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

188

месторождения,

расположенные

шляпе

образуют

тела

линзовидной

в аридной зоне СССР. Они при­

формы.

Основными рудными мине­

урочены к сводовой части крупной

ралами этих месторождений являют­

солянокупольной

структуры,

ядро

ся магнезиальные (ашарит), каль-

которой

сложено

пермскими

гало­

циево-магниевые (иньоит, пандер-

генными

образованиями.

Комплекс

мит, колеманит) и натриево-каль­

галогенных пород состоит из камен­

циевые

(улексит)

бораты. Содержа­

ной соли, калийных и магниевых

ние бора в рудных телах этого типа

солей, гипсов, боратов, глин. Соля­

месторождений

обычно

составляет

ные отложения перекрываются с по­

целые проценты и десятки процен­

верхности мощной

толщей

элювия.

тов.

В его составе преобладают менее

Действие

инфильтрующихся

под­

растворимые

остатки

солей — гипс

земных вод на бораты вызывает про­

и бораты. Эти отложения

составляют

цессы их растворения и гидролиза.

гипсовую

шляпу

соляного

ку­

Вследствие

этого

образуются

новые,

пола — кэпрок.

более устойчивые в данных усло­

Основными

типами

месторожде­

виях

минералы. Образование

новых

ний в пределах

солянокупольной

минералогических

форм

боратов

структуры являются

первично о са­

прп

изменении

первичных

боратов

дочные

месторождения,

заключен­

соляной толщи в значительной сте­

ные в галогенной толще, л вто­

пени

определяется

химизмом

вод,

ричные,

являющиеся

результатом

участвующих в

преобразовании бо­

выветривания

и

переотложения

ратов. Так, например, близ соляного

рудного

вещества,

заключенного

зеркала в

пределах

основного

водо­

Главные рудные минералы первично-

действием

хлоридных

натриевых

осадочных месторождений — магне­

вод преобразуется в ашарит и уле­

зиальные бораты (борацит, калнбо-

ксит. Последний, попадая в при­

рит, преображенскит и др.). Наи­

поверхностные

условия

и

подверга­

более насыщены боратамп горизонты

ясь действию кальциевых вод гип­

калийных

солей.

Содержания

бора

совой шляпы, преобразуется в более

в породах достигают целых процен­

устойчивые

в

данном

химическом

тов.

Месторождения

вторичных

типе вод кальциевые бораты (инь­

боратов

сосредоточены

в

гипсовой

оит,

колеманит

и

др.).

Ашарит,

шляпе

соляных

куполов.

Возник­

попадая в сферу деятельности обо­

новение

этих

месторождений

свя­

гащенных

углекислотой

и

кальцием

зано с

воздействием поверхностных

вод, или также преобразуется в ко­

вод и прочих агентов выветривания

леманит, иньонит, пандермит и дру­

на первичную

бороносную

соляную

гие кальциевые бораты, или карбо-

толщу. Подземные воды,

взаимодей­

натизируется. В конечном итоге бо-

ствуя с первичными солями, обога­

ратовые

залежи

карбонатизируют-

щенными

бором,

преобразуют

их,

ся, а бор поступает в водную сферу

вынося

хорошо

растворимые

соли

миграции.

Абсолютные

содержания

(хлористый натрий и др.) и

оставляя

бора в водах галогенных боратов

на месте

менее

растворимые гипсы,

обычно

значительны

(наиболее

рас­

а также натриево-кальциевые и каль-

пространенные содержания п — n х

циево-магниевые бораты. Скопле­

X

10

мг/л).

Распределение

бора

ния вторичных

боратов

в

гипсовой

в подземных

водах

галогенных

ме-

191

высоким содержанием бора, S04—Ca

горных

ландшафтах,

грунтовые

состава

и

минерализацией

менее

воды которых имеют обычно гидро­

6 г/л. Второй тип вод менее распро­

карбонатный

кальциевый

состав

страненный.

Для

него

характерно

и

небольшую

минерализацию

замещение

гипса

боратом.

Актив­

( <

1000

мг/л).

Реакция

этих

вод

ность бора в этих водах больше, чем

в

большинстве случаев

слабокислая

необходимо

для

сосуществования

и околонейтральная. Как уже было

гипса и бората. Такие воды встре­

сказано, гипогенные бораты и боро­

чаются спорадически в пределах все­

силикаты

относительно

устойчивы

го

гидрогеологического

разреза

в

зоне

гипергенеза.

В

сочетанни

(в том числе и в его верхней части,

с

малой

минерализацией

подземных

где

вследствие

испарительного

кон­

вод

месторождений

это

определяет

центрирования

содержания

бора

относительно

незначительные

абсо­

в

водах

значительно

возрастают).

лютные содержания в них бора. Из

В

этих

же

водах

произведение

гистограммы на рис. 57 видно, что

яса«+ • ß B i O ? ~

обычно

превышает

наиболее

распространенные

содер­

10-М (ПРсаВ.0,)-

жания бора в водах гипогенных ме­

Что же касается системы СаВ4 07 —

сторождений

составляют

0,п

мг/л

СаС03 , то в водах месторождений

при максимуме 10—15 мг/л (табл. 72).

равновесие резко сдвинуто в сторону

Содержания бора в подземных водах

процесса

карбонатизации

боратов.

обычно увеличиваются с ростом об­

Активности бора в этой системе да­

щей минерализации вод, но умень­

леко

недостаточны

для

сосущество­

шаются прн возрастании в них со­

вания в ней карбоната кальция и бо­

держаний кальция. Поэтому отно­

рата (см. рис. 55).

сительные концентрации бора в бо­

Подземные

воды

г и п о г е н-

лее

минерализованных

грунтовых

н ы х м е с т о р о ж д е н и й

имеют

водах зоны

континентального

засо­

гораздо меньшие абсолютные

содер­

ления меньше, чем в водах зоны

жания бора, хотя в относительном

выщелачивания (см. рис. 58). В дан­

выражении

(%

к

минерализации)

ном

случае

мы

имеем

дело

как

бороносность этих

вод более

значи­

с

уменьшением агрессивности

более

тельна, чем бороносность вод гало­

минерализованных вод, так и с це­

генных месторождений (см. рис. 58).

лым рядом процессов осаждения бора

Воды

этих

месторождений

имеют

из этих вод (сорбционные осаждения

близкий химический состав н одина­

в соответствии с правилом Панета —

ковый порядок содержаний бора, по­

Фаянса,

образование

гипергенных

этому мы рассматриваем их совме­

боратов, осаждение бора в составе

стно.

Руды

месторождений' обычно

органических

соединений,

изоморф­

залегают в скарнах и представлены

ное соосаждение и т. д.).

или

боросиликатами (датолит,

дан­

Помимо

этих

зонально

протека­

бурпт), или

гипо генными

боратами.

ющих

процессов

осаждения

бора

Содержания бора в них достигают

в

пределах месторождений

гипоген­

10% и более. Борная минерализация

ных боратов и боросиликатов проис­

на этих месторождениях

ассоциирует

ходят

процессы,

имеющие

практи­

с сульфидами.

чески

повсеместное

значение вне

за­

Гипогенные месторождения рас­

висимости

от их

принадлежности

положены преимущественно в горно­

к той или иной зоне грунтовых вод.

таежных, горно-луговых и высоко­

К таким

процессам

в первую оче-

Т а б л и ц а 72

Распространение бора в грунтовых

водах

гппогенных

месторождений

Химический

Минерализа­

Содержания

бора,

Типы месторождений

Ландшафт

мг/л

тип вод,

ция вод,

мг/л

мг/л

фоновые

ореольные

Боросплпкаты

(данбу-

рпт) в скарнах . . .

Высокогорный

Н С О з - С а

40-200

<0,01

0,1-1,0

Боросплішаты

(датолпт)

в известковых

скар-

Н С О з - С а

Гипогенные

бораты . .

Горно-таежный

70-300

<0,01

0,01—5,0

Таежномерзлот-

Н С О з - С а

50-70

<0,01

До

5 - 15

»

»

ный

Го'рно-луговой

Н С О з - С а

80-500

<0,01

0,01-1,0

»

»

Горно-степной

Н С О з - С а ;

300-700

<0,01

0,01-2,0

S 0 4 - C a

редъ

относится

сорбционное

осажде­

района

бороносных

эксгаляций

ние

бора

гидроокпслами

железа.

и терм Тосканы сложено малопро­

В предыдущем разделе было пока­

ницаемыми

пермскими

кварцитами.

зано, что максимум сорбции бора

На этих породах залегает комплекс

гидроокисламн

приурочен

к

слабо­

мезозойских

(триас)

эвапорнтов

кислым и околонейтральным

средам.

(ангидриты

и

пр.)

п

известняков,

Именно такие среды характерны для

которые

в

свою

очередь

перекрыты

вод

месторождений

гипогенных бо­

формацией

малопроницаемых

тре­

ратов и боросиликатов. Поэтому

зна­

тичных аргиллитов. Эти породы раз­

чительная

часть

бора извлекается

биты

тектоническими

нарушения­

из этих

вод при осажденпи

гидро-

ми,

служащими

путями

выхода бо­

окнслов

железа.

роносных

эксгаляций

и

термальных

вод.

Проявления

четвертичного

магматизма

в

районе

отсутствуют.

ГЕОХИМИЯ БОРА

Бороносные

эксгаляций

концен­

В УГЛЕКИСЛЫХ

трируются в мезозойских

эвапорито-

И ТЕРМАЛЬНЫХ ВОДАХ

вых и карбонатных породах, под­

вергающихся

термометаморфиче­

Среди

вод

горноскладчатых

со­

ской

переработке

в

условиях резко

оружений

максимальными

кон­

аномального

геотермального

ре­

центрациями

бора

обладают

фу-

жима, существующего в районе. Тем­

маролы

(эксгаляций),

а

также

пература

в

скважинах

достигает

углекислые

воды

ряда

регионов

240° С.

современного

и

позднечетвертич­

В

зависимости

от

температуры

ного

магматизма.

Б о р о н о с -

в Тоскане

различают

газообразные

н ы е э к с г а л я ц и й

наиболее

фумаролы

и парожидкие

соффиони,

известны и изучены в Тоскане [403,

представляющие собой смесь горя­

406, 412, 92, 61, 367, 296]. По

чей воды и газов. Состав

бороносных

данным

многих

исследователей,

эксгаляций

Тосканы,

по

данным

основание

геологического

разреза

Ф. Пента [412], следующий (в см3 /л):