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
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
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 |
(с |
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