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: 119

Скачиваний: 0

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

Химический состав берпллиеносвых углекислых вод (мг/л)

Компоненты

 

 

 

и

показатели

 

136

 

 

 

 

 

Na + +

K +

 

5800

 

С а 2 +

 

 

337

 

M g 2 +

 

 

236

 

c i -

 

 

6174

 

SO?"

 

 

377

 

H C O j

 

 

6469

 

F -

 

 

0,16

 

Be

 

 

0,010

 

PH

 

 

6,7

 

Минерализация . . .

 

19 428

 

Формула химического

MІ9і5

CleoHCOfc

состава

( N a + K ) 8 7

C a e

Юг Европейской части СССР (кристаллические породы)

 

114

 

из

 

 

 

568

 

491

 

 

 

117

 

152

 

 

 

41

 

55

 

 

 

547

 

385

 

 

 

11

 

1

 

 

 

1110

 

1375

 

 

 

0,35

 

0,4

 

 

 

0,004

 

0,003

 

 

 

6,2

 

6,2

 

 

 

2434

 

2495

 

 

M.2,1

HCOg3 Cl46

M,

H C O g 8 C l 3 2

M

4

 

( N a + K ) 7 3 C a 1 7

2,5

( N a + K ) e 4 C a 2 3 M g ] 3

 

Т а б л и ц а 42

106

989

220

94

590

530

2111

0.44

0,002

6,4

4578

Н С О і , С І 2 7

(Na + K ) e e C a 1 9 M g l 2

П р о д о л ж е н и е т а б л . 42

Компоненты

Юг Европейской части СССР

 

 

 

Чешский массив *

 

 

(кристаллические

породы)

 

 

 

 

 

и показатели

25

 

Франтишковы Лазне

Марианские Лазне

 

 

 

 

 

Карловы Вары

Na+ + K +

3596

 

 

6648,1

 

 

3141,4

 

1665,4

С а 2 +

282

 

 

539,8

 

 

215,7

 

127,0

M g 2 +

171

 

 

146,5

 

 

126,1

 

44,1

C l "

3818

 

 

2541,7

 

 

1264,8

 

612,5

S o r

262

 

 

10242,0

 

 

3558,8

 

1403,0

HCOJ

4307

 

 

3354,0

 

 

3002,9

 

2105,0

F -

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

Be

0,009

 

 

0,095—0,429

 

 

0,189—0,211

 

0,088—0,109

pH

6,7

 

 

 

 

 

6,65

 

 

Минерализация . . .

12 466

 

 

23 654

 

 

 

6059

 

 

 

 

11463

 

Формула химического

 

 

 

 

 

СІддНСОІ,

 

SO< 2 Cl 2 l HCOJ,

 

бОЬНСОЬСІм

 

H C O | , , B S O { e C l , 1

состава

M,23і7

M11.5

Мв

М і 2 , 5 (Na +

K ) M

(Na + K ) 8 4

C a 8

 

 

 

 

 

(Na + K ) 8 5 C a 7

 

( N a + K ) 8 7 C a 7 l 8

* Содержания бериллия приводятся по К. Сухий [432], [433].


118

глинистых образований). По данным А. А. Беуса (1960 г.), содержание бе­ риллия в элювиальных и нереотложенных глинах вблизи бериллиевых месторождений достигает 300 г/т. Зна­ чительная роль глинистых образова­ ний в аккумуляции бериллия в корах выветривания отмечена в последнее время Б . В. Бурковым и Е. К. Подпорпноп. По их данным, 80% оставшегося в корах выветривания бериллия аккумулируется глинисты­ ми минералами. Сохранению берил­ лия в глинистых образованиях спо­

собствует

значительная прочность

его связен

в этих минералах. По

П. В. Покровскому, при электродиалпзе гпдромусковнтовых и от­ части галлуазптовых кор выветрива­ ния слюдисто-флгоорптовых грейзенов обычно отделяется не более 0,1% общего количества ВеО [961.

ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ БЕРИЛЛИЯ

В ВОДАХ ГЛУБОКИХ ГОРИЗОНТОВ ГОРНОСКЛАДЧАТЫХ ОБЛАСТЕЙ

Прп изучении распространения бе­ риллия в различных типах глубоких вод горноскладчатых областей уста­ новлено, что повышенные содержа­ ния бериллия отмечаются в углекис­ лых водах. Бериллий — тшгоморфный элемент этих вод. В табл. 42 приведены анализы углекислых вод, характеризующихся максимальными содержаниями бериллия. Как видно, из таблицы, содержания бериллия в углекислых водах могут достигать десятков и сотен микрограммов на литр. Во всех районах максималь­ ными содержаниями бериллия обла­ дают углекислые воды, формирую­ щиеся в кристаллических породах (табл. 43). Тяготение углекислых вод с максимальными содержаниями бериллия к кристаллическим поро­ дам понятно — эти породы имеют

максимальные средине содержания бериллия.

Некоторое влияние на миграцию бериллия в углекислых водах имеет

ихимический состав этих вод. Воды с повышенными содержаниями берил­ лия всегда имеют натриевый состав (см. табл. 42). При увеличении со­ держаний кальция О 200—300 мг/л) содержания бериллия в углекислых водах уменьшаются (С. Р. Крайнов

идр., 1966 г.). Таким образом, во всех исследовавшихся типах подзем­ ных вод наблюдается отрицательное влияние кальция на водную мигра­ цию бериллия.

Азотные термы кристаллических пород, несмотря на их натриевый состав и значительную фтороносность и карбонатность, содержат минималь­ ные количества бериллия (обычно < п мкг/л).

Из изложенного ранее понятно, что это должно быть следствием вы­ сокой щелочности этих вод.

В заключение мы приводим таб­ лицу относительных концентраций бериллия в разных типах подземных вод (табл. 44). Дапные о коэффициен­ т а б л и ц а 43

Содержания бериллия в углекислых водах водоносных комплексов юга

Европейской части СССР

Содержание, мкг/л

Водоносные комплексы

Кристаллические поро­ ды докембрия и пале­ озоя

Метаморфические и вул­ каногенные породы па­ леозоя

Песчано-сланцевые по­ роды нижней — сред­ ней юры

оо

 

CD W

ы И

 

о да

 

Е " и

сз

 

в в

 

 

S S

 

111

 

 

 

 

и о «

10.0

2.29

25

2,6

0,55

21

0,80

0,08

40


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

119

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

44

 

Относительные концентрации бериллия в подземных водах

 

 

 

 

 

 

Содержа­

 

Коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Типы вод

 

 

ния бе­

 

 

 

 

водной

 

 

 

риллия,

концентрации

 

 

 

 

 

до, мкг/л

 

миграции

Грунтовые воды

 

 

to

п • lu"»—п

. 10-1

0, п — п

 

 

 

 

пневматолито-гидротермальных месторож-

 

 

 

 

п —п • 10

гпдротермальиых месторождений (с кпс-

200

,1.10-4 —,1-Ю-з

500

п-

Ю-* — п-10-3

П — 71-Ю

 

 

 

 

 

 

 

 

3.0

и - 1 0 - 5

ra-10-i

0, п

 

 

 

 

 

430

п • lu"2 п-10-1

п — п-іО

Азотпые щелочные фтороносные термы грани-

n-10-J 71-10-3

 

 

 

 

 

 

1 - 2

0, 71— 71

тах

водной миграции,

приведенные

том первого этапа исследований. Без­

в этой таблице, свидетельствуют о

условно, в

гидрогеохимпи

бериллия

том,

что в определенных

типах вод

еще много

неясных

вопросов — од­

(к ним прежде всего относятся кислые

ним из них являесся

установление

воды медиоколчеданных

месторожде­

роли органических веществ в водной

ний, околонейтральные

фтороносные

миграции

и

осаждении

бериллия.

воды

пневматолито-гидротермальных

В настоящее время уже известно,

месторождений, а также

углекислые

что содержание бериллия в геологи­

воды) бериллий является подвижным

ческих образованиях,

обогащенных

мигрантом.

 

 

органическим

веществом,

может

на

Приведенные данные

о

гидрогео­

один—два

порядка

превышать

его

химии бериллия являются

результа­

кларковые

концентрации.

 

 


ГИПЕРГЕННОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ПЕРВИЧНЫХ МИНЕРАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ РЕДКИЕ ЩЕЛОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

ГЕОХИМИЯ

КАТИОНОГЕННЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ (РЕДКИЕ ЩЕЛОЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ)

V

Геохимия редких щелочных эле­ ликованные в геохимической н хими­ ментов в подземных водах горносклад­ ческой литературе.

чатых областей н гидрогеологиче­ ских массивов мало изучена, хотя имеется два важных аспекта исполь­ зования редких щелочных элементов в подземных водах:

а)

возможность использования вод­

Среди минералов, содержащих

ли­

ных

ореолов рассеяния лития,

руби­

тий, рубидий и цезий, преобладают

дия, цезия для поисков различных

силикаты. Поэтому

вначале

рассмо­

месторождений редких

элементов;

трим общие особенности гипергеипого

б)

возможность использования

не­

преобразования

силикатов.

В

зоне

которых типов подземных вод в ка­

гипергенеза силикаты преобразуются

честве

комплексных

промышленных

в глпнпстые минералы. В начальный

вод. Известно, что эти воды при соот­

период разложения

глинистые

мине­

ветствующих

благоприятных

усло­

ралы

наследуют

особенности

исход­

виях формирования являются интен­

ной

структуры

первичных

силика­

сивными

концентраторами

L i ,

Rb,

тов. По мнению

Е. Г.

Куковского

Cs. Основой главы являются преиму­

[173, 174], в начальный период при

щественно

материалы

автора,

полу­

выветривании

исходных

 

минералов

ченные им с сотрудниками при изуче­

идет

главным

образом перегруппи­

нии геохимии редких элементов в под­

ровка основных элементов пх кри­

земных

водах

районов

месторожде­

сталлической

структуры

с

образова­

ний

редких

элементов

(пегматито­

нием новых минералов, решетки ко­

вых,

пневматолито-гидротермальных

торых энергетически оптимальны

к

и др.)

Средней

Азии,

Забайкалья,

условиям выветривания и для своей

Кольского п-ова, а также при изу­

кристаллизации

не

требуют

допол­

чении

геохимии

минеральных

 

вод

нительной энергии

извне.

В

связи

Большого и Малого Кавказа, Тянь-

с этим в начальные периоды разложе­

Шаня,

Памира, Приморья. Для

ха­

ния силикатов минералогический со­

рактеристики

общих

вопросов

 

гео­

став

гипергенных

новообразований

химии

редких

щелочных

элементов

определяется

не

столько

 

гидрогео­

мы использовали

материалы,

опуб­

химическими уело виями среды, сколь-


 

 

 

 

121

ко

кристаллохимическими

особенно­

зоны гипергенеза. В связи с этим на

стями первичных минералов.

сподуменовых месторождениях обра­

Исследования Е. Г. Куковского

зуется своеобразная зона выщелачи­

[173] показали, что минералы, име­

вания, в пределах которой сподумен

ющие цепочечную структуру (пиро-

может быть нацело изменен и превра­

ксеиы, амфиболы), в начальные ста­

щен в глинистые минералы. Сподумен

дии гипергенного преобразования да­

является литиевым пироксеном, по­

ют слоистые силикаты типа 2 : 1

этому

первым гипергенным минера­

(глины монтмориллонитовой группы).

лом,

развивающимся по сподумену,

Это

связано с тем, что

структура

должен быть монтмориллонит:

2 : 1 уже заключена в строении пиро-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ксенов

п

амфиболов.

 

Разложение

 

 

2 L i A l S i 2 0 6

+ 2H 2 0

—>-

 

 

минералов

со

слоистой

структурой

 

—>- A l 2 [ S i 4 O i 0 ] ( O H ) 2 + 2 L i O H .

 

(слюды, хлорит) также обычно начи­

 

 

нается с образования глин монтмо­

В

кислой

среде

монтмориллонит

риллонитовой

группы

с

кристалли­

ческой структурой

типа

2

: 1,

но

может

преобразоваться

в

каолинит:

при низких значениях pH по этим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

минералам могут развиваться и гли­

 

2Al2 [ S i 4 O 1 0 ] (ОН)2 +

21 і ОН + 5 Н 2 0

+

ны со структурой 1 : 1 (каолинитовый

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тип). И, наконец, каркасные сили­

 

+

С 0 2

У Al4 [Si40io](OH)e

+

 

каты (полевые шпаты) при выветри­

 

 

+ L i 2 C 0 3 + 4 H 2 S i 0 3 .

 

 

 

вании обычно в начале переходят

 

 

 

 

 

только в структуры типа 1 : 1 .

Ко­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нечный состав глинистых минералов,

Конечным итогом

сернокислотного

образующихся

по

силикатам,

зави­

разложения сподумена также яв­

сит уже от гидрогеохимических усло­

ляется

каолинит:

 

 

 

 

 

вий среды, в которой протекает раз­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ложение

 

этих

силикатов.

Устано­

 

4 L i A l S i 2 0 e

+ 6 H 2 0 - b 2 H 2 S 0 4

у

 

влено, что для образования каоли­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нита

наиболее

благоприятны

мало­

у

2 L i 2 S O 4 + A l 4 [ S i 4 O 1 0 l ( O H ) 8 + 4HaSi03 .

минерализованные кислые воды, нао---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

борот, для существования монтморил­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лонита более благоприятны щелочные

Несколько сложнее и труднее раз­

воды

с повышенными

содержаниями

лагаются

л и т и е в ы е

 

с л ю д ы .

натрия,

кальция,

магния,

кремне­

Как показали И. И. Гинзбург

[80,

зема. В связи с этим минералы, обра­

82] и Е. И. Семенов [256], в зоне

зовавшиеся в начальные стадии раз­

гипергенеза

слюды

стадийно

изме­

ложения

 

первичных

силикатов,

в

няются по следующей схеме: слюда ->-

дальнейшем в зависимости от гидро­

-•-гидрослюда -^-монтмориллонит, као­

геохимических

условий среды

могут

линит, галлуазит. С небольшими

ва­

преобразоваться в

минералы,

соот­

риациями эта схема характерна для

ветствующие этой

среде.

 

 

 

 

гипергенного

преобразования

боль­

Основным минералом лития яв­

шинства слюд. По Е. И. Семенову

ляется

с п о д у м е н .

 

По

мнению

[256],

схему

стадийного

преобразо­

А. И. Гинзбурга

[77], особенностью

вания

полилитионита

в

щелочных

сподумена является необычайная лег­

средах

можно

представить

следу­

кость

его

разложения

в

условиях

ющим

образом: