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
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 ,і |
|||||||
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. |
|
|
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: |
|
|
|
|
|
|