IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Проблемыобразования техногенных минералов - техногенеза и его влияния на окружающую среду, изучались на разных месторождениях. Однако на Дегтярском месторождении такие исследования не проводились и степень изученности данной темы крайне мала. В связи с этим возникла необходимость исследования возникновения техногенных минералов на территории бывшего Дегтярского медно-колчеданного месторождения, и их влияния на окружающую среду. Также необходимо было установить состав техногенных минеральных образований.

На территории Урала одновременно начиная с постройки первых заводов различными способами велась разработка рудных полезных ископаемых. По исчерпанию ресурсов на этих объектах работа прекращалась, а на заброшенных месторождениях через некоторое время начинался процесс техногенеза. [5] Одним из важных факторов формирования Дегтярского месторождения, находящегося на восточном склоне Ревдинского хребта, является его расположение на тектоническом контакте габброидов Ревдинского массива и осадочновулканогенных пород Зеленокаменного синклинория. [4] Рудное тело состояло из медного колчедана, содержащего незначительное количество нерудных компонентов, что защищало его от влияния природных условий и не позволяло разрушаться. Во время разработки месторождения горные породы оказались на поверхности в виде отвалов. Воздействие на колчеданные – пирит - халькопиритовые руды, извлеченные из шахты, природных факторов таких как осадки, газы содержащиеся в атмосфере, температурный режим и др., разрушает их с образованием минералов-сульфатов. [6]

С 2011 по 2015гг. были проведены исследования на территории Дегтярского месторождения колчеданных руд и бывшего рудного склада у шахты Капитальная №2, расположенных в восточной части города Дегтярска. В западном отвале карьера месторождения было обнаружено множество обломков пиритовой руды размерами от 5 до 10 см и глыб до 0,5 м. В этом же районе протекает небольшая речка, вода в которой имеет коричневатый цвет и сильный запах серы. Отбор проб был произведён по семи маршрутам в местах обнаружения техногенных минералов в разные сезоны года. У отобранных образцов были изучены физические и химические свойства. (Табл. 1,2) [2]

Таблица №1

Физические и химические свойства техногенных минералов - сульфатов

№	Кристаллические и натёчно- капельные образования	Физические и химические свойства
		Цвет	Блеск	Спайность	Твёрдость (по шкале Мооса)	Растворимость	Запах
1	Выращенные кристаллы медного купороса	Синий	Стеклянный	Совершенная	2,5	Хорошо растворяется в воде	нет
2	Сталактиты	зелёный	Стеклянный	Совершенная	2,5	Хорошо растворяется в воде	слабый
3	Сталагмиты	зелёный, голубовато -зелёный.	Стеклянный	Совершенная	2,5	Хорошо растворяется в воде	слабый

Таблица №2

Удельный вес техногенных образований

Характеристика исследуемых техногенных минералов	Результаты эксперимента				Формула минерала
	Вес, г	Объём Вытесненной воды, см3 (мл)	Удельный вес г /см3	Предположительный Минерал и его удельный вес в г / см 3
Медный купорос эталон цвет синий	4,88	2,27	2.15	Халькантит 2,1-2,3	CuSO4*5H2O
Сталактит цвет тёмно зелёный	3,18	2,12	1,50	Мелантерит 1,89-1,95	FeSO4*7H2O
Сталагмиты: а) светло-зелёного цвета б) светло-зелёного с голубым оттенком	5,90 3,82	3,24 2,33	1,82 1,64	Мелантерит 1,89-1,95 Мелантерит 1,89-1,95	FeSO4*7H2O FeSO4*7H2O

В результате исследований был установлен состав техногенного минерала - мелантерита или гидросульфата железа: железо, сера, вода и примесь меди. [2] Он относится к сезонным минералам, так как в летний и осенний периоды полностью растворяется дождями, а поздней осенью и в начале зимы вновь образуется, слагая натёчно - капельные техногенные образования. При попадании искусственного и солнечного света и при окислении мелантерита поверхность покрывается белёсым порошком, что свидетельствует об его обезвоживании и испарении с его поверхности токсичных соединений.

Данный минерал присутствует на всей территории в виде рыхлых глинистых образований, сильно увлажнённых серной кислотой, это говорит нам о том, что даже после закрытия рудника загрязнение окружающей среды вокруг места добычи продолжается, так как мелантерит является показателем загрязнения. Наибольшая его концентрация наблюдается у бывшего распределительного склада колчеданной руды - шахты Капитальная №2. Здесь были обнаружены натёчно - капельные и натёчные образования в виде сталактитов, сталагмитов, также в небольшом количестве присутствуют сталагнаты. Растворяясь мелантерит в конечном итоге загрязняет не только почву, но и поверхностные и подземные воды и атмосферу такими высоко токсичными образованиями, как: железо, медь, цинк, кадмий, мышьяк и др., а также серной кислотой.

Проблемы экологического характера на Дегтярском руднике связанные с разработкой возникали и раньше. Например, В.Н. Авдонин и Ю.А. Поленов [1] приводят факты, что с 1937 по 1987гг. из Дегтярского месторождения техногенными потоками в окружающую среду вынесено более 50 тыс. тонн меди, около 147 тыс. тонн цинка, более 225 тыс. тонн железа и почти 1 млн. тонн серной кислоты. В настоящее время, загрязнение исследуемой территории продолжается. Причина в том, что из сортировочного накопительного блока при закрытии Дегтярского рудника в 1995 году часть колчеданной руды из шахты Капитальная 2 не была вывезена. В условиях техногенеза рудная масса стала разрушаться с образованием мелантерита, который накапливаясь, активно разрушал рудный склад, в связи с чем данная территория была отнесена к объектам накопленного экологического ущерба.

1. Авдонин В.Н., Поленов Ю.А. Очерки об уральских минералах. Екатеринбург, 2002. Стр. 132

2. Вертушков Г.Н., Авдонин В.Н. Таблицы для определения минералов по физическим и химическим свойствам. М., «Недра», 1992. Стр. 489

3. Гавриленко В.В. Экологическая минералогия и геохимия месторождений полезных ископаемых. Санкт-Петербург, 1993. Стр.150.

4. Гурьевских, О. Ю., Капустин, В. Г., Скок, Н. В., Янцер, О. В. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ЛАНДШАФТЫ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ. Екатеринбург 2016. Стр. 279

5. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Свердловск. Издательство Уральского университета, 1991. Стр. 256

6. Иванов С.Н. Меркулов М.И. Дегтярское колчеданное месторождение. М.-Л., 1937. Стр. 124

Код для цитирования: Скопировать