title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Условия накопления металлов

Условия накопления металлов

С позиций рассматриваемого вопроса интерес представляют элементы, кларки концентраций которых (зольные и тем более угольные) превышают 1. Только в этих условиях сказывается отличие углей от осадочных пород и проявляется эффект участия органического гумусового вещества. Накопление металлов в углеобразующих торфяниках или угольных пластах — тонкий геохимический процесс, который, как отмечено выше, определяется и регулируется многими факторами. Понятно, что в данном обзоре могут быть приведены лишь самые общие сведения.
Обратим прежде всего внимание на источники поступления элементов-примесей, пути и способы их переноса. В качестве исходной укажем ситуацию, когда источниками редкометальной минерализации углей (торфов) являются массивы горных пород, которые окружают бассейн седиментации и служат поставщиками кластического материала при формировании угленосной толщи. При этом металлы поступают в бассейн главным образом в растворенном и коллоидном состояниях вместе с поверхностными, грунтовыми водами. Конкретные проявления этой ситуации многообразны. Помимо геохимических особенностей самих элементов имеют значение состав пород области размыва, наличие и степень развития коры выветривания, близость или удаленность этой области от бассейна, режим движений, влияющий на интенсивность процессов денудации и активизацию гидродинамики среды. В целом рассмотренная модель в большей степени отвечает условиям накопления средних концентраций элементов.
Что касается способов и времени накопления редких элементов, отметим, что роль OB может быть прямой и косвенной. В первом случае OB как в исходных торфяниках, так и в самих углях играет роль различного типа геохимических барьеров (главным образом сорбционного и восстановительного), непосредственно связывая элементы путем сорбции и хемосорбции, образования металлоорганических соединений. В этом отношении в литературе используется понятие «концентрирующая функция ОВ». Ведущее значение в связывании элементов придается наиболее реакционно способным карбоксильным (COOH) и фенольно-гидроксильным (ОН) функциональным группам в общей ароматической структуре гуминовых кислот, которые в свою очередь рассматриваются в качестве продуктов преобразования прежде всего лигнина и его производных.
Косвенный аспект влияния органики состоит в том, что создаваемые продуктами ее разложения (CO2, H2S, CH4 и др.) определенные физико-химические условия среды (pH и Eh) могут способствовать накоплению элементов минеральным веществом углей (торфов) и образованию самостоятельных минералов. Это так называемая средообразующая функция ОВ. Так, в конкретных интервалах значений pH одни элементы переходят в осадок, другие остаются в растворе. Имеют значение катионная или анионная формы миграции элементов. В последнем случае проявляется роль окислительно-восстановительного потенциала среды (Eh), происходит изменение валентности элемента.
В целом накопление металлов в углях может отвечать во времени формированию исходных торфяников (сингенез), ранних бурых углей (диагенез), последующим стадиям углефикации (катагенез и метаморфизм углей), процессам окисления (гипергенез), а также быть в разной мере полистадийным. В литературе можно найти примеры каждого из этих вариантов, однако единого мнения о ведущей роли той или иной природы накопления элементов у исследователей нет. Все же преобладает представление, что фоновые и близкие к ним содержания элементов формируются главным образом на стадиях торфообразования и раннего диагенеза. Об этом свидетельствует, в частности, присутствие наибольшего количества гуминовых и фульвокислот именно в торфе и в бурых углях. Хорошим доводом может служить нередко наблюдаемое послойное изменение содержания элементов в разрезе угольных пластов. Роль различных наложенных эпигенетических процессов в этих случаях оценивается невысоко.
Высокие и аномально высокие содержания во всех вариантах накопления обязаны своим существованием более интенсивному (или длительному) привносу металлов в торфяник или в угольный пласт. Подобная картина оруденений существенно сингенетической природы может быть обусловлена общим повышенным содержанием комплекса элементов либо даже наличием эндогенных рудопроявлений или месторождений в области размыва, ее непосредственной близостью к бассейну седиментации, хорошо развитой корой выветривания, а также проявлением субсинхронного вулканизма и связанной с ним поствулканической активизации термальных вод. Соответствующая эксгаляционно-осадочная природа германиевой минерализации некоторых современных торфяников и по аналогии ряда германий-угольных месторождений восточных районов России рассмотрена в работах.
Один из изученных торфяников расположен в области современного вулканизма и приурочен к Налычевской депрессии восточной Камчатки. В торфянике фиксируются локальные аномально высокие содержания германия (рис. III.9). Максимальные значения в отдельных пробах достигают 220 г/т (в сухом торфе). Подобные концентрации связываются с поступлением в торфяник богатых германием термальных вод, которые в свою очередь обязаны своим возникновением поствулканическим процессам. Температура вод у выхода на поверхность около 60 °С, концентрация германия в них 0,028 мг/л. Германий сорбируется OB торфа. Для сравнения отмстим, что обычные фоновые концентрации этого элемента в низинных торфяниках 0,1—1 г/т (в сухом веществе торфа). Обратим также внимание на концентрический характер изменения содержания элемента вокруг мест поступления в торфяник металлоносных растворов.

Как можно видеть, эксгаляционно-осадочная модель формирования аномально высоких концентраций германия в целом сингенетична этапу торфонакопления. Однако для металлов картина времени их накопления в общем случае сложнее и разнообразнее. Возможны все перечисленные условия, начиная от ведущей роли синдиа- или эпигенеза до существенного вклада нескольких этапов накопления. Рудные концентрации преимущественно эпигенетической природы обусловлены чаще всего проявлением гидротерм, особенно в зонах повышенной трещиноватости, вблизи разрывных нарушений, а также связаны с окислением углей на выходах (инфильтрация). Подчеркнем, что разнообразие условий накопления рудных концентраций сочетается с узко локальным характером и общей редкостью их распространения.

title-icon Подобные новости