МЫШЬЯК В КОМПОНЕНТАХ ЛАНДШАФТА ПРИРОДНОЙ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ АНОМАЛИИ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ (НА ПРИМЕРЕ ШЕРЛОВОГОРСКОГО ГОРНОРУДНОГО РАЙОНА)

Солодухина М.А.  

Шерловогорский горнорудный район находится на юго-востоке Забайкальского края, в Борзинском административном районе, северо-восточнее поселка Шерловая Гора. Здесь расположено одноименное висмут-бериллий-олово-вольфрамовое месторождение с наложенной мышьяковой минерализацией, крупное олово-полиметаллическое месторождение Сопка Большая и находящееся к востоку от него месторождение Восточная аномалия. Олово-полиметаллическую руду добывали открытым способом, вследствие чего образовались техногенные массивы, карьер, которым до 1993 года отрабатывалось олово-полиметаллическое месторождение, хвостохранилище обогатительной фабрики бывшего ГОКа, а также отвалы горных пород вскрыши, склады бедных и подготовленных к переработке руд, мелкие карьеры и отвалы разрабатывавшихся висмут-олово-вольфрамовых россыпей.
Участки отбора проб представляют собой природные и антропогенные ландшафты. На каждом участке наблюдения проводили по точкам, хорошо изученным в геологическом отношении. Отбор почвенных проб проводили в соответствии с ГОСТ 17.4.4. 02–84 и по искусственным обнажениям. Доминантные виды растений отбирали и промывали сначала струей проточной воды, а после дистиллированной, и высушивали до воздушно-сухого  состояния. Химический анализ проводили  методом масс–спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой на спектрофотометре ICP-MS Elan DRC II PerkinElmer (нижний порог определения мышьяка – НПО = 0,01 ppb) в Хабаровском инновационно-аналитическом центре Института тектоники и геофизики им. Ю.А. Косыгина ДВО РАН, аналитики В.Е. Зазулина, А.Ю. Лушникова, Е.М. Голубева и Д.В. Авдеев. Почвенные образцы  анализировали методом РФА  (НПО = 5 мг/кг) в Геологическом институте СО РАН, аналитики Б.Ж Жалсараев, Ж.Ш. Ринчинова.
Природно-техногенные ландшафты в пределах района представлены собственно олово-вольфрам-висмут-бериллиевым месторождением – Шерловая Гора, где идет старательская добыча самоцветов с применением самоходной землеройной техники, и месторождение касситерит-силикатной формации Аплитовый отрог. Геотехногенные ландшафты представлены карьером, хвостохранилищем, складами и отвалами бедных и забалансовых пород и руд, а также отвалами, образовавшимися в результате отработки россыпных месторождений вольфрама и висмута. Фоновый участок, природного ландшафта был выбран вне месторождения, но в рамках влияния Шерловогорской рудомагматической системы. Важной чертой этой системы является присутствие мышьяка во всех месторождениях и рудопроявлениях олова, вольфрама, цветных металлов и самоцветов. Мышьяк присутствует практически  во всех типах горных пород, но его концентрации варьируют довольно широко. Повышенные и ураганные концентрации мышьяка характерны для горных пород основного состава, для гранитов подвергшихся грейзенезации (до 0,126 %), а также для гранитов и основных пород в зоне гипергенеза.
Мышьяк установлен на всех участках, продуктивных на камнесамоцветное сырье, является примесью в кварце, молибдените (до 0,6 %), во флюорите (до 300 г/т), в пирите (до 2 %) (Бойко и др., 1982). Его максимальные концентрации установлены в гранитах (до 0,4 %), грейзенах (до 1,47%), миароловых гранитах (до 0,04 %), в продуктах их гипергенного изменения  на разных участках месторождения Шерловая Гора. В горных породах карьера Сопки Большая также установлены его высокие, порой ураганные содержания, достигающие 1 %.
Основным источником мышьяка в ландшафте являются горные породы геологического субстрата, собственные минералы мышьяка, продукты их гипергенного изменения, а также другие рудообразующие минералы, где мышьяк является примесью.
Поскольку почвообразующие горные породы в значительной степени обогащены мышьяком, то и почвы наследуют его высокие концентрации. На разных точках наблюдения его содержания в почвообразующих породах и почвах различные, но варьируют довольно широко (от 2,5 г/т в почвах фонового участка до 18000 г/т  в пади Лукаво-Золотой). Средние содержания мышьяка по участкам значительно превышают кларк и ПДК. Это связано, прежде всего, с геологическим строением района. 
На участках в почвообразующих породах, представленных четвертичными аллювиально-пролювиальными отложениями (пески, супеси, суглинки, глины, галечники, щебень), были выявлены минимальные содержания (Т. 1 – 4). Его средние и максимальные концентрации обнаружены в природно-техногенном ландшафте на участках Жилы Новой (Т. 5.1) и на Сопке Мелехинской (Т.9). Установлено, что на участках, где почвообразующей породой служат продукты разрушения мезозойских гранитоидов и грейзенов, содержание в них мышьяка не превышает 660 г/т. На участках  пади Лукаво-Золотой (Т. 8.1) и на восточном склоне Сопки Лукавой (Т. 8.4), где почвообразующие породы представлены продуктами разрушения палеозойских диоритовых порфиритов и порфиритов, габбро-диоритов и диоритов, содержание в них мышьяка еще меньше (до 375 г/т). Существенные отличия, выражающиеся в аномально высоких концентрациях, выявлены на Жиле Новой, участке Поднебесных и Сопке Мелехинской (Т. 5.1. – 5.2. и Т. 9). Здесь в тех же мезозойских гранитоидах и грейзенах, обнаружены содержания мышьяка, превышающие кларк в 1000 и более раз. Это объясняется тем, что на этих точках, кроме указанных горных пород, развиты зоны рудной минерализации. На Жиле Новой и участке Поднебесных на кварц-белилл-топазовые жилы наложена поздняя арсенопиритовая минерализация, а на Сопке Мелехинской развита зона окисления сульфидных руд, где мышьяк представлен в форме скородита (Солодухина и др., 2010).
Основным носителем аномальных концентраций служат арсенопирит и скородит.
Несмотря на высокие содержания мышьяка в почвах Шерловогорского горнорудного района, подвижность его весьма ограничена. Особенности почвообразования в аридном климате и геохимические условия среды (рН и Еh почв, наличие в них реакционного железа и алюминия), препятствуют миграции мышьяка в ландшафте. Известно, что в почвах природно-техногенного и геотехногенного ландшафтов присутствуют в основном, его неподвижные формы (Корешкова, Юргенсон, 2010).
Содержание мышьяка в природно-техногенном делювии карьера меньше, чем в почвах природно-техногенного ландшафта и техноземе Северного отвала и хвостохранилища.
Геохимический фон содержания мышьяка в разных ландшафтах Шерловогорского горнорудного района различен. Поведение мышьяка в системе горные породы – почва  – растения определяется как природными процессами эволюции ландшафта, так и геотехногенезом. Несмотря на высокие, порой ураганные содержания мышьяка в питающей среде, растения захватывают лишь малую его часть, КБП мышьяка растениями района довольно низкий (0,000001 – 1,83). Интенсивность биологического поглощения мышьяка растениями не зависит от его валового содержания в питающей среде (коэффициент корреляции – 0,1).

Литература:

1. Бойко С.М., Трошин Ю.П., Маркова М.Е., Михеева Э.И., Алексеева Н.И. Элементы-примеси в касситеритах оловорудных месторождений как индикатор зонального распределения компонентов в рудных телах // Зап. Забайк. фил. Геогр. о-ва СССР, 1982. – вып.48. – С. 39 – 43.
2. Солодухина М.А., Юргенсон Г.А., Смирнова О.К. Мышьяк в почвах Шерловогорского рудного района  // Вестник ЗабЦ РАЕН. – 2010. – № 1 (3). – С. 15 – 19.
3. Корешкова Ю.В., Юргенсон Г.А. Формы нахождения мышьяка в почвогрунтах Шерловогорского горнорудного района Забайкальского края // Минералогия и геохимия ландшафта горнорудных территорий. Современное минералообразование: Труды III Всероссийского симпозиума с международным участием и IX Всероссийских чтений памяти акад. А.Е. Ферсмана 29 ноября – 2 декабря 2010 г. Чита, Россия. Чита: Изд-во ЗабГГПУ, 2010. – С 19 – 22.

Файл с полным текстом: Солодухина Тезисы.doc