Сергей Владимирович Алексеев - доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией.
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
Sergei V. Alekseev - Doctor of Geology and Mineralogy, Head of Laboratory.
128 Lermontovstreet, Irkutsk 664033
Людмила Павловна Алексеева - доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник ИЗК СО РАН; географический факультет ИГУ.
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128; 664003, Иркутск, ул. Карла Маркса, 1
Ludmila P. Alekseeva - Doctor of Geology and Mineralogy, Lead Researcher
IEC SB RAS; Geographical Faculty ISU.
128 Lermontov street, Irkutsk 664033; 1 Karl Marx street, Irkutsk 664003
Андрей Станиславович Гладков - кандидат геолого-миралогических наук, старший научный сотрудник.
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
Andrey S. Gladkov - Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher.
128 Lermontovstreet, Irkutsk 664033
Николай Сергеевич Трифонов - кандидат геолого-миралогических наук, старший научный сотрудник ТФИНГГ им. А.А. Трофимука СО РАН.
634055, Томск, пр. Академический, 4; 634050, Томск, пр. Ленина, 30
Nikolai S. Trifonov - Candidate of Geology and Mineralogy, Senior Researcher TD of A.A. Trofimuk IPGG, SB RAS.
4 Academichesky ave., Tomsk 634055; 30 Lenin ave., Tomsk 634050
Евгений Валерьевич Серебряков - кандидат геолого-миралогических наук, младший научный сотрудник.
664033, Иркутск, ул. Лермонтова, 128
Evgenii V. Serebryakov - Candidate of Geology and Mineralogy, Junior Researcher.
128 Lermontovstreet, Irkutsk 664033
Сергей Сергеевич Павлов - главный гидрогеолог.
678188, Удачный, Новый город
Sergei S. Pavlov - Chief Hydrogeologist.
Novy Gorod, Udachny 678188
Александр Владимирович Ильин - главный специалист по гидрогеологии
Вилюйская ГРЭ.
678188, Удачный, промзона АБК
Aleksander V. Il’in - Chief Specialist in Hydrogeology Vilyui Geological Prospecting Expedition.
Industrial Zone ABK, Udachny 678188
В работе представлены результаты изучения подземных вод, вскрытых скважинами в глубоких горизонтах кимберлитовой трубки Удачная и вмещающих осадочных толщах. Рассолы, обводняя горный массив, существенно осложняют проходку подземных горных выработок. Анализ гидрогеологической обстановки позволит обеспечить безопасную разработку месторождения до проектных отметок. Получение новых достоверных сведений о формировании крепких рассолов хлоридного состава в сложных геолого-тектонических условиях даст возможность объяснить многие особенности химического состава и геохимической эволюции рассолов в земной коре. Глубина отбора образцов кимберлитов и проб воды из рудных тел и вмещающих отложений составила 680–980 м. Химический состав рассолов проанализирован количественными традиционными и инструментальными методами, минеральный состав кимберлита определен методом порошковой дифрактографии и рентгенофлуоресцентным способом, тектоническое строение участка кимберлитовой трубки охарактеризовано с помощью геолого-структурных и тектонофизических методических приемов. Подземные воды с минерализацией 280–406 г/дм3 представляют собой крепкие и весьма крепкие рассолы хлоридного кальциевого состава. Величина хлорбромного отношения имеет небольшой диапазон (48–57), натрий-хлорный коэффициент изменяется от 0.11 до 0.18. Геохимические особенности изученных подземных вод позволяют отнести их к метаморфизованным рассолам, имеющим аналоги на всей Сибирской платформе. Физико-химическое моделирование степени насыщения крепких рассолов относительно минералов водовмещающих пород позволило установить, что рассолы западного рудного тела трубки Удачная в глубоких горизонтах по отношению к карбонатным, сульфатным и хлоридным минералам резко недонасыщены, что свидетельствует о возможном разбавлении рассолов в ходе их геохимической эволюции. Детальное изучение тектонического строения месторождения позволило выявить структурные элементы, контролирующие распределение и миграцию подземных вод в горном массиве. Основные проявления рассолов в горных выработках приурочены к зонам разрывных нарушений, их узлам и участкам пересечения с контактами кимберлитовых тел. Комплексирование гидрогеологических и геолого-структурных данных может служить основой для прогнозной оценки участков повышенных водопритоков в глубоких горизонтах, вовлекаемых в эксплуатацию.
The study was focused on groundwaters sampled from boreholes drilled to deep horizons of the Udachnaya kimberlite pipe and the host sedimentary strata. Brines in the rocks significantly complicate underground mining. Analysis of the hydrogeological setting is required to ensure safety during mining to the design levels. The features of chemical composition and the geochemical evolution of brines in the crust can be clarified in a more detail on the basis of new reliable data on strong chloride saline solutions that formed in complex geological and tectonic conditions. Kimberlite and water samples were taken from the ore bodies and host sedimentary strata at the depth of 680–980 m. Conventional methods of quantitative and instrumental analysis were applied to study the chemical composition of brines. Mineral composition of kimberlite was determined by powder diffractography and X-ray fluorescence methods. Geological, structural and tectonophysical methods were used to reveal and describe the tectonic structure of the kimberlite pipe area. Groundwaters with salinity of 280–406 g/L are strong and very strong calcium chloride brines. The chlorine-bromine ratio has a small range of 48–57; the sodium-chlorine ratio varies from 0.11 to 0.18. According to their geochemical features, the studied groundwaters are metamorphosed brines that have analogues across the Siberian platform. Physical and chemical processes were simulated to investigate the degrees of saturation of strong brines relative to the minerals of water-bearing rocks. The simulation results show that the brines in the Western ore body of the Udachnaya pipe are strongly undersaturated in the deep horizons in comparison to carbonate, sulfate and chloride minerals. This suggests possible dilution of brines during their geochemical evolution. A detailed study of the tectonic structure identified structural elements that control the distribution and migration of groundwaters in the rocks. In the mining sites, brines occur mainly in the fault zones, fault junctions and intersections with the contacts of kimberlite bodies. Integration of hydrogeological and geostructural data can provide a basis for prediction and assessment of the sites with increased water inflow in the deep horizons involved in mining.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.