Геохимические особенности природных вод бассейна реки Витим (западные районы Патомского нагорья)

Abstract

Актуальность настоящего исследования связана с получением первых результатов комплексных геохимических исследований природных вод бассейна реки Витим в западных районах Патомского нагорья. Учитывая широкий спектр выявленных в изучаемом регионе месторождений полезных ископаемых (золота, железа, титана и свинца), возникает два прикладных аспекта применения выполненных исследований. Первый связан с адаптацией гидрогеохимического метода поисков рудных месторождений, а второй - с оценкой антропогенного влияния при разработке месторождений полезных ископаемых и эксплуатации горно-обогатительных предприятий на окружающую среду. Цель: выявление геохимических особенностей вод бассейна р. Витим и оценка возможных источников поступления элементов в воды. Методы. Полевое опробование проведено в соответствии с общепринятыми методиками. Химико-аналитические исследования выполнены методами титриметрии, ионной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. При анализе информации широко применялись методы математической статистики. Оценка степени концентрирования химических элементов в природных водах проводилась путем расчета коэффициентов концентрации (Kki) и водной миграции по А. И. Перельману (Kx1). Результаты. Приводятся первые данные комплексных гидрогеохимических исследований природных вод бассейна реки Витим (Патомское нагорье). По химическому составу преобладают SO4-HCO3 Mg-Ca, HCO3 Mg-Ca воды с величиной общей минерализации от 10 до 298 мг/дм3. Они характеризуются рН от нейтральных до слабощелочных (6,6-8,0), окислительными условиями геохимической обстановки с Eh от +155,5 до +215,9 мВ и содержаниями O2 раств. oт 4,9 до 8,4 мг/дм3. Рассчитанные коэффициенты водной миграции химических элементов в изученных водах (средние) выстроились следующим образом в порядке убывания: очень сильная интенсивность миграции Se236>I37>Br26>сильнаяSb4,5>Mo3,9>Sr3,7>B1,0>средняяZn0,60>Li0,58>P0,41> Ba0,39>As0,32>Cu0,30>Y0,28>Sc0,27>Si0,24>Mn0,23>Rb0,22>Ni0,19>Be0,18>Ge0,16>Co0,16>Cr0,13>слабая (инертная) интенсивность миграции>Fe0,075>V0,062>Ga0,049>Al0,029>Ti0,012>Nb0,015>Zr0,009. Профиль выявил сложнопостроенное гидрогеохимическое поле, на которое основное влияние оказывают природные факторы.

The relevance of this study is related to obtaining the first results of comprehensive geochemical studies of natural waters of the Vitim river basin in the western regions of the Patom upland. Taking into account a large number of mineral deposits (gold, iron, titanium, and lead), two applied aspects of using the studies performed arise. The first is related to the adaptation of the hydrogeochemical method of prospecting ore deposits. The second is related to the assessment of the anthropogenic impact of the development of mineral deposits and the operation of mining and processing enterprises on the environment. The aim of the research is to identify the geochemical characteristics of the waters of the Vitim river basin and assess the possible sources of elements in the water. Methods. Field testing was carried out in accordance with generally accepted methods. Chemical analytical studies were performed by titrimetry, ion chromatography and inductively coupled plasma mass spectrometry. The degree of concentration of chemical elements in natural waters was assessed by calculating the concentration coefficients (Kki) and water migration according to A. I. Perelman (Kx1). Results. The paper introduces the first results of integrated hydrogeochemical studies of natural waters in the basin of the Vitim river (Patom upland). With respect to chemical composition, SO4-HCO3 Mg-Ca and HCO3 Mg-Ca waters with total mineralization from 10 to 298 mg/dm3 dominate. The waters are characterized by pH from neutral to weakly alkaline (6,6-8) and the oxidation conditions of geochemical setting with Eh from +155,5 to +215,9 mV and O2 sol content from 4,9 to 8,4 mg/dm3 . The calculated water migration coefficients (average values) for chemical elements in the studied waters were ranged in a decreasing sequence as follows: very strong migration intensity Se236>I37>Br26>strongSb4,5>Mo3,9>Sr3,7>B1,0>mediumZn0,60>Li0,58>P0,41>Ba0,39>As0,32>Cu0,30>Y0,28>Sc0,27>Si0,24>Mn0,23>Rb0,22>Ni0,19> Be0,18>Ge0,16>Co0,16>Cr0,13>weak (inert) migration intensity>Fe0,075>V0,06 >Ga0,049>Al0,029>Ti0,01>Nb0,015>Zr0,009. The profile revealed a complicated hydrogeochemical field which is affected mainly by natural factors.