи с большей чувствительностью железа к pH и Eh. По мере удаления от источника формирования повышается относительное количество алюминия и уменьшается - железа. Переход железа преимущественно из пирита осуществляется в окисной и закисной формах. Соотношения их существенно различаются. Поток закисного железа оконтурен изолинией 100 мг/л, а окисного 0,3 мг/л.

Из микрокомпонентов наиболее обширный поток формирует медь и цинк. Геохимическая обстановка рН<5,7, Eh + 0,5 v свидетельствует об оптимальных условиях для перевода этих элементов в раствор. Основными лигандами их являются сульфаты, в меньшей степени гидрокарбонаты. Содержание меди и цинка в исходных рудах, степень окисления обусловили их соотношение как 10:1. Так, в пробах вод, отобранных нами в контуре рудной залежи, установлены следующие величины: меди - 16,4; 16,3; 10,3 мг/л; цинка соответственно - 1,6; 3,2; 0,3 мг/л. По мере нейтрализации вод к периферии потока эти соотношения снижаются. Оконтурен поток изоконцентрациями меди 0,3 мг/л, цинка 1,0 мг/л. По свинцу, барию и кобальту нс удалось отстроить потока в связи с недостаточной чувствительностью анализа. Содержание их в сухих остатках вод колеблется около 5,50, 5*10"3% соответственно.

Таблица 2.4 - Химический состав вод скв. № 15 и Купоросного озера

Южно-Гайского месторождения, мг/л.

Компоненты

Скв. № 15

Купоросное озеро

Натрий

58

44

Калий

98

75

Кальций

134

104

Магний

78

83

Железо

876

27

Алюминий

384

234

Хлор-ион

175

361

Сульфат-ион

4170

2000

Медь

16

-

Минерализация

6660

3040

Данные пересчитаны на одинаковые соединения.

По данным химического анализа содержание свинца составляет 0,08

мг/л, кобальта 0,005 мг/л и постепенно убывает вниз по потоку. Ореол молибдена оконтурен по изоконцентрации 0,3 мг/л с максимумом 6,9 мг/л. Размер его ореола значительно меньше, чем меди и цинка.

Химический состав рассмотренных вод находит отражение и в составе обусловленных ими поверхностных вод. В таблице 2.3 приведены содержания макро- и микрокомпонентов вод скважины в пределах потока и Купоросного озера по данным 1930 и 1933 года. Нашими исследованиями, кроме этих компонентов, установлены: цинк - 21 мг/л, свинец - 0,04 мг/л, кобальт - 0,006 мг/л. Содержание перечисленных компонентов близко к содержанию вод в рыхлых отложениях. В водах пород палеозоя в районе озера содержание их снижается до фона: меди - 0,001 мг/л, цинка - 0,3 мг/л, минерализация - 1000 мг/л, pH - 7,0. Состав вод в рыхлом разрезе весьма неустойчив и меняется в зависимости от литологического состава пород.

При выходе вод на поверхность в долине водотока с Гайской сопки за счет переуглубления формируется Купоросное озеро. Содержание большинства компонентов в нем существенно изменяется. Особенно отчетливо это можно проследить на железе, как наиболее чувствительном к среде. Его содержание в водах озера снижается в 30 раз. Одна из причин 74

этого - разрушение гумата комплексов железа. Донные осадки озера и его окрестностей насыщены гидроокислами.

Из озера вытекает Купоросный ручей. Содержание вышерассмотренных компонентов по течению постепенно снижается. Впадает ручей в реку Колпачку, где также установлено повышенное содержание меди и цинка и ряда других элементов, существенно превышающее фон. Ореолы по реке Колпачки прослежены нами до 3 км.

Приведенный выше материал свидетельствует о формировании в природных водах Южно-Гайского месторождения ореолов элементов всего типоморфного комплекса. Характерной чертой их является исключительно высокая контрастность, достигающая величин 16666 (медь), 11382 (цинк) и т.д. Столь высоких коэффициентов аномальности нс установлено ни в одной из рассмотренных нами сред. Площади ореолов в водах и водовмещающих средах близки. Как и в других средах, внешнюю зону ореолов слагают основные рудообразующие элементы медь и цинк, обладающие максимальной подвижностью в водах при pH < 7.

Основные характеристики геохимических ореолов в природных водах месторождения приведены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 - Основная характеристика геохимических ореолов в подземных водах Южно-Гайского месторождения.

Наименование

Един.изм.

Медь

Цинк

Свинец

Мышьяк

Серебро

Кобальт

Молибден

11лощадь ореола на уровне минимальноаномального содержания

м2

3637000

2923000

Ед.точ.

Ед.точ.

Ед.точ.

Ед.точ.

1405000

Продуктивность

м2%

1046

511

-

-

-

-

184

Мощность ореола на уровне минимальноаномального содержания

м

150

150

-

-

-

-

150

Запасы

т

167

114

-

-

-

-

29

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >