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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 96

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Î

4. Воды различных флюоритсодер-

фтора,

сколько

соотношением

его

жащих

месторождений

 

(содержания

концентраций с концентрациями дру­

фтора обычно

до

7—8

мг/л).

 

 

гих анионов, видимо, можно полагать,

 

5. Минерализованные

 

воды

гало­

что названными типами вод под­

генных

отложений

(содержание фто­

земные

воды,

способные

к

образо­

ра

до

22—25 мг/л).

 

 

 

 

 

ванию флюорита, не исчерпываются.

В

табл.

19 показаны

 

относитель­

При образовании флюорита грун­

ные концентрации фтора в подзем­

товыми водами происходит разубо-

ных

водах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

живание

водных

ореолов

рассеяния

Из

табл.

19

следует,

что

макси­

фторсодержащих

месторождений

и

мальными

относительными

концент­

возникновение

вокруг

них

солевых

рациями фтора среди подземных вод

ореолов.

Способность

азотных

тер­

обладают воды

фторсодержащих ме­

мальных вод к образованию флюори­

сторождений и термальные воды кри­

та, помимо самого этого факта (чрез­

сталлических пород.

 

 

 

 

 

вычайно важного на наш взгляд),

Ориентировочные

расчеты показы­

может быть использована для прак­

вают, что отдельные типы подземных

тической оценки перспектив райо­

вод способны к образованию флюо­

нов

распространения

этпх

вод

на

ритовой

минерализации. Такой

спо­

флюоритовую

минерализацию

 

мезо-

собностью,

в

частности,

обладают

кайнозонекого

возраста.

 

 

 

 

 

воды

гипсовых

шляп

фтороносных

Выводы о геохимии фтора в под­

солянокупольных

структур, а также

земных водах имеют значение не­

азотные

щелочные

 

термальные воды

только

для

районов

фторсодержа­

кристаллических

пород.

Учитывая,

щих

месторождений

и

горносклад­

что способность к образованию флю­

чатых областей, но и для других

орита

подземными

водами

опреде­

структур земной коры. Известно ре­

ляется не столько количеством

в них

гиональное

увеличение

содержаний

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

19

фтора в подземных водах ряда

 

плат­

 

 

 

 

 

 

 

 

форменных

структур — в водах Мо­

 

Относительные

концентрации

фтора

 

 

 

в подземных водах

 

 

 

сковской синеклизы, Днепрово-До-

 

 

 

 

 

 

Содержание фтора,мг/л

 

Коэффициент водной миграции

Коэффициент концентра­ %ции, воде/кларкв

нецкой впадины, юга Украины, Мол­

 

 

 

 

 

 

 

ром при формировании в них вод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

давии, Якутии. Фтороносные воды

 

Типы вод

 

 

 

 

 

 

 

 

этих

регионов

развиваются

 

на фоне-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обогащения

вмещающих пород

 

фто­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

с обычно

высокими

концентрациями

Морская

вода . . •

 

1.3

5,5-10-2

2 • 10-3

натрия и элементов-комплексообразо-

Воды агпаитовых не­

 

 

 

 

 

 

 

вателей. Содержание фтора

в

водах

фелиновых

сиеип-

 

До

 

До

До

зависит

от его

содержания

 

в

поро­

 

 

 

 

 

 

 

 

дах

и

от

химического

состава

вод

 

 

 

 

 

 

15000

 

150

1 - 5

В оды месторождений

 

 

 

 

 

 

 

(особенно от соотношения в них

в

кислых

н оса­

3—7

 

До

10

п • 10-2

натрия и кальция). Хотя такие

фто­

дочных

породах

.

 

роносные воды могут

формироваться

Минерализованные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и вне

конкретных

месторождений

воды

галогенных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

До 25 1—0,0л

п • 10-3

фтора,

сам факт

регионального

 

рас­

Термальные

воды

 

 

 

 

 

 

 

пространения этих вод следует рас­

кристаллических

 

До

 

п -10

п 10-1

сматривать

как

показатель

общих

 

 

 

 

 

 

 

 

перспектив

региона

на

фтор.

 

 

 

 

 

 

 

 

20—26

 

 

 

 

 

 

 

 


ГЕОХИМИЯ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВКОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЕЙ (НИОБИЙ, ТИТАН, РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ, БЕРИЛЛИЙ)

ВПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

НИОБИЙ

IV

Гпдроreo химия

ниобия

была

изу­

стпгать 100 мкг/л и более. Эти

чена

 

нами

на примере

подземных

противоречия

побудили

нас

обра­

вод массивов щелочных пород Коль­

титься к методикам определения нио­

ского п-ова и Урала

(Ловозерский,

бия в водах. Во многих случаях

Впгпневогорскпй, Ковдор, Вуори-Яр-

ниобий в водах определяется по

ви, Африканда, Турий мыс и др.). Со­

методикам ВИТР.ТПИ,

Л Т И - В И Т Р

держание ниобия в щелочных поро­

[196]. Все названные методы вклю­

дах

указанных

массивов,

по

дан­

чают сорбцпонное соосаждение нио­

ным В. И. Герасимовского

[69,70],

бия. Предыдущий анализ форм ми­

Е. М. Еськовойндр. [118], А. А. Ку-

грации элементов в водах (см. гла­

харенко (1965 г.) и других, дости­

ву II) показал, что преобладающая

гает

 

0,Од — 0,гс%.

 

 

 

 

 

часть ниобия в природных водах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

должна находиться в виде доста­

СПЕЦИФИКА

 

 

 

 

 

 

 

точно устойчивых комплексных

сое­

 

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

динений

с

 

неорганическими

адден­

АНАЛИТИЧЕСКОГО

 

дами (F",

СО?Г

и др.),

а также

сое­

НИОБИЯ В ВОДАХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

динений

с

органическими

вещества­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ми. Поэтому было сделано пред­

Ранее

существовали

противоречи­

положение,

что

значительная

часть

вые

 

суждения

о

распространении

ниобия,

связанная

в

комплексные

и миграционной

способности

ниобия

соединения,

может

не определяться

в подземных водах. Н . В. Тихо­

указанными

методами,

основанными

нова и И. А. Шрамко (1964 г.) от­

на

соосаждении.

В

связи

с этим в

несли ниобий к трудно мигриру­

обычную методику определения нио­

ющим

элементам,

образующим

не­

бия

нами

 

были

введены

операции

устойчивые

водные

ореолы

рассея­

по

кислотному

разложению

комп­

ния. А. И. Перельман

[229]

и

дру­

лексных соединений (см. главу I) .

гие относят ниобий к слабым и очень

Сопоставление

результатов

опре­

слабым водным мигрантам. В то же

деления

ниобия

разными

методами

время,

по

данным

К. Е. Питьевой

разрушением

комплексов

и

без

[233]

и

других,

ниобий

подвижен

их разрушения) проводилось на при­

в маломинерализованных

водах, и

мере вод Ловозерского и Вишнево-

его

содержания

в

них

могут

до-

горского

массивов нефелиновых

сие-


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

63

нитов. По результатам

134 парал­

Эксперименты по усталовлению сое­

лельных определений ниобия в во­

динений

ниобия, не определяемых

дах Ловозерского массива было уста­

без

кислотного

разрушения,

пока­

новлено, что:

 

 

 

 

зали, что в их состав

входят

сое­

а)

содержания

ниобия,

получен­

динения ниобия

с органическим ве­

ные

методом с кислотным

разруше­

ществом,

а также часть

фторидных

нием

комплексов,

в подавляющем

и карбонатных

комплексов

ниобия.

большинстве (в 84%) выше его со­

Последний

вывод был получен в

держаний,

полученных

без кислот­

результате определения ниобия раз­

ного

разрушения

комплексов;

ными методами в искусственно

при­

б) обычным колориметрическим ме­

готовленных растворах,

содержащих

тодом ниобий обнаруживался в во­

эти

комплексы.

 

 

 

 

 

дах только

при его суммарных со­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

держаниях

более

5—10 мкг/л. Из

 

'

 

ГИПЕРГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

120

проб,

где количества

ниобия,

 

 

 

: НИОБИЙСОДЕРЖАЩИХ

МИНЕРАЛОВ

определенные с кислотным

 

разру­

 

 

 

 

 

 

ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД

шением

комплексов,

были

менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 мкг/л," методом

без разрушения

Концентраторами

ниобия

в ще­

комплексов он был определен

только

лочных породах

являются

его соб­

в 24 (т. е. в 20%);

 

 

 

ственные

минералы:

пирохлор (до

в) чем меньше в водах

ниобия,

70%

Nb 2 0 5 ),

эшинит и

ниобоэши-

тем больше разница между опре­

нит

(25-40%),

бетафит

(32-37%)

делениями

ниобия

разными

метода­

и другие,

а

также

минералы-тита-

ми (табл. 20).

 

были

полу­

наты

(лопарит 5—7%

N b 2 0 5

и др.).

Аналогичные выводы

Гипергенные

изменения

ниобийсо-

чены и на примере вод Вишневогор-

держащих

минералов

изучены доста­

ского массива. Из 30 проб, содержа­

точно полно

[68, 257—259]. В табл.

щих

ниобий до 14 мкг/л,

методом

21

приведен

состав

вторичных

без разрушения комплексов он был

минералов, развивающихся

по ос­

обнаружен только в шести в коли­

новным ниобипсодержащим

минера­

чествах

1—2 мкг/л.

 

 

 

лам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

20

Различие в содержаниях

ниобия,

 

определенного разными

методами

 

 

Средний

процент

Количество анализов

 

разрушения

Валовое количество

разницы

между

 

ниобия, мкг/л

определениями

 

(метод с разруше­

ниобия с кислотным

 

разрушением комп­

 

нием комплексов )

 

лексов и без их

 

 

 

0 - 5

86

114

5—10

60

6

10—15

46,6

4

15-20

25

4

20—30

26

3

30—40

37,5

4

Более 40

34

5

Из табл. 21 следует, что содержа­ ния ниобия у большинства вторич­ ных минералов большие по сравне­ нию с первичными минералами. В свя­ зи с этим многие авторы относят ниобий к неактивным или малопод­ вижным элементам в зоне гипергенеза. С точки зрения абсолютных концентраций ниобия в первичных и вторичных минералах этот вывод правилен. Но принципиально говоря, при анализе миграционной способ­ ности элементов в зоне гипергенеза необходимо учитывать не только со­ отношение между абсолютными со­ держаниями элементов, но и разную степень их подвижности (по отно-


64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 21

Гнпергенные минералы,

развивающиеся по основным минералам ниобия

 

 

 

[68], [257-259]

 

Первичные минералы, формула

 

Содержания

Гнпергенные минералы,

Содержания

 

Nb.Os, %

формула

Nb.Os, %

 

 

 

Лопарпт (Na, Се, Ca)2 (Ti, Nb)2 03

5,46—7,46

Ниобий содержащий лей-

20

Ппрохлор

 

 

52-66

коксен (Ti, Fe, Nb)02

39,4

 

 

Гпдропирохлор

(Na, Ca, TR)2 (Nb, Ta, Ti) 2 (OH, F ) O e

3 - 6

Nb2 03 (OH)4

6—7,7

Ломояосовпт

 

 

Мурманит

Na2 (Ti, Nb) 2 Si2 0 9 • N a 3 P 0 4

 

 

Na2 (Ti, Nb)2 Si2 Oo-

 

Эпистолпт

 

 

22,2

• пЩО

 

 

 

Герасимовскпт

43,3

(Na, Ca)2 _A (Na, T i ) 2 S i 2 0 9 O H v

 

NbTi(OH)9

 

• 7iH2 ONa3 P0

4

 

20-33

Гидроокись ниобия

41,2

Эвксенпт Y(Nb,

Ti)2 (0, O H ) 6

 

Nb(OH)6

щению друг к другу). Действитель­ но, обогащение вторичных минера­ лов ниобием может быть связано не столько с его абсолютно малой подвижностью, сколько с его отно­

сительно меньшей

подвижностью

в

зоне

гипергенеза

по сравнению

с

Na,

F, Si02 и др.

Дело в том, что

вынос ниобия происходит с меньшей

интенсивностью, чем вынос

Na,

F,

Si02 и др., что, видимо, и

приводит

к относительной обогащенности

нио­

бием остаточных минералов. Дей­ ствительно, исследования, проведен­ ные В. В. Бурковым и Е. К. Подпориной, показали, что коэффициент устойчивости ниобия* в корах вы­ ветривания разных регионов коле­ блется в пределах 0,81—0,87. Это свидетельствует о выносе части нио­ бия из кор выветривания.

Известно, что специфической осо­ бенностью массивов щелочных по­ род является развитие на некоторых из них кор выветривания, обога-

* Коэффициент устойчивости предста­ вляет собой отношение абсолютной массы элемента в коре выветривания к его абсолютной массе в первичной неизменен­ ной породе.

щенных ниобием и имеющих про­ мышленное значение. Концентриро­ вание ниобия в этих корах может достигать значительных масштабов (на целый порядок выше, чем в под­ стилающих породах).

РАСПРОСТРАНЕНИЕ НИОБИЯ В ВОДАХ МАССИВОВ ЩЕЛОЧНЫХ ПОРОД

Подземные воды разных петрогра­ фических типов щелочных пород зна­ чительно различаются по своему хи­ мическому составу. В агпаитовых нефелиновых сиенитах (Ловозерский массив) в соответствии с высокой щелочностью этих пород (коэффи-

Na

циент агпаитоности > 1 , - ^ - отно­ шение до 10—20 [69]) формируются

НС0 3 (С0 3 )

- Na воды.

На

фор­

мирование

химического

состава

вод

Ловозерского массива большое влия­

ние

оказывает хорошо

растворимый

(42,0

г/л) виллиомит

(NaF) — ми­

нерал, широко распространенный в некоторых типах пород массива (фоняиты и др.). На участках распро­ странения этого минерала в глубо