Хранилище отходов Cu-Co-Ni арсенидных руд месторождения Хову-Аксы (траншея) как источник металлов и мышьяка в дренажных и парогазовых потоках
Об авторах
- 1 — д-р геол.-минерал. наук главный научный сотрудник Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН ▪ Orcid
- 2 — канд. геол.-минерал. наук научный сотрудник Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАНН ▪ Orcid
- 3 — канд. геол.-минерал. наук старший научный сотрудник Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН ▪ Orcid
- 4 — канд. геол.-минерал. наук старший научный сотрудник Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН ▪ Orcid
Аннотация
Приведены результаты комплексного обследования траншеи комбината «Тувакобальт», вмещающей отходы гидрометаллургического обогащения Cu-Co-Ni арсенидных руд месторождения Хову-Аксы. С помощью электротомографии получены геоэлектрические карты и разрезы, построена 3D-модель хранилища. Оконтурена высокопроводящая (низкоомная) зона в центральной части траншеи – вещество с относительно более высокой влажностью, чем окружающие бортовые части. Грунтовые воды, вскрытые в забоях шурфов, представляют собой минерализованные растворы с высоким содержанием мышьяка (до 15 мг/л), что указывает на активные процессы взаимодействия сезонных вод с веществом траншеи и накопление растворенных форм металлов и металлоидов в жидкой фазе высокопроводящей зоны. Эта зона, узкая на поверхности, расширяется к низу траншеи и уходит глубже 40 м, что свидетельствует о возможности поступления высокоминерализованных растворов в подземные водоносные горизонты. Иной путь миграции загрязнителей состоит в эманациях с поверхности хранилища. С парогазовыми потоками в приземный слой атмосферы поступает высокое количество химических элементов, в том числе потенциально токсичных, что было установлено путем сбора и анализа конденсатов. Формы миграции элементов в этих потоках устанавливали с помощью лабораторных экспериментов по улавливанию и осаждению переносимого потоками вещества. Состав потоков сложен главным образом аморфными органическими соединениями с небольшой долей хлоридов и сульфатов, а металлы и мышьяк переносятся в истинных газовых потоках в соединении с органическими лигандами. Результаты полевого и лабораторного изучения состояния хранилища свидетельствуют о наличии каналов миграции вод в нижележащие горизонты, а с поверхности в благоприятных условиях идет подъем парогазовой смеси, выносящей металлы и мышьяк в летучей, биодоступной форме.
Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
мышьяк
горно-рудные отвалы
электротомография
атмосферное загрязнение
миграция токсикантов
окислительные процессы
Финансирование:
Работа выполнена по государственным заданиям ИНГГ СО РАН (проект FWZZ-2026-0055), ИГМ СО РАН (проект FWZN-2026-0007).
Литература
- Tulisova K., Olenchenko V., Sigachev N. et al. Engineering and Geophysical Research of the Tailing Dump under the Conditions of Growing Soils of the Base // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. Iss. 7. № 4242. DOI: 10.3390/app13074242
- Балков Е.В., Фадеев Д.И., Карин Ю.Г. и др. Новый подход к малоглубинным электромагнитным зондированиям // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 5. С. 783-791. DOI: 10.15372/GiG20170508
- Maineult A., Weller A., Martin T. et al. 3-D impedance networks simulate complex resistivity spectra of sand-pyrite-water mixtures // Geophysical Journal International. 2025. Vol. 242. Iss. 3. № ggaf269. DOI: 10.1093/gji/ggaf269
- Gomez-Ortiz D., Martín-Velázquez S., Martín-Crespo T. et al. Electrical resistivity imaging to monitor water infiltration and contamination risk assessment in tailings ponds // Geologica Acta. 2025. Vol. 23. 17 p. DOI: 10.1344/GeologicaActa2025.23.30
- Martín-Crespo T., Gomez-Ortiz D., Pryimak V. et al. Quantification of Pollutants in Mining Ponds Using a Combination of LiDAR and Geochemical Methods – Mining District of Hiendelaencina, Guadalajara (Spain) // Remote Sensing. 2023. Vol. 15. Iss. 5. № 1423. DOI: 10.3390/rs15051423
- Martínez-Pagán P., Gómez-Ortiz D., Martín-Crespo T. et al. Electrical Resistivity Imaging Applied to Tailings Ponds: An Overview // Mine Water and the Environment. 2021. Vol. 40. Iss. 1. P. 285-297. DOI: 10.1007/s10230-020-00741-3
- Mollehuara-Canales R., Kozlovskaya E., Lunkka J.P. et al. Non-invasive geophysical imaging and facies analysis in mining tailings // Journal of Applied Geophysics. 2021. Vol. 192. № 104402. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2021.104402
- Mir R., Fullagar P., Darijani M. et al. Forward modeling and 3D inversion of electromagnetic data collected over the McArthur River uranium deposit in the Athabasca Basin, Canada // Geophysics. 2021. Vol. 87. № 2. P. B129-B143. DOI: 10.1190/geo2021-0199.1
- Vriens B., Plante B., Seigneur N., Jamieson H. Mine Waste Rock: Insights for Sustainable Hydrogeochemical Management // Minerals. 2020. Vol. 10. Iss. 9. № 728. DOI: 10.3390/min10090728
- Raymond K.E., Seigneur N., Su D., Mayer K.U. Investigating the Influence of Structure and Heterogeneity in Waste Rock Piles on Mass Loading Rates – A Reactive Transport Modeling Study // Frontiers in Water. 2021. Vol. 3. № 618418. DOI: 10.3389/frwa.2021.618418
- Dimech A., Li Zhen Cheng, Chouteau M. et al. A Review on Applications of Time-Lapse Electrical Resistivity Tomography Over the Last 30 Years: Perspectives for Mining Waste Monitoring // Surveys in Geophysics. 2022. Vol. 43. Iss. 6. P. 1699-1759. DOI: 10.1007/s10712-022-09731-2
- Jabrane O., Obda I., El Azzab D. et al. Combining GPR and VES Techniques for Detecting Shallow Urban Cavities in Quaternary Deposits: Case Studies from Sefrou and Bhalil, Morocco // Quaternary. 2026. Vol. 9. Iss. 1. № 4. DOI: 10.3390/quat9010004
- Arranz-González J.C., Adánez-Sanjuán P., Rosario-Beltré A.J. et al. A global review of sulfide tailings storage facilities to assess the representativeness of surface vs. depth sampling // Applied Geochemistry. 2026. Vol. 202. № 106777. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2026.106777
- Parbhakar-Fox A., Lottermoser B.G. A critical review of acid rock drainage prediction methods and practices // Minerals Engineering. 2015. Vol. 82. P. 107-124. DOI: 10.1016/j.mineng.2015.03.015
- Nordstrom D.K., Blowes D.W., Ptacek C.J. Hydrogeochemistry and microbiology of mine drainage: An update // Applied Geochemistry. 2015. Vol. 57. P. 3-16. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2015.02.008
- Давыдов В.А. Изучение техногенеза Дегтярского рудника с помощью аудиомагнитотеллурических экспресс-зондирований // Записки Горного института. 2020. Т. 243. С. 379-387. DOI: 10.31897/PMI.2020.3.379
- Пашкевич М.А., Алексеенко А.В., Нуреев Р.Р. Формирование экологического ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167. DOI: 10.31897/PMI.2023.32
- Алексеев В.А. Причины образования кислых дренажных вод в отвалах сульфидсодержащих пород // Геохимия. 2022. Т. 67. № 1. С. 69-83. DOI: 10.31857/S0016752522010022
- Старостина С.И., Юркевич Н.В., Еделев А.В. и др. Геохимические аномалии в районе складированных отходов обогащения сульфидных руд // Строение литосферы и геодинамика: Материалы XXX Всероссийской молодежной конференции, 16-21 мая 2023, Иркутск, Россия. Иркутск: Институт земной коры СО РАН, 2023. С. 274-277.
- Плюснин А.М., Воронина Ю.С., Украинцев А.В. и др. Загрязнение атмосферы от хранилищ отходов добычи и переработки вольфрам-молибденовых руд // Геохимия. Т. 68. № 12. С. 1295-1311. DOI: 10.31857/S0016752523110092
- Плюснин А.М., Дубенко К.А., Украинцев А.В. и др. Химический состав атмосферных осадков и конденсационных вод на Озерном полиметаллическом месторождении // Подземная гидросфера: Материалы Всероссийского совещания по подземным водам Востока России (XXIV Совещание по подземным водам востока Сибири и Дальнего Востока с международным участием), 21-28 июня 2024, Екатеринбург, Россия. Екатеринбург: Институт горного дела ИГД УрО РАН, 2024. С. 416-421.
- Котенко Т.А., Мельников Д.В., Тарасов К.В. Газовая эмиссия вулкана Эбеко (Курильские острова) в 2003-2021 гг.: геохимия, потоки и индикаторы активности // Вулканология и сейсмология. 2022. № 4. С. 31-46. DOI: 10.31857/S0203030622040058
- Malik N.A. A decade (2013-2023) of direct sampling from high-temperature fumaroles at Avacha Volcano, Kamchatka: Gas geochemistry, seasonal and long-term variations // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2024. Vol. 455. № 108179. DOI: 10.1016/j.jvolgeores.2024.108179
- Малик Н.А., Некрасова М.Ю. Комплексные исследования активности Авачинского вулкана в 2013 – начале 2020 гг.: наземные, видео и сейсмические наблюдения // Вестник КРАУНЦ. Науки о Земле. 2020. № 2. Вып. 46. С. 41-54. DOI: 10.31431/1816-5524-2020-2-46-41-54
- Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. К вопросу комплексной переработки отвалов Хову-Аксы // Химическая технология. 2017. № 12. С. 555-558.
- Лебедев В.И. Хову-Аксынское месторождение арсенидных кобальтовых руд (Республика Тыва, Россия): новые взгляды на проблему возобновления добычи и переработки // Геология рудных месторождений. 2021. Т. 63. № 3. С. 236-264. DOI: 10.31857/S0016777021030059
- Копылов Н.И., Молдурушку М.О. Изучение влияния исходных содержаний мышьяка отвалов Хову-Аксы на эффективность разработанных режимов их деарсенизации // Вестник Карагандинского университета. Серия: Химия. 2018. № 2 (90). С. 106-112 (in English).
- Воробьев С.А., Кужугет Р.В., Ондар Х.Х. Оценка техногенного загрязнения района горно-обогатительного комбината «Тувакобальт» (Республика Тыва) // Природные ресурсы, среда и общество. 2021. № 3 (11). С. 6-18. DOI: 10.24412/2658-4441-2021-3-6-18
- Забелин В.И. Распределение токсичных химических элементов в природных и антропогенных средах на территории бывшего ГОКа «Тувакобальт» // Состояние и освоение природных ресурсов Тувы и сопредельных регионов центральной Азии. Эколого-экономические проблемы природопользования. Кызыл: Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов СО РАН, 2016. Вып. 14. С. 119-128.
- Bortnikova S.B., Yurkevich N.V., Gaskova O.L. et al. Arsenic and metal quantities in abandoned arsenide tailings in dissolved, soluble, and volatile forms during 20 years of storage // Chemical Geology. 2021. Vol. 586. № 120623. DOI: 10.1016/j.chemgeo.2021.120623
- Matsumoto S., Shimada H., Sasaoka T. et al. Construction of Dry Cover System for Prevention of Acid Mine Drainage at Mine Waste Dump in Open Cast Coal Mines, Indonesia // Journal of Environmental Protection. 2016. Vol. 7. № 2. P. 160-169. DOI: 10.4236/jep.2016.72014
- Бортникова С.Б., Гаськова О.Л., Девятова А.Ю. и др. Формы переноса и осаждения элементов в паро-газовых потоках от техногенного вещества // Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: Материалы V Всероссийской научной конференции с международным участием имени профессора С.Л.Шварцева, 16-21 октября 2023, Томск, Россия. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2023. С. 61-64.
- Шавекина А.Ш., Бортникова С.Б., Волынкин С.С., Абросимова Н.А. Распределение As в техногенных отложениях хвостохранилища Хову-Аксы (Республика Тыва, Россия) // Геология и геофизика. 2025. Т. 66. № 6. С. 744-754. DOI: 10.15372/GiG2025104
Похожие статьи
Получение карбоната кальция с заданными свойствами крупности как фактор эффективной утилизации техногенного гипсосодержащего сырья
2026 Д. В. Сучков, Т. Е. Литвинова, А. П. Лебедев
Экономический механизм стимулирования разработки техногенных месторождений в макрорегионах Арктики и Дальнего Востока РФ: институциональные условия и модель дифференциации преференций
2026 Е. А. Бажутова; А. Д. Ульзетуева; А. В. Алексеев
Мелиоранты на основе отходов химической промышленности для рекультивации объектов горного производства
2026 Д. А. Патокин, А. С. Данилов