Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 . Геологическая характеристика свинцово-цинковых месторождений буронского рудного поля
1.1. Общая характеристика Буронского рудного поля 7
1.2. Описание пород, слагающих рудное поле 8
1.3. Магматические породы 12
1.4. Структура Буронского рудного поля 13
1.5. Краткое описание свинцово-цинковых месторождений Буронского рудного поля 16
Глава 2. Минералогические особенности руд
2.1. Рудные минералы 22
2.2. Жильные минералы 42
Глава 3. Геохимические особенности руд
3.1. Элементы группы свинца 47
3.2. Элементы группы цинка 57
3.3. Элементы группы железа 66
3.4. Модули редкометальности руд 70
3.5.3акономерности распределения элементов 72
Глава 4. Экогеохимические особенности рудных минералов, определяющие интенсивность негативного воздействия руд на окружающую среду
4.1. Кислотно-основные свойства минералов 84
4.2. Эколого-геохимическая характеристика основных рудных минералов 87
4.3. Коэффициенты экологической опасности минералов 96
4.4. Коэффициенты экологической опасности руд 100
Глава 5. Негативное влияние сульфидных минералов на окружающую среду
5.1. Показатели эколого-геохимической оценки состояния окружающей среды 104
5.2. Влияние минералого-геохимических особенностей руд и продуктов их обогащения на экологическое равновесие района 106
5.3. Экологическая оценка состояния геологической среды территории Буронского рудного поля 111
Рекомендации по теме работы. 113
Заключение 114
Список литературы 117
- Краткое описание свинцово-цинковых месторождений Буронского рудного поля
- Элементы группы железа
- Эколого-геохимическая характеристика основных рудных минералов
- Влияние минералого-геохимических особенностей руд и продуктов их обогащения на экологическое равновесие района
Введение к работе
Актуальность работы. Любые природные образования,, в которых концентрация химических элементов-токсикантов значительно превышает их среднее содержание, являются потенциальными источниками заражения почв, пород, поверхностных и подземных вод (А.Д.Говард, И.Ремсон, 1982). Рудные же образования, как известно, «являются примерами исключительно высокой концентрации веществ» (там же), многие из которых, в случае их нахождения в форме химически неустойчивых, достаточно растворимых: и, соответственно, усвояемых организмами соединений, представляют значительную экологическую опасность. Пожалуй, особенно распространенными источниками значительного по масштабам и опасности для здоровья человека загрязнения природной среды являются сульфиды, составляющие основную часть колчеданно-полиметаллических и полиметаллических руд, в частности свинцово-цинковых. Сказанное в полной мере определяет актуальность исследований в данной области. Именно этим проблемам на примере колчеданно-полиметаллических месторождений Буронского рудного поля (Центральный Кавказ) посвящена данная диссертация.
Цель исследований — оценка минералого-геохимических особенностей руд как одного из факторов нарушения экологического равновесия природной среды на примере свинцово-цинковых месторождений Буронского рудного поля. Достижению поставленной в работе цели способствовало решение следующих задач:
1. Детальное изучение минерального состава руд, выявление характерных особенностей минералогии Буронской группы колчеданно-полиметаллических и полиметаллических месторождений.
2. Выявление особенностей вещественного состава руд, уровня концентрации ведущих и примесных элементов, характера и тесноты корреляционных связей между основными и примесными элементами, коэффициентов комплексности руд - модулей редкометальности.
3. Определение коэффициентов экологической опасности основных рудных минералов, суммарных коэффициентов экоопасности руд и в целом месторождений.
4. Выявление взаимосвязи между особенностями минерального и вещественного состава руд и их негативным воздействием на экосистемы района в ходе не только различных стадий их технологической переработки, но и в их естественном (природном) залегании.
Научная идея работы состоит в необходимости учета минерал ого-геохимических особенностей рудных скоплений при выявлении источников загрязнения природной среды, эколого-геохимического картирования и решении других геоэкологических вопросов.
Методы исследований и фактический материал. Поставленные задачи решались на основе лабораторных исследований руд, вмещающих пород и продуктов обогащения. Обработка результатов минералого-геохимического исследования колчеданно-полиметаллических руд производилась на IBM PC по апробированным стандартным программам. Всего было выполнено более 300 минералогических анализов, обработаны результаты количественного спектрального анализа 140 проб.
Научная новизна заключается в предлагаемой методике и результатах определения экогеохимического воздействия рудных скоплений на окружающую среду с учетом того, что источниками химического загрязнения почв, пород, поверхностных и подземных вод являются; как техногенные процессы, так и обычные природные процессы рудогенеза и эпигенетической трансформации химико-минералогического состава руд (в частности, их окисление, выщелачивание и т.д.). Исследование химического (элементного) и минерального (фазового) состава и количественного содержания рудных скоплений должно быть одним из существенных элементов геоэкологической оценки территории.
Практическая значимость работы определяется возможностью применения предложенных в работе методических подходов к определению степени экологической опасности минеральных объектов. В работе предложены также некоторые рекомендации по рациональному комплексному использованию свинцово-цинковых руд и утилизации отходов их переработки, преследующие, в частности, цель минимализации вредного экологического воздействия природных и техногенных процессов на окружающую среду.
Основные защищаемые положения диссертационного исследования:
1. Минералого-геохимические особенности староцейских руд близки к рудам садонского типа, но отличаются более высокой сложностью вещественного состава и температурными условиями их формирования.
2. Степень экологической опасности рудных и других минеральных ассоциаций определяется химическим составом, формами нахождения и соотношением минеральных фаз, а также их устойчивостью.
3. Высокая экологическая опасность отходов свинцово-цинковых руд связана с содержащимися в них сульфидами железа, свинца, цинка и кадмия, их низкой химической устойчивостью и значительными концентрациями элементов-токсикантов.
4. На основе впервые рассчитанных коэффициентов химической устойчивости и экологической опасности основных рудных минералов оценена роль сульфидов Буронского, Староцейского и Садонского месторождений как потенциальных источников загрязнения окружающей среды.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы были доложены на заседаниях секции «Геологии и поисково-разведочного дела» научно-технических конференций СКГМИ (ГТУ) 2001 и 2003 года и на научно-практической конференции, посвященной 70-летию СКГМИ (ГТУ) в 2002 году. По теме диссертации опубликовано 9 статей.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 109 наименований на 127 с. машинописного текста, включая 22 таблицы и 26 рисунков.
Краткое описание свинцово-цинковых месторождений Буронского рудного поля
Буронское рудное поле включает одноименное, Староцейское, Восточное, Лабагомское месторождения и около 20 рудопроявлений и точек минерализации. Все месторождения, за исключением Старого Цея, имеют сходные условия залегания, морфологию рудных тел и однотипный вещественный состав [76,97].
Наиболее интересные в промышленном отношении месторождения сосредоточены в центральной части рудного поля и отстоят друг от друга на расстоянии 0,4-0,5 км. Это - Староцейское, Буронское, Восточное и Лабагомское месторождения. Буронское месторождение практически отработано; на Старо-цейском и Лабагомском месторождениях проведены в небольшом объеме эксплуатационные работы; на Восточном в свое время возобновлялись промыш-ленно-разведочные работы.
На месторождениях выделяются согласные и секущие по отношению к вмещающим породам рудные тела. К согласным относятся основные рудные тела Буронского, Восточного, Лабагомского и Саухохского месторождений, а также рудное тело № 2 Старого Цея. Секущими являются сфалеритовая жила №1 Старого Цея, северная рудная линза на Буроне, мелкие кварц-полиметаллические жилы к северу от Восточного и Лабагомского месторождений, а также рудные жилы на рудопроявлении Абайта.
Месторождения колчеданно-полиметаллической формации Буронское месторождение расположено не левом склоне долины р. Ар-дон. Оно представлено сложной линзообразной залежью, локализованной в мощной зоне смятия кварц-серицит-хлоритовых сланцев. Рудная залежь, в основном, имеет согласное с вмещающими породами залегание и состоит из четырех кулисообразно расположенных линз, объединяющихся в Главное рудное тело, и трех параллельных им линз - двух, северных и одной южной [100,106].
Главное рудное тело прослежено по простиранию на 500 м, а по падению - на 350 м. Оно имеет сложное внутреннее строение, слагаясь, в свою очередь, из более мелких кулисообразно расположенных линз. Каждая из этих линз расщепляется на более мелкие. Их центральные части представлены сплошными рудами, а периферия - вкрапленными, образующими как бы «чехол» вокруг сплошных руд. Мощность вкрапленных руд в висячем боку достигает 10-15 м, а в лежачем — нескольких десятков сантиметров. Мощность Главной рудной линзы колеблется от 0,5 до 35 м. В среднем она составляет 7,5 м.
Руды Буронского месторождения имеют сложный минеральный состав. По текстурным особенностям они подразделяются на сплошные и вкрапленные. Среди сплошных руд выделяются три типа: пиритовые с магнетитом, пи-рит-пирротиновые и пирротиновые. Руды первого типа обычно слагают центральные части рудных линз, ближе к зальбандам располагаются пирротиновые руды, среди которых в лежачем боку рудных тел сосредоточена основная масса галенита. Со стороны висячего бока более широко развиты окварцованные породы с пирротин-халькопиритовой вкрапленностью.
Основными полезными компонентами являются цинк (3,43 %), свинец (1,23 %) и медь (1,19 %). Помимо основных металлов, в рудах присутствуют олово, серебро, кадмий, кобальт и индий.
Лабагомское месторождение находится в 0,9 км к востоку от Буронского месторождения в аналогичных геологических условиях. Рудные тела также локализуются в кварц-серицит-хлоритовых сланцах, имеющих широтное простирание и крутое падение к югу. На месторождении выделяются Верхне-Лабагомское и Нижне-Лабагомское рудные тела [109].
Верхне-Лабагомское рудное тело состоит из двух сближенных кулисооб-разно расположенных линз широтного простирания и южного падения под углом 50-60. Мощность рудных линз не выдержана, имеются частые раздувы до 5 м и пережимы до 0,5 м. В зоне окисления Лабагомского месторождения было добыто ПО тыс. т руды со средним содержанием свинца (0,9 %), меди (0,4 %), цинка (0,3 %) и серебра (0,04 %). В отдельных пробах содержание серебра достигало 1,2 кг/т.
Первичные руды имеют пирит-пирротиновый состав с гнездами и вкрапленностью галенита, сфалерита и халькопирита. Нижне-Лабагомское рудное тело представлено двумя сближенными рудными линзами, приуроченными к контактам кристаллических сланцев и кварцитов. Их простирание - широтное, падение южное под углом 75-80; мощность рудных линз 1-1,2 м. Протяженность Нижне-Лабагомского рудного тела по простиранию - 140 м, по падению — 300 м. Содержание полезных компонентов на Лабагомском месторождении составляет: свинец (1,15%), цинк (1,8%), медь (0,9 %).
Восточное месторождение расположено в правом борту долины р. Ар-дон в 500 метрах к востоку от Буронского месторождения. В результате проведенных в 1952-1960 гг. геологоразведочных работ были выявлены два сближенных кулисообразно заходящих друг за друга рудных тела: Северное и Южное. Данные рудные тела залегают согласно со сланцеватостью в кварц-серицит-хлоритовых сланцах вблизи от их контакта с гнейсами. Простирание рудных линз субширотное, падение южное под углами 35-70 [108].
Северное рудное тело имеет форму сложной линзы. Оно представлено двумя сближенными параллельными полосами массивных пирит-пирротиновых руд, разделенных вкрапленными рудами аналогичного состава. Протяженность северной линзы по падению составляет 180 м, а по простиранию —110 м.
Южное рудное тело расположено в 50 м к югу от Северного. Оно прослежено по простиранию на 150 м, по падению на 100 м. Южная линза имеет мощность 0,3 м и представлена пирит-пирротиновыми рудами с вкрапленностью галенита, сфалерита и гнездообразными скоплениями халькопирита. Во вмещающих породах отмечается редкая вкрапленность пирита и пирротина. На глубине Южное рудное тело представлено двумя сближенными линзами массивных пирит-пирротиновых руд с вкрапленностью и гнездами галенита, сфалерита и халькопирита. Их средняя мощность, в свою очередь, равна соответственно 0,4 и 0,08 м.
Элементы группы железа
Кадмий - один из основных извлекаемых элементов-примесей полиметаллических руд. Он является типичным халькофильным элементом. По своим физическим и кристаллохимическим свойствам кадмий особенно близок к индию, по распределению элементов - к индию и цинку, что обусловливает их совместное нахождение в различных природных соединениях, в том числе в продуктах гидротермальной деятельности. По многим другим свойствам кадмий также близок к железу (особенно двухвалентному), свинцу, галлию, меди, серебру и таллию [71].
Среди рудовмещающих пород максимальное количество кадмия отмечается в гранодиоритах (табл. З.Г.).
В рудах месторождений содержание кадмия подвержено заметным колебаниям от 0,04 % в Староцейских рудах и 0,03 % в рудах Восточного месторождения до менее обогащенных руд Бурона и Лабагома: соответственно 0,006 и 0,001 % (рис. 3.2). В региональном плане наибольший уровень концентрации кадмия характерен для месторождений, сформированных на относительно меньших глубинах и при более низких температурах.
Основным концентратором кадмия в полиметаллических рудах является сфалерит, который практически определяет их кадмиеносность. Близость кри-сталлохимических особенностей сульфидов кадмия и цинка благоприятствует широкому проявлению их изоморфизма. На уровень содержания кадмия в сфалеритах определенное влияние оказывают температура и глубина формирования, кислотно-основная сила рудообразующих растворов и другие факторы. Как известно, окраска сфалерита, в основном, определяется количеством изоморфного железа и содержанием продуктов распада (пирротина и халькопирита). При этом более светлые (низкотемпературные) сфалериты характеризуются относительно повышенным содержанием кадмия.
Количество кадмия в других сульфидах распределяется неравномерно: наиболее обогащены им галениты и пириты колчеданно-полиметаллических руд и пирротины и халькопириты полиметаллических руд Старого Цея. В большинстве своем обогащенность кадмием указанных минералов вызвана наличием примеси или включений сфалерита. Повышенное содержание кадмия в халькопирите Староцейских руд, по данным большинства исследователей, объясняется изоморфным замещением меди кадмием [80,81]. Результаты математической обработки анализов проб руд показали значимую положительную корреляционную связь кадмия не только с цинком, но и медью, серебром, мышьяком, теллуром, марганцем (табл. 3.5-3.7). Индий - также один из полезных компонентов полиметаллических руд. Он является типичным халькофильным элементом и по своим геохимическим особенностям близок к цинку, кадмию и олову. Благодаря высокой способности к рассеиванию данный элемент присутствует в виде изоморфной примеси в различных минералах: сфалерите, халькопирите, пирротине и др. [12-14] Среди рудовмещающих пород в относительно повышенных количествах индий устанавливается лишь в палеозойских гранитах. Из полиметаллических месторождений Горной Осетии наибольшей индиеносностью характеризуются колчеданно-полиметаллические руды месторождений Буронского рудного поля: в них содержание индия составляет от 0,001 до 0,003 %. В то же время среднее содержание индия в полиметаллических рудах Старого Цея составляет 0,002 % (табл. 3.2). Относительно повышенное содержание индия в месторождениях Буронского рудного поля обусловлено более высоким содержанием цинка, с одной стороны, и высокой индиеносностью сфалерита — с другой. Характер распределения индия, как и других элементов, во многом определяется температурой и глубиной формирования руд, а также удаленностью месторождений от рудоконтролирующих разломов. Как видно из фактических данных, из всех полиметаллических месторождений Садонского рудного района наиболее обогащены индием руды Старого Цея, характеризующиеся относительно высокотемпературными условиями образования и близостью размещения Бурон-Ларского разлома. Основным концентратором индия в полиметаллических месторождениях является сфалерит, индиеносность которого, как полагают, определяется наличием эмульсионного пирротина, что положительно сказывается на изоморфных возможностях цинковой обманки [52]. В значительно меньших количествах индий содержится в халькопирите, галените, пирротине. Наиболее обогащены индием галениты колчеданно-полиметаллических руд (рис. 3.1) и халькопириты Старого Цея (рис. 3.4). Тесный парагенезис сфалерита и пирротина (жильного и эмульсионного) является важным положительным фактором концентрации индия в свинцово-цинковых рудах. Это обусловлено не только повышенным содержанием Fe , но и благоприятной физико-химической обстановкой среды рудообразования и, в частности, окислительно-восстановительными условиями гидротермальных растворов. В пользу отмеченной закономерности говорит факт резкого обеднения индием сфалеритов, не содержащих (или содержащих в значительно меньших количествах) пирротин. В результате математической обработки анализов проб руд выявлены высокие коэффициенты парной корреляции индия со свинцом, медью, кобальтом и висмутом (табл. 3.7). Германий является типичным элементом рассматриваемой группы. Халькофильные свойства этого элемента проявлены в продуктах постмагматической деятельности, особенно, в гидротермальном процессе, где он широко распространен в различных рудообразующих минералах. По данным анализов рудовмещающих пород Центрального Кавказа германий установлен лишь в кассарских гранитах и габбро-диабазах (Хетагуров, 1974). Наибольшие концентрации германия в рудах месторождений обязаны этим его изоморфизму в сульфидах. Германий не является характерным примесным элементом колчеданно-полиметаллических руд и фиксируется в количествах, не превышающих п 10"5 %. В рудах полиметаллической формации его содержание не превышает 0,0001 %. По характеру распределения германий наиболее близок к кадмию и как бы является антиподом индия.
Основным минералом-концентратором германия в рудах служит сфалерит, в котором его содержание подвержено большим колебаниям. В процессе рудообразования относительно повышенные количества его накапливаются в сфалеритах поздних (низкотемпературных) стадий, обладающих более светлой окраской. В сфалеритах полиметаллических руд германия содержится значительно больше, чем в сфалеритах колчеданно-полиметаллических руд (рис. 3.3). Кроме сфалерита, примесь германия отмечается в халькопирите, пирротине, пирите и галените в незначительных количествах.
Выявлена очень слабая положительная корреляционная связь германия с рядом элементов, в частности с цинком. Связь германия с серебром, медью, индием, висмутом, сурьмой и рядом других элементов является обратной и мало значимой.
Характер распределения германия в рудах, подобно большинству элементов-примесей, определяется геологическими и термодинамическими условиями формирования месторождений. Наиболее благоприятными для накопления германия явились заключительные стадии отложения руд, протекающие при относительно пониженных температурах. В этих условиях происходило постоянное повышение концентрации германия в остаточных: растворах. Важным фактором осаждения германия также являлась повышенная основность (щелочность) вмещающей среды, при которой создавались оптимальные условия для изоморфного вхождения германия в решетку сфалерита.
Эколого-геохимическая характеристика основных рудных минералов
Железо и его минералы. Из минералов железа в рудах месторождений Буронского рудного поля распространены, главным образом, пирит, марказит и пирротин, в меньшей степени, магнетит и сидерит. Образовавшийся закисный сульфат в растворах невысокой кислотности и при наличии свободного кислорода, - а таковы обычные условия зоны окисления сульфидного месторождения - оказывается неустойчивым и переходит в окисный сульфат [33,36].
Сульфаты, образующиеся в процессе окисления пирита, по мере дальнейшей эволюции зоны окисления переходят в оксиды или гидроксиды. На различных стадиях окисления пирита тем или иным путем возникает довольно сложная серия разнообразных соединений, главнейшими из которых являются FeS04, Fe2(S04)3, Fe203 п Н20. Fe2(S04)3 и, особенно, H2S04, которые оказывают сильнейшее растворяющее действие на большинство минералов, слагающих: рудную массу и боковые породы. Количество свободной серной кислоты, образующейся в результате окисления пирита, гораздо более значительно, нежели при окислении других сульфидов. Fe2(S04)3, являясь энергичным окислителем, часто переносит свободный кислород в такие горизонты месторождения, куда свободный атмосферный кислород не проникает. Совершенно противоположными свойствами обладает закисный сульфат FeS04, оказывающий резко восстановительное действие на целый ряд соединений зоны окисления.
Судя по наблюдениям, марказит при прочих равных условиях окисляется быстрее, чем пирит. Пирротин. "Вообще между обычными сульфидами пирротин занимает положение уника; он понижает кислотность, восстанавливает Fe2(S04)3 и выделяет сероводород гораздо более интенсивно, нежели какой-либо из других обычных сульфидов" (В. Эммонс, 1935). При окислении пирротина получаются те же продукты, что и при окислении пирита, только свободной серной кислоты образуется меньше. Магнетит. Относительно устойчив, хотя и имеет в своем составе закисное железо. Сидерит. Вообще, все карбонатные минералы, заключающие железо, при наличии свободного кислорода неустойчивы и принадлежат к категории наиболее легко окисляющихся минералов. Так, например, окисление сидерита можно представить идущим по следующей реакции: Кобальт. Показатель геотоксичности: Гл=10. Кобальт-жизненно необходимый элемент. В природных и техногенных системах кобальт, в основном, ассоциирует с никелем, железом, марганцем, серой и мышьяком. Обеспечивает многие биологические функции организмов; критическим для жизни может оказаться как избыток, так и недостаток кобальта [15]. Никель. Тл =10. Никель - элемент, широко распространенный в техногенезе и природном гипергенезе и необходимый для жизнедеятельности организмов. В природных и техногенных системах ассоциирует, в основном, с магнием, железом, марганцем, медью, серой и мышьяком, и требует дальнейшего самостоятельного экогеохимического изучения. Осаждение никеля и кобальта путем адсорбции имеет большое значение и в зонах окисления сульфидных месторождений. В условиях наличия значительных количеств тонкодисперсного материала миграция этих металлов сильно затрудняется. Они будут рассеиваться и уходить из зоны окисления, которая, в свою очередь, почти полностью может от них освободиться, если в рудах нет достаточных количеств мышьяка, или явления адсорбции не имели благоприятных условий для широкого проявления [37]. Медь и её минералы. Гл=5. Экологически важнейший, жизненно необходимый элемент, характерный для всех природных и антропогенных систем. Атропогенное глобальное биосферное перераспределение меди значительно преобладает над природным [37, 60]. Из минералов меди в рудах месторождений Буронского рудного поля особого внимания заслуживает халькопирит. В условиях водяно-воздушного окисления изменение халькопирита происходит по следующей схеме (табл. 4.4): CuFeS2+602+ Н20 =CuS04+FeS04+H2S04 Гораздо быстрее окисляется и распространяется халькопирит под действием окисного железного сульфата: CuFeS2+ Fe2(S04)3=CuS04+5FeS04+2S или так как действие Fe2(S04)3 обычно имеет место при наличии свободного кислорода, вместо серы получается серная кислота и реже сернистый ангидрит: CuFeS2+ 2Fe2(S04)3+2H20+302=CuS04+5FeS04+2H2S04 CuFeS2+2Fe2(S04)3+202=CuS04+5FeS04+2S02. Свинец и его минералы. Высокотоксичен: Гл=10. В биосфере концентрации свинца, в основном, связаны с техногенезом. Имеет четкую тенденцию к быстрому накоплению в почвах, атмосфере и водных источниках промышленных и городских агломераций [37, 60]. Галенит и очень редкий галеновисмутит, встречающийся в колчеданно-полиметаллических рудах, являются минералами свинца в рудах месторождений Буронского рудного поля. Галенит окисляется по следующей схеме: PbS+202=PbS04. Англезит является первым продуктом окисления галенита и в присутствии углекислоты оказывается неустойчив, поэтому обычно замещается карбонатом - церусситом РЬСОз - с образованием свободной серной кислоты. Селен. Селен - жизненно важный элемент, имеющий высокую биологичность, токсичность (Гл=10) и, несмотря на редкость, первостепенное экологическое значение. В большинстве эндогенных геохимических систем селен следует за серой, рассеиваясь в сульфидах различных металлов. Техногеохимия селена изучена недостаточно.
Влияние минералого-геохимических особенностей руд и продуктов их обогащения на экологическое равновесие района
Результаты исследований показали, что территория рудного поля относится к Садоно-Буронскому участку с опасным состоянием геологической среды, которое соответствует опасному состоянию по классификации Министерства здравоохранения, чрезвычайной экологической ситуации по классификации Министерства природных ресурсов, неблагоприятному состоянию по классификации Всероссийского научно-исследовательского института гидрогеологии и инженерной геологии (ВСЕГИНГЕО), кризисной обстановке по классификации Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им.А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ), критическому состоянию по классификации Института минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов Российской Академии Наук (ИГЕМ РАН) [107].
Данный участок включает природно-техногенный ореол загрязнения тя-желыми металлами общей площадью 45,3 км , в пределах которого располагаются Садонское и Буронское месторождения, горные выработки Садонского и Буронского рудников, отвалы горных пород, автодороги, канатные дороги и другие коммуникации. За длительный период (Садонский рудник функционирует с 1853 года) здесь на природные геохимические аномалии наложилось поверхностное техногенное загрязнение, в результате чего содержания в почвах свинца, цинка, серебра, кадмия превышают фоновое в десятки и сотни раз. В больших концентрациях присутствуют также медь и висмут; в несколько меньших - марганец, мышьяк, олово, молибден, кобальт и барий. Опасные уровни загрязнения выявлены на территории пос. Садон и вблизи него (2,5 км ), пос. Бурон (2,4 км ), вблизи сел. Хукали (0,5 км ) и сел. В.Цей (0,5 км"). Площадь окаймляющей зоны с умеренно опасными уровнями загрязнения почв составляет 39,4 км2.
Ранжированный ряд химических элементов-загрязнителей в почвах территории пос. Садон с коэффициентами концентраций по отношению к ПДК выглядит следующим образом (анализ на ртуть не проводился): Ранжированный ряд химических элементов-загрязнителей в почвах территорий пос. Бурон и пос. В.Цей с коэффициентами концентраций по отношению к ПДК выглядит следующим образом (анализ на ртуть не проводился): Экогеохимическое влияние сульфидов имеет двойственный характер — с одной стороны, неустойчивый характер основных рудных минералов - пирита, сфалерита и галенита создает благоприятные условия для образования активной серной кислоты, переводящей тяжелые металлы в подвижные формы. Как минералы-концентраторы примесных элементов, окисляясь, они высвобождают тяжелые металлы, вызывая тем самым интенсивное загрязнение окружающей среды [23]. Но с другой стороны, сфалерит и галенит в процессе переработки переходят в свинцовый и цинковый концентраты, а другие сульфиды (пирит, пирротин, халькопирит и др.) - в хвосты. Тем самым, если негативное воздействие сфалерита и галенита естественным образом в ходе обогащения уменьшается, то влияние оставшихся сульфидов (особенно сульфидов железа) остается неизменным. В хвостах свинцово-цинковых руд количество остаточных сульфидов не превышает 2-3 % от общего количества, и этого содержания достаточно, чтобы имело место негативное экогеохимическое воздействие упомянутых минералов [51]. С учетом вышеизложенного, четвертое защищаемое положение: Высокая экологическая опасность отходов свинцово-цинковых руд связана с содержащимися в них сульфидами железа, свинца, цинка и кадмия, их низкой химической устойчивостью и значительными концентрациями элементов-токсикантов. Учитывая вышеизложенное, в работе предложены рекомендации по рациональному комплексному использованию свинцово-цинковых руд и утилизации отходов их переработки, преследующие, в частности, цель минимизации вредного экологического воздействия природных и техногенных процессов на окружающую среду. Рекомендуется максимально комплексная по числу извлекаемых компонентов и полная по степени их извлечения переработка сырья, которая может быть достигнута дополнительной флотацией хвостов и получением коллективного сульфидного концентрата. Коллективный сульфидный концентрат представляет определенный интерес для получения некоторых металлов. Это будет содействовать решению вопроса эксплуатации существенно пирротиновых руд в месторождениях Горной Осетии, которые из-за малых содержаний основных металлов (свинца и цинка) не разрабатываются. Вместе с тем, только в одном Садонском рудном районе на их долю приходится не менее 20 % подсчитанных запасов свинцово-цинковых руд. Извлечение сульфидов в общий продукт целесообразно с точки зрения не только извлечения полезных компонентов, но и сокращения затрат на строительство и поддержание хвосто-хранилищ. Это также сокращает расходы на очистные сооружения сбросовых вод обогатительных фабрик. Наконец, в-третьих, получение коллективного сульфидного концентрата имеет важное экологическое значение (рис. 5.4). Максимально возможно полное выведение из хвостов легко окисляемых сульфидов уменьшает загрязнение окружающей среды, включая возможность образования в прилегающих к хвостохранилищам территориях серной кислоты, оказывающей губительное действие на существование уже сложившихся экосистем.
