Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Географическая экология

Диссертационная работа:

Кемкина Раиса Анатольевна. Оценка и прогноз загрязнения окружающей среды токсичными элементами при отработке золоторудных объектов : на примере Прасоловского месторождения, о. Кунашир : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.36.- Владивосток, 2006.- 223 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-4/15

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение стр. 4
Глава 1. Краткая геологическая характеристика и структурная позиция

Прасоловского месторождения стр. 9

  1. Стратифицированные образования Северо-Кунаширского района стр. 9

  2. Субвулканические, дайковые и шірузивньїе образования стр. 14

  3. Некоторые геохимические особенности рудовмещающих

пород Прасоловского поля стр. 17

  1. Основные тектонические элементы Северного Кунаїпира и структурная позиция Прасоловского рудного поля стр. 19

  2. Специфика распределения гипогешюй минерализации и строение рудных тел Прасоловского месторождения стр. 25

  1. Основные рудоносные зоны Прасоловского вулкано-тектонического поднятия стр. 26

  2. Основные рудоносные зоны Северянковской вулкано-тектонической депрессии стр. 34

Глава 2. Минералого-геохнмичсские особенности гипогсииой минерализации как индикатор состава и форм нахождения полютантов в рудах

месторождения стр. 39

  1. Минеральные типы руд стр. 39

  2. Краткая характеристика минеральных фаз стр. 42

  1. Самородные элементы и интерметалл иды стр. 44

  2. Сульфиды стр. 48

  1. Минералы системы Cu-Fe-S стр. 49

  2. Минералы системы Fe-Zn-S стр. 60

  3. Минералы системы Ag-S стр. 65

  4. Минералы системы Cu-ln-S стр. 66

  5. Минералы системы Pb-S-Se стр. 67

  1. Селепиды стр. 72

  2. Тсллуриды стр. 77 2.2.4,ЬТеллуриды Au и Ag стр. 77 2.2.4.2.Теллуриды РЬ стр. 91 2.2.4.3. Селенсодержащие теллуриды стр. 92

2.2.4.4. Медно - золото - серебряные сульфотсллуриды стр. 93

  1. Галогениды стр. 95

  2. Сульфосоли стр. 95 Глава 3. Качественно-количественные вариации токсичных элементов

на примере крнсталлохимического анализа блеклых руд стр. 103

3.1. Вариации химического состава блеклых руд и их

минеральные виды стр. 104

  1. Порядок кристаллизации блеклых руд стр. 117

  2. Неоднородность химического состава в блеклых рудах стр. 120 Глава 4. Возможные экологические последствия при отработке

Прасоловского месторождения стр. 125

4.1, Краткая характеристика экологической токсичности некоторых
металлов стр. 125

4.2. Физико-химические преобразования руд в условиях гипергеисза стр. 134

  1. Растворение гипогенных минералов стр. 135

  2. Окисление гипогенных минералов стр. 136

  1. Гидрогеохимическая модель окисления гипогенных минералов стр. 137

  2. Электрохимическая модель окисления

гипогенных минералов стр. 140

4.2.2.3. Биогенное окисление гипогенных минералов стр. 141

  1. Компьютерное моделирование физико-химического преобразования рудных минералов Прасоловского месторождения в условиях гипергенеза стр. 142

  2. Примеры загрязнения окружающей среды токсичными элементами некоторыми предприятиями горнодобывающей промышленности стр. 153

Заключение стр.159

Литература стр, 162

Таблицы 4-1-4-23 стр. 175

Введение к работе:

Актуальность проблемы, В течение последнего столетия отмечается резкая активизация освоения человечеством земных недр, что проявляется в увеличении роста объемов добычи полезных ископаемых. Вместе с тем, на большинстве месторождений в промышленное освоение вовлекаются, главным образом, богатые руды, а низкокондиционная рудная масса складируется в виде горнотехнических отвалов или хвостохранилищ. Извлеченная па поверхность и складированная рудно-породная ассоциация с одной стороны неизбежно испытывает влияние природных факторов, видоизменяясь п преобразуясь под их воздействием, а с другой - сама оказывает активное влияние на окружающие се природные компоненты. В этой связи проблема оценки воздействия невостребованной части минерального сырья в процессе отработки месторождений на окружающую среду и здоровье человека весьма актуальна, так как рудные месторождения представляют собой природные геохимические аномалии, являющиеся потенциальными и реальными источниками токсичных элементов. В ряду наиболее экотоксичных месторождений вулканогенные золоторудные занимают одно из первых мест, поскольку их руды содержат широкий спектр токсичных элементов, большинство из которых относятся к Гй и 2'" группам опасности. Учитывая то, что при отработке данных месторождений основное внимание уделяется одному (Ли), максимум двум полезным компонентам (Au + Ag), вопросы, связанные с выяснением потенциальной экологической опасности пезадействованных рудных минералов, приобретают особую важность.

Цель и задачи исследования. Основная цель настоящей работы заключается в оценке и прогнозе экологической опасности загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, поступающими из образующихся в процессе отработки техногенных отвалов и хвостохранилищ, на примере Прасоловского вулканогенного Au-Ag месторождения. Для достижения данной цели необходимо было решить следующие задачи:

  1. Детально изучить минеральный состав руд Прасоловского месторождения, выделить минеральные парагеиезисы, установить' характер взаимоотношений рудных минералов с основными промышленными минералами, на основании чего определить круг потенциально экологически опасных составляющих горнотехнических отвалов;

  2. Определить количества и формы вхождения различных токсичных элементов в кристаллические структуры рудных минералов (собственная минеральная или изоморфная) по результатам изучения особенностей их химического состава;

3. Воссоздать эволюцию состава рудо генерирующих растворов и выяснить
последовательность обогащения руд экотокси кантам и, на основе изучения химического

состава и выделения различных минеральных видов и разновидностей блеклых руд, как основных в количественном отношении носителей токсичных металлов;

  1. Качественно и количественно оценить потенциальную экологическую угрозу окружающей среде и осуществить прогноз загрязнения при промышленной отработке месторождения, используя результаты компьютерного моделирования физико-химических процессов преобразования рудных минералов в условиях гипергенеза;

  2. Разработать рекомендации по снижению токсического воздействия техногенных тел на экосистему района месторождения.

Методы исследований и достоверность результатов. В основу работы положены результаты собственных полевых и лабораторных исследований руд Прасоловского месторождения, включающих изучение их вещественного и минерального состава, количеств и форм вхождения токсичных элементов в кристаллические структуры рудных минералов и моделирование процессов гипергенного преобразования последних.

Основными методами являлись: микроскопическое изучение гипогенных и гипергенных минералов в отраженном и поляризованном свете, физико-химические исследования особенностей их вещественного состава, а также термодинамическое моделирование поведения рудных минералов в условиях гипергенеза.

Достоверность научных результатов подтверждается большим объемом экспериментальных данных и применением комплекса современных методов исследования, включающих минераграфическое изучение (более 350 полированных шлифов), рентгеноспектральный, рентгеноструктурный и ИК-спектроскопический анализы (580, 60 и 25 соответственно), которые выполнены на приборах "Camebax" (ИВиС ДВО РАИ, аналитик Чубаров В.М.), "JXA-5A" (ДВГИ ДВО РАН, аналитики Сапии В.И. и Екимова Н.И.), ДРОН-3 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Т.Б. Афанасьева), UR-20 (ДВГИ ДВО РАН, аналитик Г.А. Нарнов). Компьютерное моделирование проведено на базе программного продукта «Селектор-Windows» (50 моделей).

Основные защищаемые положення.

1. Руды Прасоловского Au-Ag месторождения характеризуются большим разнообразием слагающих их минералов, включающих самородные элементы, интерметалл иды, сульфиды, теллуриды, селениды, сульфосоли, галогениды, гидроксиды, практически все из которых содержат токсичные металлы, присутствующие в них либо в виде основных мипералообразующих компонентов, либо в виде изоморфных примесей и представляющие потенциальную угрозу загрязнения северо-западной части о. Кунашир и прилегающей акватории Кунаширского пролива.

  1. По количеству токсичных элементов и их содержаниям наиболее экологически опасны па месторождении блеклые руды, являющиеся одними из самых распространенных во всех кварцево-мстасоматических телах (от 30 до 40 % от общего объема рудных минералов) и представленные тремя минеральными видами и тридцатью внутри- и междувидовыми разновидностями, которые содержат в различных соотношениях такие токсичные элементы как Си, Pb, Zn, Fe, Sb, As, Те, Bi, Se.

  2. Максимальное негативное воздействие на экологию района руды Прасоловского месторождения окажут в случае извлечения их на поверхность при отработке и складировании в виде техногенных накоплений, где в результате гипергенного преобразования гипогеиные рудные минералы, перемещенные в отвалы и хвосты переработки, частично преобразуются в новые минеральные фазы, а частично перейдут в раствор в виде ионов и комплексных соединений, в результате чего токсичные элементы с потоками дренажных вод, проникая в местную гидросеть, нарушат экологический баланс и создадут серьезную угрозу гидро- и биосфере.

Научная новизна работы заключается в следующем:

на основе детального изучения вещественного состава руд, их типизации, выделения генераций в различных минеральных типах определен круг токсичных элементов, как для месторождения в целом, так и для различных минеральных классов и отдельных минералов в частности;

исследованы особенности химического состава рудных минералов, на основе чего рассчитаны их кристаллохимические формулы и определены количества и формы вхождения различных токсичных элементов в их кристаллические структуры;

впервые на основе результатов компьютерного моделирования сделана оценка и прогноз потенциального загрязнения (как в качественном, так и количественном отношениях) прилегающей к месторождению территории токсичными металлами в случае его вероятной отработки;

впервые выявлено и исследовано пять ранее неизвестных на Прасоловском
месторождении минератов и одиннадцать новых минеральных фаз, не описанных еще в
литературе, но также характеризующихся широким спектром токсичных элементов;

выделены и описаны различные виды и разновидности блеклых руд и их генерации,
установлена последовательность их кристаллизации, на основавши чего воссоздана
эволюция состава рудогенерирующих растворов, продуцирующих в руды экотоксиканты.

Практическое значение работы.

научные результаты, изложенные в работе, а также данные текстурно-структурных
исследований руд и характера взаимоотношений минеральных образований имеют

большое практическое значение для определения качественной характеристики руд и выбора методов их обогащения;

учитывая результаты прогноза потенциальной экологической опасности от
перемещенных в отвалы рудных минералов, в целях подготовки эффективных
природоохранных мероприятий при отработке Прасоловского месторождения, автором
даны рекомендации по снижению вредного влияния техногенных накоплений па
окружающую среду. Они заключаются либо в полном комплексном извлечении всех
рудных элементов, либо в планировании грамотного складирования и хранения рудно-
породной массы в специально подготовленных изолированных хвостохранилищах, где
относительно просто осуществлять экологический мониторинг;

предложенная методика оценки и прогноза загрязнения окружающей среды токсичными
элементами, основанная на совокупности данных вещественно-минералогического
состава руд и моделирования их поведения в зоне гипергенеза, может быть использована
для любых рудных месторождений.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались автором на: Международной конференции им. академика М.А. Усова "Проблемы геологии и освоения недр" (Томск, 1998), IY международном междисциплинарном научном симпозиуме "Закономерности строения и эволюции геосфер" (Хабаровск, 1998), Fourth International Young Scholars Forum of the Asia-Pacific Regional Countries (Vladivostok, 2001), Международной конференции "Генезис месторождений Au и методы добычи благородных металлов" (Благовещенск, 2001), конференциях Вологдинские чтения 'Торные и геологические науки. Экология и безопасность жизнедеятельности" (Владивосток, 2001. 2002), I (XIX) Международной конференции "Изучение природных катастроф на Сахалине и Курильских островах" (Ю-Сахалинск, 2006), региональной конференции "Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России" (Владивосток, 2006), четвертой международной научной конференции "Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР" (Владивосток, 2006), а также региональных научных совещаниях и опубликованы в реферируемых изданиях.

Структура диссертации и благодарности. Диссертация (объемом 223 страниц) состоит из "Введения", четырех глав и "Заключения". Она включает 52 таблицы и 72 иллюстрации. Список литературы содержит 169 наименований.

Автор благодарит научного руководителя профессора А.В. Зинькова за плодотворное сотрудничество и действенную помощь.

В ходе научных исследований и в процессе подготовки диссертации автор неоднократно пользовался советами и консультациями сотрудников ДВГИ ДВО РАН:

В.Г. Хомича, В.И. Гвоздева, В.Г. Гоневчука, В.П. Зверевой, И.А. Тарасенко и многих других геологов, которым выражает свою огромную благодарность.

Автор признателен В.Т. Казаченко за постоянное обсуждение отдельных вопросов, касающихся минералогии и кристаллохимии блеклых руд и предоставление части рентгеноспсктралыгых анализов некоторых рудных минералов и апшлифов, а также О.В. Авченко за консультации и помощь при разработке моделей для компьютерного моделирования с помощью программного продукта «Селектор-Windows».

Особую благодарность автор приносит В.М Чубарову (ИВиС ДВО РАН), В.И. Сапниу, Н.И. Екимовоіі, Т.Б. Афанасьевой и Г.Л. Нарнову (все ДВГИ ДВО РАН) за аналитические работы.

Подобные работы
Гриванова Ольга Владимировна
Оценка и прогноз загрязнения атмосферного воздуха лесозаготовительными и деревообрабатывающими предприятиями : На примере Приморского края
Гамов Максим Игоревич
Совершенствование методики оценки и прогноза шумового загрязнения территорий в горнопромышленном регионе на основе исследований акустических полей, наведенных автотранспортом
Киселев Георгий Петрович
Прогноз месторождений полезных ископаемых и загрязнения геологической среды уран-изотопными методами
Губайдуллин Марсель Галиуллович
Геоэкологическая оценка и прогноз состояния территории при освоении минерально-сырьевых ресурсов Европейского Севера России
Чернышова Наталья Анатольевна
Геоэкологическая оценка и прогноз развития осадок грунтовых толщ при длительном водопонижении на оползнеопасной территории г. Томска
Южаков Андрей Александрович
Оценка и прогноз антропогенного воздействия на малые реки при разработке месторождений углеводородного сырья
Байтелова Алина Ивановна
Оценка и прогноз качества атмосферного воздуха урбанизированной территории, прилегающей к сложным площадным источникам выбросов примесей
Минаев Владимир Иванович
Разработка метода оценки морфологии углей для прогноза экологической безопасности их переработки
Симонова Наталья Леонидовна
Комплексный анализ формирования и прогноз загрязнения речных вод в бассейне Средней и Нижней Оби
Дьяков Сергей Александрович
Диагноз и прогноз уровня загрязнения атмосферы (На примере г. Воронежа)

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net