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

84

I I ,

Зястоакціія, %

экспериментов, как и в случае с нио­

бием,

были

следующие

положения.

1. Если

титан

образует

устойчи­

вые комплексные соединения с фто­

ром и СО|~, то в присутствии фтора

и карбонат-ионов интенсивность его

перехода в воду должна увеличи­

ваться

вследствие

образования

этих

комплексов.

2. Применяя различные методы оп­

ределения титана в растворах с раз­

Рис.

22.

рушением

комплексов

и

без

их

раз­

рушения,

можно по разности

ориен­

Результаты экстракций титана из

вод изо-

тировочно определить количества ти­

бутиловым спиртом

(і)

зі хлороформом (2)

в зависимости

от содержаний титана

(3) к

тана, связанного в комплексы.

кото­

фтора в водах Ловозерского массива (по

Результаты

экспериментов,

экспериментам II. В.

Батурішской).

рые были проведены И. В. Батуріш-

соедішенпях с неорганическими адден-

ской, приведены на рис. 23. Из ри­

сунка видно, что с ростом содержа­

дамп и в частности с фтором. Косвен­

ний F~ и COI" интенсивность выще­

ными показателями этой связи яв­

лачивания тптана из минералов воз­

ляются

уменьшение

количества

ти­

растает. Особенно интенсивное раз­

тана,

связанного

с

органігческпми

ложение минералов происходит в слу­

веществами прп увеличении

концен­

чае выщелачивания их

фторидными

трации фтора в водах (см. табл. 31),

растворами.

При

этом

характерно,

а также постоянно наблюдаемое воз­

что при содержаниях фтора более

растание содержании титана в водах

5—10 мг/л весь титан в растворе

при

увеличении

их

фтороносности

находится

в

виде

фторкомплексов.

(рис. 22). Видимо, комплексные со­

Интенсивность перехода титаиа в кар­

единения титана с фтором (и др.

бонатные растворы гораздо меньшая;

неорганическими

аддендами)

более

прп этом в растворе даже прп мак­

устойчивы, чем комплексы с органи­

симальных

содержаниях

титана ос­

ческим

веществом.

тается

значительная

часть

тптана,

В настоящее время неизвестны кон­

не связанная в прочные комплексы.

станты

нестойкости

большинства

Мы объясняем это меньшей (по срав­

фторкомплексов, а тем более карбо­

нению с фторидными)

устойчивостью

натных

комплексов

титана,

поэтому

карбонатных

комплексов титана, по­

роль этих комплексов была оценена

этому

среди

неорганических

адден­

косвенным путем — методом выщела­

дов решающее значение в миграции

чивания

тптаясодержащих

минера­

титана

в

подземных

водах

имеют

лов (пирохлор, лопарит)

искусствен­

но приготовленными

растворами, со­

держащими

различные

количества

различные количества фтора и карбонатов

фтора

и

карбонат-иона *.

Основой

(от 10

до 1000

мг/л). Весовое

отношение

Т : Ж постоянно равнялось 1:5;

переме­

*

Была

принята

следующая

методика

шивали механической мешалкой со ско­

эксперимента:

навески

минерала

весом

ростью

500 об/мпн. Время

перемешивания

50 г загружали в стакан и

заливали

3 ч. После перемешивания растворы филь­

растворами

Na F и Na„C0 3 ,

содержащими

тровали

п центрифугировали.

86

собиость невелика. Формы

миграции

ство постоянно меньшей, чем у алю­

титана

в

околонейтральных

водах

миния,

миграционной

способности

для нас пока не совсем ясны. Видимо,

титана в околонейтральных и щелоч­

это

комплексы

с

неорганическими

ных

водах.

п органическими аддендами, а также

Подытоживая изложенное в на­

мономеры

недиссоциированной

гид­

стоящем разделе, мы должны сделать

роокиси.

следующие

выводы о гидрогеохпмии

Таким образом, околонейтральные

титана.

среды характеризуются минимальной

1.

В

природных

условиях

зоны

интенсивностью водной миграции ти­

гипергенеза

существуют

два

типа

тана. Но поскольку эти среды преоб­

гидро reo химических

сред, в

которых

ладают в природных условиях, в це­

происходит усиление водной мигра­

лом интенсивность водной

миграции

ции титана — кислые и щелочные..

титана

в

зоне

гипергенеза

незначи­

2. Усиление водной миграции ти­

тельна

(обычный коэффициент

вод­

тана в щелочных водах обусловлено»

ной мпграцпп 0,00п). И в этом

наши

'его

комплексообразованием.

данные подтверждают

сложившиеся

3. Минимальная

подвижность ти­

средп геологов представления о низ­

тана

характерна для околонейтраль­

кой

миграционной

способности ти­

ных вод. Но в случае наличия

благо­

тана в зоне гипергенеза. Но в случае

приятных условий для комплексо­

возникновения

благоприятных

усло­

образования с неорганическими ад­

вий

для комплексообразования

(на­

дендами, особенно с фтором, водная

пример, обогащение вод фтором) под­

миграция титана должна усиливаться-

вижность титана может увеличивать­

ся

и

в

околонейтральных

средах.

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ

ЭЛЕМЕНТЫ

Об

этом

свидетельствует интенсифи­

кация

выщелачивания

титана

пз его

В основу раздела положены ре­

минералов

фториднымп

околоней-

зультаты изучения

геохимии

редко­

тральнымп растворами. В природных

земельных

элементов и

иттрия * в

условиях существует постоянное про­

подземных водах массивов щелоч­

тивоборство «гидролиз — комплексо-

ных пород, а также в водах пегмати­

образование»,

и в

случае

наличия

товых и редкоземельно-сульфидных

достаточных концентраций

аддендов

гидротермальных

месторождений,

равновесие сдвигается в правую сто­

связанных с гранитоидными поро­

рону.

дами.

В заключение сообщим о значениях

Массивы щелочных пород и связан­

Ті/АІ

отношения в

околонейтраль­

ные

с

ними образования

обычно

ных и щелочных водах. Известно,

обогащены редкоземельными

элемен­

что этот титановый модуль имеет

тами. Например, по данным В. И. Ге-

значение для познания генезиса

бок­

расимовского, ІО. А. Балашова и др.

ситов. Статистический анализ нашего

[69], среднее содержание 2 РЗЭ в по­

материала

показал,

что независимо

родах Ловозерского массива агпан-

от химических типов вод в подавля­

товых

нефелиновых

сиенитов

соста­

ющем

большинстве

случаев

Ті/АІ

вляет

2400-10_ 4 %,

при

этом

в от-

отношение в водах колеблется в пре­

* Для удобства изложения мы условно-

делах

0,001—0,005,

т. е. оно на це­

лый порядок

меньше

аналогичного

относим иттрий к группе редкоземельных

элементов и рассматриваем его совместно

отношения в породах. Это свидетель­

с лантаноидами под индексом РЗЭ.

88

il др.) и фосфатах, а тяжелые ланта­

пшергенеза. На основании изуче­

ноиды и иттрий в цнрконосиликатах,

ния вторичных минералов и распре­

особенно

эвдиалите.

деления РЗЭ в корах выветривания

В пределах гидротермальных

ред­

Е. И. Семенов,

Е.

А.

Зверева,

коземельных

сульфидных

месторо­

Г. В. Писемский

[123,

258]

пришли

ждений

редкоземельная

минерализа­

к выводу, что подвижность РЗЭ в це­

ция связана с кислыми и субщелоч-

лом в зоне пшергенеза

незначитель­

нымп интрузивными

породами. Ред­

на, при этом элементы цериевой

коземельные

минералы

в

пределах

группы (но сравнению с иттриевой)

месторождений территориально

ассо­

обладают

меньшей

миграционной

циируют с галенитом, пиритом, мо­

способностью. В

отношении

церия

либденитом

и другими

сульфидами.

этот вывод понятен, так как в усло­

Среди редкоземельных минералов из­

виях

кислородной

обстановки

зоны

вестны как цериевые (монацит СеР0 4

гнпергенеза

происходит

окисление

50-68% 2 РЗЭ,паризитСеСа(СО3 )3 F2

Се3 +

Се 4 + .

Последний

имеет pH

до 56%

2РЗЭ,флюоцернт CeF3

70—

гидролиза

< 2 , п

следовательно, дол­

75% 2 РЗЭ, так н иттрпевые

(иттро-

жен стремиться к осаждению. В то же

флюорит

(Y, Ca)

F2+x

с

2 РЗЭ

15—

время Е. И. Семенов [258] пишет,

17%, ксенотим YP0 4 до 60%

2

РЗЭ,

что в некоторых случаях

происходит

и др.). Монацит и особенно флюоце-

и вынос элементов цериевой группы.

рит существенно

обогащены

ланта­

Об этом же свидетельствуют данные,

ном. Редкоземельная

минерализация

приведенные в работе Ю. А.

Бала­

в пределах

рассматриваемого

типа

шова, М. Д. Дорфмана и Н. В. Ту-

месторождений парагенетически ас­

ранской [16]. При изучении соста­

социируется

с ториевой

минерализа­

вов редкоземельного эвдиалита и за­

цией. Этот

парагенезис

выражается

мещающего

его

цирфессита

этими

в постоянном присутствии тория в

авторамп

было

отмечено

уменьше­

редкоземельных

минералах,

а

также

ние содержаний церия в цирфессите.

в наличии среди минералов место­

Таким

образом,

минералогические

рождений ториевых минералов (фер-

данные еще не дают решения вопроса

рпторнт

и

др.).

о

миграционной

способности

РЗЭ

(особенно цериевой группы) в зоне

пшергенеза.

ГИПЕРГЕННЫЕ

ИЗМЕНЕНИЯ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ

МИНЕРАЛОВ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

Сведения

о гипергенных

измене­

И ВЕРОЯТНЫЕ ФОРМЫ

НАХОЖДЕНИЯ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ

ниях некоторых минералов РЗЭ при­

В ПРИРОДНЫХ

ВОДАХ

ведены

в

табл. 32.

В настоящее время известно три

Из табл. 32 следует, что содержа­

ния РЗЭ в гипергенных минералах,

основных метода количественного оп­

образующихся по первичным,

значи­

ределения

РЗЭ

в

природных

во­

тельно

колеблются,

причем

наблю­

дах.

дается как их уменьшение, так и уве­

1. Спектральный

метод

определе­

личение. Поэтому в работах минера­

ния РЗЭ из сухих остатков вод.

логов и геохимиков можно встре­

Чувствительность

определения

РЗЭ

тить различные суждения о мигра­

колеблется

от 0,000?г %

для

иттер­

ционной

способности

РЗЭ

в

зоне

бия

до

0, п—0,On

% для

церия и

лан-