Геология и геофизика Юга России (Dec 2024)
Микроэлементы в водах действующих шахт Восточного Донбасса
Abstract
Статья посвящена выявлению распространения и причин накопления в водах действующих угольных шахт Восточного Донбасса микроэлементов. Актуальность исследований определяется необходимостью ослабления вредного влияния химического состава шахтных вод на природные воды и экологическую в целом обстановку региона. Цель исследований. Совершенствование научных основ прогнозирования химического состава вод угольных шахт. Методы исследований. Данные о химическом составе шахтных вод Восточного Донбасса, условия его формирования исследованы известными общенаучными методами. Результаты исследований. Шахтные воды региона отличаются от подземных и поверхностных вод повышенным содержанием ряда макро- и микрокомпонентов химического состава. Распределение концентраций микроэлементов сильно дифференцировано в пределах региона. Выявлено распределение 17 микроэлементов (Ag, Pb, Cd, Ni, Co, Sr, Be, F, Mo, V, Bi, Ba, Mn, Zn, Ti, Cu, Cr) в регионе в целом и его геолого-промышленных районах. Повсеместно распространены в относительно больших концентрациях Mo, Sr, Cd, Mn. Выявлены статистические связи содержания Sr, Zn, Mn и макрокомпонентов состава воды, их связи с содержанием серы общей в углях, корреляция содержаний Sr, Zn, Mn. Характер и степень корреляции указывают на формирование макрокомпонентов и микроэлементов состава в рамках единого макропроцесса – выщелачивания и растворения водовмещающих пород. Источником микроэлементов является вещество угольных пластов и их боковые породы, в частности, Sr – карбонатный материал, Mn – материал окружавших Донбасс палеообластей сноса, Zn – связанный с посткаменноугольным полиметаллическим оруденением. Триггером накопления микроэлементов служит окисление сульфидов, прежде всего, пирита как фактора запуска серии параллельных и цепи последовательных физико-химических реакций. В ходе них происходит как поступление в воду и накопление отдельных химических компонентов, так и уход их из воды. Различие микроэлементного состава вод объясняется разнообразием преимущественно минералогических факторов: присутствия сульфидов и карбонатов, содержания углекислого и углеводородных газов в горном массиве.
