В. В. Гунченко, А. С. Шквар

Донецкий Национальный Технический Университет
 
Ртуть в углях Никитовского рудного поля (Донбасс)
(научный руководитель В. А. Корчемагин)
 
Никитовское рудное поле расположено в центральной части Донецкого бассейна на территории Горловского и Дзержинского районов Донецкой области. Оно вытянуто в северо-западном направлении на расстояние около 20 км вдоль присводового участка Горловской антиклинали. Породы на крылья антиклинали падают к северу под углом 55–60°, к югу – 65–70°.
Рассматриваемая площадь сложена угленосной толщей среднего (свиты С22, С32, С42, С52, С62, С72) и верхнего (С13 и С23) карбона общей мощностью около 5 км и представлена чередованием аргиллитов, алевролитов, песчаников, углей и известняков. Пласты углей достигают рабочей мощности, вместе с известняками они имеют подчиненное значение, но являются надежными маркирующими горизонтами. Наиболее подробно описаны свиты С22 и С32, включающие основные рудоносные горизонты песчаников – Чегарникских 1-х (G13Sg2), Софиевских (h1Sh3) и Чернобугорских (h10SI1).
Складчатая структура нарушена разломами. Наиболее четко выражены продольные (северо-западные), кососекущие и поперечные нарушения. Никитовское рудное поле ограничено от крыльев Горловской антиклинали, разрабатываемых угольными шахтами, продольными встречнопадающими разрывами: Секущим и Софиевским Новым.
В состав Никитовского рудного поля входят несколько промышленных месторождений ртути, приуроченных к куполообразным складкам второго порядка [2, 5]. На их размещение решающее влияние оказывали крупные разломы типа Секущего, Софиевского Нового и др.
Центральная часть рудного поля вскрыта двумя шахтными стволами до глубины 600 метров. Ртуть имеет высокие миграционные свойства. В периоды тектонической активизации ртуть поступала по глубинным разломам и не только образовывала ртутные месторождения, но и рассеивалась в породах угленосной толщи. Не случайно в углях Донбасса содержание ртути достигает 0.5 г/т и более. Таким образом, Никитовские месторождения являются гидротермальными, рудообразующие металлы имеют ювенильную природу [3].
С целью установления геохимического фона в Донбассе были отобраны несколько тысяч проб углей и горных пород. Было показано, что в углях, располагающихся вокруг рудных полей, местный геохимический фон изменяется от 0.06 до 0.07 г/т. Местный фон ртути в почвах на Никитовском месторождении – 1.7 г/т, что во много раз превышает ее кларк. Такой уровень определяется интенсивным выветриванием пород и накоплением киновари в почве. По мере удаления от Никитовского рудного поля местный фон ртути в углях уменьшается [1].
Изучение ртутоносности углей проводилось на значительной территории Донбасса. Высокие концентрации ртути отмечены в свитах С22, C32 и C52, которые вмещают большую часть известных месторождений ртути. Именно этим объясняются наиболее высокие содержания ртути в отдельных пластах Горловской антиклинали.
В отдельных пластах угля (h5, h6, h10) ртуть образует ореолы с содержанием, в сотни раз превышающим фон в Донбассе. Из 11 опробованых участков пачек угля пласта h5 и пород подошвы и кровли, в шести наблюдается более высокое содержание ртути в углях, а в некоторых разрезах это превышение составляет 5–6 раз. Выявленная закономерность концентрации ртути в угольных пластах подтверждается повышенными содержаниями мышьяка, селена, сурьмы, бария, молибдена и других элементов, встречающихся на ртутных месторождениях в качестве ассоциирующих элементов.
Вокруг Никитовского рудного поля на расстоянии 3–4 км в угольных пластах свит С32–С72 на глубинах 300–800 м содержание ртути остается довольно высоким. На локальных участках пластов оно достигает n · 10-4 – n · 10-3 %, площадь ореола с высоким ее содержанием составляла 20 км2. Высокое содержание ртути в пластах углей сохраняется на значительном удалении от ртутных месторождений, тяготея к апикальной части восточного замыкания Горловской антиклинали [1].
Опробование угольных пластов Донбасса проводилось с целью оценки степени обогащения металлами углей и потенциального воздействия их утилизации на окружающую среду. Эти исследования проводились Дворниковым в 80-х годах, а также специалистами кафедры “ПИ и ЭГ” (Панов Б. С., Корчемагин В. А., Панов Ю. Б) в сотрудничестве с американскими учеными (Колкер А., Ланда Е. Р) в 2004 г., в которых автор принимал участие. Результаты проведенной работы представлены в таблице, из которой видно, что некоторые пробы угля существенно обогащены токсичными металлами относительно действующих стандартов для углей. Угли из Никитовки не могут использоваться для бытовых и иных целей. Большую опасность для окружающей среды представляют обширные шахтные отвалы и бывший ртутный завод в Никитовке, а также многочисленные угольные терриконы Донбасского региона [4].
 
Таблица
Содержание токсичных металлов в углях Донбасса (сухой остаток;
элементы-примеси в г/т; в скобках приведены средние значения
для углей США)
Проба
Угольный пласт
шахта
Se
{2.8}
Tl
{1.2}
Hg
{0.17}
As
{24}
Co
{6.1}
Ni
{14}
Pb
{11}
D-1
h 10 верх
Глубокая1
2.1
1.18
1.4
8.51
1.31
7.13
1.09
D-2
h10 средина
Глубокая1
1.4
0.10
0.31
3.68
4.43
8.68
2.29
D-3
h10 низ
Глубокая1
1.5
0.22
0.35
5.42
5.56
14.1
3.31
D-4
h6 верх
Глубокая1
1.8
3.13
1.5
144
1.90
4.73
2.03
D-5
h6 низ
Глубокая1
0.80
0.72
3.5
22.4
8.94
23.7
10.5
D-6
h4
Глубокая1
0.42
0.09
0.06
1.51
3.76
18.6
4.82
D-7
h6
Глубокая1
0.84
4.76
2.3
130
5.59
19.8
4.43
D-9
h8
Глубокая1
<1
0.12
0.07
1.64
4.51
14.7
7.96
O-1
m3
Октябрьская1
4.7
1.83
0.27
25.4
1.27
4.27
3.34
A-1
k5
Артема2
1.2
0.29
0.06
15.4
1.94
6.36
1.75
A-2
k6
Артема2
0.34
0.52
0.05
2.69
4.52
12.9
10.1
N-1
h10
Черная курганка3
1.5
5.42
25.5
264
4.46
7.39
2.46
N-4A
h6
Черная курганка3
<1
12.9
22.9
268
12.2
19.4
12.7
N-4B
h6
Черная курганка3
2.2
6.06
15.6
144
5.48
9.29
4.75
N-5
g2
Чегаринки3
<1
1.85
12.8
126
2.20
2.77
4.14
G-1
h8
Горького1
<1
0.04
0.24
1.99
6.59
16.2
4.59
G-2
h7
Горького1
1.3
0.04
0.06
1.35
5.78
14.3
7.74
G-3
h8
Горького1
<1
0.02
0.04
0.15
3.39
7.45
2.14
DZ-1
k3
Дзержинского4
0.56
1.09
0.11
18.4
19.6
58.1
30.6
DZ-2
k8
Дзержинского4
3.1
5.41
2
208
3.65
9.22
4.76
DZ-3
l7
Дзержинского4
3.9
5.96
1
51
11.9
28.9
11.9
DZ-4
m3
Дзержинского4
0.50
0.04
0.02
1.87
1.79
7.08
0.81
VB-1
m1
Бажанова1
3
0.91
0.21
4.37
8.54
29.3
11.9
VB-2
m3
Бажанова1
2.6
0.03
0.05
2.85
0.66
2.71
0.81
L-1
k5
Лепина4
10.3
1.36
0.3
121
1.85
5.1
5.16
YD-1
c11
Южнодонбасская5
1.6
0.07
0.17
3.23
6.03
13.9
2.90
AT-1
l2
Гаевого4
2.7
1.04
0.58
26.3
1.58
3.89
0.47
D-1
m2
Белицкая6
6.6
1.27
0.11
13.4
2.85
8.01
6.41
 
Примечание:1-6 Углепромышленные районы Донбасса: 1Донецко-Макеевский; 2Луганский; 3Никитовское рудное поле; 4Центральный; 5Западный; 6Красноармейский.
 
Литература
  1. Дворников А. Г. Ртутоносность углей Донецкого бассейна. М.: Недра, 1987. 180 с.
  2. Никольский И. Л. Геология ртутных месторождений Центрального района Донецкого бассейна. Сталино: Донец. кн. изд-во,1959. 76 с.
  3. Панов Б. С. Эколого-геохимические особенности Украины и Донецкого бассейна // Доклады Международной школы “Cовременные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды”, 2003. С. 203–214.
  4. Панов Б. С., Корчемагин В. А., Панов Ю. Б., Колкер А., Ланда Е. Р., Конко К. М. Экологическое значение селена, таллия и других микроэлементов в углях Донбасса // Доповiдi Нацiональной академii наук Украiни. 2004. № 6. C. 193–195.
  5. Korchemagin V. A. Tektonik und geologische Entwicklung des Lagerstattenbezirkes von Nikitovka // Freiberger Forschungghefte, 1977. P. 69–82.