наиболее активно в последние 70 - 80 лет - советская и постсоветская эпохи. В горнопромышленных ландшафтах прежде всего ощутимы изменения гидрогеологического режима (особенно в областях многолетнего водоотлива и формирования депрессионных зон при разработке и осушении месторождений, в большинстве случаев уже достигших границ соответствующих областей фильтрации), во многих случаях произошло заболачивание, изменились условия водоснабжения в связи со сменой уровней подземных вод и т.д.

Естественно, что глубокая трансформация оказалась неизбежной для геохимической и гидрогеохимической обстановки, притом, что последняя является особенно чутким, контрастным и достоверным индикатором таких изменений. На Урале, гумидной области с полноводными реками и множеством озер, есть много примеров сильного угнетения и даже полного уничтожения растительности в районах действующих или уже прекративших хозяйственное функционирование рудников, шахт, разрезов, металлургических предприятий. В ряде случаев сформировались характерные для этих условий сернокислые горнопромышленные техногенные ландшафты, на многих участках которых уже выявлены своеобразные техногенные залежи минерального сырья, в том числе и такие, которые можно отнести и к категории техногенных гидроминеральных ресурсов.

Наиболее типичными чертами гидрогеохимии этих ландшафтов, сформировавшимися в преимущественно сернокислых условиях, являются: сильнокислые (рН 1,7-3) рудничные воды (до 98 - 99 эквивалентных % SO42-), свободная серная кислота, малая, почти незаметная концентрация Сl (в целом малохлоридные системы), высокие содержания Fе3+ как главной среди форм Fе и продуктов его окисления, высокие концентрации Zn, Си, А1, Мn, Со, Сd и заметные, часто высокие концентрации (до 0,01; 0,1 и даже и мг/дм3) ультрамалых (Hf и W и др.) и редкоземельных (La, Ce, Nd, Sm, Eu, Gd, Ho, Tm, Yb и др.) элементов, формирование многих систем с Н2S (табл. 1).

Конкретная картина необратимой гидрогеохимической трансформации горнопромышленных ландшафтов наиболее ощутима в пределах сернокислых полей при длительной разработке медноколчеданных залежей, отчасти в ландшафтах также глубоко трансформированных и длительно отрабатывавшихся (ныне уже не эксплуатируемых) сильносульфидизированных угольных полей (Кизеловский бассейн).

Таблица 1. Ассоциации элементов в водах горнопромышленных ландшафтов меднорудных месторождений

Менее подверженными гидрогеохимической трансформации оказались воды железорудных месторождений Урала, хотя время их трансформации соизмеримо, а во многом и превышает таковое при промышленном освоении меднорудных объектов (табл. 2). Общие черты их гидрогеохимии: в целом cлабоминерализованные (от менее 0,5 - редко до 2-3 г/дм3), гидрокарбонатные кальциевые и/или магниево-кальциевые, нейтральные или слабокислые воды (7 < рН > 3).

Рассматривая возможность оценки степени техногенной мобилизации обширной металлоносной «нагрузки» рудничных и шахтных вод как основного результата их геохимического преобразования, мы различали прежде всего наиболее сильно измененные водосбросы залежей медноколчеданной группы (и их разливов в пределах близрасположенных от источников рассеяния частях ландшафтов), а также обширной группы месторождений минерального сырья, воды которых преобразованы техногенезом менее контрастно или почти не трансформированы. Это воды железорудных, никелевых, бокситовых и иных месторождений.

Таблица 2. Ассоциации элементов в водах горнопромышленных ландшафтов железорудных месторождений

Важен вопрос выбора исходных уровней сравнения концентраций элементов, так как «фоновый» уровень и содержания, и начальной трансформации установить ныне невозможно (за исключением тех чрезвычайно редких случаев, когда удалось сохранить данные о «естественном» составе вод и других компонентов среды). Для сравнения уровней накопления химических элементов нами использовались данные об их средних содержаниях в подземных водах зоны гипергенеза (Шварцев, 1978, 1998), в пресных речных, подземных и озёрных водах (Zуkа, 1972), концентрациях в морских водах (Хорн, 1972). Последнее обосновано и для тяжелых металлов (Cu, Zn, Fe, Mn, AL, Ni, Co, Cd), и для редких элементов (РЗ и др.) при невозможности обоснования «кларковых» концентраций в пресных водах. Это позволяет предложить коэффициент общего техногенного накопления Кн (что уже определяет «аномальность» самих концентраций) как отношение выявленных содержаний элементов Сi к принятому «эталону» или «кларковым» их содержаниям в водах (мг/дм3 или мкг/дм3 ).

В ландшафтах над меднорудными залежами перечень загрязнителей наиболее обширен, но и более однообразен, характерны и четкие ассоциации элементов. Уровни их накопления внутри ассоциаций иногда заметно варьируются, а вариации величин Кн наблюдаются и для элементов с максимальной (наиболее типоморфны в рассматриваемых антропогенных ландшафтах), и с более низкой интенсивностью накопления (Sr, Ai, Ti и др.). Изменения в концентрациях и уровнях накопления элементов характеризуют индивидуальные антропогенно-геохимические особенности рассматриваемых объектов и близко расположенных ландшафтов (табл. 3).

Таблица 3. Ассоциации элементов в ландшафтах горнообогатительных производств

Страницы: 1, 2, 3