Сбор кадастровых данных по ООПТ (включая проектируемые ООПТ), обследование объектов ООПТ, определение их научной и рекреационной ценности, описание санитарного состояния, проведение фото- и видеосъемки.

Поставленные задачи были выполнены практически в полном объеме. Все собранные данные находятся на сайте http://chelnature.ru/oopt, продолжается работа с собранными материалами, разработаны фильмы-клипы по ООПТ Челябинской области, маршрут движения также размещен на сайте (http://chelnature.ru/MapOOPT)..

Исследование строения и минералогии зон гипергенеза сульфидных месторождений различных обстановок формирования; изучение сульфидной и сопряженной с ними минерализации в рудно-седиментационных системах.

Объекты работ включали в себя Карано-Александровскую, Буйдинскую, Авзянскую золоторудные площади, месторождения Красная Жила и Южно-Контрольное. Дополнительно, были проведены работы на рудопроявлениях Куикка, Васониеми, Сюрьяла (Восточная Финляндия), площади Экстремадура (Испания), опирающиеся на внебюджетное финансирование.
Ход работ:

• 3.07-5.07 (Новоселов К., Белогуб Е., Старцев И.) - месторождения золота Учалинского района (Буйдинская, Карано-Александровская площади, Южно-Контрольное месторождение, месторождение Красная Жила, Карагакульское проявление золота)
• 14.07-19.07 (Новоселов К., Белогуб Е., Паленова Е., Заботина М., Байдракова С., Захаров М.) - месторождения золота Авзянского района, работы на керноскладе в ЗАО НПФ Башкирская золотодобывающая компания с керном Курпалинского, Южно-Контрольного, Мало-Каранского рудопроявлений.
• 22.09 (Новоселов К.) - работы на керноскладе в ЗАО НПФ Башкирская золотодобывающая компания с керном Мало-Каранского рудопроявления
• 19.10-27.10 (Новоселов К., Белогуб Е., совместно с Коршуновой В., Михайловым А. (MEN)) - работа с керном проявлений Васониеми, Сюрьяла и Куикка в кернохранилище геологической службы Финляндии
• 13.11 (Новоселов К., Заботина М.) - поездка на Южно-Контрольное месторождение
• 17.11-3.12 (Новоселов К.) - работы на площади Экстремадура (Испания)

Золоторудные объекты Учалинского рудного района. В ходе полевых работ были затронуты следующие объекты: Карано-Александровская площадь и проявление Карагайкуль, Буйдинская площадь, месторождения Красная Жила, Южно-Контрольное и Курпалинское. 

Карано-Александровская площадь. Включает в себя Мало-Каранское месторождение, а также ряд рудопроявлений золота. На месторождении Башкирская золотодобывающая компания в июне 2014 г. начала отработку открытым способом. Полевые работы проводились на промплощадке ЗАО НПФ «БЗК», а также на участке Карано-Александровской площади. Осуществлялась ревизия пройденных выработок и разведочных скважин на Мало-Каранском месторождении и Густелевском рудопроявлении, проведен рекогносцировочный маршрут.

Объемы работ

Месторождение Красная Жила. Окисленные руды на месторождении отрабатывались карьером в 2003-2004 гг. (переработка методом кучного выщелачивания, была приостановлена ввиду больших содержаний окисленной меди). В 2014 г. НПФ БЗДК в карьере был проведен небольшой объем добычных работ. В настоящее время месторождение законсервировано. Размеры карьера 220*75*15 м. По дну пройдена траншея аз.пр.35° СВ по рудному телу, заглубленная на участках богатых руд примерно на 1-1.5 м.
Нами осуществлялась ревизия выемки. Был задокументирован борт карьера, вскрывающий окисленные руды (т.н. 90162).
Месторождение локализовано в тектонической зоне северо-восточного простирания, соответствующей простиранию ГУРа и приуроченных к ГУРу серпентинитовых массивов, в экзоконтакте Мансуровского диоритового массива примерно в 700 м к востоку. Месторождение локализовано в метабазальтах поляковской свиты (S1-2l). Рудовмещающая толща представлена метабазальтами с силлами (?) полнокристаллических пород (габбро) и отдельностью аз.пд 30-40 гр. и уг. 75 гр.
Рудные тела вытянуты по аз. 35-40° СВ, имеют мощность от 2 до 10 м и представлены обохренными, выветрелыми, рассланцованными вулканитами основного состава, иногда с примазками медной зелени (малахит, азурит, хризоколла), сульфиды встречаются крайне редко, в основном замещены агрегатом плотного почти черного лимонита (проба 90162в). Особняком стоит участок богатых руд, приуроченный к поперечной альбит-кварцевой жиле варьирующей мощности, отработанная БЗДК в виде «кармана» размерами 5*7 м. Этот участок был задокументирован и изучен нами в 2004 г. Был установлен альбит-кварцевый состав жилы и найдено гнездо с богатым видимым золотом.
Рудная зона в северо-восточной стенке кармана на кварцевой жиле представляет собой клин обохренных пород в относительно плотных афировых метабазальтах, ограниченный зонами трещиноватости. Обохривание развито вокруг фрагментов будинированной альбит-кварцевой жилы и будин ороговикованных (?) пород, размеры будин в оставшейся стенке до 1*0.4 м.

Кварц жилы хрупкий, с кавернами от выщелачивания предположительно карбонатов (по форме), заполненными глинисто-охристым веществом. Редко кварц содержит лимонитовые псевдоморфозы по пириту. По контакту будины кварца зона плотного темно-коричневого (пропитанного г/ок. Fe) метабазальта, вероятно отражающая первоначальную зону кварц-сульфидных изменений на контакте с жилой. Будина роговика (окварцованного метабазальта) очень плотная, вязкая, в коренном обнажении содержала неравномерную вкрапленность видимых пирита и халькопирита.
Отобрано 3 пробы для получения тяжелого концентрата и проведения х/анализа (90162 – кварцевая будина, 90162а – окварцованная порода с пиритом и халькопиритом, 90162в – зона ожелезнения с вторичными минералами меди), пробы и шлифы для петрографической и химической характеристики рудовмещающего комплекса.

На Буйдинской площади был проведен ревизионный маршрут, охватывающий Восточно-Буйдинскую зону (через рудопроявления, Ново-Жураковское, Тимофеевское); проведена ревизия отвала отработанного и затопленного Ганеевского месторождения; на базе ЗАО НПФ Башкирская золотодобывающая компания проведена документация керна скважин.
Целью посещения отвалов карьера Ганеевского месторождения состояла в поиске диоритов и метаосадочных пород, которые не были установлены нами в карьере, но на которые указывают другие исследователи (С.Е.Знаменский).

Карьер в настоящее время затоплен до уровня поверхности. Отвалы сохранились и хорошо промыты дождями, что позволяет видеть взаимоотношения пород в будинах. Крупные обломки лиственитов собирают и складируют мешками вблизи карьера местные жители для изготволения поделок.
Ревизия отвалов Ганеевского месторождения показала: основная масса вскрышных пород представлена апобазальтовыми хлоритовыми сланцами, редко – метабазальтами афировыми и редко-порфировыми. Степень рассланцевания базальтоидов – от массивных разностей до сланцев. Редко встречаются обломки оталькованных пород и серпентинитов.
Породы рудной зоны – листвениты, березиты (кварц-серицит-карбонатные породы с вкрапленным пиритом), серицитовые сланцы с пиритом – распространены меньше, но найти их в отвале проблемы не составляет. В отвале редко встречаются сильно рассланцованные породы желтовато-кремового цвета с весьма убогой рассеянной вкрапленностью пирита, сходные с породами восточного борта карьера Октябрьского месторождения. Вероятно, именно эти породы и являются кремнистыми метаосадками, но в рудной зоне таких пород не было. Для характеристики этих пород отобрана проба на силикатный анализ и шлиф.
В одном месте отвала обнаружено несколько глыб полнокристаллической светло-серой породы порфировой структуры, возможно – диоритов (отобрана проба и шлиф). В любом случае, количество таких пород ничтожно мало.
Также в одном из останцов найдена глыба лиственита с реликтами темно-зеленого цвета, вероятно – хлорит-серпентиновой породы, отобран образце для уточнения метасоматической колонки в серпентининтах.

На рудопроявлении Вост. Карагас-тау с поверхности сохранились только остатки шурфов. На рудопроявлении Ново-Жураковское с поверхности наблюдается отвал вмещающих пород (андезиты-диориты), редко встречаются обломки жильного кварца. Также здесь сохранился ствол старой шахты. От Ново-Жураковского проявления до т.н. 3159-3 наблюдается множество выработок непонятного назначения, вскрывающих диориты, иногда прорванные дайками пропилитизированных базальтов. Судя по всему выработки пройдены недавно. В ходе маршрута через проявления Восточно-Буйдинской зоны были отобраны пробы диоритов (андезитов), которые являются рудовмещающими.
Наиболее хорошо вскрыто Тимофеевское рудопроявление. Здесь наблюдается множество коренных выходов и отвалы.

Южно-Контрольное и Курпалинское месторождение. На месторождениях ЗАО НПФ БЗК провела небольшой объем буровых; на Южно-Контрльном месторождении началась отработка сульфидных медных руд. В карьере были отобраны образцы руд для изготвления аншлифов. На базе ЗАО НПФ БЗК проведена ревизия керна скважин, в карьере месторождения и на рудном складе отобраны пробы колчеданных руд.

На Южно-Контрольном месторождении было просмотрено 7 скважин (542.3 м), на Курпалинском – 9 скважин (601.3 м)
Объемы опробования: Курпалы: 15 аншлифов, 9 шлифов, XRD 38 штук Южно-Контрольное: 18 аншлифов, 19 шлифов, 2 пластинки на термобарогеохимию

Сделаны рекомендации для добычи.

На участке Карагайкульского рудопроявления была проведена рекогносцировка. Рудопроявление вскрыто небольшим карьером, а также множеством шурфов. В сохранившихся обнажениях наблюдаются серпентиниты и габброиды, к контакту которых, видимо, и была приурочена зона минерализации. Западнее рудопроявления наблюдаются коренные выходы известняков (т.н. 3161-4). В отвалах выработок сохранились интенсивно лимонитизированные породы, иногда наблюдаются куски массивных пиритовых руд. Из минерализованных пород отобраны пробы-протолочки. Рудопроявление неплохо обнажено, пригодно для картирования с поверхности.

Авзянская золоторудная площадь расположена в Белорецком районе Башкортостана и включает в себя Горноприисковую (рудопроявления Горный Прииск, Калашникова Жила, Багряшка) и Исмакаевскую (Улюк-Бар, Кургашля, Рамеева Жила) зоны.
Были проведены рекогносцировочные маршруты на известных рудопроявлениях, шлиховое опробование дренирующих водотоков (руч. Багряшка, Каменный, Бол. Ключ).
Месторождение Горный Прииск располагается в левом борту руч. Каменка (бассейн р. Большой Авзян), на склоне г. Калашникова (791.6 м). В районе месторождения обнаружена серия шурфов глубиной до 5 м с оплывшими и заросшими бортами и дном, а также отвалы и остатки рудного склада (?) и заброшенная ЗИФ на правом борту ручья. В бортах шурфов наблюдается дресва кварцитов, редко темно-серых сланцев и черных железистых кварцитов (?). Расположение шурфов свидетельствует о том, что рудные интервалы были представлены кварцевыми жилами и штокверковыми зонами. Вмещающими породами являются кварциты и кварцитовидные песчаники, прослои сланцев и аргиллитов незначительны, по-видимому, минерализованными являлись кварцевые штокверки в песчаниках и сланцах. На руч. Каменка отрабатывалась россыпь.
По привязке месторождение Калашникова жила располагается на восточном склоне Калашниковой горы. В предполагаемом месте расположения Калашниковой жилы следы горных выработок отсутствуют, найдены единичные глыбы кварцитов. Ниже по склону – шурф (т.н. № 17) заросший, в стенках серый кварциты.
Месторождение Улюк-Бар представляет собой зону окварцевания вокруг кварцевых жил-толстух или одной будинированной жилы, залегающих в аркозовых песчаниках в той или иной мере рассланцованных. В песчаниках встречаются линзы углеродисто-глинистых сланцев, иногда тоже окварцованных. Зона протягивается в меридиональном направлении. Работы на объекте проводились год-два назад – есть свежие шурфы, пройденные параллельно старым разведочным канавам широтного направления. Судя по состоянию леса, старые шурфы и канавы пройдены около 30 лет назад.
Россыпь реки Кургашля отрабатывалась около 30 лет назад (возраст сосен и берез на отвалах россыпи). В составе эфелей – песчаники аркозовые, кварцевые, довольно много сланцев. Коренное месторождение, судя по привязке, располагалось на склоне горы в 500 м к северу от россыпи. В районе привязки встречены отвалы песчаников, а также мелкие, сильно заросшие, старые шурфы. По-видимому, месторождение Кургашля завалено.

Минералого-технологическое картирование и опробование кварцевых жил, кварцитов и плагиогранитов Южного и Среднего Урала, Башкирии.

В процессе работ были отобраны штуфные (точечные) пробы визуально  различных типов кварца по основной части жил. Отбор проб сопровождался привязкой, документацией и фотографированием мест их отбора, с указанием целевого назначения той или иной пробы и подробным описанием взятых в пробу природных разновидностей кварца и вмещающих пород. Отбор проб проводился вручную с применением кувалд, зубил. Места отбора – коренные обнажения, отвалы старых канав, мелких засыпанных карьеров. В пробу отбирались куски 10-20 см, с которых сбивались пленки ожелезнения.

При работах в районах развития кварцитов и плагиогранитов было проведено маршрутное изучение территории с использованием просек, старых выработок – шурфов и канав. Пробы и образцы отбирались по маршрутам в зависимости от масштаба составленных схем, через 100-10 метров.

Объектами исследования послужили:

- кварц   Кыштымского месторождения (жила № 175) - 22 пробы,

Уфимского месторождения (жила № 2136) - 15 проб,

Ларинского кварценосного узла (жилы № 94, № 112, №       148, № 153, № 170, №  

3134, карьера Первомайский – 34 пробы,

Кундравинского месторождения (жила № 314) - 4 пробы,

кварц месторождения Гора Хрустальная - 13 проб,

кварц Джабык-Карагайского кварценосного узла (пос. Песчанка) - 2 пробы,

- кварциты в районе хребта Алабия (Южный Урал) -13 проб,

- плагиограниты в районе поселка Левиха (12 проб).

Кыштымское месторождение (жила № 175) представлено крупной кварцевой жилой линзовидной формы, размером 300x270 м. В составе жиловмещающего комплекса установлены карбонатиты линейного типа, которые, в виде линзовидных обособлений содержатся в кварцевой жиле месторождения, указывая на их дорудное происхождение. Пострудные метасоматиты представлены камафоритами пироксен-апатитового и самарскит-сфен-апатитового составов, микроклинитами и альбититами с редкометальной минерализацией. Переотложенный в результате замещения материал образует биотитовые сланцы, карбонатные прожилки, апатит.

Жила сложена разнородным кварцем. Наиболее ранний, исходный тонко-скрытокристаллический кварц сохранен в виде реликтов в гранулированном мелкозернистом. Кварц подвержен катаклазу, милонитизации. Характерны его пострудные изменения. Так, на нижних горизонтах месторождения отмечены зоны пострудной минерализации в виде секущих биотит-микроклиновых жил. Эти зоны на горизонте штольни 347 м составляют около 30 % объема жильной массы, что отражается в повышенном содержании в кварце минеральных примесей: биотита и микроклина.

Уфимское месторождение расположено на восточном склоне южной части Среднего Урала, в пределах Уфалейского антиклинория. В геологическом строении Уфалейского антиклинория принимают участие породы одноименного гнейсо-мигматитового комплекса: амфиболиты, слюдяные плагиогнейсы, амфиболовые, биотит-амфиболовые гнейсы и т.д.

Самым крупным объектом, имеющим промышленное значение, является жила № 2136., представляющая собой пегматитовое тело с многочисленными кварцевыми ядрами. Жила залегает среди биотит-амфиболовых гнейсов, в меньшей степени представлены гранито-гнейсы. Простирание жилы северо-западное, падение на юго-запад под углом 30-40 º. Кварц тонко-мелкозернистый, массивный. Отмечаются мелкие включения полевых шпатов, слюд. В призальбандовой части встречаются граниты, биотит, ксенолиты гнейсов. Границы кварцевой жилы с вмещающими породами резкие, четкие. Вблизи поверхности кварц разбит трещинами разных направлений. По трещинам отмечается ожелезнение.

Ларинский кварценосный узел расположен на восточном склоне Южного Урала, административно - в Пластовском, Чебаркульском и Уйском районах Челябинской области. Вся площадь Ларинского месторождения дислоцируется на западном экзоконтакте Ларинского гнейсового купола, охватывая продуктивные образования как его ядерной части (плагиогнейсы ларинской толщи), так и сланцевого обрамления (биотитовые, роговообманковые сланцы, графитистые кварцито-сланцы графитистые, углисто-графитистые сланцы).

На Ларинском узле выделено три типа кварцевых объектов. Все они являются телами выполнения тектонических трещин. Жилы крупно-гигантозернистогокварца   образуют   основные   концентрации   в   биотит-кварцевых   сланцах и   кварц-биотит-плагиоклазовых сланцах; жилы молочно-белого кварца – в графитистых     кварцито-сланцах;     жилы гранулированного      кварца     среднезернистой     структуры     размещаются преимущественно в графитистых кварцито-сланцах, либо в пегматитах.

Кундравинское месторождение размещается к северу от Ларинского месторождения, административно – в Чебаркульском районе Челябинской области. В его пределах из широкого перечня метаморфических и мигматит-гранитовых комплексов продуктивными на жильный кварц являются плагиосланцы саитовской и кундравинской толщ.

Объекты    жильного    кварца    представляют    собой    обособленные линзовидные жилы или серии сближенных кулисообразно залегающих тел, располагающиеся на возвышенных участках рельефа с выходом на дневную поверхность. Размеры отдельных жил по простиранию 10-25 м (редко 50-150), по падению от 6 до 22 м, мощность до 3-4 м. Для них характерно субмеридиональное простирание и крутое на восток или запад падение. Контакты с вмещающими породами четкие, согласные или субсогласные.

Жильные тела сложены кварцем трех типов: мелкозернистым фанулированным, средне-крупнозернистым гранулированным и стекловидным. Наблюдается четкая пространственная зональность в его распределении. Жилы с мелкозернистым фанулированным кварцем тяготеют к приконтактовым частям кыштымской и саитовской толш. Средне-крупнозернистый кварц локализуется в породах кундравинскои толщи и отчасти саитовской и кыштымской толш. Стекловидный кварц приурочен к тем же породам, что и средне-крупнозернистый, но в разностях, претерпевших метаморфизм термальных куполов.

Джабык-Карагайский кварценосный район находится в пределах Восточно-Уральского мегаблока (ВУМ- структуры I порядка) Южного Урала, с запада и востока ограниченного структурами II порядка – шовными зонами, соответственно Сугомакско-Кацбахской и Челябинской.

Изученные кварцевые жилы расположены в районе поселка Песчанка. Кварц молочно-белый, крупнокристаллический, трещиноватый. Контакт с гранитами резкий. В краевой части жил местами кварц окрашен охрами железа в буроватый, оранжево-желтый цвет. Вмещающие граниты светло-серые с 5-7% содержанием темноцветных минералов представленных амфиболом и биотитом. Повсеместно наблюдаются выходы гранитов с матрацевидной отдельностью.

Киолимское месторождение кварцитов расположено в Златоустовком районе Челябинской области на северном склоне г. Исыл, в 12 км к югу-западу от г. Карабаша, в пределах Центрально-Уральского поднятия.

Район Киолимского месторождения сложен кристаллическими сланцами и кварцитами, прорванными интрузиями гранитов-гнейсов и амфиболитов.

Кристаллические сланцы занимают почти всю западную часть района, образуя две мощные полосы ССВ простирания. Самыми древними породами в районе являются кристаллические сланцы, относимые по возрасту к докембрию и нижнему палеозою. Гранато-слюдяные сланцы являются преобладающими породами и в основном состоят из кварца и слюды. В отличие от других сланцев в них в значительных количествах присутсвует гранат, ставролит и дистен. Кварцево-слюдяные сланцы не имеют широкого распространения. Они сравнительно менее метаморфизованы. Составляющими их компонентами являются кварц, альбит и слюды.

Кварциты залегают в виде прослоев и линзовидных тел, образуя повышенные участки в рельефе в виде скал. В пределах участка работ выявлено 15 залежей кварцитов, на которых заслуживают внимания по размерам: Западная, Восточная и Малая залежи.

Основным компонентом в кварцитах является кварц (~97%) и в незначительном количестве слюды – мусковит, биотит и серицит.

Поселок Левиха расположен в Кировоградском районе в средней части Тагиль­ского погружения, вблизи городов Кировграда и Невьянска. В пределах изучаемой площади наблюдаются отдельные маломощные кулисообразные тела сланцев. Рассланцеванию также подвер­глись грубообломочные туфы дацитового состава и лавы дацитов, среди которых развиваются дайки липаритов и плагиогранитов. Участок работ располагался на берегу пруда в 1 км от поселка Левиха.

На небольшой возвышенности к северо-западу от городского пруда пос. Левиха обнажаются отдельные коренные выходы в виде глыб и делювиальных развалов, сложенных порфировидными зеленовато-серыми, серыми, средне- крупнозернистыми гранитами. Местами они содержат дайки диоритов-лампрофиллитов небольшой мощности. В местах интенсивной деформации гранитоиды превращены в альбит-серицит-кварцевые сланцы, часто ожелезненные.

Заключение

Проведение полевых работ методом геолого-технологического картирования позволило отобрать сопоставимый набор разновидностей, характерных для каждого месторождения и проявления. Отбор образцов сопровождался GPSпривязкой, фотографированием, документацией взятых в пробу природных разновидностей кварца, кварцитов, плагиогранитов и вмещающих пород. В результате проведенных полевых работ было отобрано 138 точечных штуфных пробы. Отобранный материал позволяет провести исследовательскую работу на должном уровне, т.е. провести весь комплекс запланированных лабораторных исследований, с дальнейшим изложением полученных результатов в статьях, отчетах.

В результате проведенных работ для публикации в журналах были подготовлены следующие статьи:

1.      Анфилогов В.Н., Кабанова Л.Я., Игуменцева М.А., Никандрова Н.К. Геологическое строение, петрография и генезис кварцевого месторождения Гора Хрустальная // Геология рудных месторождений, 2014, в печати.

2.      Анфилогов В.Н., Кабанова Л.Я., Игуменцева М.А., Никандрова Н.К., Лебедев А.С. Геологическое строение, петрография и минералогия месторождения суперквацитов Бурал-Сарьдаг (Восточный Саян) // Литология и полезные ископаемые, 2014, в печати

3.      Штенберг М.В., Игуменцева М.А.Оценка эффективности СВЧ-декрепитации кварца Уральских месторождений методом ИК-спектроскопии // Материалы VI Всероссийской молодежной научной конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования». Миасс-Екатеринбург: УрО РАН, 2014. С. 101-103.

4.      Анфилогов В.Н., Кабанова Л.Я., Игуменцева М.А., Лебедев А.С. Петрография и минералогия плагиогранитов массива Левиха // Доклады Академии наук, 2014, в печати.

Основными задачами являются следующие:

1) сбор первичных материалов для изучения меднорудной и золоторудной базы древних обществ Южного Зауралья и Западного Казахстана путем работы в региональных Музеях (г. Уфа, Оренбург, Челябинск, Орск, Уральск);

2) исследование строения медных рудников Таш-Казган, Воровская яма и Новониколаевского, Соколки, функционировавших в бронзовом веке на территории Челябинской области и Башкортостана;

3) совместные работы со специалистами Института степи УрО РАН по исследованию медных рудников Оренбургской области и Западного Казахстана;

4) участие в работе археологических отрядов Южно–Уральского и Челябинского государственных университетов, Института археологии УрО РАН по вскрытию древних курганов и поселений на территории Челябинской области;

5) обучение навыкам геоархеологических исследований студентов геологического факультета Южно–Уральского государственного университета во время учебной геологической практики.

6) совместные работы со специалистами Института геофизики УрО РАН по изучению георадарных полей на древних рудниках Новониколевском и Воровская яма.

Методика работ. Работы включают крупномасштабное геологическое картирование древних рудников, составление ситуационных планов горных выработок, отвалов и промплощадок; документацию горных выработок, отбор образцов вмещающих пород руд и металлургических шлаков для различного вида анализов; предварительная петрографическая обработка коллекций каменного материала, обнаруженных во время археологических раскопок.

Ожидаемые результаты. Будут отобраны представительные коллекции руд, минералов и металлургических шлаков из объектов исследования, предназначенные для оптических, рентгеноспектральных и рентгенофлуоресцентных анализов по всем участкам работ. Главное внимание будет уделено древним медным рудникам – основы сырьевой базы древних обществ региона. Систематическое дополнение новых данных в базу древних рудников Урало-Мугоджаркого ГМЦ.

1) СБОР ПЕРВИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕДНОРУДНОЙ И ЗОЛОТОРУДНОЙ БАЗЫ ДРЕВНИХ ОБЩЕСТВ Ю. ЗАУРАЛЬЯ И ЗАП. КАЗАХСТАНА

В период предполевой подготовки и полевых работ в сотрудничестве с ведущими специалистами в археологии и сотрудниками региональных музеев и научных центров (Уфимский государственный университет и Институт этнологии УрО РАН, Оренбургский губернаторский историко-краеведческий музей, Институт степи УрО РАН, Южно-Уральский государственный университет, Челябинский государственный педагогический университет, Челябинский государственный университет, Центр истории и археологии, г. Уральск) проведены работы по сбору первичных материалов для уточнения меднорудной и золоторудной базы древних обществ Южного Урала и Западного Казахстана.

2) ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ МЕДНЫХ РУДНИКОВ ФУНКЦИОНИРОВАВШИХ В БРОНЗОВОМ ВЕКЕ НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛ. И БАШКОРТОСТАНА

Полевые работы по заданной тематике проводились с 01 по 21 июля 2014 г Анкушевым М.Н., Юминовым А.М., Романенко М.Е., Захаровым М.Н. В работах принимали участие студенты 102 группы геологического факультета ЮУрГУ, проходящие учебную практику: Аминова К.Г., Бояршинов А.С., Волегов Г.С., Горбунов Н.Ю., Дюрягин И.Ю., Ерхов В.Д., Клявлин Ю.В. Падучина Ю.А., Тукачева О.В. Объектами в полевом сезоне 2014 г. являлись древние рудники Воровская яма (уточнение геологического строения, составление нового ситуационного плана, тахеометрическая и георадарная съемки, отбор проб для лабораторных исследований) и Таш-Казган (отбор проб).

Древний рудник Воровская Яма

Цель настоящих исследований состояла в уточнении морфологии древней выработки с последующим подсчетом количества добытого сырья. Для выяснения строения и морфологии древней выработки летом 2014 г на ней были проведены геодезические, геофизические и горные работы. Геодезические работы включали разбивку профилей и нивелирную съемку.  Размер площадки составляет 40х50 метров. Расстояние между профилями составляло 2 м, между пикетами - 1м. По проложенным профилям был составлен топографический план территории, по нему была произведена нивелирная съемка. Также были отсняты точки на 5 метров для закрепления профиля карьера рудника Воровская яма. Геофизические исследования включали георадарную съемку (прибор SIR-3000 (GSSI с антеннами 400 МГц и 400 МГц, по заранее проложенным профилям через 2 м, замеры брались через каждые 10 см). Георадарная съемка дна карьера проводилась по 9 профилям. Всего пройдено 172 п.м. Горно-геологические работы включали частичную зачистку и документацию двух траншей: ВК-2 и ВК-4. Для зачистки выработок использовались студенты. Документация проводилась с целью определения уровня погребенной почвы, необходимого для производства расчетов.

Древний рудник Таш-Казган

Рудник Таш-Казган (башкирское – каменоломня), именовавшийся в XVIII веке Кукушевским, находится в 3 км к юго-востоку от д. Курамино (Учалинский р-н, р-ка Башкортостан). Он относится к золото-сульфидно-кварцевому типу.

В 2014 г. на руднике Таш-Казган проводился отбор образцов с рудной минерализацией из отвалов и бортов карьера для дальнейших аналитических исследований.

3) РАБОТЫ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ МЕДНЫХ РУДНИКОВ ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА

Полевые работы проводились с 19 по 29 августа 2014 г Юминовым А.М., Романенко М.Е. в составе российско-казахстанской археологической экспедиции под руководством В.В. Ткачева (Институт степи УрО РАН, г. Оренбург). Кроме того, в состав экспедиции входили Дархан Байтлеу (зам. директора филиала Института археологии им. А.Х. Маргулана в г. Астана). Объектами исследований являлись древние медные рудники Кудуксай и Кенгияк а также район святилища Кайракты (восточные Мугоджары).

Целью работ являлось поиск наиболее значимого (эталонного) объекта горной археологии Мугоджарского ГМЦ для стационарных археологических раскопок. Задачи работ состояли в поиске данных объектов, указанных в литературных данных, составлении их крупномасштабных ситуационных план геологических схем, доказательстве разработки карьеров в бронзовом веке, и сборе эталонной коллекции руд и вмещающих пород.

Древний рудник Кенгияк

Основные работы были сосредоточены в бассейне р. Кайракты, где выделен археологический микрорайон, приуроченный к древней выработке на медь (руднику) Кенгияк.

Рудник Кенгияк расположен в 31,5 км к ВЮВ (аз. 100°) от аула Кайракты (Айтекебийский район Актюбинской области) на левом берегу ручья Токбура (правый приток реки Кайракты).

 Рудное тело имеет непосредственный выход на дневную поверхность и образует железную шляпу, представленную отдельными полосами и небольшими линзами бурых железняков северо-западного простирания. Ширина полос в отдельных местах достигает 15-25 м. В породах фиксируются корки и тонкие ветвящиеся прожилки медной зелени. Древний рудник включает в себя два карьера, расположенные недалеко друг от друга: Северный и Южный. Выработки вскрывают полосу бурых железняков с медной минерализацией. В древности разрабатывалась зона окисления прожилково-вкрапленных руд в метасоматитах.

Северный карьер имеет округлую форму, его диаметр составляет 15-18 м, современная глубина – 2,5 м.

Наличие на руднике промплощадок, на которых могло происходить первичное обогащение добываемого сырья, не зафиксировано. По всей видимости, роль производственных обогатительных площадок выполняла поверхность самих отвалов. При обследовании северного карьера рудника Кенгияк в южном борту и центральной части были обнаружены четыре орудия древнего горного промысла, представленные каменными клиньями, кайлами и молотами. Для изготовления орудий, обнаруженных на руднике Кенгияк, применялись диабазы и мелкозернистые габбро. Данные породы обладают повышенным удельным весом и хорошими прочностными свойствами, наиболее подходящими для орудий ударного типа. Выходы подобных пород известны в непосредственной близости рудника и, вероятно, для их изготовления мог быть использован местный источник.

Южный карьер рудника Кенгияк расположен в 120 м по аз. 155º от Северного. Карьер представляет собой четыре налегающие друг на друга выработки размером  4-8×4-15 м, общей длинной до 40 м, глубиной до 0,5 м. Дно ровное, борта пологие. Выработка покрыта редкой растительностью и частично задернована.

Карьером вскрывается зона бурых железняков, сопровождающихся метасоматически измененными породами. Ширина зоны – 10-15 м, протяженность – около 60 м. В отдельных образцах отмечается наличие медной минерализации в виде тонких корок и пленок малахита.

В целом, можно сказать, что древний рудник Кенгияк является одним из типичных горнорудных объектов, разрабатываемых в бронзовом веке в Мугалжарах. Он имеет типичную форму и размеры карьера, характерные для данного региона.

Древний рудник Кудуксай

Рудник Кудуксай расположен в 9,6 км к ЮЮЗ (аз. 201°) от одноименного поселка (Хромтауский район Актюбинской области) и находится на левом борту долины р. Ойсылкара (левобережье р. Орь) практически на самом водоразделе.

Рудопроявление Кудуксайотносится к медно-колчеданному типу. Рудное тело приурочено к зоне контакта лав и среднего и основного состава. Рудовмещающими породами являются андезибазальты. Рудное тело имеет непосредственный выход на дневную поверхность и образует железную шляпу, представленную отдельными полосами и небольшими линзами бурых железняков субмеридионального простирания. В породах фиксируются корки и тонкие ветвящиеся прожилки медной зелени. В приповерхностной части руды дезинтегрированы и превращены в щебень.

Древний рудник представлен карьером овальной формы, со всех сторон сопровождаемый отвалами. Карьер имеет небольшие размеры. Его длина варьирует в пределах 16-18 м, ширина – 14-16 м, современная глубина достигает 1,5 м.

В целом, можно сказать, что древний рудник Кудуксай является одним из типичных горнорудных объектов, разрабатываемых в бронзовом веке в Мугалжарах. По объему добычи он относится к небольшим (до 100 тонн меди) горным выработкам и имеет типичную форму и размеры карьера, характерные для данного региона.

Петроглифы святилища Кайракты

Петроглифы Кайракты (N49°28'19.99" Е59°28'3.82"), эпоха бронзы (археол.). 3,2 км к СЗ от аула Кайракты, на правобережье р. Есекжал, являющейся правым притоком р. Кайракты, в 2,8 км от устья. Памятник выявлен в 1950-е гг. в ходе геологоразведочных работ. В 2001 г. его посетил С. Ю. Гуцалов совместно с геологом В. Ф. Коробковым. В 2007, 2008, 2012 г. и 2014 гг. обследован Российско-Казахстанской комплексной экспедицией.

В геологическом отношении объект находится в центральной части Борлинского гранитоидного массива, который расположен на границе Западных и Восточных Мугалжар. В долине небольшого ручья Есекжал обнаружены развалы даек габбро-диоритового состава. Породы темно-серого цвета, средне- и крупнозернистые, массивные, с выделениями пироксенов. Это керсантиты – слюдяной лампрофир диоритового состава, содержащий плагиоклаз, биотит и небольшое количество калиевого полевого шпата, а также пироксен, оливин, амфибол. Породы образуют глыбы изометричной и округлой формы, которые сгруппированы в отдельные скопления и располагаются в виде вытянутых перциональных цепочек, фиксирующих положение дайки. Поверхность глыб гладкая, она частично выровнена и пришлифована процессами эрозии. По поверхности пород развит тонкий слой патины (так называемый «пустынный загар»), представленный в виде блестящей темно-коричневой пленки. При удалении слоя патины с поверхности пород (например, при прочерчивании или отколе) на камнях появляется четкие светлые линии или рисунки. Этим свойством пользовались древние художники.

Объект представлял собой святилище и являлся важным культовым центром населения эпохи бронзы бассейна р. Кайракты. В самой близкой ко входу юго-восточной группе изображений отмечены слабо различимые рисунки змееподобных образов в виде волнообразного зигзага с утолщением на одном конце и острым окончанием на противоположном, а также спирали в полтора оборота, окончания которой имели аналогичное оформление. В южной части долины, видимо, являвшейся семантическим центром святилища, локализуются две группы изображений, демонстрирующих наибольшую количественную представительность и разнообразие сюжетов. Здесь сосредоточены три группы петроглифов, включавшие фаллические изображения, рисунки колес со спицами, ступицами и осями, двухколесной одноосной колесницы с удлиненным кузовом (рис. 11). На выходе из долины в северо-западной части святилища располагалась последняя группа рисунков, включавшая изображение фаллоса и ступни человека.

В каждом скоплении есть массивные каменные плиты с относительно ровной поверхностью («жертвенные столы»), центральный камень с петроглифами и выкладки из камней, образующие дуги. Совершенно уникальными объектами, присутствующими во всех группах изображений, являются «поющие камни». О «музыкальных» свойствах этих камней устроители ритуалов, несомненно, знали в древности и использовали их в культовых целях. На одном из наиболее эффектных объектов этой категории в южной группе есть солярный символ в виде колеса. Сам камень шарообразной формы диаметром 1,5-2 м приподнят и подклинен снизу более мелкими камнями. Вся поверхность с изображением покрыта следами от многочисленных ударов. При ударе по этому камню другим предметом раздается мелодичный «металлический» звон.

Помимо этого, в 2014 г. на южном и юго-западном участках святилища были зафиксированы еще четыре пункта петроглифов, включавшие изображения колес со ступицами и спицами, фаллических и крестообразных фигур.

Результаты работ

Задачи полевых работ выполнены в полной мере.

Совместно с ведущими специалистами в археологии и сотрудниками региональных музеев и научных центров  проведены работы по сбору первичных материалов для уточнения меднорудной и золоторудной базы древних обществ Южного Урала и Западного Казахстана.

На руднике Воровская яма проведены комплексные геодезические, геофизические и горные работы, изучено строение и морфология древней выработки. На руднике Таш-Казган проведен отбор образцов руд, использовавшихся в древности.

Совместно со специалистами Института степи УрО РАН и РГКП «Институт археологии им. А.Х. Маргулана» детально изучены два рудника Мугоджарского горно-металлургического центра: Кенгияк и Кудуксай. Проведено картирование карьеров рудников, отобраны образцы руд, диагностированы орудия древнего горного промысла. Исследован район древнего культурного центра Кайракты. Проведены геоархеологические исследования памятника.

В рамках учебной практики проведено обучение студентов ГФ ЮУрГУ навыкам геологических и геоархеологических исследований.

Совместно с сотрудниками Западно-Казахстанского центра истории и археологии отобраны образцы шлаков могильника Таксай I с редкой минерализацией.

1. Изучение рудных фаций колчеданных месторождений Урала;

2. Изучение осадочно-диагенетических фаций марганцевых месторождений.

Полученные результаты полевых исследований:

1. Установлено, что колчеданные руды Шемурского и Ново-Шемурского месторождений (Ивдельский рудный район, Северный Урал) представлены, в основном, кластогенными рудными фациями, среди которых выделены сульфидные брекчии – проксимальные рудные турбидиты; сульфидные песчаники и алевро-песчаники – дистальные турбидиты и госсаниты – продукты полного окисления рудокластических отложений. Наибольшее распространение получили дистальные турбидиты, представленные пиритовыми, магнетит-халькопирит-сфалерит-пиритовыми, сфалеритовыми и кварц-пиритовыми рудами с неясно-полосчатыми текстурами и признаками наложения различных структурных разновидностей пирита и содержащими углеродистое вещество в основной массе. Присутствие преобразованных мелкообломочных кластогенных руд свидетельствует о том, сульфидная залежь месторождений представляет собой сильно разрушенный холм «черного курильщика». Пиритовые руды, представляющие тонко-мелкозернистый агрегат кубооктаэдрических зерен пирита, принадлежат к выщелоченным рудам рудоподводящей зоны (гидротермально-метасоматическая рудная фация). Массивные магнетитовые и сфалерит-магнетитовые руды на Шемурском месторождении образуют локальные околодайковые рудные скопления. Главными минералами руд на месторождениях являются пирит, сфалерит, халькопирит и магнетит. В слоистых рудах обломки пирита представлены зональными, пластинчатыми, ламинарными, почковидными или глобулярными микротекстурами. Новообразованный пирит представлен конкрециями диаметром от 2 мм до 2 см, сложенными сгустками фрамбоидов, и эвгедральными кристаллами размером 0. 1–0. 2 мм. Впервые на изученных месторождениях обнаружены колонии фоссилизированных трубчатых организмов диаметром до 1.5 и длиной до 3 мм (полихеты), присутствующих в цементе кластогенных руд. Внутренняя часть микротрубок чаще всего выполнена халькопиритом, реже кристаллическим пиритом и кварцем. В поперечных срезах микротрубок, сложенных халькопиритом выявляется комковатое строение. В ассоциации с трубчатыми организмами в пирит-халькопиритовых брекчиях установлены различные морфологические разновидности пирита, сцементированные халькопиритом. Отобраны образцы для минералого-геохимических исследований (45 шт).

2. На Сафьяновском медно-цинково-колчеданном месторождении были изучены гидротермально-метасоматические фации руд (штокверковая зона) и нижняя выклинка, представленная грубообломочными сульфидными турбидитами. Исследования направлены на выявление акцессорной минерализации в штокверковых рудах и закономерностей изменений термоэлектрических свойств различных типов пирита в трубах «черных курильщиков», кластогенных, биоморфных и гидротермально-метасоматических рудных фациях месторождения. Отобраны образцы руд (50 шт.) для минералогических исследований и изучения термоэлектрических свойств пирита.

3. На Юбилейном месторождении продолжены работы, направленные на реконструкцию минералого-геохимической эволюции рудообразующей системы. В процессе работ установлены литолого-минералогические особенности сульфидных турбидитов на выклинках 2 рудного тела. Выявлено, что юго-восточная выклинка представлена халькопирит-пиритовыми и пиритовыми турбидитами, переслаивающимися с вулканомиктовыми песчаниками, гиалокластитами и кремнистыми породами и перекрываются гиало- ловокластитами основного состава с крупными ксенорудокластами труб «черных курильщиков». Северо-западная выклинка состоит преимущественно из пиритовых турбидитов, переслаивающихся с кремнистыми породами. Дополнена коллекция труб «черных курильщиков» образцами пирит-сфалерит-халькопиритовых труб с хорошей сохранностью наружных оболочек и впервые в пиритовой оболочке этих труб обнаружена оруденелая фауна. Ранее на месторождении биоморфные руды были установлены в карбонатно-халькопирит-пиритовых рудах без какой-либо связи с трубами «черных курильщиков». В сульфидных гравелитах на западной выклинке рудного тела обнаружены крупные фрагменты пирит-халькопиритовых труб «черных курильщиков», размер которых достигает 15 см. Уточнены в карьере позиции риолитов, дацитов, базальтов и яшмоидов надрудной толщи. Составлены литологические колонки, продолжено картирование карьера. Для текстурно-структурных и минералого-геохимических исследований отобраны образцы (134 шт.).

4. На Султановском месторождении полевые работы проводились с целью выяснениярудно-биофациальных особенностей сульфидных построек колчеданных месторождений Урала, содержащих фрагменты труб «палеокурильщиков» хорошей сохранности, с которыми ассоциирует пригидротермальная биота. В рамках этих исследований впервые на Султановском месторождении в сульфидных брекчиях распознаны фрагменты пиритовых диффузоров, трубок «черных курильщиков», а также крайне редкие обломки биоморфных серноколчеданных руд с единичными включениями оруденелых трубчатых червей. Диаметр трубчатых организмов достигает 1.0–1.5 см, оболочка и полость фоссилизированы пиритом. Кроме того, были обнаружены крупные фрагменты труб «черных курильщиков» с частичной сохранностью наружной оболочки. Ранее в рудах месторождения были обнаружены лишь мелкие фрагменты друзового халькопирита. Отобраны образцы (14 обр.).

5. На Западно-Озерном месторождении изучены позиция и взаимоотношения обломочных пиритовых и сфалерит-пиритовых руд с сфалерит-магнетитовыми рудами. Установлено, что для кровли 5 рудного тела характерна своеобразная зональность, выраженная размещением текстурных и минералогических типов руд. Над массивными пиритовыми рудами тонко-мелкозернистого сложения залегают крупнообломочные, в некоторых случаях гигантообломочные (обломки размером до 20 см) пиритовые и сфалерит-пиритовые руды, которые в свою очередь сменяются сфалерит-магнетитовыми (вплоть до магнетитовых) рудами. Зона сфалерит-магнетитовых руд характеризуется раздувами, пережимами и тупыми выклиниваниями. В сфалерит-магнетитовых рудах присутствуют прослои обломочных пиритовых руд, прожилки халькопирита и участками арсенопиритовая минерализация. Для установления природы магнетитовых руд отобраны образцы (12 обр.).

6. На Левобережном, Летнем и Осеннем месторождениях изучены пиритовые, халькопирит-пиритовые и пирит-магнетитовые руды. Установлено, что основной объем руд на данном этапе эксплуатации месторождений представляют собой полосчатые (слоистые) сульфидные и сульфидно-магнетитовые руды. Полосчатое строение обусловлено, в основном, чередованием сульфидных, магнетитовых и нерудных слоев (полосок) в колчеданной руде. В сульфидно-магнетитовых рудах хорошо видны мягкие оползневые деформации, свидетельствующие об илистом состоянии рудного осадка в период его накопления. В некоторых случаях слои отличаются друг от друга размерами зерен пирита и присутствием слоев обогащенных халькопиритом, редко сфалеритом. Иногда рисунок осложнен наличием в рудах «очковых» скоплений нерудных минералов, особенно кварца, которые огибаются сульфидами. Нередко слои обрываются, сближенные слои сульфидов сливаются, образуя более широкие слои, которые по простиранию снова расщепляясь, выклиниваются. Судя по знакам нагрузки и ритмичной градации обломковидных пиритовых обособлений, полосчатые руды представляют собой перекристаллизованные сульфидные турбидиты, испытавшие гальмиролиз до стадии окисления железа. Одновременно с реликтовыми текстурами в рудах присутствуют признаки метаморфизма руд. Появление в рудах извилистых полосок без четких границ, прожилков халькопирита, редко сфалерита, октаэдрических метакристаллов магнетита и хлорит-эпидот-актинолитовой минеральной ассоциации соответствует эпидот-амфиболитовой фации зеленокаменного метаморфизма. Для сравнительного изучения сульфидных турбидитов и сопоставления их литологических особенностей, минерального состава и геохмических признаков сульфидных минералов и магнетита отобраны образцы (54 обр.).

7. На Губерлинском участке Северных Мугоджар (на правом берегу р. Урал) исследованы слоистые кремнисто-яшмовые породы, образующие линзовидное тело размером 30х10 м мощностью до 2 м среди вулканокластических пород кислого состава. Особенностью этого линзовидного тела является присутствие яшмового слоя мощностью 20 см, содержащего конкреционные образования самого различного размера (от первых миллиметров до 10–20 см) и различной морфологии с отчетливыми поясками роста (от очень плоских до округлых). Крупные конкреции имеют сложное внутреннее строение, где наблюдается обособление марганцевого вещества от участков кремнистого состава. Для изучения текстурно-структурных особенностей конкреций и проведения минералого-геохимических исследований отобраны образцы (16 шт.).

Заключение

Таким образом, в результате проведенных полевых работ в 2014 г. получены новые данные по рудным фациям колчеданных месторождений Урала.

1) На Юбилейном и Султановском месторождениях обнаружены фрагменты труб «черных курильщиков» с хорошей сохранностью их наружных оболочек. Обнаруженные в сульфидных осадках трубы «курильщиков», являются результатом их роста при диагенезе под влиянием рудообразующей системы.

2) Обнаружены новые точки присутствия на колчеданных месторождениях биоморфных фаций руд (Шемурское, Ново-Шемурское, Султановское). На Юбилейном месторождении установлена пригидротермальная биота в наружной оболочке труб «черных курильщиков».

3) Установлено, что строение и состав выклинок 2 рудного тела Юбилейного месторождения сложены различными литологическими ассоциациями (сульфидными, кремнистыми и гиалокластическими) и отличаются гранулометрическим и минеральным составом сульфидных слоев.

4) Изучены позиции сульфидно-магнетитовых руд на колчеданных месторождениях. На Западно-Озерном месторождении установлена зональность в расположении сульфидных, сульфидно-магнетитовых и магнетитовых руд, на Шемурском месторождении их приуроченность к междайковым пространствам, на Ново-Шемурском, Летнем, Левобережном и Осеннем месторождениях присутствуют магнетитовые прослои в сульфидных турбидитах.

5) Выявлено, что на месторождениях Домбаровского района (Летнее, Осеннее, Левобережное) основной объем руд представляют собой полосчатые и слоистые сульфидные и сульфидно-магнетитовые руды, являющиеся перекристаллизованными сульфидными турбидитами, испытавшими гальмиролиз до стадии окисления железа.

6) Месторождения Северных Мугоджар по условиям залегания, текстурно-структурным признакам и минеральному составу руд, а также особенностям рудовмещающих вулканитов сходны с Ново-Шемурским месторождением Северного Урала. Вместе с тем, в отличие от месторождений Северных Мугоджар на Ново-Шемурском месторождении отмечаются следующие различия: большой объем серноколчеданных руд, присутствие рудоподводящих каналов, пространственная разобщенность минеральных продуктов различного состава лавовыми фациями вулканитов, локализация магнетитовых руд в верхней части рудной залежи, а в нижних частях – серноколчеданных руд, преобладание в слоистых рудах сфалеритовых слоев и отсутствие халькопиритовых слоев.

7) На Губерлинском участке Северных Мугоджар в яшмовых горизонтах обнаружены кремнисто-марганцевые конкреции, характеризующиеся поясками роста, минералого-геохимическое изучение которых позволит сопоставить эти образования с придонными железомарганцевыми конкрециями из Янзигитовского и Файзуллинского месторождений Южного Урала.

Исследования проводятся по государственной теме «Создание моделей минералообразования в рудно-седиментационных системах вулканогенных и осадочных формаций» (руководитель Масленников В.В.) и являются продолжением полевых работ 2010–2013 гг. На выбранных площадях известны коренные месторождения золота в лиственитах и скарнах, исследование геологического строения и условий образования которых является необходимым звеном в изучении процессов рудообразования в шовных зонах.

В задачи исследований входят картирование уступов карьера Дергамышского месторождения, отбор штуфных проб различных рудных фаций колчеданных тел, отбор проб вмещающих рудные тела метасоматитов, отбор и промывка шлиховых и протолочковых проб золоторудных месторождений Южно-и Северо-Миасской группы месторождений, отбор каменного материала, для проведения геохимических исследований.

- получение новых данных по минералогии и металлогении Центральной щелочной полосы  и Вишневогорского щелочного массива (Ильмено-Вишневогорский комплекс) и субщелочных гранитов в районе Главного Уральского разлома  (Ю. Урал)

- уточнение геологической позиции и определение взаимоотношений геологических тел в щелочных комплексах.

Работы будут включать:

 - геологическую документацию стенок карьеров, горных выработок, естественных обнажений горных пород. 

- составление геологических планов отдельных участков,  

- отбор проб и образцов.

Слюдорудник

Проведено обследование отвалов карьеров и штолен на горе Слюдяной Кыштымского района Южного Урала с целью доизучения редкоземельно-редкометалльной минерализации пегматитов Слюдяногорского месторождения мусковита (Попова В.И., Попов В.А.).

Установлено, что пегматиты с гигантскими индивидами чёрного иттрийсодержащего эпидота секутся жилами с гигантскими кристаллами мусковита, а последние рассечены жилами редкоземельно-редкометалльных кварц-двуполевошпатовых пегматитов.

Отобраны образцы с выделениями фергусонита-(Y) в ассоциации с самарскитом-(Y) и эвксенитом-(Y). При доизучении их дополнительно выявлены ранее не отмечавшиеся поликраз-(Y), уранпирохлор, иттропирохлор, ильменорутил и шеелит. Материалы готовятся к опубликованию.

Вишневые горы

В карьера Вишневогорского ГОКа обследование проводились на уступах +480, +468 (г. Кобелева), +384, +372, +348 м (г. Долгая)  с целью выявления пегматитовых тел, изучения их минерального состава, морфологии и взаимоотношений.

Отмечены развитая система кливажа, зоны бластомилонитов, жилы сиенитовых пегматитов, карбонатитов. Часть трещин разновременного кливажа, заполнена жилами пегматита, преимущественно нефелин-полевошпатового.

Жилы карбонатита – более поздние. Строение жил – полнокристаллическое, ассиметричное.

Еще более поздние — жилки с цеолитами (натролитом и анальцимом). Этот тип жил до сих пор недостаточно изучен.

Установлено блоковое строение полосчатости миаскитов. Направление полосчатости в блоках — от вертикального до почти горизонтального.

Выявленные морфологические признаки в минеральных агрегатах пегматитовых жил соответствуют образованию их в камерах (а не в результате метасоматоза гнейсов, как считалось ранее), а «альбититы» и «микроклиниты» в жильных телах являются агрегатами рекристаллизации бывших крупных индивидов альбита и калишпата в связи с явлениями деформации пегматитов и вмещающих пород. Следовательно, редкометалльные и редкоземельные минералы в районе Вишневогорска и Слюдорудника перспективно искать не в «метасоматитах», а в магматических образованиях – гранитных пегматитах и карбонатитах, в общем случае претерпевших метаморфизм.

 Совместно с полевым отрядом Естественно-научного музея ИГЗ им. В.И. Ленина УрО РАН обнаружены и вскрыты уникальные жилы содалит-нефелин-полевошпатового состава, представляющие минералогический интерес.

Оз. Миассово

Главный объём исследований выполнен на Миассовском участке в районе копи 287. Дополнительно расчищены, а затем задокументированы и опробованы обнажения дайкообразных тел скаполитовых пород, прорывающих массивные кальцит-доломитовые карбонатиты. Отобраны пробы разновидностей скаполитовых пород для минералогических исследований и химического анализа.

Получены новые доказательства магматической природы этих уникальных пород.

Дополнительный отбор карбонатных пород из района Мраморного мыса в южной части оз. Бол. Миассово, изучение их протолочек подтверждают прежние представления В.А. Попова о магматическом генезисе этих образований (находки изометричных полигональных кристаллов фторапатита, зерен шеелита и графита).

Оз. Ишкуль

Предполагается, что анортитовое габбро разного минерального состава (биотит-амфиболового и эпидот-амфибол-фассаитового), а также анортит-диопсидый горнблендит, слагающие включения в серпентинитовом меланже на участке Осиновый мыс (оз. Б. Ишкуль), являются отторженцами древнего фундамента Ильменогорского комплекса.

Для проверки этого предположения отобрано 3 крупноразмерные пробы, произведено их дробление с целью извлечения из них акцессорного циркона, который планируется использовать для датировки указанных пород

В ходе изучения протолочек горнблендита  впервые в Ильменских горах был встречен оксид свинца – глёт.

Отбор минеральных образцов в пещерах карбонатного и сульфатного карста Урала для решения следующих задач:

Изучения современного минералообразования (геогенного, техногенного, биогенного);

Оценки техногенного (антропогенного) воздействия на ряде спелеокомплексов Урала (пещеры Кунгурская ледяная, Киндерлинская, Шульган-Таш;

Оценки экологического состояния пещерных комплексов на минералогической и микробиологической основе;

Увязки условий среды минералообразования (микроклимат, состав подземных вод, состав субстрата, микробиота) на процессы минерало- и кристалогенеза;

 Кристалломорфологического анализа новообразованных в пещерах минеральных фаз.

1.            Результаты работы полевого отряда:

– в целом задачи полевых работ выполнены. Выполнены планы по исследованию сезонных минерализаций в Кунгурской ледяной пещере; проведены исследования  и принято участие в комплексной экспедиция в пещерах Киндерлинская и Шульган-Таш, собрана представительная коллекция минеральных образований пещерных комплексов и др. объектов.

 –  объем отобранных проб:

Спелеоминеральные образцы, пробы, породы карстующихся массивов, криогенные минеральные образования пещер, техногенные накипи, патогенные биоминеральные образования в человеческом организме:

– Кунгурская ледяная пещера – 12 образцов криогенных минеральных образований, кристаллов гипса и карстующихся горных пород.

– Ординская пещера – 2 макрообразца карстующихся горных пород.

– Киндерлинская пещера  – 23 минеральных проб и образцов.

– Аскинская ледяная пещера – 1 проба криогенных минеральных образований.

– Пещера Шульган-Таш (Капова) – 15 проб новообразованных минеральных фаз на палеолитической живописи отобраны и изучаются сотрудниками заповедника Шульган-Таш в рамках прграммы НИР Министерства культуры РБ. 

– Газовая котельная в г. Лысьва –  отложения техногенных накипей в баках аккумуляторов горячей воды газовой котельной – 9 образцов.

– Газовая котельная в г. Лысьва –  отложения техногенных накипей в теплообменных подогревателях для системы отопления – 4  образца.

– Патогенные биоминеральные образования в человеческом организме – 1 образец желчного камня и 1 образец уролита (мочевого камня).

ИТОГО: 68 проб и образцов. 

 1.            Предварительные результаты и выводы

Собрана представительная рабочая коллекция минералов и минеральных образований (со спелеобъектов (Кунгурская ледяная, Шульган-Таш (Капова), Киндерлинская (им. 30-летия Победы).

Результаты полевых наблюдений и результаты исследований уже частично опубликованы в статьях:

Потапов С. С., Червяцова О. Я. Паршина Н. В. Необычайно широкое развитие сульфатной (гипсовой) минерализации в Киндерлинской пещере карбонатного карста (по результатам экспедиционных работ 2014 г.).  Микробиологический аспект // XXУральская минералогическая школа – 2014, посвященная 100-летнему юбилею Уральского горного университета и 75-летнему юбилею Института геологии и геохимии им. академика А. Н. Заварицкого УрО РАН. Сборник статей студентов, аспирантов, научных сотрудников академических институтов и преподавателей ВУЗов геологического профиля. 22-26 сентября 2014 г. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2014. С. 203-210.

Потапов С. С., Паршина Н.В., Садыков С. А.  Современное минералообразование в Кунгурской ледяной пещере // Комплексное использование и охрана подземного пространства. Сборник докладов Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею научной и туристско-экскурсионной деятельности в Кунгурской ледяной пещере и 100-летию со дня рождения В. С. Лукина. Пермь: ГИ УрО РАН, 2014.  С. 81-91.

Червяцова О. Я., Потапов С. С. Гипсовые отложения Киндерлинской пещеры (Южный Урал) как возможный признак кислотного спелеогенеза // Спелеология и карстология. Симферополь, 2014. № 13. С. 17-30. Chervyatsova O. Ya., Potapov S. S. Gypsum deposits of the Kinderlinskaya Cave (Southern Urals) as possible indication of sulphuric acid speleogenesis // Speleology and Karstology. Simferopol, 2014. № 13. P. 17-30. // http://institute.speleoukraine.net/libpdf//new/2014/002/Chervyatsova_Potapov_2014_Kinderlinskaya.pdf

И на выходе статья:

Оlga Ya. Cherviatsova, Yuri V. Dublyansky, Sergey S. Potapov, Аlexander S. Pakhunov, Lubov V. Leonova, Stepan P. Glavatskikh, Vladislav S. Zhitenev.  Needle-fiber calcite in Kapova cave (The Southern Urals, Russia): influence on Upper Paleolithic wall paintings and genesis problems. Волокнисто-игольчатыйкальцит в Каповой пещере (Южный Урал, Россия): влияние на верхнепалеолитическую настенную живопись и проблема генезиса // The conservation of the Subterranean Cultural Heritage. International Workshop. Seville, Spain. 25-27 March, 2014. Spanish network of science and technology for the conservation of cultural heritage with the collaboration of Andalusian Historical Heritage Institute. 

Результаты полевых работ по объектам исследований:

Кунгурская ледяная и Ординская пещеры в Пермском крае.

В этих пещерах отобраны пробы и образцы карстующихся гипс-ангидритовых  пород, в которых они заложены, криогенных минеральных образований, техногенных сталактитов, криогенных минеральных образований (пещерной муки), кристаллов гипса, техногенного ярозита как продукта взаимодействия металла с дренирующими карстовыми водами для масспектрометрических исследований изотопного состава серы сульфатных минералов. После получения результатов анализов будет сопоставлено содержание изотопа серы сульфатов следующих объектов:

- Кунгурской ледяной и Ординской пещер Урала классического сульфатного карста,

- Киндерлинской пещеры Республики Башкортостан карбонатного карста с широким развитием сульфатной минерализации как продукта сернокислотного спелеогенеза,

- Пещерной системы Снежная-Меженная- Иллюзия на Кавказе карбонатного карста,

- Пещеры-рудника Кон-и-Гут в Азиатской Патагонии рудного (гидротермокарстового) генезиса,

- Пещер Прибайкалья с сезонным оледенением   с целью генетических построений.

Киндерлинская пещера – самая значительная по амплитуде пещера Урала, вторая по длине пещера Башкортостана. Находится в Гафурийском административном районе в верхней части правого склона долины р. Киндерля (левый приток р. Зилим), в ее устьевой части. Особенностью минералогии Киндерлинской пещеры является широкое развитие гипса.

На основании полевых наблюдений нами сделан вывод, что на определенном этапе развития карстовой системы Киндерлинской пещеры в ней могли присутствовать элементы сернокислотного спелеогенеза (SAS - sulfuric acid speleogenesis), связанного с деятельностью сероокисляющих (тионовых) бактерий.

Пещера Шульган-Таш в Республике Башкортостан.В пещере основное внимание уделено изучению современного минералообразования в аспекте связи с разрушением палеолитической живописи. В настоящее время в пещере фомируются агрегаты игольчато-волокнистого кальцита - needle-fiber calcite (NFC), которые разрушают палеолитическую живопись. 

Показано, что помимо хорошо известного для пещер лунного молока - мондмильха, с перекристаллизацией игольчато-волокнистого кальцита (NFC) связано формирование твердых сферолитовых кор микритовой структуры и кораллоидов. Рост и дальнейший диагенез NFC является отрицательным фактором для сохранности палеолитической живописи пещеры - так как происходит перенос частичек пигмента на кончиках игл и перераспределение их в слое новообразованных минеральных отложений.

Начальник Техногенного полевого отряда                                                                                                                                                      С.С.Потапов

 17.11.2014 г. 

         1. Отбор проб донных отложений озер и верховых торфяников для оценки геохимии и минералогии голоценовой седиментации на Урале, Восточном Казахстане и Горном Алтае  при горнопромышленном техногенезе.

  2. (Отбор гидрохимических проб, проб влекомой взвеси, донных отложений в поверхностных водотоках Карабашской геотехнической системе для минералого-геохимической характеристики процессов техногенеза). Отбор проб поверхностных почв в районе Сибайской ГТС.

    3. Отбор проб почв в пределах геотехнических систем Урала и Казахстана для характеристики фазового состава техногенных  компонентов в депонирующих средах и изотопной геохимии.

Выполнение задачи 1.Отбор проб донных отложений озер и верховых торфяников для оценки геохимии и минералогии голоценовой седиментации на Урале и в районах влияния колчеданных горнопромышленных комплексов Казахстана.

Первым пунктом работ был район Балхашского медеплавильного комплекса «Казахмыс» в районе г. Балхаш. Здесь были отобраны 3 колонки донных отложений озера на удалении0.5,  2.5 и 5 км от источника эмиссии (рис. 3). Всего отобрано 45 проб донных отложений. В декабре мы планируем выполнить датировки скоростей осадконакопления по ²¹⁰Pb, определить временные характеристики техногенеза и получить аналитические данные для подсчета абсолютных цифр по объемам поступления халькофильных элементов в озеро Балхаш при техногенезе (в мг/м²/год). Отобрано 30 проб городских поверхностных почв Балхаша для последующих геохимических расчетов и 27 проб по генетическим горизонтам почв для 3 почвенных разрезов (см. задача 3). Депонирующие среды в аридной зоне (донные отложения озера с карбонатным типом осадконакопления и почвы весьма отличаются по природным условиям образования и представляют собой контрастный геохимический фон по сравнению с Уралом).

Озеро Балхаш было опробовано, в связи с расположением в его прибрежной зоне огромного плавильного и обогатительного производства. Ранее хвосты обогащения сбрасывались непоследственно в озеро. В настоящее время хвосты отделены от  прибрежной полосы дамбой, но вляние их на озеро продолжается (рис. 4). Описания процессов происходящих в этой ГТС в литературе не встречается.

Было отобрано 3 колонки донных отложений (рис. 4), а также пробы придонной и поверхностной воды в каждой точке.

.Для изучения возможного переноса элементов с ГТС Восточно Казахтанской области в соторону Горного Алтая проведен отбор проб донных отложений в виде стратифицированных колонок на озерах (Коксинское), Букалу, Теньгинское и Каракольское №5 (рис. 5).

Отобрано 60 проб донных отложений, а так же пробы придонной и поверхностной воды. На водосборной территории озер заложены почвенные разрезы. В настоящий момент пробы просушены и упакованы. Планируется обработка проб по аналогии с ранее проведенными работами и анализами для проб озер Южного Урала. Выполнение анализов изотопии углерода и кислорода позволит составить изотопно-кислородные летописи реконструкций палеотемператур и ландшафтно-климатических условий позднеледниковья-голоцена для территории расположения озер. Будет изучен минералого-геохимический состав для изучения особенностей седиментации и возможного трансграничного переноса металлов. Использование радиометрических трассеров позволит оценить изменения скоростей осадконакопления в котловинах озер в индустриальный период развития территории.

К настоящему времени проанализирован состав воды – анионно-катионный состав и физико-химические  параметры стандартными лабораторными методами (табл. 1-2).

Микроэлементный состав  воды и донных отложений определен методом ICPMS.

Таблица 1

Результаты химического анализа гидрохимических проб озера Балхаш

Озера располагаются на различном удалении от источника эмиссии – медеплавильного завода. Из них оз. Коксинское самое близкое от завода, располагается в 125 км к СВ в направлении господствующих ветров. Остальные озера располагаются дальше: Букалу – 180 км, Теньгинское – 230 км, Каракольское №5 – 310 км.

Распределение тяжелых металлов по колонкам донных отложений будет изучено позднее. В озерах Южного Урала даже при значительном удалении от источника эмиссии в верхних частях колонок донных отложений были зафиксированы повышенные концентрации халькофильных элементов. Повышенное накопление халькофильных элементов донными отложениями в индустриальный период связано не только с увеличением абсолютных концентраций поступающих веществ, но и с геохимическими, гидрологическими особенностями водосборного бассейна, а также с измененем скоростей осадконакопления и содержанием органического вещества в них.

Поэтому  на водосборной территории всех озер были заложены почвенные разрезы (рис. 6).

Рис. 6. Выбор места заложения и полевое описание почвенного разреза в условиях крутых склонов в районе оз. Коксинское.

Рис. 7. Общий вид оз. Букалу. Стратифицированная колонка донных отложений и ее полевое описание. Часть водосборной площади оз. Букалу. Почвенный разрез и его полевое описание.

Рис. 8. Общий вид горного оз. Каракольское №5 и стратифицированная колонка донных отложений.

К настоящему времени пробы донных отложений и почв находятся в стадии подготовки к анализам.

Выполнение задачи 3. Отбор проб почв в пределах геотехнических систем Урала и Казахстана для характеристики фазового состава техногенных компонентов в депонирующих средах.

В системе циклического массообмена металлов почва занимает особое место, здесь сходятся главные миграционные потоки. С одной стороны, в почве мобилизуются металлы, вовлекаемые затем в различные миграционные циклы, с другой – перераспределяются массы металлов, поступающие из почвообразующих пород с опадом растительности и осаждениями из атмосферы. Регулирование почвой массопотоков металлов обусловлено системой равновесий и взаимопереходов между различными формами нахождения металлов, различающимися прочностью закрепления и способностью включаться в тот или иной вид миграции. Избыточные массы металлов, поступившие в биосферу в силу природных явлений (вулканических извержений, гидротермальных процессов и др.) или в результате техногенного загрязнения, выводятся из системы миграционных циклов и прочно связываются в твердой фазе почвы, откуда они могут постепенно мобилизоваться и пополнять отдельные массопотоки.

Были заложены почвенные разрезы и отбраны поверхностные почвы в районе Балхашского плавильного завода (Казахстан), Усть-Каменогорского завода (Восточный Казахстан), г. Риддер (Восточный Казахстан), г. Сибай (Республика Башкортостан) и Карабашского медеплавильного завода (Южный Урал).

Полевые и лабораторные исследования загрязненных металлами почв и почвенных образцов осуществляли по «Методическим рекомендациям по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами». Отбор проб почв при проведении мониторинга производили в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.3.01-83 и ГОСТ 17.4.4.02-84.

Опробование проводили по почвенным разрезам, с равномерным охватом всех генетических горизонтов, для возможности последующего расчета средних содержаний тяжелых металлов в горизонтах А, В и С, оценки физико-химических свойств почв и содержаний в них микроэлементов. Соблюдался основной принцип – обязательное вскрытие и опробование горизонта почвообразующей материнской породы. После препарирования разреза по одной из стенок выполнялось опробование с отбором проб на всю мощность вскрытых горизонтов. Поверхностные почвы отбирали методом усреднения пробы верхних слоев (5–7 см) горизонта А.

Образцы для анализа отбирали в виде средней смешанной пробы из каждого горизонта отдельно из вертикально расположенного выделенного участка профиля (ширина 6–8 см, глубина 5–6 см, высота – глубина горизонта). Вес каждого образца 0.5–0.75 кг.

Район г. Балхаш.Заложено 3 почвенных разреза по удалению от промплощадки (рис. 9-10).

В районе геотехнической системы отобраны поверхностные почвы горизонта А, 1-5 см. В городской черте почвы опробованы в парковой зоне и придомовых территориях, почвы в городской черте не материнские. Отобраны пробы дорожной городской пыли. Всего отобрано 30 пробы почв (табл. 3).

Разрезы мощностью от 40 до 60 см. Всего отобрано 27 проб (рис. 10).

Район г. Усть-Каменогорск.Заложено 2 почвенных разреза  (рис. 11).

Разрезы мощностью от 50 до 80 см. Всего отобрано 20 проб (рис. 12).

В районе геотехнической системы отобраны поверхностные почвы горизонта А, 1-5 см. В городской черте почвы опробованы в парковой зоне и придомовых территориях, почвы в городской черте не материнские. Всего отобрано 15 проб почв (табл. 4).

Таблица 4

Координаты точек отбора проб почв в Усть-Каменогорской ГТС

Район г. Риддер. Заложено 2 почвенных разреза (рис. 13).

В районе геотехнической системы отобраны поверхностные почвы горизонта А, 1-5 см. В городской черте почвы опробованы в парковой зоне и придомовых территориях, почвы в городской черте не материнские. Всего отобрано 20 проб почв.

Разрезы мощностью от 60 до 80 см. Всего отобрано 19 проб (рис. 14, табл. 5)).

Таблица 5

Координаты отобранных проб в районе г. Риддер

Район Карабашской ГТС.

В районе Карабашской ГТС проведено опробование поверхностных городских почв и пробы чердачных пылей (всего 33 точках), также проведено опробование отвала вмещающих пиритсодержащих пород в северо-восточной части города (рис. 15, табл. 6).

Рис. 15. Схема отбора проб почв и чердачных пылей.

Валовый микроэлементный состав поверхностных почв приведен в таблицах 7-9.

Таблица 7

Микроэлементный состав поверхностных почв Карабашской ГТС

К настоящему времени обработаны пробы прошлых полевых сезонов и пробы Карабашской ГТС сезона 2014. Получены первые результаты. Сходные методы исследования планируется применить к другим ГТС опробованным в сезоне 2014.

Пробы городских почв отобраны в городах с медеплавильным производством. С юга на север: Медногорск, Карабаш, Кировград, Красноуральск. Интервал отбора по вертикали 0-5 см. Пробы чердачной пыли отобраны на чердаках частных домовладений на балочных перекрытиях и стрехах, где, со слов хозяев, минимальное время накопления пыли составляло 30 лет.

Химико-экспериментальные работы по анализу потенциальной биодоступности тяжелых металлов в объектах окружающей среды Урала.

Для оценки потенциальной биодоступности отдельных химических элементов выполнены работы по моделированию их поведения в растворах, отвечающих составу желудочной жидкости (stomachphase), жидкости тонкой кишки (intestinalphase) и лёгочной жидкости (lungfluid). Состав синтетического раствора, моделирующего гастросок: в 1 л деионизированной воды растворяли 1.25 г пепсина, 0.5 г яблочной кислоты, 0.5 г лимонной кислоты, добавляли 0.5 мл молочной кислоты и 0.5 мл уксусной кислоты. Доводили до рН=2.5 добавлением концентрированной HCl. В стакане помещали 1 г пробы и добавляли 100 мл модельного раствора. Инкубировали в течение 2 часов в сушильном шкафу при температуре 37⁰С  с периодическим встряхиванием. По завершению инкубации отбирали 20 мл аликвоту и в пробирке на 50 мл центрифугировали 10 минут при 3500 об./мин. Надсадочную жидкость анализировали после фильтрации через мембранные фильтры 0.45 мкм как металлы, биодоступные в составе гастросока.

Для моделирования процессов растворения пыли (почвенная пыль, пыль чердачная, пыль от горнопромышленных отходов) в тонкой кишке остаток раствора в стакане доводили до рН=7 раствором бикарбоната натрия, добавляли 175 мг свиной желчи и 50 мг свиного панкреатина. Инкубировали в течение 4 часов при температуре 37⁰С в сушильном шкафу при периодическом встряхивании. После центрифугирования надсадочную жидкость анализировали на содержание Cd, Cu, Zn, Pb.

Биодоступные концентрации желудочной и кишечной фаз (в %)  рассчитывали как частное от деления концентрации элемента в экстракте на валовые концентрации элемента в пробе, умноженное на 100.

Раствор, моделирующий лёгочную жидкость, готовили растворением в 1 л деионизированной воды 6.8 г NaCl, 5.3 г NH₄Cl, 2.3 г NaHCO₃, 1.2 г H₃PO₄, 1.7 г NaH₂PO₄, 0.6 г Na₂CO₃, 0.6 г ацетата Na, 0.2 г фталата K, 0.5 г глицина, 0.5 г H₂SO₄, 0.6 г цитрата Na, 0.3 г CaCl₂, 0.5 г уксусной кислоты. 1 г пробы помещали в стакан и добавляли 100 мл экспериментального раствора. Инкубировали при 37⁰С в сушильном шкафу с периодическим встряхиванием в течение 24 часов. После центрифугирования надсадочную жидкость фильтровали и анализировали на Cd, Cu, Zn, Pb.

Результаты оценки биодоступности элементов по данным химико-экспериментальных работ.

Сопоставление валовых содержаний и их биодоступных форм для двух элементов (Pb и Cu) в городских почвах г. Карабаша свидетельствует о хорошей корреляционной зависимости (рис. 15). В свою очередь, сравнительный анализ только валовых содержаний тяжелых металлов в городских почвах трёх городов с развитым медеплавильным производством – Красноуральске, Кировграде, Карабаше указывает на средние значения Cu на уровне 850 мг/кг, Zn в Карабаше и Кировграде 1050 мг/кг, в Красноуральске 1400 мг/кг (рис. 16). Средние содержания Pb в городских почвах колеблются по перечисленным городам от 350 до 400 мг/кг. Средние содержания Cd максимальны в городских почвах Красноуральска и составляют 20 мг/кг (при фоновых концентрациях в иллювиальном почвенном горизонте в буроземных автоморфных почвах подзоны средней тайги 0.32 мг/кг). Мнимальные средние значения по Cd отвечают городским почвах Карабаша 14 мг/кг (рис. 16).

Для обоснования использования процедуры базового физиологического экстракционного теста в качестве оценки биодоступных форм тяжелых металлов, было выполнено сравнение степени экстрагируемости традиционно используемыми растворами (нейтральный раствор хлористого кальция, как раствор, извлекающий “обменные” формы элементов и раствор ацетата натрия с рН=4.8 для извлечения “биодоступных” форм элементов). Величины потенциальной “биодоступности” сравнивались со значениями в базовом физиологическом экстракционном тесте (рис. 17). Как свидетельствуют приведенные данные, наиболее приближенным к реальности является раствор гастросока.

Оценка трех основных “промышленно-генетических” типов отходов в г. Карабаше по степени биодоступности свидетельствует о максимальной потенциальной опасности по Zn металлургических шлаков, по Pb сульфидсодержащих отходов и добычи и переработки руд, по Cu и Cd сульфидно-силикатных отходов обогащения руд, сосредоточенных в хвостохранилищах (рис. 18, 19).

Рис. 15. Соотношения валовых концентраций свинца и меди и их биодоступных форм в городских почвах г. Карабаша.

Рис. 16. Концентрации потенциальных токсикантов в городских почвах горнопромышленного Урала.

Рис. 17. Доступность (биодоступность) потенциальных токсикантов в зависимости от типа экстрагентов (1 – кальций хлористый; 2 – натрия ацетат; 3 – PBET («гастросок»).

Рис. 18. Биодоступность Zn и Pb по данным базового физиологического экстракционного теста для трех «генетических» типов горнопромышленных отходов в г. Карабаше (1 – сульфидсодержащие отвалы отходов добычи руд; 2 – сульфидно-силикатные отходы обогащения руд в хвостохранилищах; 3 – металлургические шлаки)

Рис. 19. Биодоступность Cu и Cd по данным базового физиологического экстракционного теста для трех «генетических» типов горнопромышленных отходов в г. Карабаше (1 – сульфидсодержащие отвалы отходов добычи руд; 2 – сульфидно-силикатные отходы обогащения руд в хвостохранилищах; 3 – металлургические шлаки)

Выполнение задачи 2. (Отбор гидрохимических проб, проб влекомой взвеси, донных отложений в поверхностных водотоках Карабашской геотехнической системе для минералого-геохимической характеристики процессов техногенеза). Отбор проб поверхностных почв в районе Сибайской ГТС (рис. 20, табл. 10).

В степной зоне в районе Сибайского и Камаганского месторождения среди зональных черноземовидных почв развиты три ведущих подтипа: слабо выщелоченные в элювиальных фрагментах ландшафта с березовыми колками; неполноразвитые на пологих склонах различной экспозиции; типичные полноразвитые в локальных участках речных долин и участках с аккумулятивным типом ландшафта.

(Аналитика и прочие исследования выполнены при финансовой поддержке конкурсных программ фундаментальных исследований УрО РАН № 12-М-45-2072, № 12-И-5-2018, № 12-М-45-2051, № 12-У-1004 и проекта РНФ на базе Института минералогии УрО РАН)

Полученные результаты полевых исследований.

Колчеданные месторождения северной части Зеленокаменной зоны Мугоджар залегают в нижней части разреза силуро-девонских вулканитов (базальтовый комплекс), мощность которой достигает 2500 м. Преобладают в этой части разреза подушечные базальты, значительно менее распространены субвулканические, экструзивные образования и потоки риолито-дацитового состава.

Рудные залежи Приорского месторождения расположены на контакте стекловатых базальтов и гиалокластитов с долеритами и долеритовыми базальтами. Рудные залежи имеют простую линзовидную и субпластовую форму без корневых крутопадающих частей, свойственных большинству колчеданных месторождений.

Рудная залежь обладает четкой минеральной зональностью (снизу вверх): 1) хлоритовые породы; 2) магнетитовые руды; 3) магнетит-пиритовые руды; 4) халькопирит-пиритовые руды; 5) сфалерит-халькопирит-пиритовые руды; 6) сфалерит-пиритовые руды (Злотник-Хоткевич, 1979). Переходы между выделенными типами руд постепенные, на границах не наблюдается следов дробления, замещения и других признаков разновозрастного образования руд.

Нами в карьере месторождения были изучены петельчато-брекчиевидные пирит-магнетитовые руды. Выявлено, что 1) минеральный состав извилисто-петельчатых прожилков аналогичен составу основной вмещающей массы руд (пирит, магнетит, маггемит?), 2) область распространения прожилков ограничивается горизонтом пирит-магнетитовых руд, 3) степень метаморфизма вещества в рудах и прожилках одинакова, 4) границы прожилков с вмещающей рудной массой часто расплывчаты. Это свидетельствует о том, что вещество прожилков не привнесено извне, а заимствовано из вмещающих руд и отложено до метаморфических процессов. Вероятно, их образование обусловлено процессами сегрегационной диагенетической перегруппировкой вещества.

Установлено, что среди текстурных типов руд в карьере месторождения и на рудном складе широкое распространение получили кластогенные рудные фации. Среди кластогенных руд выделены сфалерит-халькопирит-пиритовые брекчии, дистальные градационно-слоистые турбидиты и госсаниты – продукты полного окисления рудокластических отложений. Для сфалерит-пиритовых обломочных руд характерно присутствие тонких кремнистых, кремнисто-магнетит-сульфидных и гематит-кремнистых прослоев. На юго-западной выклинке рудного тела встречены сульфидные турбидиты, представленные переслаиванием градационно-слоистых сульфидных и гематит-кварцевых слоев. Слоистые руды характеризуются признаками оползневых деформаций, свидетельствующих об илистом состоянии рудного осадка в период его накопления, в слоях хорошо выражены знаки нагрузки и ритмичная градация сульфидного материала.

Обнаружены автохтонные госсаниты над халькопирит-пиритовыми рудами почковидно-колломорфного строения. В этих рудах и продуктах их субмаринного окисления установлена фоссилизированная пригидротермальная фауна. Трубчатые организмы диаметром поперечного сечения до 0.5 мм в руде имеют пиритовую оболочку, а их внутренняя часть выполнена кварцем в руде. В госсанитах их размер значительно меньше (менее 0.1 мм) и наружная оболочка представлена гематитом.

Изучены контакты рудных тел с надрудными и подрудными базальтами. Выявлено, что рудовмещающие породы находятся в начальной стадии зеленокаменного преобразования (развитие хлорита по стеклу, образование каемок альбита на лейстах лабрадора). Подрудные базальты интенсивно изменены и превращены в кварц-хлоритовые породы. Среди даек, пересекающих рудную залежь Приорского месторождения, отмечены дайки в различной степени перекристаллизованных базальтов и габбро-диоритов.

Для минералого-геохимических исследований отобраны образцы руд и базальтов  (36 шт.).

На месторождении им. 50 лет Октября известны три главные рудные залежи (Северная, Центральная и Южная). Южная рудная залежьместорождениянаиболее крупная и в настоящее время разрабатывается карьерным способом. Она имеет сложную форму, которая определяется сочетанием пологой «пластообразной» верхней части с крутопадающими лентовидными и мешкообразными отщеплениями в подошве залежи, фиксирующими локальные рудоподводящие каналы и переходящими на глубину в протяженные шлейфы обильной прожилково-вкрапленной пиритовой минерализации, приуроченной к подрудной серицит(мусковит)-кварцевых интенсивно перекристаллизованных пород. Крутопадающие осложнения сложены зернистыми пиритовыми рудами, непромышленными по меди, контуры их резко расширены кверху, где сливаются между собой в пологозалегающие залежи. Вниз по падению пиритовые руды постепенно переходят в кварц-пиритовые, а последние – в пиритизированные серицит-кварцевые породы. Пологая прикровельная часть сложена крупнозернистыми сфалерит-халькопирит-пиритовыми и халькопирит-пирит-пирротиновыми рудами. В карьере месторождения были вскрыты интенсивно перекристаллизованные пиритовые, сфалерит-халькопирит-пиритовые и пирит-пирротиновые руды. Массивные крупнозернистые пиритовые руды содержат разно ориентированные прожилки халькопирита и сфалерита, сульфидная минерализация в виде прожилков присутствует и в базальтах. Для изучения прожилковой минерализации отобраны образцы руд и базальтов (19 шт.).

Кундыздинское месторождение является одним из немногих месторождений, сохранившее в недеформированном виде свою структуру и неизменную схему синрудных гидротермальных преобразований вмещающих пород без последующего метаморфизма. Рудовмещающая толща – базальты и их гиалокластиты. Месторождение представлено 4 рудными телами: самая крупная залежь – первое рудное тело, над ним залегают небольшие остальные рудные тела. Особенностью месторождения являются широко распространенные горизонты кварц-гематитовых пород, связанных с колчеданными рудами. В настоящее время на месторождении идут вскрышные работы. Рудное тело № 4 (на глубине 58–62 м) еще не вскрыто. Это маломощное (первые метры) рудное тело захоронено андезибазальтами с прослоями и линзами кремнистых и гематит-кремнистых пород. На месторождении широко распространены сфалерит-пиритовые, халькопирит-сфалерит-пиритовые и пиритовые массивные руды и слоистые сфалерит-пиритовые и халькопиритовые руды. На флангах руды сменяются кремнистыми породами, вулканомиктовыми песчаниками и тефроидами с сульфидной минерализацией. Для выяснения типов руд на месторождении просмотрен керновый материал рудных интервалов 3-ех, скважин, пробуренных на месторождении. Было обнаружено, что руды этих рудных интервалов представляют собой кластогенные халькопирит-пиритовые руды. Кроме того, обнаружена фауна в рудах колломорфно-почковидного строения. Для изучения минералого-геохимических особенностей руд отобраны образцы (12 шт.).

Изучены гематит-кварцевые породы на флангах Кундыздинского месторождения, выходящих на дневную поверхность и их контакты с базальтовыми гиалокластитами. Выделены: 1) однородные яшмовидные породы темно-красного цвета; 2) обломковидные гематит-кварцевые породы: обломковидные обособления сглаженно-угловатые размером до 1.5-2 см с примесью хлоритового материала, цемент существенно кварцевый серого цвета; 3) обломочные гематит-кварцевые породы, содержащие прослои однородного гематитового материала на контакте с базальтами. Отобраны образцы (6 шт.).

Просмотрен керновый материал рудных интервалов 2 скважин, пробуренных на Лиманном месторождении, рудные тела которых представляют лентовидные залежи протяженностью около 1100 м мощностью до 90 м. Установлено, что в кровле рудной залежи присутствуют небольшие прослои сульфидных песчаников. Для минералого-геохимических исследований отобраны образцы руд в кол-ве 3 шт.

В районе исследуемых колчеданных месторождений расположено Юбилейное золото-медно-порфировое месторождение, которое приурочено к штоку плагиогранитов – плотных неравномернозернистых полнокристаллических пород, состоящих из кварца, плагиоклаза и роговой обманки. Оруденение на месторождении представляет собой медьсодержащий золотоносный кварцевый штокверк. С целью ознакомления с рудами данного типа и изучения золоторудной минерализации отобраны образцы (7 обр.).

Таким образом, в ходе проведения полевых работ Международным отрядом 1) изучены медноколчеданные руды и сопутствующие оксидно-железистые отложения Приорского, им. 50-лет Октября, Кундыздинского и Лиманного медноколчеданных месторождений с отбором образцов для минералого-геохимических исследований, 2) решены организационные вопросы с ТОО «Коппертекнолоджи» по проведению полевых исследований на территории Восточного Казахстана в будущем и 3) изучены архивные материалы. Установлено, что руды Приорского, Кундыздинского и Лиманного месторождений не затронуты метаморфическими процессами и представлены, в основном, кластогенными рудными фациями и автохтонными и аллохтонными разновидностями гематит-кварцевых пород, в составе которых установлены реликты палеогидротермальной биоты. На месторождении 50 лет Октября колчеданные руды интенсивно метаморфизованы и реликты первичных руд на данном этапе работ не обнаружены.