Distribution of rare alkaline elements in water mining objects of the Eastern Transbaikalia
The article presents the results of a study of the distribution of lithium, rubidium, and cesium in technogenic waters of tungsten deposits - Bukukinsky, Spokoininsky, Bom-Gorkhonsky, molybdenum deposits - Shakhtaminsky, Bugdainsky and lead-zinc deposits -Blagodatsky, Akatuevsky. Hydrogeochemical testing of the deposits areas in the period from 2013 to 2015 was carried out, 46 water samples were taken. Chemical and analytical studies of waters by common methods at the Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS (Chita) were carried out. The main cations and metals by the atomic adsorption method on a SOLAAR M6 spectro-photometer were determined. Additionally, analyzes of waters by the ICP-MS method at the Institute of Geochemistry SB RAS (Irkutsk) on a high-resolution device ELEMENT 2 were carried out. Acid sulfate waters with increased salinity and abnormally high concentrations of metals, especially Cd, Zn, Th, Mn and Al, are common in areas of the Bukukinsky, Bom-Gorkhonsky and Bugdainsky deposits. Weakly alkaline and alkaline waters of a hydrocar-bonate anionic composition with high contents of W, Mo, U and As are prevalent in the regions of the Spokoininsky and Shakhtaminsky deposits. Neutral and slightly alkaline, bicarbonate, sulfate-bicarbonate and bicarbonate-sulfate magnesium-calcium drainage waters are common in areas of the lead-zinc deposits. They are characterized by high content of As, Zn, Cd, Pb, and Mn. The ability of lithium, rubidium and cesium to concentrate in technogenic waters of deposits has been established. Mobility series of rare alkaline elements in waters, as a rule, has the form Li>Rb>Cs, which is explained by a weak migration of rubidium and cesium in natural waters. Rubidium and cesium have a higher sorption rate compared to lithium, while lithium can be accumulated in solution. An exception is the waters of the Shakhtaminsky deposit, which is characterized by a sequence in the series of mobility of alkaline elements Rb>Li>Cs, which is explained by the wide manifestation of potassium feldspathic in the Shakhtaminsky ore field. An increase in the content of rare elements in waters was fixed together with increasing salinity and acidity of solutions, most pronounced in the areas of sulfide deposits - Bukukin-sky, Bom-Gorkhonsky and Bugdainsky, where maximum concentrations of elements reached values (p.g/L): Li - 589.0-1062; Rb -45.0-74.9; Cs - 3.67-49.0. At the same time, the calculation of the relative contents of rare alkaline elements (% to mineralization) showed noticeable differences in the degree of their accumulation in waters as salinity increases. So, if lithium is characterized by a constant increase in relative concentrations, then for rubidium, on the contrary, a decrease. A noticeable increase in the relative cesium content in the waters occurs with an increase in mineralization to about 1 g/L, after which they begin to decrease.
Keywords
lithium,
rubidium,
cesium,
concentration in watersAuthors
Chechel Larisa P. | Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS | lpchechel@mail.ru |
Всего: 1
References
Арсанова Г.И. Редкие щелочи в термальных водах вулканических областей. Новосибирск : Наука, 2009. URL: http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1181535
Арсанова Г.И. К геохимии цезия: источник цезия в термальных водах и кислых вулканитах // Альманах Пространство и Время. 2013. Т. 4, № 1. С. 4
Балашов Л. С., Галицин М.С., Ефремочкин Е.В. Методические рекомендации по геохимической оценке и картированию подземных редкометальных вод. М. : ВСЕГИНГЕО, 1977. 87 с
Гавриленко В.В., Сахоненок В.В. Основы геохимии редких литофильных металлов. Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1986. 172 с
Гребенников А.М. Спокойнинское вольфрамовое месторождение // Месторождения Забайкалья : в 2 кн. / под ред. акад. Н.П. Лаверова. М. : Геоинформмарк, 1995. Т. I, кн. I. С. 106-116
Гурбанов А.Г., Богатиков О.А., Винокуров С.Ф., Карамурзов Б. С., Газеев В.М., Лексин А.Б., Шевченко А.В., Долов С.М., Дударов З.И Геохимическая оценка экологической обстановки в районе деятельности Тырныаузского вольфрамо-молибденового комбината (Кабардино-Балкарская республика, Северный Кавказ): источники загрязнения окружающей среды, влияние на соседние территории и меры по реабилитации // Доклады Академии наук. 2015. Т. 464, № 3. С. 328-333
Добровольская М.Г., Гордеев В.И Свинцово-цинковые месторождения // Месторождения Забайкалья : в 2 кн. / под ред. акад. Н.П. Лаверова. М. : Геоинформмарк, 1995. Т. I, кн. I. С. 70-92
Замана Л.В., Чечель Л.П Геохимия дренажных вод горнорудных объектов вольфрамового месторождения Бом-Горхон (Забайкалье) // Химия в интересах устойчивого развития. 2014. Т. 22, № 3. С. 267-273
Замана Л.В., Чечель Л.П. Гидрогеохимические особенности зоны техногенеза полиметаллических месторождений Юго-Восточного Забайкалья // Успехи современного естествознания. 2015. № 1-1. С. 33-38
Иванов В.В. Экологическая энциклопедия элементов: Справочник : в 6 кн. Кн. 1: s-элементы. М. : Недра, 1994. 304 с
Иванова Г.Ф. Геохимические условия образования вольфрамитовых месторождений. М. : Наука, 1972. 149 с
Коваленкер В.А, Кисилева Г.Д., Крылова Т.Л., Андреева О.В. Минералогия и условия формирования золотоносного W-Mo порфирового Бугдаинского месторождения (Восточное Забайкалье, Россия) // Геология рудных месторождений. 2011. Т. 53, № 2. С. 107-142
Крайнов С.Р. Геохимия редких элементов в подземных водах (в связи с геохимическими поисками месторождений). М. : Наука, 1973. 296 с
Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М. : Наука, 2004. 677 с
Семенов Е.И. Оруденение и минерализация щелочных пород. М. : Геокарт. ГЕОС, 2007. 196 с
Сизых В.И. Бом-Горхонское вольфрамовое месторождение // Месторождения Забайкалья : в 2 кн. / под ред. акад. Н.П. Лаверова. М. : Геоинформмарк, 1995. Т. I, кн. I. С. 134-138
Сотников В.И., Берзина А.П., Берзина АН, Гимон В. О. Шахтаминское молибденовое месторождение / Месторождения Забайкалья : в 2 кн. / под ред. акад. Н.П. Лаверова. М. : Геоинформмарк, 1995. Т. I, кн. I. С. 187-192
Удачин В.Н., Аминов П.Г., Дерягин В.В. Химический состав техногенных вод в карьерных озерах Башкортостана // Башкирский химический журнал. 2008. Т. 15, № 4. С. 64-69
Хаустов В.В. Формирование дренажного стока месторождения Тырныауз // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 3. С. 140-146
Чечель Л.П. Эколого-гидрогеохимические последствия отработки вольфрамовых и молибденовых месторождений Восточного Забайкалья // Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328, № 6. С. 52-63
Чечель Л.П., Замана Л.В. Геохимические типы вод хвостохранилищ свинцово-цинковых месторождений Восточного Забайкалья // Известия ТПУ. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330, № 4. С. 17-25
Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М. : Недра, 1998. 366 с
Li X., Wu P. Geochemical characteristics of dissolved rare earth elements in acid mine drainage from abandoned high-As coal mining area, southwestern China // Environ. Sci. Pollut. Res. Int. 2017. V. 24. P. 20540-20555
Protano G. High contents of rare earth elements (REEs) in stream waters of a Cu-Pb-Zn mining area // Environmental pollution. 2002. V. 117. P. 499-514
Wolkersdorfer C. Rare earth elements (REEs) as natural tracers in mine waters / In: Merkel B.J., Planer-Friedrich B., Wolkersdor-fer C. (eds) Uranium in the Aquatic Environment // Proceedings of the International Conference Uranium Mining and Hydrogeology III and the International Mine Water Association Symposium Freiberg, Germany (15-21 September 2002). Springer, Berlin, Heidelberg, 2002. Р. 951-958