Файл: Крайнов, С. Р. Геохимия редких элементов в подземных водах (в связи с геохимическими поисками месторождений).pdf

Наличие

отмеченной

корреляции

единения BF;, BF 3 (OH) - , BF, (ОН),

является косвенным показателем бор-

образующиеся в кислых н слабо­

фторидиых комплексов. Известны со-

кислых

водах.

Некоторые

из них,

Т а б л и ц а 14

например BF~, образуют с каль­

цием

относительно

хорошо

раство­

Содержания бора в

мпнералпзовавных

римые

соединения

[247]. Таким об­

кальциевых водах

фторсодержащпх

разом,

в кислых

бороносных

мине­

галогенных

пород

рализованных водах количество фто­

(по

данным 400

анализов)

ра, видимо,

определяется

раствори­

Среднее содержание бора (мг/л)

мостью

не CaF2 ,

а

растворимостью

при следующих

содержаниях

соединений кальция с борфторид-

Содержание

кальция

(мг/л)

фтора,

ными комплексами. Образование по­

ыг/л

800-1200

1200-1600

следних приводит

К более

длитель­

400—800

ному сохранению фтора в водах,

0 - 1

1,82

10,8

17,7

содержащих

значительные

количе­

ства

кальция.

Анализируя

с

этих

1 - 2

11,7

15,0

45

позиций данные других авторов, мож­

2—3

46,5

111,45

130

3

64,2

но видеть, что аномально

повышен­

ные

содержания

фтора в

мпнерали-

47

зованных кальциевых

водах

обычно

расположенных

в

аридной зоне. На

ассоциируются

с

высокими

содер­

этих месторождениях он обычно ас­

жаниями в них бора. Так, по дан­

социирует

с другими

гипергенными

ным Б . Н. Егоровой

[112],

в

мине­

минералами фтора — преимуществен­

рализованных

водах

месторождения

но

с

алюмофторидами

(геарксутит,

боратов

содержание

фтора,

равное

кридит и др.). Образование

этих

37,8 мг/л, ассоциируется

с

содер­

минералов происходит как в резуль­

жанием бора около 200 мг/л. Среди

тате

испарительного

концентриро­

рассолов Ангаро-Ленского бассейна

вания вод (Я. Д. Федоренко, 1963 г.),

наиболее высокие содержания

фтора

так и

в результате взаимодействия

{19—22 мг/л) также приурочены к наи­

фтороносных

вод

с

карбонатами

более бороносным водам

(Е. В. Пин-

и

сульфатами.

Среди

изучавшихся

некер [232]

и

данные

автора).

нами

месторождений

наиболее

ин­

Таким

образом,

миграция

фтора

тенсивным

образованием

гиперген­

в водах галогенных пород, видимо,

ного флюорита

характеризуются ме­

тесно связана с бором. Отметим, что

сторождения

фторсодержащих

бо­

образование комплексов бора и фтора

ратов

соляно купольной

структуры.

только задерживает осаждение фтора

Рассмотрим на примере этих место­

кальцием, но не устраняет

этот про­

рождений условия образования ги­

цесс, так как в конце

концов

содер­

пергенного

флюорита.

Состав

вод

жания фтора в водах галогенных

преимущественно НС0 3 — Na, S04—

структур уменьшаются с ростом со­

Na—Ca, S04—Ca—Na. В условиях

держаний кальция. Об этом же сви­

конкретных месторождений

флюорит

детельствует и образование в гип­

находится в тесной парагеяетиче-

совой шляпе солянокупольных струк­

ской ассоциации с гипсом. Образо­

тур вторичного

флюорита.

Учиты­

вание

этих

минералов

происходило

вая данные И. Г. Рысс

[247], обра­

одновременно при формировании гип­

зование

флюорита

при

разрушении

совой шляпы солянокупольной струк­

фторборных комплексов, видимо, про­

туры.

Пользуясь

наличием

такого

исходит

по

следующей

схеме:

парагенеза, возможно рассчитать гид­

2 B F 3 ( O H ) - + 4 0 H - + 3 C a 2+

>•

рогеохимические

условия

образова­

ния флюорита и гипса. Для расчета

—у

3GaFa -f-2H3 BOs .

воспользуемся

охарактеризованным

Таким

образом,

несмотря

на ком-

в главе I методом расчета условий

образования

вторичных

минералов.

плексообразование,

сульфатнокаль-

Очевидно, что в системе, содержащей

циевые

(содержащие более

400 мг/л

F", SO*", С а 2 + , равновесное сосущест-

кальция) воды гипсовой шляпы со-

вание CaF2 и CaS04

происходит

лянокупольных

структур

близки к

при выполнении

равенства

насыщению их фтором.

4 -

ПР СаР

4 • 10-И

=

6.6-10-7.

Об условиях образования

ПР CaSO.

6.1.10-5

гипергепеза

флюорита в зоне

фторсодержащих

В случае 3z.> 6 , 6

.

10-7

рав­

месторождений

Гипергенный флюорит наиболее ча­

«so*"

новесие сдвигается в сторону образо­

сто встречается в зоне гипергенеза

вания флюорита и замещения им

фторсодержащих

месторождений,

гипса. Решая

указанное

уравнение

100

Q F -

dcnV

lu"4

о о

„ 1

о 0

о

о

.§»

s Î . г I р1°°°

I

•

'

с

,

о •

о

•

К Г 7

<f

••

• t

\ \ »

.V,

К Г "

10 "

pH

1

I 1

I

П ) П .

—J—I

1 1 111)

10

M, мг/л

6

5

02

•

3

Рис.

12.

Изменение ° F ~ • в подземных

водах галогенных месторождений в зависимости

от содержаний

фтора

п суль-

Ö

S 0 < ~

X

T T

1 — пластово-трещинные напорные

фатов

в

водах,

их

pH и

минерализации.

— маломинерализованные

воды

воды мезозойского

обрамления

солянокупольной структуры; s

50

малоыинѳрализованные термы. Уг­

породах. К этому типу в пределах

лекислые воды гораздо беднее фто­

СССР

относятся

термальные воды

ром. Это понятно. Наличие в этих

Грузинской глыбы (Цхалтубо, Цаи-

водах углекислоты

смещает

карбо­

шп),

а за рубежом — термальные

натное равновесие в сторону HCOj,

воды

Будапештского бассейна.

что в свою очередь приводит к обо­

5. Термальные воды окраинных ча­

гащению вод кальцием и обеднению

стей нефтегазоносных структур, фор­

фтором. Содержания

фтора

обычно

мирующихся в песчано-глинистых по­

не превышают первых единиц милли­

родах. Это термы третичных отло­

граммов на литр ( <7—8 мг/л).

жений

Северного

Кавказа (Брагун-

Азотные

термальные

воды

широко

ские, Горячеводские и пр.).

распространены

в

пределах

поясов

Среди названных типов вод наи­

альпийской складчатости и обрамля­

более изученными в отношении фтора

ющих их зон герцинских,

киммерий­

являются маломинерализованные

во­

ских и лярампйских структур (зоны

ды типов 1, 2 и 4. В более минерали­

платформенного

орогенеза).

Среди

зованных водах из-за трудоемкости

азотных терм по условиям их фор­

определения данные по фтору редки.

мирования

А. М. Овчинников

[217]

В табл. 16 приведены сведения о

выделяет

пять

основных

типов.

распространении

фтора

в

азотных

1.

Слабоминерализованные щелоч­

термальных

водах

различных

регио­

нов.

Из

таблицы

видно, что

среди

ные

термы

кристаллических

пород

азотных терм наиболее высокая

фто-

(акратотермы). Воды

этого

типа

ши­

роносность

характерна для

термаль­

роко распространены

в пределах

ди­

ных щелочных вод

кристаллических

слоцированных герцинид Тянь-Шаня,

пород. Анализы

некоторых

из

этих

кпммерид Забайкалья, лярамид При­

вод

приведены

в

табл.

17.

морья,

а также

в

пределах

мпогео-

Термальные воды кристаллических

синклинальной

зоны

альпийского

пород являются типичными

концент­

пояса

складчатости

(Родопы,

Бал­

раторами

фтора.

В

них

наиболее

каны,

Памир).

наглядно

проявляются

особенности

2.

Слабоминерализованные

гид­

гидрогеохимии фтора

в термах. Рас­

росульфидные щелочные термы, фор­

смотрим

эти

особенности.

Азотные

мирующиеся в кристаллических, оса-

термальные

воды

кристаллических

дочно-метаморфических

и

эффузив­

пород

характеризуются

невысокой

ных породах. Это так называемый

минерализацией

(обычно

до

1

г/л),

пиренейский

тип

терм.

В

СССР к

высокой щелочностью (pH до 9—10),

этому

типу

относятся

термальные

значительной

температурой

(до

90—

воды некоторых

артезианских

бас­

100°).

По

своему

химическому

со­

сейнов

Малого

Кавказа

(Тбилис­

ставу эти воды обычно

являются

гид-

ского, Причерноморского

и

др.)

рокарбонатно(карбонатно)-натриевы-

3.

Минерализованные

термальные

ми

и

сульфатными

натриевыми.

азотно-метановые воды хлоридного

Характерной

особенностью

азотных

кальциево-натриевого типа, форми­

термальных вод кристаллических по­

рующиеся в осадочно-вулканоген-

род является наличие в их составе

ных породах (Талышский тип).

значительных

количеств

кремнеки­

4. Маломинерализованные термаль­

с л о м

(до

100

и более мг/л)

и

мини­

ные

воды,

часто

кальциевого

соста­

мальных количеств кальция. В га­

ва,

формирующиеся

в

карбонатных

зовом

составе

этих

вод

преобладает