Generic hydrochemical modelling of a grantoid-groundwater system, using the Russian software "HydroGeo", has been carried out with an emphasis on simulating the accumulation of uranium in the aqueous phase. The baseline model run simulates shallow granitoid aquifers (U content 5 ppm) under conditions broadly representative of southern Norway and southwestern Siberia: i.e. temperature 10 °C, equilibrated with a soil gas partial CO pressure (P, open system) of 10 atm. and a mildly oxidising redox environment (Eh = +50 mV). Modelling indicates that aqueous uranium accumulates in parallel with total dissolved solids (or groundwater mineralisation M - regarded as an indicator of degree of hydrochemical evolution), accumulating most rapidly when M = 550-1000 mg L. Accumulation slows at the onset of saturation and precipitation of secondary uranium minerals at M = c. 1000 mg L (which, under baseline modelling conditions, also corresponds approximately to calcite saturation and transition to Na-HCO hydrofacies). The secondary minerals are typically "black" uranium oxides of mixed oxidation state (e.g. UO and UO). For rock U content of 5-50 ppm, it is possible to generate a wide variety of aqueous uranium concentrations, up to a maximum of just over 1 mg L, but with typical concentrations of up to 10 μg L for modest degrees of hydrochemical maturity (as indicated by M). These observations correspond extremely well with real groundwater analyses from the Altai-Sayan region of Russia and Norwegian crystalline bedrock aquifers. The timing (with respect to M) and degree of aqueous uranium accumulation are also sensitive to Eh (greater mobilisation at higher Eh), uranium content of rocks (aqueous concentration increases as rock content increases) and P (low P favours higher pH, rapid accumulation of aqueous U and earlier saturation with respect to uranium minerals).

No abstract

РЕЗЮМЕ: Бакчарское железорудное месторождение на территории Томской области относится к одному из крупнейших в мире железорудных районов -Западно-Сибирскому. Протяженность рудоносной полосы в направлении с юга на север достигает 2000 км при ширине до 150 км. К настоящему времени наиболее детально изучена часть этой провинции, находящаяся в районе д. Полынянки Бакчарского района. Поисковые работы выполнены в составе государственной геологической съемки. Выявлено относительно глубокое залегание рудных тел, а также высокая степень обводненности всего геологического разреза. Однако интерес к освоению железорудного сырья сохраняется, поскольку его огромные запасы являются мощным ресурсом развития региона на перспективу. Гидрогеологические условия месторождения во многом определяют наиболее рациональные способы его разработки и рентабельность добычи полезного ископаемого. Цель данной статьи -оценка прогнозных водопритоков и их изменения во времени при открытом способе отработки железорудного месторождения, которая необходима для предварительного определения масштабов работ по водопонижению и схемы их организации, включая выбор приемников дренажных вод. В ходе работы проанализированы особенности геологического строения до глубины залегания рудных тел. Выполнена схематизация гидрогеологического разреза для целей прогнозного аналитического гидродинамического расчета водопритоков. Получена предварительная оценка водопритоков на перспективу при открытом способе разработки месторождения с учетом изменения интенсивности дренажа подземных вод во времени. Результаты прогнозных расчетов показывают весьма значительную степень обводненности железорудного месторождения. Необходимо дальнейшее изучение гидрогеологических условий, поиск и обоснование альтернативных методов разработки месторождения, включая скважинную гидродобычу.

No abstract