Сандимиров С.С. Геохимические процессы взаимодействия минерального вещества и водной среды Хибинского щелочного массива. Геохимия. 2007, №11, с. 1195-1202.

ГЕОХИМИЯ, 2007, № 11, с. 1195-1202 ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА И ВОДНОЙ СРЕДЫ В ОБЛАСТИ ХИБИНСКОГО ЩЕЛОЧНОГО МАССИВА © 2007 г. О. Б. Дудкин*, С.С. Сандимиров** *Геологический институт Кольского научного центра РАН, e-mail dudkin@geoksc.apatity.ru 184209 Мурманская обл., Апатиты **Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН 184209 Мурманская обл., Апатиты Поступила в редакцию 19.05.2006 г. Представлены результаты анализа процессов взаимодействия природных и технических вод с соста­ вом горных пород и апатитовых руд Хибинского щелочного массива. Цель работы - оценка влия­ ния на естественные процессы техногенных факторов. Уровень насыщения природных вод главны­ ми породообразующими элементами нефелиновых сиенитов и фоидолитов свидетельствует, что на фоне замедленных процессов корообразования в современных условиях Крайнего Севера суще­ ственную роль приобретают известные процессы растворения в атмосферных водах нефелина и фельдшпатоидов. Экспериментально установлен переход тонких частиц нефелина в аморфные фазы в постоянном объеме воды при температуре 18°-20°C и pH = 7.5-8.1. Этот процесс заметен уже в первые сутки и протекает на протяжении месяцев. Он возможен в застойных коллекторах природных вод и резко проявлен в техногенных отстойниках. Свидетельством этому является вы­ сокое содержание в верхнем слое озерных осадков в области влияния стоков обогатительной фаб­ рики аморфных фаз с высоким содержанием Na, K, Al, а так же Si. В условиях Крайнего Севера процесс корообра­ зования замедлен и на этом фоне должны резче про­ являться другие процессы взаимодействия природ­ ных вод с составом горных пород [1]. Многие мине­ ралы хибинских пород активно реагируют с водой [2-5]. Горно-обогатительным производством в об­ ласть гипергенеза извлекаются огромные массы ко­ ренных пород и многократно увеличивается поверх­ ность их контакта с атмосферными агентами. Авто­ рами ставилась задача на основе уже имевшихся материалов определить условия насыщения вод эле­ ментами ряда породообразующих минералов с уче­ том роли при этом тонких минеральных частиц. Для исследований были выбраны породы апа- тит-нефелиновых месторождений Хибин, состав которых детально изучен [2, 4]. В составе вод [6, 7] для исследований выбраны: группа малоподвиж­ ных породообразующих элементов - Al, Si, Ca; вы­ соко подвижные породообразующие Na и K и вто­ ростепенные, но не характерные для пород Хибин максимально подвижные SO4и Cl [8]. Основанием к такому выбору могут служить данные табл. 1. Из­ вестные анализы поверхностных вод в области Хи­ бинского массива и окружающих его территорий свидетельствуют об относительном постоянстве ко­ лебаний их состава (табл. 1: 3 и 4). В подземных во­ дах повышены содержания Na, Al, Si (табл. 1: 5 и 6). Очевидно, что выход на поверхность подземных вод может сказываться и на составе вод поверхностных. Но в отдельных случаях в поверхностных водах, отобранных вдали от горно-обогатительных пред­ приятий, обнаруживаются аномально высокие со­ держания Na - до 16 мг/л, K - до 3.8 мг/л [7] и Al - до 0.096 мг/л. Такие содержания близки постоянно вы­ соким содержаниям перечисленных элементов в во­ дах оз. Имандра в месте поступления стоков обога­ тительных фабрик ([6]; табл. 1: 7 и 8). ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА И ПРИРОДНЫХ ВОД Основным геохимическим фактором взаимо­ действия минерального вещества с водой в зоне ги­ пергенеза обычно принимаются процессы корооб­ разования. Впервые на присутствие в Хибинах кор выветривания обратил внимание П.Н. Чирвинский [9]. Позже М.Д. Дорфманом [2] были установлены и детально изучены трещинные (инфильтрацион- ные) коры выветривания доледникового происхож­ дения. Их гидрослюдисто-монтмориллонитовый состав дал основание предположить возраст этих образований как плейстоцен - миоценовый [10]. В рельефе трещинные коры Хибин выражены распадками, руслами ручьев и горными долинами, перекрытыми ледниковыми отложениями. На глу­ бине они представлены замещенными гидрослю­ дой, монтмориллонитом и гидроокислами железа породами и системой трещин, выполненных в ос­ новном монтмориллонитом (рис. 1). Присутствуют 1195