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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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,