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

99

сталлических пород — акратотермах

концентраций СО§- иона) церий, об­

НС0 3 (С0 3 ) — Na

состава

(см. табл.

разуя более устойчивые с этим ионом

33, 34).

комплексные

соединения,

по

интен­

В

подземных

водах

происходит

сивности перехода в подземные воды

разделение

РЗЭ,

т. е.

существует

и накопления в них обгоняет дру­

изменение

соотношений

между

от­

гие РЗЭ, в том числе

и РЗЭу.

В во­

дельными РЗЭ (в их сумме) при

дах Ловозерского массива это на­

изменении кислотно-щелочных ус­

ходит отражение в возрастании от­

ловий подземных вод. На возмож­

носительного

(в

процентном

выра­

ность разделения РЗЭ в водах зоны

жении) количества церия в сумме

пшергенеза ранее на основании об­

РЗЭ с ростом pH этих вод (рис. 26).

щего обзора их химических свойств

И хотя содержания иттрия также

обращали

внимание

Ю. А. Балашов

возрастают с ростом pH (см. рис. 26),

и А. П. Лисицын

[18]. Сейчас

даже

в интегральном

выражении

его

про­

цент

в

сумме

РЗЭ

соответственно

по немногочисленным

данным

видно

уменьшается.

В

связи

с

этим

же

увеличение миграционной способно­

в щелочных водах Ловозерского

мас-

сти и значимости церия в сумме

РЗЭ

2

Се

с ростом pH

вод. Поясним это поло­

сива отношение

ана­

жение. Известно

[179], что в щелоч­

^ у

превышает

логичное отношение в водовмеща-

ных водах окисление Се3 +

Се4 +

происходит наиболее легко. Окисли­

ющих породах, в этих водах оно

тельно-восстановительный

потен­

обычно > 20. Рассматривая соотно­

циал реакции окисления гидрата оки­

шение церия и иттрия в щелочных

си церия около +0,3

в [314], поэтому

водах Ловозерского массива, мы име­

в составе соединений церия в под­

ем дело со случаем, крайне благопри-

земных щелочных

водах,

характери­

2

Се

зующихся

окислительно-восстанови­

ятным

для

роста

отношения

-^г?

тельной обстановкой,

должны

пре­

так как щелочные воды формируются

обладать

соединения,

содержащие

в

породах,

где

2

РЗЭсе >

2 P39Y-

С е 4 + . Последний,

как

было подчерк­

Но детальные

исследования

соотно­

нуто

ранее,

среди

обнаруживаемых

шения цериевых и иттрпевых

земель

в природных водах РЗЭ обладает

в

щелочных

водах

показали,

что

максимальной способностью к ком-

2

Се

плексообразованию.

Окисляясь

до

высокие

отношения

•Ziѵ

1 ,

превыша-

Се 4 + ,

по

своим

физико-химическим

ющие аналогичные отношения в по­

свойствам

церий

становится

анало­

родах,

характерны

не

только

для

вод агпаитовых

нефелиновых

сиени­

гом ряда

элементов

IV группы

(Th,

тов.

В

частности,

в

изучавшихся

Zv),

комплексные

соединения

ко­

нами

совместно

с Л. Л.

Галкиной,

торых обладают гораздо большей ус­

Н. Г. Петровой,

И. В. Батуринской

тойчивостью

по

сравнению

с

эле­

щелочных водах озер Восточного Па­

ментами I I I группы (по электроотри­

мира,

область питания которых сло-

цательности

Се

4 +

даже

превышает

жена

гранитоидами,

2 Се

СОСТа-

названные

элементы

ГѴ группы), в

-=г^

связи с чем по устойчивости комплек­

^л

X

вляет

9—10,

что намного

превышает

сных

соединений

он должен

превы­

эти отношения

в гранитоидах

(2,1—

шать

не

только

соседние

РЗЭс е і

4,6).

Таким

образом,

высокие

от-

но и P39Y- Поэтому с ростом щелоч­

2 Се

ности вод (по мере возрастания в них

ношения -ц-у

в

щелочных

водах,

7*

Рис. 26.

Изменение концентраций

церня

п иттрня

(а — в мкг/л,

б — в

% от суммы

РЗЭ)

при

возрастании pH вод.

Концентрации: 1 — иттрия; г — церия. Линии, ограничивающие концентрации! 3 — иттрия;

4—церия.

превышающие аналогичные

отноше­

худшей по сравнению с иттрием миг­

ния в водовмещающпх породах и

рационной способностью.

Подтвер­

свидетельствующие об увеличении ин­

ждение этому мы находим в необна-

тенсивности

миграции

цериевых

зе­

руженші церия (при чувствитель-

мель в щелочных водах, видимо,

ностях определения п-10~2%)

в сла­

общее явление.

бокислых и околонейтральных

водах

В кислых средах для окисления

редкоземельно-сульфидных

месторо­

Се 3 + -> Се 4 +

необходимы

гораздо

ждений, хотя они и содержат

целый

большие значения окислительно-вос­

ряд цериевых

минералов

(монацит,

становительного

потенциала

(по

паризит,

флюоцерит и др.).

В. Латимеру

[179] и В. В. Щербине

В природных водах наблюдается

[314], более + 1 в). Поэтому появле­

тесная корреляция РЗЭ с торием

ние Се4 + в слабокислых и даже около­

(рис. 27).

Мы

связываем

это

как

нейтральных

средах менее вероятно.

с гипогенным

парагенезисом

РЗЭ—

В связи с этим в слабокислых и око­

Th, так и с близкими формами на­

лонейтральных водах церий по своей

хождения этих элементов в природ­

комплексообразующей

способности,

ных водах, вследствие чего общие

как и многие легкие РЗЭ, должен

закономерности распределения

этих

уступать тяжелым

РЗЭ и

обладать

элементов в водах близки. Е. С. Бур -

Рис.

28.

Диаграмма

устойчивости фторкарбонатов

(а)

и фторидов

(б)

РЗЭ

(расчетные

данные

для условий равенства концентраций и активностей при 25° С).

устойчивости флюоцерита

в

системе

Ф т о р и д

л а н т а н а .

По

дан­

Се3 + —F", исходя из его максималь­

ным Д. И. Рябчнкова и В. А. Рябу-

ного ПР, равного 1-10"1 5 , т. е. даны

хина

[249],

при

25° С П Р Ь а

Р ,

1,4-

максимальные

содержания

церия и

•10- 1 8 . Поле устойчивости LaF 3

в си­

фтора, при которых возможно обра­

стеме La3 + —F" (исходя из указанной

зование

флюоцерита.

цифры) показано на рис. 28.

Ф т о р и д

и т т р и я .

Если обра­

Приведенные

данные об

условиях

зование

фторида иттрия

происходит

образования фторидов в простых си­

по схеме

Y3 + +

3F" = Y F 3 , то

AG^gs

стемах T R 3 +

— F"

свидетельствуют о

реакции

равно

—31,36

ккал/моль,

том,

что

их

образование

возможно

a pLyp, ~

23 (AG-yp, —393,7;

AGY«+

в

условиях

концентраций

редко­

—164,1;

A G F -

—66,08

ккал/моль

земельных элементов и фтора, су­

[67], [208]). Исходя из

этих

цифр

ществующих в подземных водах ме­

образование

фторида иттрия

может

сторождений.

идти при

минимальных

природных

Аналогичным

образом

мы

подо­

концентрациях иттрия и фтора ( Y п—

шли к оценке условий образования

ге-10 мкг/л;

F п — п-10 мг/л).

Поле

фторкарбонатов РЗЭ. Их произведе­

устойчивости Y F 3 в системе Y 3

+ — F~

ния

растворимости

известны.

По

(исходя из ПР-ур,, 1-10"23)

приведе­

данным Я. Д. Фридмана и С. Д. Го­

но на

рис.

28.

рохова

[291],

nPbacc.F.H.o

0,6-