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: 112
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
197 |
Далее |
рассмотрим |
|
особенности |
В. М. Гольдшмпдта |
и |
К. Петер- |
|||||||||||
формирования |
наиболее |
боронос- |
са |
[89]. В дальнейшем |
в |
результате |
|||||||||||
ных вод. Прежде всего надо отме |
многих |
|
исследований |
|
[363, |
370, |
|||||||||||
тить, что такие воды в подавляющем |
396—398, 385] геохимия |
бора в оса |
|||||||||||||||
большинстве случаев |
формируются |
дочных |
породах |
была существенно |
|||||||||||||
в гидрогеологических |
|
структурах, |
деталпзирована. |
|
Было |
показано, |
|||||||||||
сложенных |
осадочными |
|
породами. |
что |
концентрация |
бора, |
например, |
||||||||||
Среди этих структур большое зна |
в глинистых |
сланцах |
зависит от со |
||||||||||||||
чение имеют бассейны пластово- |
лености бассейна и фракций глин. |
||||||||||||||||
трещинных и трещинно-жильных |
Наибольшей |
бороносностыо |
обла |
||||||||||||||
вод, заключенных в нормально- |
дают |
глины |
лагунных |
фаций |
|||||||||||||
осадочных |
(сланцевых), |
|
вулкано- |
(0,п%). |
|
Кроме |
того, |
чем меньше |
|||||||||
генно-осадочных и галогенных по |
фракция |
глин, тем выше в них со |
|||||||||||||||
родах. Формирование |
|
углекислых |
держания |
бора. |
Во фракции |
глин |
|||||||||||
высокобороносных |
вод |
в |
пределах |
< |
0,006 |
и |
0,006—0,015 |
мм |
содер |
||||||||
гидрогеологических |
структур |
масси |
жится |
до 90% |
всего |
имеющегося |
|||||||||||
вов кристаллических и глубоко мета- |
в глине бора. Поэтому наиболее вы |
||||||||||||||||
морфизованных |
пород |
|
(вне |
связи |
сокие |
содержания |
бора |
характерны |
сосадочными породами) предста для углекислых вод, формирующих
вляет собой достаточно редкое явле |
ся в мелкодисперсных породах обра |
||||||||||||||||
ние. В большинстве таких случаев |
зовавшихся в бассейнах |
повышенной |
|||||||||||||||
углекислые |
бороносные |
воды |
тяго |
солености *. Именно в таких |
поро |
||||||||||||
теют к зонам мобильных |
глубинных |
дах формируются углекислые |
боро |
||||||||||||||
разломов. |
Осадочные |
породы, |
сла |
носные |
воды |
Северной |
|
Турции |
|||||||||
гающие |
|
бороносные |
гидрогеологи |
(Ольты) и Южной Армении. |
|
|
|||||||||||
ческие структуры, почти всегда яв |
В связи с неравномерным |
распре |
|||||||||||||||
ляются |
|
породами |
|
геосинклиналь |
делением бора в породах, определя |
||||||||||||
ных фаций. Ранее было показано |
емым их фациальными |
геолого-исто |
|||||||||||||||
[160], что при всей пестроте распре |
рическими и литолого-геохимиче- |
||||||||||||||||
деления |
|
бора в |
reo синклинальных |
скими |
особенностями, |
в |
пределах |
||||||||||
фациях |
степень |
обогащения их бо |
каждой |
гидрогеологической |
|
струк |
|||||||||||
ром |
может |
быть |
значительна |
(до |
туры |
существуют |
стратиграфиче |
||||||||||
0,п%). |
Мы |
специально |
обращаем |
ские и водоносные комплексы, к ко |
|||||||||||||
внимание |
на обогащение |
бором |
гео |
торым |
приурочены |
наиболее |
боро |
||||||||||
синклинальных фаций в связи с тем, |
носные |
воды. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
что |
аналогичные |
в |
лито логическом |
В свою очередь в каждом водо |
|||||||||||||
отношении |
породы |
|
платформенных |
носном комплексе наиболее боронос- |
|||||||||||||
фаций, как правило, не дают вы |
ными |
являются |
минерализованные |
||||||||||||||
сокобороносных |
углекислых вод. |
воды (рис. 60). |
Поэтому |
в |
каждой |
Большое значение в формировании бороносных вод имеет литологический состав пород. Наиболее высо кие содержания бора обычно характерны для углекислых вод, формирующихся в галогенных и пес- чано-глинистых породах геосинкли нальных фаций. Обогащение бором этих пород известно еще из работ
* В настоящее время известно, что в глинистых породах бор может нахо диться в следующих формах: а) в сорби рованном состоянии [89, 396—398]; б) в виде изоморфной примеси в глинистых минералах, особенно в иллитах [385]; в) в виде механической примеси различных боросодержащнх минералов; г) в виде бороорганпческих веществ.
198
В,мг/л
150,
130
1Z0
110
100
SO
ВО
70
63
sa
40
30
20|
10
5 |
I,-. |
i5 |
го |
и |
Рис. 60.
Связь содержанки бора с минерализа цией (М) углекислых вод Северного Кав каза.
Водоносные коішлексыі 1—кристаллические породы (AB. + PZ); 2 — те же кристаллические породы вблизи Эльбрусского очага четвертичного магма тизма; з — метаморфические и вулканогенные породы (PZ).
гидрогеологической структуре наи более бороносные углекислые воды приурочены к нижним гидрогеохи-
мическпм зонам, где ооычно развиты
Н С 0 3 - С 1 — N a и C l — Н С О 3 - N a во ды. В табл. 76 приведены содержа
ния бора в углекислых водах разных гидродинамических зон гидрогео логических структур некоторых регионов СССР.
Из табл. 76 видно, что по мере перехода вод от гидрокарбоиатпых кальциевых к хлоридным натриевым абсолютные содержания бора воз растают. Исходя из изложенного, понятно влияние гидродинамических условий формирования углекислых вод на пх бороносность. Гидрогеоло гические структуры гориоскладча тых сооружений относятся к числу малых структур и характеризуются
л относительно высокой гпдродинамич ностью, поэтому степень бороносности вод в этих структурах подвержена временным изменениям. Установле но, что гидрогеологические струк туры, в которых формируются угле кислые бороносные воды, являются относительно непромытыми. Эти воды возникают в самые ранние этапы гидрогеологического развития струк тур. По мере промываемости струк туры параллельно изменению общего химического состава от Cl—Na до
Т а б л и ц а 76 Содержание бора в углекислых водах разных гидродинамических зон (мг/л)
Количество Регионы анализов
|
Гидродинамические зоны |
|
верхняя |
средняя |
нижняя |
|
Химический состав вод |
|
Н С О , - С а |
Н С О з - N a |
H C O , - C l - N a |
Cl < 35% |
C l - H C O j - N a |
Малый Кавказ . . . |
214 |
0,01-15.8 (3.1) |
1,3-23,7 (9,2) |
1—500 (60) |
Большой Кавказ . . |
215 |
0,1-20 (6,65) |
3-200 (38,4) |
3-250 (39) |
Памир |
24 |
0,01—2,0 (0,7) |
0,5-20 (8,4) |
|
Тянь-Шань |
9 |
|
0,5—1.1 (0,7) |
1,15-8,0(1,4) |
Саяны |
5 |
0,13-0,18(0,15) |
|
|
Забайкалье . . . . . |
12 |
Не обн.—0,1 (0,05) |
|
|
Приморье |
29 |
Не обн.—0,2(0,05) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
199 |
|
HC03 —Ca происходит снижение |
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
их |
бороносности. Поэтому |
наиболее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
бороносные |
углекислые |
|
воды |
сосре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
доточены в наиболее глубоких, не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
промытых частях структур. В свою |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
очередь |
в |
каждой |
|
гидрогеологиче |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
ской структуре, в каждой гидрогео |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
химической зоне и в каждом водо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
носном комплексе увеличение на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
триевости вод способствует возраста |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
нию их бороносности. Наоборот, уве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
личение содержаний кальция с опре |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
деленного |
предела |
|
(обычно |
300— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
500 мг/л) приводит к снижению со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
держания бора (рис. 61). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
В |
заключение |
общей |
характери |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
стики |
углекислых |
бороносных |
вод |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
приведем |
данные |
о |
газовом |
|
составе |
|
|
о тяяттѵяттшжѵх <т « а імо |
wo |
|
|
||||||||||||||||
этих вод. Он обладает |
рядом |
специ |
|
|
|
|
|
РИС. 61. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
фических особенностей. В этих водах |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Связь |
средних |
содержаний |
бора |
с |
содер |
||||||||||||||||||||||
помимо углекислоты обычно в значи |
|||||||||||||||||||||||||||
жаниями Na+ + K + |
и Са 2 + |
в |
углекислых |
||||||||||||||||||||||||
тельных |
количествах |
присутствуют |
|
водах |
Большого и |
Малого |
Кавказа. |
||||||||||||||||||||
углеводороды |
— |
метан |
и |
другие, |
Связь с |
натрием: і |
— углекислые воды |
Боль |
|||||||||||||||||||
а иногда |
арсин |
(табл. 77). Больше |
|||||||||||||||||||||||||
шого |
Кавказа; |
2 — углекислые |
воды |
|
Малого |
||||||||||||||||||||||
того, обобщение материалов по газо |
Кавказа. Связь с кальцием: в — углекислые воды |
||||||||||||||||||||||||||
Большого Кавказа; 4 — углекислые воды Малого |
|||||||||||||||||||||||||||
вому |
составу |
углекислых |
боронос |
|
|
|
|
|
|
Кавказа. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ных вод сланцевых толщ показало, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
что |
между |
бороносностью |
углекис |
четвертичного и современного маг |
|||||||||||||||||||||||
лых вод и количеством в них метана |
матизма. В |
пределах гидрогеологи |
|||||||||||||||||||||||||
существует прямая связь — с ростом |
ческих структур горноскладчатых об |
||||||||||||||||||||||||||
содержаний метана в газовом составе |
ластей исключения из этого |
правила |
|||||||||||||||||||||||||
содержания |
бора |
в них возрастают. |
редки (к ним прежде всего относятся |
||||||||||||||||||||||||
И, наконец, рассмотрим связь боро |
углекислые |
воды |
некоторых |
нефтя |
|||||||||||||||||||||||
носности углекислых |
вод с магмати |
ных |
районов |
Крыма |
п |
Кавказа, |
|||||||||||||||||||||
ческими явлениями. В геохимической |
а |
также |
районов |
грязевого |
вулка |
||||||||||||||||||||||
литературе эта связь обычно подчер |
низма). Наш опыт |
изучения |
гидро |
||||||||||||||||||||||||
кивается многими авторами [92, 220]. |
геологических |
условий |
|
формирова |
|||||||||||||||||||||||
Мы |
проводили специально |
исследо |
ния углекислых бороносных вод мно |
||||||||||||||||||||||||
вание |
бороносности |
|
углекислых вод |
гих районов распространения угле |
|||||||||||||||||||||||
во |
многих |
районах |
четвертичного |
кислых вод СССР показал, что наи |
|||||||||||||||||||||||
магматизма и можем сообщить следу |
более бороносные воды формируются |
||||||||||||||||||||||||||
ющее: |
связь |
между |
|
бороносностью |
в |
условиях |
наложения |
|
магматизма |
||||||||||||||||||
углекислых вод и магматизмом безу |
на |
формирование |
углекислых |
вод |
|||||||||||||||||||||||
словно |
существует. Показателем та |
в |
вышеуказанных |
гидрогеологиче |
|||||||||||||||||||||||
кой связи является то, что наиболее |
ских структурах. Так, в пределах |
||||||||||||||||||||||||||
бороносные углекислые |
воды, |
содер |
Большого |
Кавказа |
углекислые |
воды |
|||||||||||||||||||||
жащие более 150—200 мг/л, известны |
с повышенными концентрациями бора |
||||||||||||||||||||||||||
преимущественно |
в районах |
поздне- |
(в абсолютном и относительном выра- |
с о
С- ттС
-90, |
1 1 |
1200 |
о |
СО 00 |
л |
о |
СО |
|
го |
|
|
Vf |
о |
о |
с о |
о |
|
СО |
г - |
Ü |
СП |
|
СО V* |
о |
о |
о |
||
CNÎ С<1 |
о |
|
|
|
|
|
МО |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
95« |
|
с— |
|
|
о |
|
|
|
о |
|
_^ |
оосо |
|
|
я |
|
; Ю СО -тч , |
|
||
|
' |
О |
О О |
|
|
|
О О О |
|
|
|
|
|
|
ми |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
CQ-0"! |
|
о ю |
о. |
|
о |
|
о со |
W |
||
|
Ю О |
° |
о t~ |
|
|
|
|
о ю |
|
Vf |
c o o |
M |
Ö |
|
Vf |
|
|||
о |
|
|
|
етга |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
X |
|
ce |
|
|
|
о |
|
|
+ |
и |
ч § |
§ сая |
|
|
a |
||
|
fed й |
со |
u
a u
женнях) концентрируются вокруг Эльбрусского и Казбекского очагов позднечетвертичиого магматизма, а также вокруг участков плиоценового неоинтрузивного магматизма. На рис. 60 и 62 впдно, что интенсивность накопления бора в углекислых во дах, формирующихся на участках молодого магматизма, резко возра стает, вследствие чего эти воды со держат непропорционально высокие (по отношению к минерализации и хлоридностп вод) содержания бора.
Важным вопросом является вопрос
о |
возрасте магматизма, влияющего |
на |
бороносиость углекислых вод. |
По нашим данным, нижним пределом возраста эффузивного магматизма яв ляется позднечетвертичный (плейст оцен), а пнтрузивного — позднечет вертичный (плиоцен). Существенной разницы между бороносностыо угле кислых вод районов современного магматизма и районов магматизма указанного возраста нет. Больше то го, углекислые воды ряда районов позднечетвертичиого (эффузивного) и позднетретичного (интрузивного) маг матизма могут быть более бороносными, чем воды районов современ ного магматизма. Примером таких районов являются Большой и Малый Кавказ, Карпаты, а также районы западных штатов США, углекислые воды которых содержат больше бора, чем углекислые воды некоторых райо
нов современного магматизма, |
таких, |
|
как Камчатка, Исландия и др. |
||
П р о и с х о ж д е н и е |
б о р а |
|
в э к с г а л я ц и я х |
и |
у г л е |
к и с л ы х в о д а х . |
Относительно |
|
происхождения бороносных |
эксга- |
ляций существуют различные точки зрения. На этот счет имеются два основных суждения:
а) бор эксгаляций имеет магма тическое происхождение, являясь первичным выделением магмы;
201
вm/ с г і о г
100
|
® |
|
|
® |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о \ |
ѳ |
® © |
|
© © |
© |
|
|
|
|
|
|||
> |
\ |
. |
ѳ |
|
® |
|
|
х |
ім® |
®@©ѳ |
|
||
о |
в |
^ Х ® 0©@ |
|
|
|
^ ^ |
е |
|
\ ^ |
|
|
© |
® |
|
|
|
„ |
° |
о |
о |
|
|
|
° |
|
со |
1,0
\
\\
© \
\
®I
о
о
•ѳ
|
|
|
|
|
|
|
° _ о |
0.). |
|
|
|
- J |
1_І |
I ' I 1000 |
• • 9 оі |
|
100 |
|
10000 |
||||
• |
1 |
• |
г |
о |
3 |
ѳ |
4 |
Рис. 62.
Изменение бор-хлорного отношенпя в углекислых водах Большого Кавказа в зависи мости от содержаний хлора в этих водах.
Водоносные комплексы: 1 — кристаллические породы (AR—PZ);2 — метаморфические и вулканогенные породы (Pz); з — песчано-сланцевые породы (J, + 4 — карбонатные породы (J , — Cr); s — угле кислые воды, формирующиеся вблизи Эльбрусского и Казбекского очагов позднечетвертичного маг матизма.
б) бор эксгаляций имеет термоме |
ющих |
пород, |
гидрогеологических |
||||
таморфическое происхождение. |
условий структур. Факты отсутст |
||||||
Роль названных источников в фор |
вия концентрированных |
бороносных |
|||||
мировании |
бороносных |
эксгаляций |
эксгаляций в |
районах |
современ |
||
изменяется в зависимости от стадии |
ного |
магматизма |
с малым количе |
||||
развития магматического |
очага, гео |
ством |
или |
с |
полным |
отсутст |
|
химических |
особенностей вмеща |
вием |
осадочных |
пород |
(Исландия, |