На территории Урала одновременно начиная с постройки первых заводов различными способами велась разработка рудных полезных ископаемых. По исчерпанию ресурсов на этих объектах работа прекращалась, а на заброшенных месторождениях через некоторое время начинался процесс техногенеза. [5] Одним из важных факторов формирования Дегтярского месторождения, находящегося на восточном склоне Ревдинского хребта, является его расположение на тектоническом контакте габброидов Ревдинского массива и осадочновулканогенных пород Зеленокаменного синклинория. [4] Рудное тело состояло из медного колчедана, содержащего незначительное количество нерудных компонентов, что защищало его от влияния природных условий и не позволяло разрушаться. Во время разработки месторождения горные породы оказались на поверхности в виде отвалов. Воздействие на колчеданные – пирит - халькопиритовые руды, извлеченные из шахты, природных факторов таких как осадки, газы содержащиеся в атмосфере, температурный режим и др., разрушает их с образованием минералов-сульфатов. [6]
С 2011 по 2015гг. были проведены исследования на территории Дегтярского месторождения колчеданных руд и бывшего рудного склада у шахты Капитальная №2, расположенных в восточной части города Дегтярска. В западном отвале карьера месторождения было обнаружено множество обломков пиритовой руды размерами от 5 до 10 см и глыб до 0,5 м. В этом же районе протекает небольшая речка, вода в которой имеет коричневатый цвет и сильный запах серы. Отбор проб был произведён по семи маршрутам в местах обнаружения техногенных минералов в разные сезоны года. У отобранных образцов были изучены физические и химические свойства. (Табл. 1,2) [2]
Таблица №1
Физические и химические свойства техногенных минералов - сульфатов
№ |
Кристаллические и натёчно- капельные образования |
Физические и химические свойства |
|||||
Цвет |
Блеск |
Спайность |
Твёрдость (по шкале Мооса) |
Растворимость |
Запах |
||
1 |
Выращенные кристаллы медного купороса |
Синий |
Стеклянный |
Совершенная |
2,5 |
Хорошо растворяется в воде |
нет |
2 |
Сталактиты |
зелёный |
Стеклянный |
Совершенная |
2,5 |
Хорошо растворяется в воде |
слабый |
3 |
Сталагмиты |
зелёный, голубовато -зелёный. |
Стеклянный |
Совершенная |
2,5 |
Хорошо растворяется в воде |
слабый |
Таблица №2
Удельный вес техногенных образований
Характеристика исследуемых техногенных минералов |
Результаты эксперимента |
Формула минерала |
|||
Вес, г |
Объём Вытесненной воды, см3 (мл) |
Удельный вес г /см3 |
Предположительный Минерал и его удельный вес в г / см 3 |
||
Медный купорос эталон цвет синий |
4,88 |
2,27 |
2.15 |
Халькантит 2,1-2,3 |
CuSO4*5H2O |
Сталактит цвет тёмно зелёный |
3,18 |
2,12 |
1,50 |
Мелантерит 1,89-1,95 |
FeSO4*7H2O |
Сталагмиты: а) светло-зелёного цвета б) светло-зелёного с голубым оттенком |
5,90 3,82 |
3,24 2,33 |
1,82 1,64 |
Мелантерит 1,89-1,95 Мелантерит 1,89-1,95 |
FeSO4*7H2O FeSO4*7H2O |
В результате исследований был установлен состав техногенного минерала - мелантерита или гидросульфата железа: железо, сера, вода и примесь меди. [2] Он относится к сезонным минералам, так как в летний и осенний периоды полностью растворяется дождями, а поздней осенью и в начале зимы вновь образуется, слагая натёчно - капельные техногенные образования. При попадании искусственного и солнечного света и при окислении мелантерита поверхность покрывается белёсым порошком, что свидетельствует об его обезвоживании и испарении с его поверхности токсичных соединений.
Данный минерал присутствует на всей территории в виде рыхлых глинистых образований, сильно увлажнённых серной кислотой, это говорит нам о том, что даже после закрытия рудника загрязнение окружающей среды вокруг места добычи продолжается, так как мелантерит является показателем загрязнения. Наибольшая его концентрация наблюдается у бывшего распределительного склада колчеданной руды - шахты Капитальная №2. Здесь были обнаружены натёчно - капельные и натёчные образования в виде сталактитов, сталагмитов, также в небольшом количестве присутствуют сталагнаты. Растворяясь мелантерит в конечном итоге загрязняет не только почву, но и поверхностные и подземные воды и атмосферу такими высоко токсичными образованиями, как: железо, медь, цинк, кадмий, мышьяк и др., а также серной кислотой.
Проблемы экологического характера на Дегтярском руднике связанные с разработкой возникали и раньше. Например, В.Н. Авдонин и Ю.А. Поленов [1] приводят факты, что с 1937 по 1987гг. из Дегтярского месторождения техногенными потоками в окружающую среду вынесено более 50 тыс. тонн меди, около 147 тыс. тонн цинка, более 225 тыс. тонн железа и почти 1 млн. тонн серной кислоты. В настоящее время, загрязнение исследуемой территории продолжается. Причина в том, что из сортировочного накопительного блока при закрытии Дегтярского рудника в 1995 году часть колчеданной руды из шахты Капитальная 2 не была вывезена. В условиях техногенеза рудная масса стала разрушаться с образованием мелантерита, который накапливаясь, активно разрушал рудный склад, в связи с чем данная территория была отнесена к объектам накопленного экологического ущерба.
1. Авдонин В.Н., Поленов Ю.А. Очерки об уральских минералах. Екатеринбург, 2002. Стр. 132
2. Вертушков Г.Н., Авдонин В.Н. Таблицы для определения минералов по физическим и химическим свойствам. М., «Недра», 1992. Стр. 489
3. Гавриленко В.В. Экологическая минералогия и геохимия месторождений полезных ископаемых. Санкт-Петербург, 1993. Стр.150.
4. Гурьевских, О. Ю., Капустин, В. Г., Скок, Н. В., Янцер, О. В. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ЛАНДШАФТЫ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ. Екатеринбург 2016. Стр. 279
5. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Свердловск. Издательство Уральского университета, 1991. Стр. 256
6. Иванов С.Н. Меркулов М.И. Дегтярское колчеданное месторождение. М.-Л., 1937. Стр. 124