Отправить статью по E-mail Техногенные месторождения золота Забайкальского края
- Авторы: Абрамов Б.Н.1
-
Учреждения:
- Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН
- Выпуск: Том 335, № 7 (2024)
- Страницы: 105-110
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/2500-1019/article/view/267647
- DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2024/7/4211
- ID: 267647
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность исследования обусловлена необходимостью расширения минерально-сырьевой базы Забайкальского края. Цель: изучение геохимического состава техноземов хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края, соответствие их, по содержанию золота, техногенным месторождениям, расчет превышения предельно-допустимых концентраций токсичных элементов в техноземах хвостохранилищ. Объекты: техноземы хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края. Методы: силикатный, рентгенофлуоресцентный, ICP-AES методы в аналитических лабораториях Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ) и ЗАО «SGS Vostok Limited» (г. Чита). Результаты. Установлено, что по содержанию золота (Au>0,4 г/т) техноземы хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края в целом соответствуют техногенным месторождениям золота. Техноземы хвостохранилищ золоторудных месторождений характеризуются следующими содержаниями золота: Любавинское – 1,79 г/т, Балейское – 1,20 г/т, Ключевское – 0,77 г/т, Александровское – 0,5 г/т, Карийское – 0,35 г/т. Среди хвостохранилищ золоторудных месторождений наибольшими объемами выделяются хвостохранилище Балейского месторождения – 5350 (тыс. м3) и Ключевского месторождения – 4860 (тыс. м3). Сравнительно небольшие объемы составляют хвостохранилища Любавинского – 190 (тыс. м3) и Карийского – 143 (тыс. м3) месторождений. Определено, что по химическому составу техноземы хвостохралищ зависят от состава вмещающих пород, развитых в районах месторождений. Они соответствуют породам как основного, так и среднего составов. Отличительные особенности содержаний элементов-примесей в техноземах хвостохранилищ обусловлены разными составами исходных руд золоторудных месторождений. Данные отличия отражаются в значениях превышения предельно допустимых концентраций относительно почв. Среди токсичных элементов максимальными превышениями предельно допустимых концентраций характеризуется мышьяк. Концентрации мышьяка в техноземах Любавинского месторождения превышают в 933 раза предельно допустимые концентрации почв, Илинского месторождения – в 473 раза, Балейского месторождения – в 397 раз.
Ключевые слова
Полный текст
Введение
Забайкальский край относится к числу старейших горнодобывающих регионов России. Рудные месторождения начали отрабатываться с 1879 г. небольшими рудниками [1]. На территории Забайкальского края известно более 1000 рудопроявлений и месторождений золота. Из них к числу крупных по запасам относятся: Балейское, Дарасунское, Ключевское и Карийское. В Забайкальском крае сокращаются разведанные запасы золота. Хвостохранилища горно-обогатительных комбинатов золоторудных месторождений, содержащие ряд рудных элементов, в том числе золото, имеют важное практическое значение. К числу благоприятных факторов для обработки относится наличие их на дневной поверхности руд и отсутствие затрат на их измельчение. Установлено, что за длительный период эксплуатации золоторудных месторождений Восточного Забайкалья площадь земель, занятых под техногенные образования, превышает 4 тыс. га, из них 1285,1 га занято хвостохранилищами [2].
Методы исследования
Сведения по концентрациям химических элементов в рудах и в техноземах хвостохранилищ получены при проведении исследований по базовым проектам Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН с 2000 по 2020 гг. Кроме того, использованы опубликованные данные и сведения территориального геологического фонда по Забайкальскому краю (г. Чита). Для определения элементного состава в пробах использованы рентгенфлуоресцентный метод в аналитических лабораториях Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ). При этом глубина отбора проб на анализы составляла 0–10 см. Вес пробы составлял 1,0 кг. Содержание золота определено ISP-MS ЗАО методом исследования «SGS Vostok Limited» (г. Чита).
Результаты и обсуждение
Большинство хвостохранилищ золоторудных месторождений Восточного Забайкалья сформированы в 1930–1950 гг. Всего в техногенных образованиях Забайкальского края содержится более 150 т золота [3]. Техногенные месторождения золота отрабатываются в США и Канаде [4]. За рубежом хвосты собственно золоторудных месторождений с содержанием золота от 0,5 до 1,5 г/т активно вовлекаются в повторную переработку. Экономический интерес отвальные хвосты начинают представлять при уровне содержания золота от 0,4 г/т [5, 6]. Запасы золота на отдельных хвостохранилищах ЮАР составляют десятки тонн [4]. Техноземы хвостохранилищ, несмотря на большие объемы, характеризуются относительно низким содержанием золота. Под техноземами понимаются искусственно созданные насыпные образования, сформированные при складировании отработанных материалов хвостов обогащения горно-обогатительных комбинатов (ГОК). В России к числу наиболее крупных относятся хвосты золото-извлекательной фабрики (ЗИФ) Олимпиадинского ГОКа. Запасы золота в них составляют первые тонны, при уровне содержания металла 1–2 г/т, редко более. В общей структуре ресурсов и запасов золота России на долю техногенных объектов приходится около 7–12 % золота [4]. По типам минерального сырья различают техногенные месторождения благородных металлов, цветных металлов, железных руд и других видов минерального сырья [7, 8]. В Забайкальском крае кроме техногенных месторождений золота существуют хвостохранилища полиметаллов, олова, молибдена, вольфрама изучение которых ждет своей очереди. В Восточном Забайкалье к числу наиболее крупных техногенных золотосодержащих объектов относятся отвалы техноземов ЗИФ Балейского месторождения. По результатам разведочного бурения масса хвостов здесь оценена в 42 млн т, а запасы золота – в 37 т, что сопоставимо по запасам со средним золоторудным месторождением.
Геохимический состав хвостов обогащения ЗИФ золоторудных месторождений Забайкальского края отличаются по химическому составу, содержаниям элементов-примесей. Отличия обусловлены особенностями геологического строения месторождений, составом исходных руд. Так, химический состав техноземов хвостохранилищ Дарасунского месторождения соответствует породам основного состава, Балейского месторождения – породам среднего состава (табл. 1).
В Забайкальском крае из рассматриваемых золоторудных месторождений наиболее крупным является Балейское. По гранулометрическому составу отходы ЗИФ-1 Балейского месторождения соответствуют илам мелкоалевритовым.
Таблица 1. Средний химический состав техноземов хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края, %
Table 1. Average chemical composition of technozems of tailings dumps of gold deposits of Trans-Baikal Territory, %
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MnO | MgO | CaO | Na2О | K2О | TiO2 | P2O5 |
Александровское/Alexandrovskoe (n=6) | |||||||||
57,62 | 13,37 | 5,05 | 0,07 | 3,32 | 4,25 | 2,7 | 3,36 | 0,85 | 0,18 |
Ключевское/Klyuchevskoe (n=6) | |||||||||
62,97 | 13,3 | 6,58 | 0,11 | 3,14 | 3,34 | 0,96 | 2,4 | 0,37 | 0,09 |
Дарасунское/Darasunskoe (n=9) | |||||||||
48,45 | 12,67 | 11,87 | 0,23 | 2,66 | 5,47 | 7,54 | 2,04 | 1,50 | 0,67 |
Любавинкое/Lyubavinkoe (n=3) | |||||||||
67,25 | 17,87 | 3,9 | 0,11 | 0,6 | 1,89 | 2,65 | 1,76 | 3,97 | 0,11 |
Балейское/Baleyskoe (n=14) | |||||||||
66,30 | 12,52 | 3,52 | 0,42 | 2,83 | 2,83 | 0,025 | 3,15 | – | – |
Примечание: n – число анализов. «–» – нет данных.
Note: n is the number of analyses. «–» – no data available.
Количество сульфидов, среди которых преобладают пирит и марказит, в отложениях ЗИФ Балейского месторождения составляет 1–1,5 %. Распределение золота в отложениях хвостохранилища неравномерное. По данным фондовых материалов содержание золота в техноземах ЗИФ колеблется от 0,48 до 2,60 г/т при среднем содержании 1,2 г/т (табл. 2). Золото сосредоточено преимущественно в мелких и тонких классах хвостов. По данным фондовых материалов более 90 % золота в хвостах ЗИФ-1 от его общего содержания находится в суммарном классе 0,21+0 мм. Максимальное частное содержание золота (1,4 г/т) отмечается в классе: 0,31+0,21 мм, минимальное (1,1 г/т) в классах 0,53+0,31 и 0,16+0,10 мм [9]. Нанодисперсные формы золота можно отрабатывать с использованием комбинированных физико-технических и физико-химических геотехнологий [10]
В районе Дарасунского месторождения вмещающие породы представлены преимущественно палезойскими габброидами, Балейского месторождения – гранодиоритами пелеозойского ундинского комплекса. Среди техногенных месторождений золота Забайкальского края наибольшими средними содержаниями золота характеризуются техноземы ЗИФ-1 Балейского месторождения (табл. 2).
Таблица 2. Средние содержания золота, г/т, в техноземах хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края [9, 10]
Table 2. Average gold content, g/t, in technozems of tailings dumps of gold deposits of the Trans-Baikal Territory [9, 10]
Месторождение Deposit | Площадь хвостохранилищ, га Tailings dumps area, ha | Объем объекта тыс. м3/тыс. т Object volume thousand cubic metres/thousand tonnes | Среднее содержание Au, г/т Mean Au content, g/t |
Балейское Baleyskoe | 56,2 | 5350/10436 | 1,2 |
Дарасунское Darasunskoe | 80 | 1745/4710,2 | 0,36 |
Ключевское Klyuchevskoe | 68 | 4860/11180 | 0,77 |
Александровское Aleksandrovskoe | 21 | 1340/3485 | 0,5 |
Любавинское Lyubavinskoe | 16 | 190/285 | 1,79 |
Карийское Kariyskoe | 3,6 | 143/400 | 0,35 |
В последние годы установлено, что на содержание золота в хвостохранилищах влияют процессы перераспределения благородных металлов (Au и Ag) за счет взаимодействия вода–порода [11]. Состав отходов ЗИФ зависит от состава вмещающих пород и состава исходной руды. Отличия отражаются в содержаниях элементов-примесей техноземов золоторудных месторождений, а также в значениях превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) элементов относительно почв (табл. 3).
Техногенные образования отработанных и отрабатываемых месторождений оказывают негативное влияние на окружающую среду. Данной тематике посвящены работы многих исследователей [12–22]. Ранее по методике оценки токсичности рудных месторождений, предложенной Р.В. Голевой и др. [22], установлено, что среди техноземов золоторудных месторождений наибольшей экологической опасностью характеризуются хвостохранилища Любавинского и Балейского месторождений [9]. Значительными превышениями ПДК токсичных элементов в техноземах относительное ПДК почв характеризуются также Дарасунское, Ключевское, Александровское и Карийское золоторудные месторождения (табл. 3).
Таблица 3. Средние содержания элементов-примесей в техноземах хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкальского края, г/т
Table 3. Average content of impurity elements in technozems of tailings dumps of gold deposits of the Trans-Baikal Territory, g/t
Элементы Elements | As | Pb | Zn | Cd | Cu | Sn | Mo | Sb | Ba | Sr |
ПДК/MPC [9] | 2,0 | 32,0 | 23,0 | 2,0 | 3,0 | 53 | 5,0 | 4,5 | 165 | 600 |
Балейское/Baleyskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 793/355 | 23/8 | 44/27 | 13/– | 35/20 | 10/5 | 4/2 | 159/30 | 440/41 | 193/37 |
x/ПДК/x/MPC | 397 | 0,7 | 15 | 6,5 | 12 | 0,2 | 0,8 | 35 | 2,4 | 0,3 |
Дарасунское/Darasunskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 318/193 | 56/27 | 110/20 | – | 121/54 | 10/– | 31/21 | 21/7 | 687/25 | 327/18 |
x/ПДК/x/MPC | 159 | 1,8 | 4,8 | – | 40 | 0,5 | 6,2 | 4,7 | 4,2 | 0,5 |
Любавинское/Lyubavinskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 1865/122 | 44/11 | 91/19 | – | 30/9 | – | 23/9 | 9/1 | 599/120 | 159/33 |
x/ПДК/x/MPC | 933 | 1,4 | 3,9 | – | 10 | – | 4,6 | 2 | 3,6 | 0,3 |
Карийское/Kariyskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 237/91 | 135/66 | 47/20 | – | 146/66 | 30/7 | 15/4 | 68/77 | – | – |
x/ПДК/x/MPC | 119 | 4 | 2 | – | 49 | 0,6 | 3 | 15 | – | – |
Александровское/Alexandrovskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 17/5 | 15/4 | 45/4 | – | 38/13 | – | 21/2 | 15/4 | 911/56 | 596/10 |
x/ПДК/x/MPC | 8,5 | 0,5 | 2,0 | – | 12,7 | – | 4,2 | 3,3 | 5,5 | 1 |
Ключевское/Klyuchevskoe (n=14) | ||||||||||
x/s | 378/54 | 21/7 | 37/4 | – | 94/11 | – | 39/5 | 15/45 | 595/62 | 640/92 |
x/ПДК/x/MPC | 189 | 0,6 | 1,6 | – | 31 | – | 7,8 | 3,3 | 3,6 | 1,1 |
Илинское/Ilinskoe (n=3) | ||||||||||
x/s | 946/267 | 18/4 | 30/5 | – | 13/9 | 5/1 | 1/1 | 7/1 | – | – |
x/ПДК/x/MPC | 473 | 0,6 | 1,3 | – | 4,3 | 0,1 | 0,2 | 1,5 | – | – |
Примечание: x – среднее арифметическое; s – стандартное отклонение; n – число анализов.
Note: x is the arithmetic mean, s is the standard deviation, n is the number of analyses.
В техноземах хвостохранилищ среди токсичных элементов максимальными превышениями ПДК характеризуется мышьяк. Так, в техноземах Любавинского месторождения превышение ПДК относительно почв составляет в 933 раза, Балейского месторождения – в 397 раз (табл. 2).
Таким образом, химический состав техноземов хвостохралилищ золоторудных месторождений Забайкальского края зависит от состава вмещающих пород районов золоторудных месторождений. Элементный состав хвостов рассматриваемых хвостохранилищ зависит от элементного состава исходных руд. Эти отличия выражаются в значениях превышения ПДК техноземов относительно ПДК почв. В техноземах хвостохранилищ отмечаются аномально высокие превышения ПДК As относительно ПДК As в почвах. Среди хвостохранилищ золоторудных месторождений Забайкалья наибольшими объемами хвостохранилищ и наиболее высокими содержаниями золота характеризуются хвостохранилища Балейского месторождения, со средними содержаниями золота 1,2 г/т. Отработка зарубежных хвостохранилищ ведется при содержаниях золота от 0,5 до 1,5 г/т. Все Забайкальские хвостохранилища, кроме хвостохранилища Карийского месторождения, соответствуют этим значениям.
Заключение
По содержаниям золота хвостохранилища Забайкальских золоторудных месторождений в целом соответствуют техногенным месторождениям золота (Au>0,4 г/т). Определены следующие средние содержания золота в техноземах хвостохранилищ Забайкальского края: Любавинское – 1,79 г/т, Балейское – 1,20 г/т, Ключевское – 0,77 г/т, Александровское – 0,5 г/т, Карийское – 0,35 г/т. Среди хвостохранилищ золоторудных месторождений наибольшими объемами выделяются хвостохранилище Балейского месторождения – 5350 (тыс. м3). Золото сосредоточено преимущественно в мелких и тонких классах хвостов от –0,21 до +0 мм. Химический и элементный состав техноземов хвостохранилищ зависит от состава вмещающих пород и исходных руд. По содержаниям токсичных элементов в техноземах выделяется мышьяк. Кратные значения ПДК хвостохранилища Любавинского месторождения относительно ПДК почв достигает 933.
Об авторах
Баир Намжилович Абрамов
Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: b_abramov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8905-1677
доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории геохимии и рудогенеза
Россия, г. ЧитаСписок литературы
- Юргенсон Г.А. Геологические исследования и горнопромышленный комплекс Забайкалья: история, современное состояние, проблемы, перспективы развития. К 300-летию основания Приказа рудокопных дел. – Новосибирск: Наука, 1999. – 574 с.
- Абрамов Б.Н., Эпова Е.С., Манзырев Д.В. Геоэкологические проблемы отработки рудных месторождений золота в Восточном Забайкалье // География и природные ресурсы. – 2019. – № 2. – С. 103–111.
- Харитонов Ю.Ф. Расширение сырьевой базы действующих золоторудных предприятий Забайкалья // Недропользование – XXI век. – 2006. – № 1. – С. 43–47.
- Макаров В.А., Брагин В.И., Малыхин Е.В. Минералого-геохимические особенности хвостов обогащения золотых руд Олимпиадинского ГОКа и оценка возможности их повторной переработки // Цветные металлы и минералы: Сборник докладов IX Международного конгресса. – Красноярск: Научно-инновационный центр, 2017. – С. 834–842.
- Harris S.L. Precious metals recovery from low-grade resources // Journal of Metals. – 1986. – Vol. 38. – № 6. – P. 29–30.
- Wesser J.A. Gone but not forgotten // Mining Journal – 1987. – Vol. 301. – № 79-23. – P. 18–20.
- Макаров А.Б., Хасанова Г.Г., Талалай А.Г. Техногенные месторождения: особенности исследований // Известия Уральского государственного горного университета. – 2019. – № 3 (55). – С. 58–62.
- Рассказов И.Ю., Грехнев Н.И., Александрова Т.Н. Техногенные месторождения в отвалах горно-обогатительных комбинатов Дальневосточного региона // Тихоокеанская геология. – 2014. – Т. 33. – № 1. – С. 102–114.
- Шумилова Л.В., Лесков А.С. Повышение эффективности выщелачивания золота из техногенных месторождений Забайкалья // Кулагинские чтения: техника и технологии производственных процессов. XIV Международная научно-практическая конференция: в 3-х ч. – Чита: Забайкальский государственный университет, 2014. – С. 220–226.
- Секисов А.Г., Рубцов Ю.И., А.Ю. Лавров А.Ю., А.И. Трубачев А.И. Геотехнологии освоения месторождений природно-техногенного минерального сырья Восточного Забайкалья / // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 3-2. – С. 133–142.
- Хусаинова А.Ш., Калинин Ю.А., Гаськова Щ.Л., Бортникова С.Б. Типоморфная характеристика золота из хвостохранилищ колчеданно-полиметаллических месторождений Сибири / // Георесурсы. – 2021. – Т. 23. – № 3. – С. 149–163.
- Б.Н. Абрамов, О.В. Еремин, Р.А. Филенко, Т.Г. Цыренов Оценка потенциальной экологической опасности природно-техногенных комплексов рудных месторождений Восточного Забайкалья / // Геосферные исследования. – 2020. – № 2. – С. 64–75.
- Макаров А.Б., Талалай А.Г., Гуман О.М, Хасанова Г.Г.Техногенные месторождения и особенности их воздействия на природную окружающую среду / // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2022. – № 3. – С. 120–129.
- Абрамов Б.Н. Оценка токсичности хвостохранилищ рудных месторождений Забайкальского края // Горно-информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 11. – С. 136–145.
- Абрамов Б.Н. Геоэкологическая характеристика природно-техногенных комплексов свинцово-цинковых месторождений Восточного Забайкалья // Вестник Воронежского университета. Серия геология. – 2022. – № 1. – С. 67–76.
- Heavy metal speciation with prediction model for heavy metal mobility and risk assessment in mine-affected soils / Y. Ahn, H. Yun, K. Pandi, S. Park, M. Ji, J. Choi // Environmental science and pollution research international. – 2020. – Vol. 27. – № 3. – P. 3213–3223.
- Distribution of zinc, copper, and iron in the tailings dam of an abandoned mine in Shimokawa, Hokkaido, Japan / K. Khoeurn, A. Sasaki, S. Tomiyama, T. Igarashi // Mine water and the environment. – 2019. – Vol. 38. – № 1. – P. 119–129.
- The spatial assessment of acid mine drainage potential within a low-grade ore dump: the role of preferential flow paths / M. Shahhosseini, F.D. Ardejani, M. Amini, L. Ebrahimi // Environmental earth sciences. – 2020. – Vol. 79. – 28.
- Metal content of stream sediments as a tool to assess remediation in an area recovering from historic mining contamination / M. Gutiérrez, X. Qiu, Z.J. Collette, Z.T. Lurvey // Minerals. – 2020. – Vol. 10 (3). – P. 247.
- Assessment of potentially toxic elements in technosolsby tailings derived from Pb-Zn-Ag mining activities at San Quintín (Ciudad Real, Spain): some insights into the importance of integral studies to evaluate metal contamination pollution hazards / M.L. García-Lorenzo, E. Crespo-Feo, J. Esbrí, P. Higueras, P. Grau, I. Crespo, R. Sánchez-Donoso // Minerals. – 2019. – Vol. 9(6). – P. 346.
- Pollution indices and sources appointment of heavy metal pollution of agricultural soils near the thermal power plant / E. Saljnikov, V. Mrvic, D. Čakmak, D. Jaramaz, V. Perović, S. Antić-Mladenović, P. Pavlović // Environmental geochemistry and health. – 2019. – Vol. 41. – № 5. – P. 2265–2279.
- Голева Р.В., Иванов В.В., Куприянова И.И., Маринов Б.Н., Новикова М.И., Шпанов Е.П., Шурига Т.Н. Экологическая оценка потенциальной токсичности рудных месторождений (методические рекомендации). – М.: РИЦВИМС, 2001. – 53 с.
Дополнительные файлы
