Элементный Состав Природных Вод И Вмещающих Отложений Кузбасса С Оценкой Водной Миграции (На Примере Нарыкско-Осташкинской Площади)

Abstract

Актуальность работы связана с региональной спецификой нагрузки угольных отложений и объектов угольного комплекса на водные объекты. Полученные данные позволяют расширить представления об общих закономерностях распределения элементов в системе «вода – угленосная порода» и в дальнейшем использовать их при различных экологических и поисковых исследованиях. Цель: изучить особенности распределения максимального количества компонентов в природных водах региона и состав вмещающих пород, оценить скорость выноса химических элементов из пород. Объекты: поверхностные и подземные воды Нарыкско-Осташкинской площади Кемеровской области, наиболее перспективной для добычи угольного метана. Методы: современные методы определения химического состава вод и пород, включая массспектрометрический метод с индуктивно связанной плазмой, а также стандартные гидрогеохимические методы расчетов коэффициентов концентрирования и водной миграции. Результаты. Приведены данные по 59 элементам, включая микрокомпоненты, в речных, озерных и подземных водах разных водообменов: активного, верхней части и нижней части (угленосные пласты) замедленного. Показано, что по мере возрастания времени взаимодействия системы «вода–порода» увеличивается минерализация, содержание основных ионов, спектр определяемых микрокомпонентов и их концентрации. Рассчитанные коэффициенты концентрирования относительно среднего для подземных вод выщелачивания умеренного климата позволили выделить элементы с высоким уровнем накопления: из макрокомпонентов – С, Na, Cl, Fe, и из микрокомпонентов – Ga, Ba, Li, Zr, Pb, B, Sc, Ni, Br, Rb, Sr, Nb, Mo, I, Ag, Cd, Cs, Hg. Также представлены данные по 48 элементам вмещающих угленосных песчаников и алевролитов, которые, совместно с литературными данными по некоторым другим элементам, позволили получить интересные зависимости. Например, что в % соотношении, относительно общей минерализации, подземные воды активного водообмена содержат на 1–2 порядка больше, чем в породах: Cu, Ag, Cd, Sr, Sn, Sb, I, Cs, Hg, Pb. С учетом состава вод и пород рассчитаны коэффициенты водной миграции, составлены ряды миграции разных типов вод, которые не выявили кардинальных различий. Во всех природных водах сильно подвижны: Na, C, Cl, I, B, N, Br, Sr, Cd, Cu, Li, Mo, Ge, Zn; слабо подвижны: Al, Ti, Zr, V, Nb, Eu, Mn, Si, Cr, Co, Fe, Rb.