apps.mineralogy.ru

Отчет Имин

Отчет за 2016 год. Институт минералогии УрО РАН

Наименование отряда: Техногенный
Начальник отряда: Потапов Сергей Сергеевич
Сроки работ: c 12.08 по 21.08.2016 г.
Состав работ:.

Сбор минеральных образований и ламповой флоры в карстово-спелеологческих объектах Урала, в частности, на базовом объекте исследований - Кунгурской ледяной пещере сульфатного карста.

Основные результаты работ:

Проведены работы по запланированным объектам. В Кунгурской ледяной пещере отобраны пробы современных минеральных образований в количестве 15 штук. Поскольку пробы большей частью представляют собой эфемерные (сезонные) образования, то хранятся они в холодильнике и снабжены рабочими этикетками. Проведен доотбор установленного в прошлом году впервые для пещеры минерала говлита Ca₂B₅SiO₉(OH)₅и второй находки для этого объекта минерала улексита NaCa[B₅O₆(OH)₆] • 5 H₂O, в том числе и аттрактивных музейного качества образцов сферолитовых агрегатов сростков этих минералов на гипс-ангидритовой породе и переданы в систематическую коллекцию Минералогического музея им. академика А.Е.Ферсмана и в коллекцию систематика минералов А.Касаткина. Кроме того, проведены мониторинговые наблюдения и сравнение условий в пещере текущей экспедиции с условиями полевой экспедиции в апреле 2015 г. Установлено существенная деградация минеральных образований в переходе из грота Колизей в грот Метеорный, где в прошлом году наблюдались замечательные кристаллы гипса, растущие на мхе при капиллярном питании. Нынче же в летний период при активном дренаже метеорных вод гипс практически полностью растворился, а мох существенно деградировал.

Кроме того, проведен отбор гипс-тенардит-мирабилитовой минерализации в виде игольчатых и ватоподобных спутанно-волокнистых агрегатов в гроте Смелых.

На основании многолетних наблюдений за "криогенным" гипсом на многолетней наледи в гроте Крестовыхй и лабораторных экспериментов за трансформацией гипса пришло осознание, что идет перекристаллизация первично криогенного гипса в снегоподобные агрегаты игольчатого гипса. Как известно, криогенный гипс является продуктом шоковой кристаллизации при вымораживании пещерных вод с формированием тонкого порошка из идеальных или близких к ним кристаллов гипса микронного размера. Многолетние же отложения гипса на наледи в летний сезон претерпевают растворение с последующей кристаллизацией в испарительном режиме с формированием крупных снегоподобных агрегатов (до 0.5 см) из игольчатых и даже нитевидных кристаллов гипса. Подобный гипс считать криогенным уже нельзя, поскольку он образовался уже не в криогенных условиях. И это гипс второй генерации - посткриогенной. Большинство же современных исследователей по-прежнему считают его криогенным образованием, что категорически неверно.

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

3000

Оплата ГСМ

9733

ИТОГО

12733

Наименование отряда: Кварцевый
Начальник отряда: Кабанова Лариса Яковлевна
Сроки работ: c 10.06 по 01.09.2016 г.
Состав работ:.

1) Сбор первичных материалов путем работы с материалами отчетов геологических партий (п. Слюдорудник). 2) Составление крупномасштабных ситуационных планов проявлений гранитов в районе п. Слюдорудник и г. Верхний Уфалей, определение вещественного состава гранитов с целью оценки геодинамических условий их выплавления. 3) Проведение ревизионного обследования выходов кварц-слюдяных сланцев в районе пос. Слюдорудник. Отбор образцов и составление схематических планов отбора проб. 4) Проведение маршрутного изучения кварцитов в районе г. Нижние Серги с использованием просек, старых выработок, шурфов и канав. Отбор штуфных (точечных) проб визуально различных типов кварцитов с составлением геологической документации. Определение перспективности использования кварцитов как потенциального источника особо чистого кварцевого сырья.

Основные результаты работ:

Опробованы и изучены два нетрадиционных источника кварцевого сырья: гранат-биотит кварцевые сланцы Уфалейского блока, кварциты в районе пос. Нижние Серги и кварцевая жила № 175.

1. Вмещающими породами кварцевой жилы 175 являются в разной степени измененные амфиболиты, превращенные в процессе метаморфизма и последующего метасоматоза в разнообразные сланцы и метасоматиты.

Нами были отобрано 24 образца в разной степени измененных амфиболитов. Эти породы претерпели динамометаморфизм, региональный метаморфизм эпидот-амфиболитовой фации и последующий метасоматоз, в результате чего возникли разнообразные сланцы и метасоматиты.

Амфиболиты слагают коренные выходы в виде пластов разной мощности, часто интенсивно деформированные, местами смятые в складки, брекчированные, рассланцованные. Преобладают гранатовые амфиболиты, встречаются цоизит-гранатовые. Амфибол часто замещается слюдой и кварцем, количество реликтового амфибола переменное, варьирует от 35-50% объема породы до полного его исчезновения, когда порода превращается в сланец или метасоматит. Повсеместно отмечаются кварцевые , жилы и линзы , сложенные молочно-белым, серым, нередко гранулированным кварцем, местами с гранатом, слюдой, реже турмалином. Этот кварц содержит незначительное количество ГЖВ, а отдельные линзы сложены чистым гранулированным кварцем без следов деформации и ГЖВ.

2. На левом борту ручья Малиха, юго-восточнее жилы № 175 Кыштымского месторождения, в 5 км от п. Слюдорудник, обнажаются выходы гранат-слюдисто-кварцевых сланцев и в разной степени измененных гранатовых амфиболитов, габброидов и горнблендитов содержащих желваки, линзы и прослои кварца. Мощность их от нескольких мм до 1.5 м. Было отобрано 28 образцов. Кварцевые линзы и желваки различаются составом минералов: отмечаются мономинеральные агрегаты, состоящие только из зерен кварца, обычно гранулированного и агрегаты, содержащие наряду с зернами кварца примесь различных минералов, переменного состава.

Установлено, что кварц образовался в несколько этапов под воздействием метаморфизма и в процессе метасоматоза. Динамометаморфизм вызвал интенсивную деформацию вмещающих пород, в процессе регионального метаморфизма и последующего метасоматоза произошла перекристаллизация пород и перераспределение компонентов с образованием большого количества кварцевого материла. В результате образовались многочисленные трещины, зоны дробления и рассланцевания, в которых скопления кварцевого материала привело к образованию многочисленных обособлений разной формы и размера. При этом происходило самоочищение кварцевых зерен, что привело к образованию кварцевых агрегатов практически не содержащих ГЖВ. Метасоматиты образовались в процессе метасоматоза, где роль кварца также весьма велика. Кварц при перекристаллизации в метасоматитах часто переотлагался вокруг порфиробласт граната, формируя участки, обогащенные новообразованным кварцем. Вынос кальция из вмещающих амфиболитов благоприятствовал образованию минералов группы эпидота (эпидот, цоизит, клиноцоизит), железа и магния – образованию граната и хлоритов, калия – слюды.

3. В районе г. Нижние Серги были изучены два объекта кварцитов: гора Орлова и гора Аптечная, было отобрано 13 образцов. На вершине горы Орлова установлены делювиальные развалы, представленные небольшими глыбами интенсивно деформированных, брекчированных светло-серых кварцитов. Кварциты трещиноваты, по трещинкам ожелезнены, местами окремнены. Они залегают среди черных плитчатых углисто-глинистых сланцев и алевролитов. На вершине горы Аптечной наблюдаются отдельные неболльшие выходы и делювиальные развалы светлых кварцитов. Породы плотные, массивные, мелко- тонкозернистые. Местами в кварцитах трещинки и каверны с пиритом и кварцевыми жилами. В более крупных блоках встречаются "чистые" мелкозернистые светло-серые кварциты, иногда с пленками охр. Реже встречаются более крупнозернистые разности кварцитов.

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

3200

Оплата ГСМ

5100

ИТОГО

8300

Наименование отряда: Геоэкологический
Начальник отряда: Масленникова Анна Валерьевна
Сроки работ: c 20.06 по 30.06.2016 г.
Состав работ:.

1. Отбор проб поверхностных и придонных вод озер Южного и Среднего Урала.

2. Отбор поверхностных озерных отложений (1-2 см).

3. Составление описаний места отбора проб, включая характер окружающей растительности, наличие зарастания водоемов, антропогенного воздействия, а также описание донных отложений.

Основные результаты работ:

В результате работ:

1. Отобрано 50 проб поверхностной и придонной воды.

2. Отобрано 25 образцов поверхностных слоев озерных осадков.

3. Составлены таблицы, включающие данные о пунктах отбора проб (растительность, антропогенное воздействие, особенности донных отложений).

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

5200

4400

Оплата ГСМ

15774

12772

ИТОГО

20974

17172

Наименование отряда: Геоархеологический
Начальник отряда: Анкушев Максим Николаевич
Сроки работ: c 01.07 по 24.07.2016 г.
Состав работ:.

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) Составление крупномасштабных ситуационных планов древних медных рудников на Никольском рудном поле (Таш-Казган и Никольское), уточнение минерального состава и геохимических особенностей добываемых руд для определения путей экспорта руд.

3) Работы по вскрытию отвалов и ложа древнего карьера Новотемирский, отбор образцов руд и вмещающих пород. Геологическая документация заложенных горных выработок для уточнения размеров и морфологии древнего карьера, методики его разработки и предварительного подсчета количества добытой руды. Работы будут проводится совместно со специалистами Института археологии УрО РАН степи УрО РАН и Университет Гете (Германия).

4) Поисковые работы на Неплюевской площади (Карталинский р-н, Чел. обл.), направленные на поиск и документацию древних выработок района. Работы будут проводится совместно со специалистами Института археологии УрО РАН степи УрО РАН и Университет Гете (Германия).

5) Документация коллекции петрофонда, обнаруженной при раскопках поселение Каменный Брод и обучение навыкам геоархеологических исследований студентов геологического факультета Южно-Уральского государственного университета во время учебной геологической практики.

Основные результаты работ:

В течение полевых работ 2016 г., выполнены все поставленные задачи:

- уточнена схема геологического строения Никольского рудного поля; установлено, что предполагаемая выработка вблизи месторождения Никольское представляет собой старинный рудный отвал. Отобрано 23 штуфных образца кварцевых сульфидно-кварц-карбонатных жил и вмещающих метасоматитов для аналитических исследований.

- канавой вскрыт северный борт карьера древнего рудника Новотемирский, уточнено строение отвалов древней выработки. Отобрано 25 образцов окисленных медных руд, 10 образцов магнетитовых руд с медной минерализацией, 10 образцов бурых железняков.

- проведены работы на девяти ранее разрабатываемых объектов золото- кварцевой и золото-сульфидно-кварцевой формации в районе поселения Коноплянка. Определены их геологическая позиция, уточнены географические координаты, дана краткая морфологическая характеристика, петрографические особенности руд и вмещающих пород.

- проведены работы на Александровском рудном поле, включающие отбор и промывку шлиховых проб, петрографическую диагностику и анализ обломочного материала. Полученные золотины после документации использовались в экспериментальных исследованиях по взаимодействию частиц платиноидов с расплавом золота.

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

12000

Оплата ГСМ

8150

ИТОГО

20150

Наименование отряда: Геохимический
Начальник отряда: Аминов Павел Гаязович
Сроки работ: c 20.06 по 10.08.2016 г.
Состав работ:.

Задачи: 1. Изучение зональных и интразональных почв на субширотном трансекте с медеплавильным производством с отбором проб по генетическим горизонтам почв в пределах почвенных разрезов.

2. Отбор проб донных отложений в пределах акватории Аргазинского водохранилища для характеристики пространственных и возрастных особенностей накопления микроэлементов в условиях горнопромышленного техногенеза.

3. Отбор проб на формирующемся карьерном озере Султановского колчеданного месторождения.

Сроки выполнения работ: Этап I. 28.06.-02.07.2016. Маршрут: Миасс-Челябинск-Аргаяш; Миасс-Челябинск-Долгодеревенское-Аргази; Миасс-Увильды-Карабаш; Миасс-Златоуст-д. Михайловка; Миасс-Карабаш-хр.Юрма. Количество дней 5. Всего пробег автомобиля 950 км. Расход бензина 172 л. Стоимость ГСМ – 5 700 руб.

Этап II. 20.07.-25.07.2016. Маршрут: Миасс-Аргази-Карабаш; Миасс-Увильды-Аргази; Миасс-Байрамгулово-Карабаш; Миасс-Карабаш-Кыштым; Миасс-Аргази-Увильды. Количество дней 5. Пробег автомобиля 700 км. Расход бензина 126 л. Стоимость ГСМ – 4 200 руб.

Этап III. 04.08-05.08. 2016. Маршрут: Миасс-Долгодеревенское-Аргази; Миасс-Кунашак-Муслюмово. Количество дней 2. Пробег автомобиля 350 км. Расход бензина 65 л. Стоимость ГСМ – 2 100 руб.

Итого ГСМ: 12 000 руб.

Состав отряда и расчет полевого довольствия. Начальник отряда – Аминов П.Г. (10 дней); Удачин Н.В. – ст. инженер (10 дней); Удачин В.Н.-зав.лабораторией (7 дней); водитель – вакансия (12 дней); Аминова К.Г. – лаборант (5 дней). Итого суточные 44 дн. х 100 руб. = 4 400 руб.

Итого затраты на полевые работы: 16 400 руб.

Основные результаты работ:

4. Выполнение задачи 1.Изучение зональных и интразональных почв на субширотном трансекте с медеплавильным производством с отбором проб по генетическим горизонтам почв в пределах почвенных разрезов.

В горно-лесной зоне Южного Урала значительные площади занимают темно-серые лесные почвы. Отличительной особенностью темно-серых лесных почв является повышенное содержание гумуса и более темная окраска горизонта А₁ по сравнению с серыми и светло-серыми лесными оподзоленными почвами. Степень оподзоленности этих почв невелика. Строение почвенного профиля зависит от геоморфологических условий площадки отбора, вследствие чего обнаруживаются широкие вариации мощности почвенного покрова, а также соотношений мощностей различных генетических горизонтов, что обуславливает разнообразие вариаций состава и распределения физико-химических показателей по профилям почв. Наблюдаются разрезы как с четкими границами перехода одного горизонта в другой (A→B; В→С; С→D), так и почвы с постепенным переходом между основными горизонтами, где были выделены слои АВ, ВС, СD.

Основным зональным типом почв в Башкирском Зауралье являются выщелоченные и неполнопрофильные чернозёмы. В условиях высокой эрозионной способности и дефляции мощность гумусового горизонта составляет менее 40 см. По этому показателю чернозёмовидные почвы относятся к маломощным. Основной объём почв приходится на среднегумусные чернозёмы с содержанием гумуса между 6 и 9%. Характерным признаком черноземов на вулканитах основного состава является «языковатость» профиля, формирующаяся за счет затёков гумуса в иллювиальный горизонт по морозобойным трещинам в условиях редуцированного разреза. Поскольку этот тип почв занимает возвышенные участки рельефа и склоны, то почвенный профиль имеет укороченный вид. Отличается от чернозёмов выщелоченных вскипанием от 10% HCl непосредственно под гумусовым горизонтом, наличием переходного горизонта и его комковатой структурой. В районе, где выполнялся отбор проб, преобладают именно слабокарбонатные чернозёмы с карбонатами в виде присыпки, журавчиков и мелких пятен. Химический состав характеризуется нейтральной реакцией среды и высоким содержанием обменных катионов.

Опробование проводили по генетическим горизонтам почвенных рарезов, с равномерным охватом, 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. 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.

В целом, на площадках опробования были заложены как маломощные до 35 см, так и полнопрофильные почвенные разрезы мощностью до 1 м, в зависимости от глубины залегания материнской породы. Мощность горизонта лесной подстилки не превышает 3 см, мощность гумусово-аккумулятивного горизонта варьирует от 5 до 30 см (наиболее часто встречаются разрезы с мощностью около 15 см). Аналогичные вариации наблюдаются в мощности иллювиального горизонта, при средних значениях 12 см. Зачастую наблюдаются переходные горизонты типа АВ, ВС, мощность которых варьирует от 10 до 30 см.

В полевой сезон 2016 года заложено 4 полнопрофильных почвенных разреза, отобрано 35 проб почв (рис. 1–4).

Дальнейшие работы с отобранными пробами будут ориентированы на получение следующих данных:

1. Микроэлементый состав черноземовидных почв Башкирского Зауралья и Оренбуржья в сравнении с серыми лесными почвами горно-лесной зоны Южного Урала для характеристики масштабов горнопромышленного техногенеза. Все эти почвы по геохимии будут сопоставляться с почвами в пределах геотехнических систем.

2. Определение потенциальных форм нахождения элементов в зависимости от зонального типа почв с использованием методик последовательных химических экстракций.

3. Оценка изотопных отношений свинца в различных генетических горизонтах почв в бинарной системе ²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb - ²⁰⁶Pb/²⁰⁸Pb для геохимической характеристики горнопромышленного техногенеза.

4. Химико-экспериментальные работы по исследованию потенциальной биодоступности основных элементов (Cu,Zn,Pb,Cd,As,Tl) в растворах, имитирующих желудочный сок и лёгочную жидкость.

Рис. 1. Места заложения почвенных разрезов 2015 года.

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

Рис. 2. Полевая документация почвенного разреза UC(Sl) 645 заложенного в 2015 году.

R(Sl) 880

R(Sl) 881

Рис. 3. Фото почвенных разрезов регионального характера.


R(Sl) 882	R(Sl) 883
Рис. 4. Фото почвенных разрезов регионального характера.

Выполнение задачи 2.Отбор проб донных отложений в пределах акватории Аргазинского водохранилища для характеристики пространственных и возрастных особенностей накопления микроэлементов в условиях горнопромышленного техногенеза.

В последнее время актуальным остается вопрос загрязнения окружающей среды антропогенной и техногенной деятельностью. Ярким и наглядным таким примером в Челябинской области является система, сформировавшаяся за многие годы интенсивной деятельности комплекса предприятий по добыче, обогащению и переработке руд цветных металлов на территории г. Карабаша.

В непосредственной близости от г. Карабаш располагается главный гидрологический памятник природы регионального значения – Аргазинское водохранилище. Техногенная нагрузка на водохранилище происходит не только аэральным путем, при газопылевых выбросах медеплавильного производства, но и путем привноса вещества при попадании сточных вод в акваторию. Это обуславливает загрязнение Аргазинского водохранилища тонкодисперсным материалом сульфидных «хвостов», который впоследствии концентрируется в донных отложениях (рис. 5).

1 км

Условные обозначения:

Рис. 5. Схема размещения главных источников загрязнения окружающей среды в г. Карабаше (по Нестеренко В.С., Левит А.И. из Левит В.С., 2001)

Общие сведения об объекте исследования

Аргазинское водохранилище (с тюрк. нар.: ар – «добрый», гужа – «хозяин») расположено на р. Миасс (510 км от устья) в Челябинской области. Водохранилище образовано в 1946 г. плотиной Аргазинской ГЭС высотой 15 м, длиной 1500 м. Площадь водного зеркала 113.5 км², объем – 966.1 млн. м³, длина – 17.5 км, максимальная ширина – 8.1 км, средняя глубина – 8.5 м, максимальная – 15 м. Длина береговой линии – 108 км. Береговая линия сильно изрезана многочисленными заливами. Северную часть водохранилища отделяет система островов, расположенная в северо-восточном направлении. Аргазинское – крупнейшее водохранилище Челябинской области по полному и полезному объёму.

В настоящее время водохранилище входит в Челябинскую водохозяйственную систему, обеспечивая промышленное и питьевое водоснабжение г. Челябинска и Челябинского промышленного района с населением более 1.5 млн. чел.

В Аргазинское водохранилище впадают реки Аткус и Миасс. На территории водосбора Аргазинского водохранилища располагаются города Миасс и Карабаш. Г. Карабаш – один из крупнейших медеплавильных центров России, известен своей тяжелой экологической ситуацией. Стоки с Карабашского медеплавильного завода и более ранних объектов добычи и обогащения колчеданных руд поступают в р. Сак-Элга – приток р. Миасс, с водами которого в водохранилище постоянно поступают Cuи Zn. Концентрация Cu в верховьях водохранилища может достигать 110 ПДК для рыбохозяйственных водоёмов, в среднем по акватории 7–15 ПДК; Zn – до 35 ПДК в верховьях, в среднем по акватории – 3 ПДК.

Ихтиофауна водоема разнообразна и представлена следующими видами: озерная форель, европейская ряпушка, обыкновенный сиг, обыкновенная щука, лещ, карась, карп, елец, плотва, линь, налим, обыкновенный ерш, речной окунь, чебак, обыкновенный судак.

Растительность в окрестностях водохранилища представлена березовыми лесами с примесью ели, сосны. Вдоль берегов встречаются заросли ивы, разнообразие травянистых растений.

Как на водной поверхности, так и на берегу водохранилища протекает жизнь большого количества живых организмов, включая микроорганизмы, птиц, животных и людей.

Таким образом, водохранилище подвержено биогенной, антропогенной и техногенной нагрузке.

Отбор проб

В период с 20 по 29 июля 2016 г. проводили полевые работы на объекте исследования с непосредственным отбором проб. Данный выезд организован вместе со студентами и научным составом естественно-технологического факультета Южно-Уральского государственного гуманитарно-педагогического университета (ЧГПУ) под руководством к.геогр.н., Дерягина Владимира Владиславовича (рис. 6).

Отобраны пробы воды – придонной (17 шт.×0.5 л) и поверхностной (2 шт.×1.5 л), донных отложений в 17 точках акватории Аргазинского водохранилища, рыбы (окунь – 14 шт., чебак – 9 шт.).

Рис. 6. Участники научной экспедиции под руководством Дерягина В.В., 26.07.2016.

Отбор проб осуществляли равномерно по всей площади акватории водохранилища (площадь – 113.5 км², длина береговой линии – 108 км) по заранее намеченным точкам на карте (рис. 7). В процессе отбора фиксировали координаты GPS (табл. 1.).

Таблица 1

Координаты точек отбора проб донных отложений Аргазинского водохранилища

№ п/п	Координаты	Дата	Примечания
Ar(BS) 1	N 55°28.330¢ E 060°20.695¢	29.07.2016	Отдельный выезд Дерягина В.В., Сотникова В.В. и Аминовой К.Г., для работы на севере водохранилища с установкой лагеря на о. Перевозном
Ar (BS) 2	N 55°27.388¢ E 060°20.869¢	29.07.2016
Ar (BS) 3	N 55°27.499¢ E 060°22.508¢	29.07.2016
Ar (BS) 4	N 55°27.387¢ E 060°23.364¢	28.07.2016
Ar (BS) 5	N 55°26.489¢ E 060°21.919¢	28.07.2016
Ar (BS) 6	N 55°26.319¢ E 060°23.876¢	28.07.2016
Ar (BS) 7	N 55°25.333¢ E 060°23.806¢	28.07.2016
Ar (BS) 8	N 55°23.669¢ E 060°21.561¢	26.07.2016
Ar (BS) 9	N 55°24.070¢ E 060°24.260¢	22.07.2016
Ar (BS) 10	N 55°23.187¢ E 060°21.535¢	26.07.2016
Ar (BS) 11	N 55°23.522¢ E 060°23.821¢	22.07.2016
Ar (BS) 12	N 55°22.614¢ E 060°21.295¢	23.07.2016	С установкой колонны на глубину 12.4 м
Ar (BS) 13	N 55°22.622 E 060°24.791	21.07.2016
Ar (BS) 14	N 55°22.985¢ E 060°26.502¢	22.07.2016
Ar (BS) 15	N 55°20.983¢ E 060°19.528¢	20.07.2016
Ar (BS) 16	N 55°21.815 E 060°22.924	21.07.2016
Ar (BS) 17	N 55°20.536 E 060°21.770	21.07.2016
Ar (RW) 1	N 55°22.214¢ E 060°19.300¢	25.07.2016	Проба дождя, точка лагеря в первый выезд

Рис. 7. Схема отбора проб на территории Аргазинского водохранилища (составила, Аминова К.Г.)

Отбор проб осуществляли с весельных резиновых лодок, поэтому работа требовала безветренной погоды и отсутствия атмосферных осадков. Штиль, позволяющий работать в нормальных условиях наблюдался только в утренние часы, поэтому работы начинали с 4–5 ч утра.

Для отбора и оформления проб донных отложений, придонной и поверхностной воды использовали лодки, батометр Молчанова, стратометр Перфильева, GPSнавигатор, печатную карту, маркированные бутылки (по 0.5 л и 1.5 л), грипперы, линейку, маркеры, ложку для отбора донных отложений, трубку для отбора придонной воды, различные тросы, фотоаппарат.

В отборе проб участвовало две лодки: с одной осуществляли отбор (2 человека), другая была сопроводительная и курсирующая (1 или 2 человека). В день отбирали в среднем около трех проб. Доплыв до точки, отмеченной на карте, держа курс на ориентир, фиксировали координаты GPS. После чего начинается непосредственный пробоотбор. Тросами сцепляли лодки для фиксации пробоотборной лодки на одном месте. Готовили для работы батометр Молчанова. При подъеме аппарата получали два цилиндра, заполненных донными отложениями и водой, которая бывает чистая и с взвесью. Необходимо дождаться осаждения этой взвеси, при этом один человек вертикально держал батометр, а другой направлялся либо на ближайший берег за ветер, либо на следующую точку (в штиль). Если в воде немного плавающих частиц, то отбор проходил сразу, находясь на буксире второй лодки.

Перед началом пробоотбора с помощью трубочки промывали бутылку (0.5 л) водой из цилиндра. Затем этой же трубочкой на расстоянии 1 см от осадка откачивали придонную воду в маркированную емкость (например, Ar (WB) 1) из обоих цилиндров в равных количествах. Остатки воды спускали в водоем, таким образом, в батометре оставались донные отложения. Донные отложения – это донные наносы и твердые частицы, образовавшиеся и осевшие на дно водного объекта в результате внутриводоемных физико-химических и биохимических процессов, происходящих с веществами как естественного, так и техногенного происхождения (Экологический словарь).

Донные отложения, мощностью 5 см, отбирали ложкой из обоих цилиндров и помещали в грипперы, маркированные в соответствии с номером соответствующей точки (например, Ar (BS) 1). По внешнему виду, они имеют консистенцию жидкой и густой сметаны темно-бурого, буровато-оливкового с зеленым оттенком цвета (рис. 8).

Рис. 8. Отбор донных отложений: а – в процессе отбора, б – проба донных отложений.

Стратометр Перфильева использовали только в том случае, когда мощность донных отложений меньше 16 см и конструкция батометра Молчанова не позволяет осуществить их отбор. Таким способом была отобрана только одна проба – Ar (BS) 15.

Поверхностные воды отбирали в северной части Аргазинского водохранилища в двух точках Ar (WS) 1 (1) и Ar (WS) 5 (2). Объем каждой составляет 1.5 л. Процесс отбора также производили с лодки опусканием бутылки на глубину 40 см от поверхности.

В 20-х числах июля была отловлена рыба в северной части Аргазинского водохранилища. Для получения достоверных и наглядных результатов, отобрана рыба двух видов: окунь и чебак, соответственно один относится к отряду хищников, другой питается в основном планктоном и водорослями. Благодаря проведенным анализам, можно будет судить о влиянии Карабашской ГТС на живую составляющую акватории.

Пробоподготовка

Стадия первичной пробоподготовки отобранного материала необходима для проб донных отложений и рыбы. Донные отложения представляют собой неконсолидированный густой ил, состоящий из жидкости (поровых вод) и твердого остатка. Для разделения этой массы на две фракции (твердую и жидкую) использовали установку с гидравлическим прессом (рис. 9).

Рис. 9. Пробоподготовка донных отложений: а – гидравлический пресс, б – поровые воды, в – «таблетка» донных отложений.

Пресс представляет собой металлическую установку, состоящую из штатива, поршня, ручки, сосуда для пробы, сложной системой фильтров и автомобильного домкрата, грузоподъемностью 5 тонн. Перед началом работы с каждой пробой, необходимо тщательно промыть все детали установки обычной и дистиллированной водой. Затем осушить фильтровальной бумагой. Далее пробу донных отложений из грипперов помещали в цилиндрический сосуд, сверху устанавливали груз и подвергали давлению, создаваемое домкратом механическим образом с помощью ручки. На один цикл отжатия поровых вод требовалось от 1 до 2-ух часов, за это время набиралось 15 – 30 мл. Для анализов требовалось 50 мл, поэтому операцию проводили дважды, а остатки донных отложений в грипперах помещали в сушильный шкаф (37°С).

Поровые воды помещали в герметичные емкости, «таблетки» донных отложений – в чашки Петри, промаркированные в соответствии с номерами на грипперах (например, Ar (BS) 1). Чашки Петри помещали в сушильный шкаф при температуре 37°С. Через сутки таблетка полностью высыхала (рис. 10а). С помощью фарфоровой ступки и пестика часть высохшего материала весом около 2–3 г растирали до однородной массы, предварительно взвесив сухие таблетки на электронных весах (рис. 10б). Сухой порошок ссыпали в новые, маркированные грипперы размером 40×60 мм вместе с кусочками таблеток.

Рис. 10. Пробоподготовка сухих донных отложений: а – таблетки, б – процесс их растирания в фарфоровой ступке.

Отловленную рыбу двух видов – чебак и окунь хранили в морозильной камере, затем размораживали при комнатной температуре в течение 4-х часов. Далее рыбу потрошили. Отбирали три составляющие рыбы – мышцы, печень и жабры. Для работы использовали: разделочную доску, нож, линейку, маркированные чашки Петри. Нумерация проб сквозная, начинается с KA (Fh) 1271 и заканчивается KA(Fh)1293, где KA (Fh) 1271 – KA (Fh) 1284 нумерация для особей окуня, KA (Fh) 1285 – KA (Fh) 1293 для чебака.

Перед началом замеряли длину особей, данные заносили в таблицу (табл. 2), затем отбирали мышцы в усредненной части рыбы, печень и жабры, помещая все части одной особи на расстоянии в чашку Петри (рис. 11).

Таблица 2

Данные по пробам рыбы двух видов – окунь (Perca fluviatilis) и чебак (Rutilus rutilus lacustris)

N_п.п.	N пробы	Вид	Размер, см	Мышцы	Печень	Жабры
1	KA (Fh) 1271	окунь	20	KA (Fh) 1271/1	KA (Fh) 1271/2	KA (Fh) 1271/3
2	KA (Fh) 1272	окунь	19.7	KA (Fh) 1272/1	KA (Fh) 1272/2	KA (Fh) 1272/3
3	KA (Fh) 1273	окунь	18.5	KA (Fh) 1273/1	KA (Fh) 1273/2	KA (Fh) 1273/3
4	KA (Fh) 1274	окунь	17.5	KA (Fh) 1274/1	KA (Fh) 1274/2	KA (Fh) 1274/3
5	KA (Fh) 1275	окунь	18.7	KA (Fh) 1275/1	KA (Fh) 1275/2	KA (Fh) 1275/3
6	KA (Fh) 1276	окунь	17.5	KA (Fh) 1276/1	KA (Fh) 1276/2	KA (Fh) 1276/3
7	KA (Fh) 1277	окунь	17.4	KA (Fh) 1277/1	KA (Fh) 1277/2	KA (Fh) 1277/3
8	KA (Fh) 1278	окунь	17	KA (Fh) 1278/1	KA (Fh) 1278/2	KA (Fh) 1278/3
9	KA (Fh) 1279	окунь	18.4	KA (Fh) 1279/1	KA (Fh) 1279/2	KA (Fh) 1279/3
10	KA (Fh) 1280	окунь	16.3	KA (Fh) 1280/1	KA (Fh) 1280/2	KA (Fh) 1280/3
11	KA (Fh) 1281	окунь	16.3	KA (Fh) 1281/1	KA (Fh) 1281/2	KA (Fh) 1281/3
12	KA (Fh) 1282	окунь	16	KA (Fh) 1282/1	KA (Fh) 1282/2	KA (Fh) 1282/3
13	KA (Fh) 1283	окунь	16.3	KA (Fh) 1283/1	KA (Fh) 1283/2	KA (Fh) 1283/3
14	KA (Fh) 1284	окунь	16.6	KA (Fh) 1284/1	KA (Fh) 1284/2	KA (Fh) 1284/3
15	KA (Fh) 1285	чебак	16.9	KA (Fh) 1285/1	KA (Fh) 1285/2	KA (Fh) 1285/3
16	KA (Fh) 1286	чебак	16.9	KA (Fh) 1286/1	KA (Fh) 1286/2	KA (Fh) 1286/3
17	KA (Fh) 1287	чебак	16.5	KA (Fh) 1287/1	KA (Fh) 1287/2	KA (Fh) 1287/3
18	KA (Fh) 1288	чебак	17	KA (Fh) 1288/1	KA (Fh) 1288/2	KA (Fh) 1288/3
19	KA (Fh) 1289	чебак	16.3	KA (Fh) 1289/1	KA (Fh) 1289/2	KA (Fh) 1289/3
20	KA (Fh) 1290	чебак	14.5	KA (Fh) 1290/1	KA (Fh) 1290/2	KA (Fh) 1290/3
21	KA (Fh) 1291	чебак	13.8	KA (Fh) 1291/1	KA (Fh) 1291/2	KA (Fh) 1291/3
22	KA (Fh) 1292	чебак	13	KA (Fh) 1292/1	KA (Fh) 1292/2	KA (Fh) 1292/3
23	KA (Fh) 1293	чебак	16.5	KA (Fh) 1293/1	KA (Fh) 1293/2	KA (Fh) 1293/3

Рис. 11. Пробоподготовка рыбы: а – чебак, б – окунь, в – пробы мышц, печени и жабр.

В течение двух недель пробы рыбы находились в сушильном шкафу при температуре 38°С в отдельном помещении. Для каждой составляющей рыбы сворачивали пакетик из кальки и присваивали соответствующие номера (например, особь 1293 – ее мышцы KA (Fh) 1293/1, печень KA (Fh) 1293/2, жабры KA (Fh) 1293/3). Всего получилось 69 пакетиков с пробами, которые предварительно измельчали в фарфоровой ступке и ножницами (рис. 12).

Рис. 12. Подготовка проб рыбы: а – сухие пробы, б – растирание мышц, в – измельчение жабр.

К настоящему времени уже получены первые химические анализы – вод придонных, поверхностных, поровых; проведен микроэлементный состав биологических материалов. Остальные пробы готовы к дальнейшим анализам согласно схеме (табл. 3)

Таблица 3

Обобщенная схема аналитических работ с пробами Аргазинского водохранилища

Отобранные материалы в акватории Аргазинского водохранилища
Дождь	Поверхностные воды	Придонная вода	Донные отложения		Рыба
			Поровые воды	Сухой остаток	окунь	чебак
Маркировка проб
Ar (RW) 1	Ar (WS) 1 (1), Ar (WS) 5 (2)	Ar (WB) 1 – Ar (WB) 17	Ar (BS) 1 – Ar (BS) 17		KA (Fh) 1271 – KA (Fh) 1284	KA (Fh) 1285 – KA (Fh) 1293
Химические анализы
pH, Eh, электропроводность; Cl^- SO₄^2- Ca²⁺ Mg²⁺ K⁺ Na⁺			-
HCO₃^- NO₂^- NO₃^- NH₄^+-		-	-
Металлы

Таблица 4

Химический состав придонных и поверхностных вод Аргазинского водохранилища

№ проб	Ar (WB)1	Ar (WB) 2	Ar (WB) 3	Ar (WB) 4	Ar (WB) 5	Ar (WB) 6	Ar (WB) 7	Ar (WB) 8	Ar (WB) 9	Ar (WB) 10
рН	7.35	7.44	7.52	7.58	7.56	7.60	7.46	7.45	7.45	7.75
Eh	275	275	270	270	270	265	275	275	275	260
g
*Анионно-катионный состав (мг/дм3)*
HCO^-	115.9	118.3	117.0	113.5	114.7	115.9	117.1	112.2	114.7	115.9
Сl^-	8.86	7.8	7.8	9.93	9.36	8.93	9.22	6.95	8.22	9.57
SO^2-₄	75	75	77	73	80	79	71	75	77	80
NO^-₂	0.029	0.016	0.032	0.016	0.008	0.017	0.007	0.008	0.009	0.006
NO^-₃	0.8	0.85	0.7	1.2	1.2	0.85	1.35	1.5	1.75	1.1
NH⁺₄	0.34	0.33	0.48	0.26	0.17	0.21	0.22	0.26	0.17	0.34
Са²⁺	29.66	29.66	31.98	28.56	29.7	29.7	31.98	29.7	29.7	29.7
Мg²⁺	20.78	19.44	16.57	18.7	18.01	18.7	16.62	18.01	18.29	18.01
K⁺	2.63	2.64	2.69	2.55	2.56	2.54	2.66	2.63	2.61	2.58
Na⁺	9.6	9.4	9	8.8	8.2	9.1	8.8	8.7	8.5	8.5
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Li	2.57	2.16	2.19	2.04	1.99	1.92	1.89	1.77	1.70	1.67
Be	0.007	<п.о.	<п.о.	0.003	0.003	<п.о.	<п.о.	0.003	<п.о.	<0.002
Al	10.9	8.78	5.35	5.86	4.80	4.69	2.58	6.58	8.04	6.48
Sc	0.596	0.602	0.494	0.433	0.454	0.334	0.394	0.443	0.430	0.283
Ti	0.77	0.75	0.98	0.61	0.55	0.40	0.38	0.60	0.64	0.57
V	0.27	0.32	0.33	0.38	0.41	0.33	0.44	0.25	0.33	0.38
Cr	1.29	0.83	0.69	0.78	0.48	0.48	0.34	0.38	0.20	0.57
Mn	26.8	27.3	12.9	17.9	12.5	18.0	16.8	8.48	6.42	9.66
Fe	84.3	64.3	53.1	79.2	39.2	38.1	26.2	35.3	24.6	49.5
Co	0.053	0.052	0.048	0.084	0.060	0.045	0.050	0.064	0.034	0.048
Ni	3.90	2.85	5.28	6.81	3.31	3.22	3.09	2.79	2.14	3.97
Cu	11.4	8.54	8.13	8.35	7.43	6.88	6.64	7.32	7.56	7.15
Zn	9.53	4.05	6.38	7.16	7.85	3.32	3.63	4.19	6.27	3.97
As	7.10	8.54	12.0	9.40	9.26	7.75	9.36	6.87	6.00	5.76
Se	0.61	0.24	0.49	0.28	0.09	0.37	0.24	0.34	0.28	0.15

Продолжение таблицы 4

№ проб	Ar (WB)1	Ar (WB) 2	Ar (WB) 3	Ar (WB) 4	Ar (WB) 5	Ar (WB) 6	Ar (WB) 7	Ar (WB) 8	Ar (WB) 9	Ar (WB) 10
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Rb	1.40	1.35	1.35	1.32	1.25	1.21	1.26	1.29	1.25	1.20
Sr	161	159	166	157	156	149	151	151	144	143
Y	0.23	0.114	0.054	0.115	0.058	0.053	0.044	0.061	0.092	0.074
Zr	<0.012	<п.о.	0.022	0.067	<п.о.	<п.о.	<п.о.	0.055	0.016	0.024
Nb	0.046	0.024	0.087	0.018	0.012	0.007	0.003	0.006	0.021	0.007
Mo	0.99	0.91	0.86	0.84	0.87	0.79	0.80	0.72	0.77	0.87
Cd	0.029	0.032	0.017	0.017	0.021	0.008	0.014	0.010	0.017	0.008
Sn	0.030	<п.о.	<п.о.	0.25	<п.о.	0.026	<п.о.	0.132	0.038	0.376
Sb	0.74	0.68	0.73	0.78	0.67	0.60	0.62	0.34	0.47	0.78
Te	0.017	0.025	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<0.014
Cs	0.008	0.005	0.004	0.004	0.003	0.002	0.003	0.003	0.004	0.002
Ba	20.9	19.3	22.5	22.7	20.7	19.6	23.9	29.7	21.4	21.6
La	0.49	0.24	0.107	0.150	0.107	0.093	0.069	0.108	0.173	0.129
Ce	0.101	0.062	0.023	0.033	0.017	0.016	0.011	0.020	0.052	0.044
Pr	0.032	0.018	0.008	0.012	0.008	0.007	0.004	0.010	0.012	0.009
Nd	0.099	0.051	0.021	0.043	0.020	0.028	0.014	0.015	0.048	0.020
Sm	0.015	0.009	0.004	0.008	<п.о.	<п.о.	0.004	<п.о.	0.009	0.006
Eu	0.013	0.006	0.008	0.005	0.004	0.003	0.003	0.005	0.005	0.004
Gd	0.021	0.007	<п.о.	0.006	<п.о.	<п.о.	<п.о.	0.007	0.011	<0.005
Tb	0.003	0.002	0.001	0.001	0.001	<п.о.	0.001	0.001	0.001	0.001
Dy	0.018	0.009	<п.о.	0.009	0.003	0.004	0.004	0.005	0.009	0.006
Ho	0.006	0.003	<п.о.	0.003	0.001	0.001	<п.о.	0.001	0.002	0.002
Er	0.016	0.022	<п.о.	0.006	0.004	<п.о.	0.003	0.004	0.007	0.011
Tm	0.004	0.001	<п.о.	0.001	0.001	0.001	<п.о.	<п.о.	0.001	0.001
Yb	0.020	0.013	<п.о.	0.009	0.006	<п.о.	<п.о.	0.007	0.008	0.007
Lu	0.005	0.003	0.001	0.001	0.001	0.001	<п.о.	0.001	0.001	0.001
Hf	0.007	<п.о.	0.005	0.007	0.002	<п.о.	<п.о.	0.007	0.002	0.003
Ta	0.004	0.003	0.002	0.004	<п.о.	<п.о.	<п.о.	<п.о.	0.006	0.001
W	0.069	0.033	0.035	0.028	0.019	0.027	0.016	0.018	0.016	0.035
Tl	0.101	0.027	0.014	0.010	0.012	0.008	0.005	0.005	<п.о.	0.006
Pb	0.95	0.79	0.85	0.63	0.66	0.08	0.59	0.81	1.64	0.37
Bi	0.023	0.012	0.006	0.007	0.007	0.004	0.004	<п.о.	<п.о.	0.004
Th	0.018	0.007	0.004	0.017	0.004	0.002	<п.о.	0.003	0.008	0.005
U	0.59	0.55	0.52	0.65	0.53	0.50	0.46	0.53	0.61	0.65

Таблица 5

№ проб	Ar (WB)11	Ar (WB) 12	Ar (WB) 13	Ar (WB) 14	Ar (WB) 15	Ar (WB) 16	Ar (WB) 17	Ar (WS) 1 (1)	Ar (WS) 5 (2)
рН	7.30	7.45	7.50	7.42	7.50	7.55	7.60	8.15	7.70
Eh	280	275	270	275	270	270	265	235	260
γ
*Анионно-катионный состав (мг/дм3)*
HCO^-₃	114.70	113.50	114.70	114.70	115.90	114.70	115.90	115.9	115.9
Сl^-	9.22	6.38	8.51	7.44	8.08	7.8	7.94	6.38	6.81
SO^2-₄	89	80	88	75	84	83	83	84	88
NO^-₂	<0.003	<0.003	<0.003	0.011	<0.003	<0.003	<0.003	0.003	<0.003
NO^-₃	2.1	1.75	1.65	2.05	0.75	1.6	1.35	0.25	0.4
NH⁺₄	0.16	0.15	0.16	0.16	0.16	0.18	0.15	0.26	0.3
Са²⁺	29.7	30.84	29.7	31.98	31.98	31.98	28.56	29.7	30.84
Мg²⁺	18.01	17.59	18.29	18.01	18.01	17.31	18.7	18.7	17.31
K⁺	2.63	2.57	2.56	2.54	2.53	2.62	2.6	2.44	2.53
Na⁺	8.5	8.5	8.7	8.3	8.3	8.3	8.5	8.6	8.5
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Li	1.60	1.56	1.53	1.49	1.52	1.48	1.50	1.50	1.56
Be	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002	<0.002
Al	1.82	3.69	4.96	3.33	7.93	5.24	3.18	5.45	8.02
Sc	0.445	0.443	0.437	0.477	0.163	0.369	0.279	0.063	0.055
Ti	0.43	0.45	0.64	0.75	0.50	0.56	0.40	0.23	0.29
V	0.34	0.28	0.33	0.36	0.44	0.34	0.54	0.26	0.25
Cr	0.164	0.49	0.52	0.26	0.45	0.40	0.43	0.47	1.43
Mn	12.8	8.30	8.08	15.4	4.31	5.97	11.5	3.52	2.79
Fe	14.7	41.6	38.3	16.1	24.7	25.3	17.0	20.1	36.5
Co	0.034	0.048	0.040	0.029	0.031	0.032	0.028	0.83	0.035
Ni	2.61	1.67	1.90	2.64	2.74	2.27	2.28	3.95	4.01
Cu	7.23	7.13	7.02	6.33	7.35	7.09	7.18	7.10	9.04
Zn	5.06	4.02	6.14	4.50	13.96	21.14	5.04	4.89	6.10
As	7.99	7.16	6.87	7.86	4.93	6.70	7.19	5.23	5.10
Se	0.24	0.34	0.31	0.28	0.24	0.21	0.34	0.21	0.18

Продолжение таблицы 5

№ проб	Ar (WB)11	Ar (WB) 12	Ar (WB) 13	Ar (WB) 14	Ar (WB) 15	Ar (WB) 16	Ar (WB) 17	Ar (WS) 1 (1)	Ar (WS) 5 (2)
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Rb	1.21	1.23	1.18	1.18	1.11	1.22	1.21	1.10	1.16
Sr	143	144	144	139	146	139	137	148	142
Y	0.056	0.066	0.064	0.066	0.128	0.115	0.092	0.041	0.172
Zr	<0.012	0.021	<0.012	<0.012	0.096	<0.012	<0.012	0.030	<0.012
Nb	<0.003	0.007	0.009	0.005	0.013	0.007	0.003	0.014	0.006
Mo	0.63	0.63	0.77	0.80	0.70	0.77	0.66	0.76	0.76
Cd	0.019	0.009	0.007	0.021	0.007	<0.005	0.006	0.014	0.030
Sn	<0.010	0.49	0.136	0.015	<0.010	<0.010	0.048	0.027	0.42
Sb	0.22	0.32	0.44	0.40	0.68	0.53	0.52	0.58	0.58
Te	0.030	<0.014	0.017	0.017	0.039	<0.014	0.017	<0.014	<0.014
Cs	0.003	0.002	0.002	0.003	0.002	0.003	<0.001	0.003	0.002
Ba	19.2	23.1	18.8	12.9	24.7	17.2	20.2	20.5	19.0
La	0.176	0.098	0.099	0.094	0.21	0.20	0.170	0.035	0.30
Ce	0.016	0.021	0.016	0.018	0.062	0.051	0.042	0.019	0.056
Pr	0.005	0.009	0.007	0.007	0.021	0.014	0.013	0.006	0.021
Nd	0.015	0.024	0.024	0.022	0.067	0.059	0.051	0.016	0.068
Sm	0.004	0.003	<0.002	0.004	0.007	0.009	0.004	0.003	0.009
Eu	0.004	0.005	0.004	0.003	0.005	0.005	0.002	0.003	0.004
Gd	0.006	0.007	<0.005	0.007	0.012	0.011	0.008	<0.005	0.015
Tb	0.001	0.001	0.001	0.001	0.002	0.002	0.001	<0.001	0.002
Dy	0.004	0.005	0.004	<0.003	0.008	0.013	0.009	<0.003	0.013
Ho	0.001	0.001	0.002	0.001	0.003	0.003	0.003	0.001	0.004
Er	0.004	0.004	0.005	0.005	0.009	0.009	0.006	<0.003	0.010
Tm	<0.001	<0.001	0.001	0.001	0.002	0.001	0.001	<0.001	0.003
Yb	<0.005	<0.005	0.008	0.006	0.011	0.016	0.009	<0.005	0.016
Lu	0.001	0.001	0.001	0.001	0.003	0.002	0.002	<0.001	0.004
Hf	<0.002	0.004	<0.002	<0.002	0.003	<0.002	<0.002	0.003	<0.002
Ta	<0.001	0.002	<0.001	<0.001	0.002	0.003	<0.001	<0.001	<0.001
W	0.021	0.014	0.021	0.016	0.017	0.039	0.016	0.041	0.052
Tl	0.003	0.006	0.005	0.002	0.007	0.004	<0.002	0.008	0.011
Pb	0.31	0.22	0.124	1.02	0.04	1.09	1.89	<0.013	2.08
Bi	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004	0.005	0.010	<0.004
Th	<0.001	0.005	0.006	<0.001	0.004	0.003	0.002	0.004	0.003
U	0.42	0.48	0.60	0.50	0.53	0.47	0.51	0.50	0.57

Поверхностные и придонные воды характеризуются нейтральной реакцией, или немного сдвинутой в щелочную область (pHнаходится в пределах от 7.30 до 7.75). Содержания основных анионов и катионов варьируют с незначительными колебаниями и соответствуют ПДК для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (СанПиН 4630-88).

При сравнении этих же значений с ПДК для вод рыбохозяйственного значения, аномалий не выявлено, и все показатели остаются в норме.

Результаты поэлементного (49 элементов) анализа поверхностных и придонных вод приведены в табл. 4–5. При сравнении полученных данных с ПДК для вод рыбохозяйственного значения, обнаружено несколько аномалий (табл. 6).

Таблица 6

Сравнение средних содержаний некоторых элементов в пробах с ПДК для вод рыбохозяйственного значения

Элемент	ПДК рыб., мкг/л	Ср. знач. для проб, мкг/л
Li	80	2
Al	40	6
Ti	60	1
Cr	70	1
Mn	10	12
Fe	100	38
Ni	10	3
Cu	1	8
Zn	10	7
As	50	7
Sr	400	148
Mo	1	0.8
Ba	740	21
Pb	6	1

Концентрация Mnпревышает ПДК в 2.7 раз в двух точках Ar (WB) 1 и Ar (WB) 2, в точках Ar (WB) 3 – Ar (WB) 7 его содержания варьируют от 12.5 мкг/л до 18 мкг/л. Данные точки расположены в северной части Аргазинского водохранилища, вблизи источника загрязнения. Превышения также отмечаются в точках Ar (WB) 11 и Ar (WB) 14 на юго-востоке, Ar (WB) 17 на юге водохранилища. В пределах остальной территории содержания Mnв норме.

Повышенные концентрации Cuзафиксированы на всей площади акватории водохранилища, как в поверхностных, так и в придонных водах и составляют в среднем 8 ПДК.

Среднее содержание Zn находится на грани допустимого, а на юге в точках Ar (WB) 15 и Ar (WB) 16 отмечаются 14 мкг/л и 21 мкг/л соответственно, что в 1.5 – 2 раза превышает ПДК.

Донные отложения являются ярким индикатором среды. Они могут концентрировать в себе все, что касается биогенного и техногенного загрязнения. Мощность донных отложений, равная 5 см, характеризует нагрузку, оказанную на водохранилище в течение последних лет.

Общий химический состав поровых вод донных отложений Аргазинского водохранилища представлен в таблице 7.

Таблица 7

Химический состав поровых вод донных отложений Аргазинского водохранилища

№ проб	Ar(BS) 1	Ar(BS) 2	Ar(BS) 3	Ar(BS) 4	Ar(BS) 5	Ar(BS) 6	Ar(BS) 7	Ar(BS) 8
рН	7.65	7.35	7.10	7.35	7.22	7.30	7.50	7.70
Eh	270	285	295	285	290	285	275	265
*Анионно-катионный состав (мг/дм³)*
Сl^-	14.18	10.64	10.64	10.63	10.64	10.64	14.18	14.18
SO^2-₄	125	225	250	80	80	195	55	75
Са²⁺	42.1	35.1	47.5	30.2	28.6	38.1	35.5	30.6
Мg²⁺	26	23	29	20	20	28	22	17
K⁺	9.7	4.7	7.5	5.4	4.5	5.9	4.5	6
Na⁺	9.5	9	9.4	8.9	8.5	9.2	8.5	9.5
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Li	3.49	3.42	4.54	3.04	2.74	2.95	2.49	2.01
Be	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	0.006	<0.003
Al	2.36	7.39	2.63	2.21	4.38	3.52	2.65	1.95
Sc	2.51	3.41	3.87	3.28	3.93	3.11	3.81	2.42
Ti	1.49	2.15	2.39	2.30	2.95	1.96	2.40	1.63
V	0.25	0.56	0.153	0.59	1.60	0.38	0.77	1.01
Cr	0.96	0.27	0.074	0.42	0.68	0.33	0.73	0.53
Mn	4891	7350	4371	87.5	16.2	8278	5430	15.8
Fe	93.4	93.6	199	96.4	45.2	77.9	124	8.7

Продолжение таблицы 7

№ проб	Ar(BS) 1	Ar(BS) 2	Ar(BS) 3	Ar(BS) 4	Ar(BS) 5	Ar(BS) 6	Ar(BS) 7	Ar(BS) 8
Co	3.42	2.26	1.36	0.28	0.27	2.06	1.28	0.28
Ni	13.6	11.8	9.17	2.97	2.57	7.47	7.87	1.44
Cu	26.1	40.5	12.5	8.89	9.99	11.4	14.7	11.2
Zn	3.53	12.7	3.80	2.98	1.27	4.76	12.8	2.29
As	12.5	17.8	21.5	80.6	102	20.1	55.1	17.1
Se	0.76	0.54	0.24	0.146	0.27	<0.127	0.39	0.49
Rb	3.16	2.38	2.71	2.26	2.09	2.31	2.04	2.18
Sr	319	295	364	226	235	321	269	212
Y	0.014	0.117	0.008	0.084	0.027	0.023	0.123	0.132
Zr	0.023	0.009	<0.006	<0.006	0.008	<0.006	0.017	0.015
Nb	0.040	0.016	0.009	0.006	0.004	0.003	0.003	0.003
Mo	5.42	2.70	1.95	1.78	2.02	1.69	3.01	6.03
Cd	0.086	0.314	0.050	0.008	0.022	0.097	0.107	0.010
Sn	0.017	<0.012	<0.012	<0.012	<0.012	<0.012	<0.012	<0.012
Sb	0.81	1.52	0.52	0.53	0.42	0.95	0.76	2.12
Te	0.009	0.035	0.037	0.009	0.023	0.029	0.049	0.023
Cs	0.030	0.006	0.013	0.011	0.012	0.013	0.008	0.009
Ba	67.1	83.1	45.8	1.06	3.05	115	74.1	14.5
La	<0.002	0.165	0.003	0.115	0.020	0.061	0.164	0.150
Ce	0.008	0.077	0.013	0.037	0.007	0.008	0.071	0.031
Pr	0.001	0.017	0.002	0.013	0.002	0.002	0.018	0.015
Nd	0.004	0.069	0.007	0.044	0.013	0.009	0.066	0.059
Sm	<0.004	0.009	<0.004	0.008	<0.004	<0.004	0.010	0.005
Eu	0.013	0.017	0.009	0.003	<0.001	0.014	0.012	0.003
Gd	0.004	0.013	<0.002	0.010	0.004	0.004	0.017	0.011
Tb	0.001	0.002	0.000	0.001	0.001	0.001	0.002	0.002
Dy	0.003	0.011	<0.002	0.009	0.005	<0.002	0.013	0.011
Ho	<0.001	0.003	<0.001	0.002	<0.001	<0.001	0.003	0.003
Er	<0.001	0.008	<0.001	0.005	<0.001	<0.001	0.004	0.007
Tm	<0.001	0.001	<0.001	0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.002
Yb	<0.002	0.009	0.002	0.005	0.002	0.002	0.008	0.014
Lu	0.001	0.002	0.000	0.001	0.001	0.001	0.002	0.002
Hf	0.006	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003
Ta	0.005	0.002	0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
W	0.40	0.33	0.23	0.22	0.09	0.36	1.10	0.16
Tl	0.065	0.043	0.015	0.005	0.010	0.007	0.005	0.002
Pb	<0.011	0.24	0.017	<0.011	<0.011	0.38	0.28	<0.011
Bi	0.026	0.014	0.008	0.004	0.003	<0.002	0.006	<0.002
Th	0.011	0.007	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004	<0.004
U	1.04	0.58	0.22	0.21	0.17	0.31	0.34	3.64

Таблица 8

№ проб	Ar(BS) 9	Ar(BS) 10	Ar(BS) 11	Ar(BS) 12	Ar(BS) 13	Ar(BS) 14	Ar(BS) 15	Ar(BS) 16	Ar(BS) 17
рН	7.92	7.75	7.86	7.95	7.90	7.50	5.80	7.05	7.05
Eh	260	265	260	255	260	275	330	300	300
*Анионно-катионный состав (мг/дм3)*
Сl^-	10.64	10.64	10.64	8.86	8.86	10.64	17.73	8.86	10.64
SO^2-₄	175	100	125	115	123	220	950	175	260
Са²⁺	36.9	32.2	35.7	34.6	36.4	40.9	191	29.9	28.7
Мg²⁺	23	19	25	22	23	25	82	20	19
K⁺	6.3	5.2	5.6	4.7	5.4	4.8	22.9	4.9	8.3
Na⁺	9.7	8.8	9.2	8.5	8.9	8.9	113.3	8.5	9
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Li	2.54	2.19	3.01	2.35	3.44	2.80	10.0	2.88	3.03
Be	<0.003	<0.003	<0.003	0.006	<0.003	<0.003	0.087	<0.003	0.004
Al	10.9	3.17	11.7	20.1	20.6	2.17	12.6	2.64	8.14
Sc	2.26	2.10	3.54	2.26	3.27	3.25	3.40	2.74	3.41
Ti	2.33	1.27	3.16	2.38	2.89	2.24	2.30	1.91	2.71
V	0.24	0.12	0.82	0.26	0.50	0.87	0.49	0.61	0.80
Cr	0.41	0.49	0.88	1.00	0.93	0.26	<0.035	0.102	0.20
Mn	4662	2961	5769	3906	7670	38.0	58545	27.8	7091
Fe	30.0	7.0	102	43.3	120	20.2	59.2	23.3	109
Co	1.21	0.77	1.16	1.02	1.07	0.13	201.81	0.12	1.00
Ni	8.45	9.95	8.29	10.4	12.5	1.14	1361	3.97	6.89
Cu	9.96	17.7	15.6	12.3	22.6	6.96	56.5	6.99	14.6
Zn	11.0	4.52	15.9	8.56	23.4	4.21	32331	4.66	10.9
As	7.77	2.54	38.1	6.48	18.4	46.6	7.11	30.5	35.4
Se	0.46	<0.127	0.41	0.78	0.41	0.24	0.66	0.56	1.17
Rb	1.95	2.73	2.44	1.85	2.51	2.08	4.54	1.97	2.01
Sr	267	258	284	268	290	300	816	202	216
Y	0.025	0.112	0.040	0.023	0.073	0.182	0.231	0.058	0.123
Zr	0.053	0.030	0.078	0.213	0.081	<0.006	0.018	<0.006	<0.006
Nb	0.006	0.002	0.010	0.011	0.007	<0.001	0.002	<0.001	<0.001
Mo	4.52	8.64	3.21	5.24	2.92	1.13	0.20	0.85	0.45
Cd	0.043	0.041	0.110	0.038	0.157	<0.007	74.0	0.027	0.173
Sn	<0.012	0.021	<0.012	0.022	0.028	<0.012	<0.012	<0.012	<0.012
Sb	2.45	2.16	0.97	3.62	2.59	0.42	3.99	2.74	3.08
Te	0.023	0.009	0.043	0.020	0.040	0.014	0.127	0.014	0.061
Cs	0.012	0.007	0.014	0.011	0.011	0.004	0.030	0.006	0.006
Ba	163	113	96.2	128	143	9.99	88.8	0.81	51.2
La	0.041	0.132	0.068	0.032	0.097	0.228	0.855	0.081	0.160
Ce	0.038	0.035	0.072	0.033	0.132	0.043	0.684	0.023	0.101
Pr	0.004	0.013	0.008	0.004	0.017	0.021	0.062	0.008	0.019

Продолжение таблицы 8

№ проб	Ar(BS) 9	Ar(BS) 10	Ar(BS) 11	Ar(BS) 12	Ar(BS) 13	Ar(BS) 14	Ar(BS) 15	Ar(BS) 16	Ar(BS) 17
*Микроэлементы (мкг/дм3)*
Nd	0.014	0.059	0.032	0.015	0.071	0.078	0.213	0.036	0.078
Sm	<0.004	0.005	0.011	0.005	0.016	0.010	0.029	<0.004	0.010
Eu	0.024	0.014	0.012	0.011	0.017	0.003	0.015	0.001	0.006
Gd	0.006	0.011	0.012	0.007	0.021	0.019	0.043	0.006	0.011
Tb	0.001	0.001	0.001	0.001	0.001	0.002	0.004	0.002	0.003
Dy	0.004	0.009	0.004	0.004	0.009	0.012	0.028	0.005	0.013
Ho	<0.001	0.002	<0.001	<0.001	0.002	0.004	0.004	0.001	0.003
Er	0.002	0.007	0.003	<0.001	0.003	0.009	0.014	<0.001	0.008
Tm	<0.001	0.001	<0.001	<0.001	<0.001	0.002	0.001	<0.001	0.001
Yb	0.002	0.009	0.004	0.002	0.005	0.015	0.014	0.006	0.015
Lu	0.001	0.002	0.001	0.000	0.001	0.001	0.002	0.001	0.003
Hf	<0.003	<0.003	<0.003	0.005	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003	<0.003
Ta	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001	<0.001
W	0.97	2.51	1.97	1.41	1.03	0.03	0.10	0.08	0.48
Tl	0.009	0.008	0.007	0.010	0.015	0.002	0.453	0.005	0.007
Pb	0.96	<0.011	2.11	1.02	2.31	<0.011	2.93	<0.011	0.37
Bi	0.009	0.003	0.011	0.008	0.029	<0.002	0.004	<0.002	0.006
Th	<0.004	<0.004	<0.004	0.004	0.009	<0.004	0.027	<0.004	0.004
U	1.66	3.36	0.70	3.46	1.03	0.27	0.04	0.18	0.17

Рис. 13. График сравнения полученных концентраций основных ионов вод Аргазинского водохранилища с ПДК для вод рыбохозяйственного значения.

Сравнение полученных данных химического анализа поровых вод с некоторыми значениями поверхностных и придонных вод отражено на графике (рис. 13), где указаны значения ПДК основных ионов для вод рыбохозяйственного значения. Из этого следует, что концентрации основных ионов в пробах поровых вод ДО в среднем превышены в 1,5 раза, но их значения не превышают ПДК, за исключением содержания SO₄^2- равного 148.63 мг/л. При этом, кислотно-щелочной баланс поровых вод ДО варьирует в тех же пределах 7.05–7.95.

Поэлементный состав поровых вод донных отложений представлен в таблицах 7–8. Пробы поровых вод характеризуются повешенной концентрацией Mnот 2961 мкг/л до 8279 мкг/л, что соответствуют 30 ПДК и 83 ПДК для вод хозяйственно-бытового значения и 300 ПДК и 830 ПДК для вод рыбохозяйственного значения, по всей акватории водохранилища за малым исключением некоторых точек.

As концентрируется в северной части вдоль системы остров в точках Ar (BS) 4, Ar (BS) 5 и Ar (BS) 7 со значениями 80.6 мкг/л, 102 мкг/л и 55.1 мкг/л соответственно.

Baпреобладает в центре южной части Аргазинского водохранилища с концентрациями в пределах 113–163 мкг/л.

Сравнивая эти же данные поэлементного анализа с ПДК для вод рыбоозяйственного значения, получаем следующие аномалии. Концентрации Cuпревышают ПДК во всех пробах в 7–40 раз. Близко к допустимым концентрациям распространено Fe, охватывая северную и восточную части Аргазинского водохранилища.

Превышенные содержания Znв 1.5–2 раза отмечены в центральной части в точках Ar (BS) 7, Ar (BS) 9, Ar (BS) 11 и Ar (BS) 13, а также на севере Ar (BS) 2 и на юге Ar (BS) 17. Совместно с Znв центральной части преобладает W. Незначительные преобладания Niзафиксированы на севере и в точках Ar (BS) 12 и Ar (BS) 13, в последних двух которых преобладает также Al. Концентрации Moравные 2 ПДК и 8 ПДК отмечены в пробах с Ar (BS) 1 по Ar (BS) 13, не охватывают лишь южные точки Аргазинского водохранилища.

Исходя из данных таблиц 6–8, по всем показателям выделяется единственная проба Ar (BS) 15, отобранная стратометром Перфильева. Возможно, кислая реакция и повышенные содержания ионов и элементов, в 100 и 500 раз превышающие ПДК для вод хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (рис. 14), обусловлены точечным попадаем в какое-либо вещество – сульфидного происхождения (?).

Рис. 14. График, соответствующий пикам концентраций Mn, Zn, Cd и Ni в пробе Ar (Bs) 15.

Дальнешие исследования

Данный раздел представлен в виде отчета по производственной практике студентки Геологического факультета ЮУрГУ Аминовой Карины Газовны.

В дальнейшем планируется:

1. Дать общую характеристику вод Аргазинского водохранилища.

2. Провести зависимость повышенных содержаний некоторых элементов в поровых водах донных отложений с местоположением и источником концентраций.

3. .Получить и проинтерпретировать данные по распределению элементов твердой фракции донных отложений.

4. Выявить влияние Карабашской ГТС на живую составляющую акватории, в частности рыбу.

5. Сделать выводы о влиянии Карабашской ГТС на акваторию Аргазинского водохранилища.

Полученные полевые материалы и результаты анализов будут использованы для написания дипломной бакалаврской работы.

Выполнение задачи 3. Отбор проб на формирующемся карьерном озере Султановского колчеданного месторождения.

В результате отработки месторождений полезных ископаемых открытым способом ниже уровня грунтовых вод формируется депрессионная воронка, изменяющая контуры водных потоков. После отработки запасов, карьеры заполняются за счет подземных вод и атмосферных осадков, в результате чего формируются техногенные аквальные комплексы – карьерные озера.

Воды карьерных озер, формирующиеся после отработки колчеданных месторождений, характеризуются низкими значениями рН и высоким содержанием металлов. Подобные аквальные системы техногенного происхождения, представляющие большой интерес для многих исследователей по всему миру, требуют постоянного мониторинга для понимания механизмов их функционирования и оценки потенциального воздействия на окружающую среду.

Административное и географическое положение

Султановское месторождение медно-колчеданных руд расположено на восточном склоне Среднего Урала (55 км к северу от г. Челябинска и в 80-83 км южнее г. Каменск-Уральского Свердловской области) в Кунашакском районе, Челябинской области (рис. 15). Султановское месторождение находится между Зауральской эрозионно-абразивной платформы с Западно-Сибирской аккумулятивной равниной и представляет собой плоскую, слабо выраженную равнину с абсолютными отметками от 150 до 200 м, плавно понижающуюся к востоку. Климат района континентальный, основными особенностями климата является холодная и продолжительная зима с частыми метелями, устойчивым снежным покровом. Летом наблюдается вхождение с юга и юго-востока сухого и жаркого континентального воздуха, формирующегося под Средней Азией и Казахстаном. Лето непродолжительное, теплое, иногда жаркое. Район характеризуется недостаточным увлажнением с периодически повторяющейся засухой.

Среднегодовая температура воздуха положительная (+1.1°). Абсолютный максимум составляет +40°С. Амплитуда температуры воздуха достигает 89°С. Средняя температура наружного воздуха наиболее холодного месяца (января) составляет -17.4°С, самого теплого месяца (июля) +17,9°С. Годовая амплитуда средних месячных температур составляет 35,3°С, что соответствует умеренно-континентальному климату. Вечномерзлые грунты отсутствуют. Нормативная глубина промерзания насыпного грунта 2.61 м; глины и суглинка 1.77 м.

Преобладающее направление ветров в году: период декабрь-февраль – юго-западное, период июнь-август – северо-западное.

	N 55º 37.652’
	E 61º43.388’

Рис. 15. Расположение карьера и отвалов Султановского месторождения.

Орогидрография

В районе расположения Султановского медно-колчеданного месторождения гидрографическая сеть представлена целым рядом озер и временными водотоками получившими развитие по сети оврагов. Речная сеть в пределах района представлена р Теча. Наиболее крупные озера – Тишки, Уелги, Шугуняк, Сагишты, Миништы. По морфологическим признакам озера относятся к равнинному типу и расположены в пределах Западно-Сибирской низменности.

Река Теча берет начало из озера Иртяш, протекает в восточном и северо-восточном направлении и на 353-м км от устья впадает в реку Исеть на территории Курганской области. Теча является частью речной системы Теча-Исеть-Тобол-Иртыш-Обь, входящей в состав бассейна Карского моря Северного Ледовитого океана. По гидрологическим показателям (длина реки, площадь водосбора и др.) река Теча принадлежит к разряду малых равнинных рек. Основные параметры реки приведены в таблице.

Параметры реки Теча

Тип реки	Равнинная
Длина, км	243
Площадь водосбора, км	7600
Максимальная глубина, м	5
Среднегодовой расход в устье, м³/с	2.8–7.6
Скорость течения, м/с	0.4–1.2
Средний уклон, %о	0.6
Высота берега, м	до 2.5
Минеральный состав воды	Карбонатно-натриевый
рН	7.5-8.5
Состав гидробионтов	Водоросли, папоротникообразные, высшие растения, рыбы, моллюски
Характер донных отложений	Торфянисто-илистые, песчано-илистые, глинистые

Состав речной воды сульфатно-гидрокарбонатный или гидрокарбонатно- сульфатный, кальциево-натриевый, кальциево-натриево-магниевый или магниево- натриево-кальциевый при минерализации 0.4–0.5 г/дм³ и рН 7.5–8.5. Общая жесткость – 5 мг-экв/дм . По имеющимся данным в р. Теча (по состоянию до начала отработки опытного участка Султановского месторождения) наблюдаются превышения нормативов по БПК5, ХПК, иону аммония, нитратам, нитритам, фосфатам, железу, меди, цинку, никелю, марганцу, барию, ванадию, титану и мышьяку. Кроме вышеперечисленных компонентов, донные отложения р. Теча имеют повышенные содержания хрома, кобальта и свинца.

В 3.9 км к востоку от исследуемого участка в пределах смежной водосборной площади расположено оз. Сагишты, в 2.6 км к западу от месторождения в пределах смежной водосборной площади (за безымянным левобережным притоком р. Течи) находится озеро Сасыкуль; в 2.8 км к северо-западу от проектируемого Султановского рудника расположено болото Сардаклы.

По химическому составу воды озер, в основном, сульфатно-гидрокарбонатные, сульфатно-хлоридные смешанные по катионному составу; от слабо солоноватых до сильно солоноватых с минерализацией 1.4–5.2 г/дм³; имеют слабо щелочную реакцию среды (рН 7.8–9.0). Величина общей жесткости изменяется от 7.1 до 37.2 мг-экв/дм³.

Геологическое строение

На территории района развиты породы фундамента в возрастном диапазоне от нижнего рифея до карбона включительно.

В пределах района Султановского месторождения по особенностям геологического строения пород фундамента выделяются Копейская и Нижнесанарско-Текельдытауская структурно-формационные зоны (СФЗ). Палеозойские образования имеют ограниченное распространение в восточной части в пределах Нижнесанарско-Текельдытауской структурно-формационной зоны и представлены каслинской толщей. Палеозойские образования представлены разнообразными вулканогенными, вулканогенно-осадочными и карбонатными породами от ордовика до среднего карбона включительно.

Отложения мезокайнозоя горизонтально залегают на породах фундамента, в пределах рудного поля их мощность колеблется от 50 до 60 м, выделяются отложения меловой системы, палеоцена, миоцена, плиоцена и четвертичной системы. Отложения мезокайнозоя являются основанием участка объектов месторождения «Султановское».

Султановское месторождение приурочено к восточному склону вулканической постройки кислого риолит-дацитового состава, претерпевшей сильные дислокации и образующей приподнятый блок типа вулканогенной горст-антиклинали размером 500 х 2400 м. Блок ограничен крутопадающими разрывными нарушениями с амплитудой перемещения до 100 м и окружен вулканитами основного состава и туфопесчаниками.

В рудоносной толще мощностью 400–450 м наиболее распространены породы кислого состава с ограниченным развитием залегающих в ее верхних горизонтах пород основного состава.

Кислые породы представлены туфами, туффитами, брекчиями, субвулканическими телами дацитов и риолитов, которые перекрываются базальтами, гиалокластитами, яшмовидными кремнистыми породами и алевролитами. Все эффузивные породы значительно хлоритизированы, в меньшей степени карбонатизированы и очень слабо серицитизированы.

Рудовмещающие породы преимущественно массивные, слабо рассланцованы, часто трещиноваты с выполнением трещин пиритом, реже кварцем и карбонатом, каолинизированы и серицитизированы. Падение их в западном крыле структуры – западное под углами 40–65°, в восточном – восточное под углами 20–30°.

По минеральному составу руды подразделяются на чисто пиритные и смешанные сфалерит-халькопирит-пиритового состава. Серноколчеданные руды обычно приурочены к лежачему боку рудных тел, смешанные – к висячему боку и к центральной части рудных тел.

В массивных рудах встречаются брекчиевые, колломорфные, полосчатые, и пятнистые текстуры, во вкрапленных – равномерно- и прожилково-вкрапленные текстуры. Выделяются руды плотные, крепкие, рыхлые и полурыхлые в виде сыпучки. В сплошных пиритных рудах количество пирита достигает 98 %. Руды грубозернистые, сцементированы кварцем. Во вкрапленных рудах размер зерен пирита, халькопирита, блеклых руд и сфалерита составляет 0.32–0.5 мм.

По химическому составу и текстурным признакам на месторождении выделяются 7 типов руд – серный, медисто-цинковистый, медистый и цинковистый колчедан, медистые, медисто-цинковистые и цинковистые вкрапленники. Серноколчеданные руды в большинстве своем представлены сыпучими или весьма слабыми видами. Вкрапленные руды всегда приурочены к выветрелым каолинизированным и серицитизированным типам пород.

Руды в основном крепкие, плотные, реже встречаются рыхлые и полурыхлые руды в виде колчеданной сыпучки. По текстурным признакам выделяют вкрапленные и сплошные руды. Из-за наличия в сфалерите тончайших, густо пронизывающих включений халькопирита, наличия мельниковита и мельниковита-пирита руды Султановского месторождения являются труднообогатимыми.

Глубина развития зоны окисления достигает 130 м от поверхности. Вторичные минералы зоны окисления и вторичного сульфидного обогащения представлены ковеллином, халькозином и борнитом.

Группа месторождения по сложности геологического строения – третья. Месторождение разведано по сети 50x50 м (категория запасов C₁) и 100x100 м (категория запасов С₂).

На глубину рудные тела разведаны и оконтурены до глубины 300 м.

Запасы его утверждены протоколом ГКЗ СССР №3103 от 28.07.1960 г. Забалансовые запасы медноколчеданных и серноколчеданных руд Султановского месторождения не утверждались.

Карьерное озеро

На данном этапе разработка месторождения законсервирована. Карьер глубиной 60 м вскрывает верхний водоносный горизонт палеогеновых отложений, за счет которого формируется фактический водоприток подземных вод в него. Подробная оценка водопритока и гидрогеологическое описание карьера проведено сотрудником Уральского государственного горного университета Логиновой Н.Ю. (Некоторые приемы в оценке водопритока в карьер на разных стадиях отработки (на примере Султановского рудника) // Международная научно-практическая конференция «Уральская горная школа – регионам», 2011).

Первый от поверхности водоносный горизонт приурочен к пескам, трещиноватым песчаникам и опокам палеогена, залегающим на глубине от 3–5 до 25–30 м. Мощность водоносного горизонта 30–40 м. В кровле горизонта залегают опоковидные глины и диатомиты, которые фациально замещаются опоками и не имеют повсеместного площадного распространения. На участках развития опоковидных глин подземные воды горизонта приобретают местный напор. Водообильность палеогеновых отложений неоднородна вследствие невыдержанности толщи кремнистых опок и песчаников. Удельные дебиты наблюдательных скважин изменяются в широких пределах от 0.3 до 2.22 л/с м. При совместном опробовании мелового и палеозойского водоносных×горизонтов удельные дебиты скважин изменялись в более ограниченном интервале значений от м.×0.2 до 0.47 л/с м. Оценивая все гидрогеологические исследования пород палеозойского фундамента, проведенных на площади Султановского месторождения, можно сделать вывод о том, что основная разгрузка подземных вод происходит вдоль предполагаемых тектонических разломов, которые служат для них барражем. При увеличении площади отработки месторождения и выхода за пределы тектонических нарушений есть вероятность увеличения водопритоков из пород палеозойского фундамента. Также на территории месторождения пробурена сеть наблюдательных скважин. Ранее на них проводились опытно-фильтрационные работы, что позволило выявить некоторые гидрогеологические параметры водоносного горизонта, формирующего водоприток в карьер.

По результатам материалов ОАО «СУМЗ», фактические данные о величине водопритоков в карьер за период с 03.11.09 до 12.04.10 составляют среднесуточный водоприток – 1600 м³ /сут. Анализируя изменения значений объёмов откаченной воды во времени, можно сделать вывод о том, что паводковый период приходится на начало апреля, где водоприток резко возрастает. Следовательно, питание вскрытого водоносного горизонта осуществляется преимущественно за счет талых вод.

К настоящему времени сформировалось карьерное озеро глубиной около 35 м, которая постоянно увеличивается (рис. 16).

Рис. 16. Карьерное озеро Султановского месторождения (2016 г.).

Рис. 17. Карьерное озеро Султановское.

Воды сформировавшегося карьерного озера характеризуются как нейтральные – рН 6.90, и даже сдвинутые в щелочную область в поверхностных слоях – рН 7.70. Тогда как обычно колчеданные карьерные озера характеризуются кислой средой, а с глубиной значения водородного показателя понижаются (карьерные озера Блява, Яман-Касы) или сохранялись с незначительными колебаниями на всю глубину (карьерные озера Куль-Юрт-Тау, Макан).

В летний период в толще воды карьерного озера формируется прямой термоклин на глубине 2.7 м. На нижней границе термоклина температура падает до 6.2–5.8 ºС.

С глубиной в составе вод значительно увеличивается содержание сульфатов, с 300 мг/л у поверхности, до 800 мг/л в придонном слое (табл. 9).

В распределении Mn, Co и Cd наблюдается общая закономерность: увеличение концентрации с 10-го метра, и сохранение достигнутой концентрации с небольшими вариациями до дна озера. Для большинства элементов максимальными содержаниями характеризуется приповерхностная проба, а с глубиной концентрации микроэлементов уменьшаются.

Как правило, в карьерных озерах положение оксиклина в колонне воды определял и положение хемоклина, где независимо от климатического периода отсутствует оксиклин, а распределение содержаний большинства химических элементов по вертикали носит равномерный характер. При этом минерализация вод придонного слоя по отношению к поверхностному слою увеличивается. Например в карьерных озерах Блява, Яман-Касы и Куль-Юрт-Тау, значения этого показателя изменялись от 1.5 до 2.2 раза.

Таблица 9

Химический анализ проб воды карьерного озера Султановского месторождения

Номер пробы	UC(W) 770/1	UC(W) 770/2	UC(W) 770/3	UC(W) 770/4	UC(W) 770/5	UC(W) 770/6	UC(W) 770/7
Глубина отбора, м	0.1	3	7	10	15	25	35
*Анионно-катионная часть, мг/л*
рН, ед. рН	7.70	7.36	7.00	6.92	7.30	7.35	6.90
Т, ^ºС	9.5	6.2	6.0	5.9	6.1	6.0	5.8
Eh, мВ	270	285	305	315	290	285	315
γ, мкСм/см	732	917	1228	1280	1306	1339	1351
CO₃^2-	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05	<0.05
HCO₃^-	234	251	241	232	239	244	240
Cl^-	14.18	17.58	19.85	18.72	19.28	19.28	19.57
SO₄^2-	294	390	611	663	747	809	705
NH₄⁺	0.19	0.31	0.22	0.29	0.30	0.38	0.39
NO₂^-	0.007	0.005	0.005	0.006	0.004	0.003	0.006
NO₃^-	11.6	15.3	29.3	29.3	31.3	29.3	30.0
Общая жесткость, ммоль/дм³	7.84	9.35	12.43	13.34	13.50	14.04	13.91
Ca²⁺	74.2	86.8	114.2	127.9	128.8	140.7	141.6
Mg²⁺	50.2	60.9	81.7	84.5	85.8	85.3	83.1
K⁺	13.1	16.5	20.9	22.4	22.9	23.3	23.6
Na⁺	59.0	82.0	118.0	124.0	124.0	139.0	135.0
*Микроэлементы, мкг/л*
Li	34.2	41.4	46.3	46.2	47.7	49.8	50.0
Be	0.012	0.020	0.029	0.023	0.024	0.026	0.025
Al	42.8	27.3	47.0	24.0	34.4	19.4	27.2
Sc	1.64	1.71	1.44	1.38	1.37	1.36	1.33
Ti	1.49	1.47	1.16	1.76	1.50	0.86	1.04
V	0.16	0.13	0.14	0.13	0.14	0.12	0.12
Cr	<0.007	<0.007	<0.007	<0.007	<0.007	<0.007	<0.007
Mn	334	572	938	1006	1043	1103	1081
Fe	67	55	30	29	36	27	38
Co	26	44	70	70	72	75	74
Ni	12.8	15.0	19.2	19.9	20.0	20.5	20.0
Cu	8.4	21.4	30.9	19.9	20.6	21.2	20.4
Zn	257	839	1700	1574	1639	1720	1689
Ge	0.057	0.028	0.070	0.021	0.029	0.021	0.025
As	1.16	0.58	0.32	0.40	0.38	0.30	0.30
Se	<1.1	<1.1	<1.1	<1.1	<1.1	<1.1	<1.1

Продолжение таблицы 9

Номер пробы	UC(W) 770/1	UC(W) 770/2	UC(W) 770/3	UC(W) 770/4	UC(W) 770/5	UC(W) 770/6	UC(W) 770/7
Rb	3.52	4.13	5.43	5.61	5.75	5.78	5.73
Sr	494	614	836	924	950	992	981
Y	0.15	0.22	0.97	0.19	0.26	0.19	0.18
Zr	0.016	0.018	0.066	0.044	0.051	<0.004	0.008
Nb	0.009	0.008	0.006	0.003	0.002	<0.001	<0.001
Mo	13.0	19.9	29.5	30.9	33.6	37.0	38.4
Cd	0.76	1.80	3.51	3.59	3.74	3.95	3.88
Sn	<0.04	<0.04	<0.04	0.06	0.05	0.06	0.09
Sb	2.35	2.61	2.73	2.80	2.87	2.75	2.78
Te	<0.01	0.012	0.014	0.017	<0.01	0.014	<0.01
Ba	6.58	7.17	7.80	7.41	7.56	7.36	7.27
La	0.052	0.054	1.39	0.063	0.195	0.069	0.042
Ce	0.081	0.088	0.38	0.083	0.094	0.047	0.034
Pr	0.016	0.016	0.139	0.014	0.024	0.009	0.007
Nd	0.076	0.079	0.55	0.077	0.102	0.055	0.041
Sm	0.017	0.022	0.094	0.019	0.027	0.011	0.015
Eu	0.005	0.005	0.022	0.004	0.006	0.003	0.003
Gd	0.024	0.029	0.095	0.030	0.029	0.019	0.022
Tb	0.003	0.004	0.013	0.004	0.005	0.002	0.002
Dy	0.021	0.028	0.108	0.026	0.032	0.022	0.021
Ho	0.004	0.006	0.026	0.003	0.007	0.004	0.004
Er	0.015	0.020	0.103	0.015	0.025	0.015	0.014
Tm	0.002	0.003	0.014	0.002	0.003	0.002	0.001
Yb	0.012	0.014	0.114	0.014	0.021	0.015	0.013
Lu	0.001	0.002	0.018	0.002	0.003	0.002	0.002
Hf	0.001	0.002	0.003	0.003	0.002	0.001	0.001
Ta	<0.001	0.002	0.002	0.001	<0.001	<0.001	<0.001
W	0.029	0.011	0.006	0.005	<0.004	<0.004	<0.004
Tl	0.021	0.031	0.054	0.056	0.057	0.060	0.059
Pb	0.41	0.31	0.22	0.14	0.16	0.08	0.08
Bi	0.003	0.003	0.001	0.003	0.002	0.004	0.003
Th	0.02	0.02	0.06	0.05	0.04	0.004	0.003
U	1.14	1.24	1.38	1.36	1.42	1.53	1.46

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

4800

Оплата ГСМ

11979

12177

ИТОГО

16779

16977

Наименование отряда: Колчеданный
Начальник отряда: Аюпова Нурия Радитовна
Сроки работ: c 11.07 по 15.09.2016 г.
Состав работ:.

1) Рудно-фациальное картирование колчеданных рудных тел, составление детальных литологических колонок, документация керна скважин;

2) Отбор образцов для геолого-минералогических исследований, составление коллекций рудных фаций

Основные результаты работ:

1) На Юбилейном месторождении продолжено изучение рудных фаций 2 и 4 рудных тел, направленных на реконструкцию минералого-геохимической эволюции рудообразующей системы. В связи с проведением интенсивных организационно-технических работ в карьере ООО «Башкирская медь» полевые работы 2016 г. проводились на рудном складе Юбилейного месторождения. Отобрано 18 обр.

Основные результаты полевых работ:

– Дополнены коллекции многоканальных труб палеокурильщиков с хорошей сохранностью наружных пиритовых оболочек, содержащих оруденелую фауну и сульфидных турбидитов.

– На месторождении описаны кондуиты, осевой канал которых представлен сфалеритом, тальком и карбонатом, что является дополнительной информацией к находкам (2012 г.) тальк-кальцит-халькопирит-пиритовых труб, до сих пор неизвестных на древних месторождениях колчеданного семейства.

– Впервые на крупных рудных габаритах изучены хлорит-гематит-карбонатные госсаниты – продукты субмаринного окисления колчеданных руд и выявлены 2 разновидности этих пород: 1) кварц-гематитовые с обильной халькопиритовой минерализацией, залегающие непосредственно на сульфидных брекчиях, с крупными фрагментами труб палеокурильщиков и 2) слоистые гематит-карбонатные госсаниты, переслаивающие с гиалокластитами.

– Составлена коллекциях рудовмещающих пород.

2) На месторождении Дергамыш изучены обломочные халькопирит-пиритовые и почковидно-колломорфные массивные (халькопирит)-пиритовые руды. Отобраны образцы (7 шт.).

3) На отвалах Бурибайского месторождения задокументированы обломочные руды халькопирит-пиритового состава с осколками халькопирита труб черных курильщиков. Отобраны обюразцы (6 шт.).

4) На Чебачьем месторождении:

– впервые обнаружены обломочные халькопирит-сфалерит-пиритовые руды с фрагментами труб черных и серых палеокурильщиков;

– описаны массивные пиритовые руды колломорфно-почковидной структуры с предполагаемыми биогенными структурами.

– изучены прерывисто-линзовидные слоистые руды, представленные слоями пиритового, халькопиритового и сфалеритового состава, сильно преобразованные, (мощность слоев от первых мм до 1–2 см).

– обнаружены гематитовые госсаниты с частично окисленными рудными обломками, а также полными видимыми псевдоморфозами гематита по сульфидным обломкам, залегающие непосредственно на обломочных рудах и в виде маломощных слоев среди обломочных руд. Предварительные минералого-геохимические исследования показывают, что госсаниты обогащены элементами-примесями (Au, Ag, Se, In, Sn и др.), а также в них обнаружены редкие минеральные ассоциации (самородное золото, теллуриды).

Всего отобрано 35 обр.

5) На Сафьяновском месторождении изучены рудные фации южного фланга месторождения, отрабатываемого шахтным способом. Важным результатом полевых работ является находка образцов различных литологических разновидностей тонкослоистых сульфидных турбидитов, которые на макроуровне обнаруживают обогащение галенитом, что подтверждается модель последовательного обогащения тонкообломочных турбидитов (по мере удаления от центра сульфидного холма) вначале пиритом, затем сфалеритом, галенитом и баритом. Отобраны образцы (15 шт.).

На Шемурском месторождении:

– обнаружены пирит-халькопирит-сфалеритовые обломочные руды со сфалерит-халькопиритовыми обломками труб палеокурильщиков. Данная находка сближает Шемурское месторождение со слабометаморфизованными объектами Урала, например, Яман-Касы и Сафьяновское, в обломочных рудах которых широко распространены халькопиритовые и сфалеритовые обломки труб черных курильщиков;

– составлены литологические колонки отложений субмаринного гипергенеза, которые включают (снизу вверх): рудные гравелиты – хлоритизированные гиалокластиты – магнетит-гематит-кварцевые слои с обильной сульфидной минерализацией, где отмечаются резкие границы слоев, градация сульфидного обломочного материала, присутствие магнетита в госсанитовых и хлоритолитовых слоях;

– отобраны образцы сульфидных турбидитов с отчетливой градационной сортировкой обломочного материала и концентрированием в кровле слоев магнетита.

7) На Ново-Шемурском месторождении установлено:

– широкое распространение на месторождении обломочные пирит-сфалерит-халькопиритовые руды содержат фрагменты труб черных курильщиков, что сближает Ново-Шемурское месторождение с колчеданными месторождениями уральского типа-1;

– присутствие подрудных апобазальтовых хлоритолитов, представленных сульфидсодержащими и магнетитсодержащими разновидностями и залегающие над ними массивные халькопирит-пиритовые руды, и присутствие рудных турбидитов, представленных пиритовыми, магнетит-халькопирит-сфалерит-пиритовыми, сфалеритовыми и кварц-пиритовыми рудами с неясно-полосчатыми текстурами и признаками наложения различных структурных разновидностей пирита, а также яснослоистых руд в переслаивании с магнетитовыми слоями сближает данное месторождение с месторождениями Домбаровского рудного района

– впервые обнаруженные слоистые гематит-магнетитовые руды свидетельствуют о частых сменах pH и Eh условий субмаринного гипергенеза рудокластитов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате проведенных полевых работ в 2016 г. получены новые данные по рудным фациям колчеданных месторождений Урала.

1) Обнаружены новые точки присутствия на колчеданных месторождениях труб палеокурильщиков (Чебачье, Шемурское и Ново-Шемурское месторождения) и дополнена коллекция руд Бурибайского месторождения, содержащих фрагменты труб палеокурильщиков. На Юбилейном месторождении выявлены кальцит-тальк-пирит-сфалеритовые кондуиты.

2) Дополнены коллекции биоморфных рудных фаций (Шемурское), сульфидных брекчий, гравелитов, турбидитов (Юбилейное, Дергамыш, Чебачье, Шемурское, Ново-Шемурское и Сафьяновское) и госсанитов (Юбилейное, Чебачье).

3) На Ново-Шемурском месторождении изучены подрудные хлоритизированные гиалокластиты основного состава, содержащие магнетитовую минерализацию.

4) Впервые изучены литологические колонки слоистой пачки, представленной переслаиванием градационо-слоистых сульфидных турбидитов, гематит-магнетитовых и хлоритолитовых слоев на Шемурском месторождении, а также гематит-магнетитовые слоистые руды на Ново-Шемурском месторождении.

5) Результаты минералого-геохимических исследований изученных рудных фаций будут использованы в будущих публикациях авторов.

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

14800

Оплата ГСМ

38600

ИТОГО

53400

Наименование отряда: Ильменогорский Ильменогорский
Начальник отряда: Кориневский Виктор Григорьевич
Сроки работ: c 16.06 по 19.08.2016 г.
Состав работ:.

Предстоит выяснить минеральный состав пород, установить минералы-концентраторы редких земель, геологическое положение этих аномальных пород.

Основные результаты работ:

Отряд проводил полевые работы на территории Ильменского заповедника. Целью работ был отбор дополнительного материала по выявленным нами ранее обнажениям габбро –амфиболитов и горнблендитов с необычно высокими содержаниями редкоземельных элементов. Работы выполнялись В.Г. Кориневским (нач. отряда, 2 мес.) и Л.Н. Гребенниковой (вед. инженер, 2 недели).

Произведён отбор штуфных проб габбро-амфиболитов на Миассовском участке и проб для проведения их анализов на содержания микроэлементов (всего 17 проб), а также образцов для изготовления шлифов (всего 20). К настоящему времени получены анализы отобранных проб методом ICP-MS, сделаны и просмотрены петрографические шлифы.

По результатам обработки уже имевшихся анализов и новых определений подготовлена к печати статья «Редкоземельные амфиболиты и горнблендиты Ильменогорского комплекса».

В полевых условиях подготовлен раздел «Редкометальная минерализация необычных скаполитовых магматических пород Ильменогорского комплекса» к отчету лаборатории по заканчивающейся теме.

Общие расходы

Вид расходов

Планируемое финансирование (руб.)

Фактическое финансирование (руб.)

Полевое довольствие

800

5800

Оплата ГСМ

2736

900

ИТОГО

3536

6700

ИТОГО

135872

135432

reportreport.vm

Всего отрядов:7

Всго маршрутов за год: 43