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

28

рот, в случае присутствия других ка­

динений. Например, по данным Г. С,

тионов растворимость флюорита

воз­

Савченко и И. В. Таианаева

[250],

растает, так как с возрастанием

ион­

в

присутствии

А1 3 +

происходит уве­

ной силы раствора уменьшаются ко­

личение

растворимости

флюорита

эффициенты

активности

кальция

и

вследствие

образования

фтороком-

фтора. В связи с этим максимальной

плексов

алюминия

CaF2 +

А1 3 + ^±

растворимости

флюорит достигает

в

< ± A 1 F + + C a 2 + .

,

растворах

с

большей

И О Н Н О Й

С И Л О Й

Процесс

гидратации

имеет

боль­

И

минимальным

коэффициентом

ак­

шое

значение

при

переходе

фтора

тивности.

Понятно,

Ч Т О

более

зна­ в воду из силикатов

и фосфатов. По

чительно ионная сила возрастает в

Е. И. Семенову

[256] [257] и М. Д.

случае присутствия

в водах

ионов

Дорфману (1962 г.), гидратация фтор-

с более высоким зарядом, так как

содержащих

силикатов

сопрово­

они создают более сильное поле. По­

ждается

выносом фтора. Например:

этому, например, растворимость флю­

Мусковит

орита в магниевых растворах (осо­

K A l 2 [ A l S i s O 1

0 ] F 2

—>•

бенно сульфатно-магниевых) боль­

шая,

чем в натриевых. Изложенное

Гпдромусковпт

относится только к растворам элек­

)- K < 1

A l 2

[ A l S i 3 ( 0 ,

О Н ) < 1

2

]

л • Н г О

тролитов

с

малой

концентрацией,

Биотит

для

которых

наиболее

применима

K M g 3 [ A l S i 3 O 1 0 ] F 2

— •

теория активности Дебая

— Хюк-

келя (ионная сила до 0,1). В более

Гидробиотит

концентрированных

растворах

рас­

*-K< ] L Mg3[AlSi3(0, О Н ) <

1

2

] л . Н 2

0 -

творимость

фторидов

подчинена не­

Как видно

из

приведенных

схем,

сколько иным

законам.

Разложение флюорита в зоне ги-

в результате процесса гидратации си­

пергенеза

заметно интенсифицирует­

ликатов

образуется

серия

обеднен­

ся в кислой и щелочной средах. Это

ных фтором или вовсе лишенных его

связано с

особенностями

гидролиза

минералов.

флюорита (в кислой среде — CaF2

+

Наиболее

устойчивыми

к

дей­

+

2Н + +± Са 2 +

+

2HF; в щелочной

ствию гипергенных факторов явля ­

среде — CaF2 +

20Н~ +± Са(ОН) 2 +

ются фторсодержащие фосфаты и в

+ 2F-).

частности фтор-апатит. Известно, что

Из этих реакций следует, что уве­

этот

минерал

хорошо

сохраняется

личение концентраций ионов Н +

и ио­

в

россыпях,

не

претерпевая

замет­

нов

О Н - должно

сдвигать

реакции

ных изменений. Но все же и апатит,

в

правую

сторону.

Помимо

этого

судя

по

последним

данным,

разла­

в кислой среде в присутствии окис­

гается в зоне гипергенеза. Он пре­

ляющихся

дисульфидов

разложение

образуется

следующим

образом:

флюорита

интенсифицируется

в свя­

Ca5 (P04 )3 F

+

З Н 2 0

~>-

5Са2 +

+

зи с процессом сернокислотного

раз­

+

ЗНРОГ

+

F" +

ЗОН". Исследо­

ложения: CaF2

+

H 2 S0 4

- > CaS04 -f

вания В. М. Валяшко, Л. Н . Когар-

-f- 2HF. Так же увеличивается

рас­

ко и И. Л.

Ходаковского

[43] пока­

творимость флюорита в случае при­

зали, что из всех апатитов

(F-апатит,

сутствия

в водах элементов-ком-

С1-апатит,

ОН-апатит)

наиболее

плексообразователей,

образующих

устойчивым является F-апатит. При

с фтором устойчивые комплексы сое­

этом его растворимость падает с уве-

29

личѳнием

температуры. Поэтому хо­

фтора в грунтовых водах влияют го­

лодные воды обладают

максимальной

ризонтальная

гидро reo химическая

способностью извлекать фтор и фос­

зональность грунтовых вод, условия

фат из апатитов.

геохимического

ландшафта,

содер­

жания фтора в водовмещающих по­

родах, минерализация и химический

ОБЩИЕ

СВЕДЕНИЯ

состав вод.

О ФОНОВЫХ СОДЕРЖАНИЯХ ФТОРА

Содержания фтора

так же, как и

В ГРУНТОВЫХ ВОДАХ

основных макрокомпонентов

химиче­

Содержание фтора в грунтовых во­

ского состава

грунтовых вод, под­

дах колеблется от сотых долей мил­

вержены гидрогеохимической зональ­

лиграммов на

литр до нескольких

ности. В табл. 5 приведены сведения

граммов на литр. На распространение

о

распространении

фтора

в грун-

Содержание фтора в грунтовых водах

Т а б л и ц а 5

Район

Ландшафт

Содержание

Источник сведений

фтора, мг/л

З о н а г р у н т о в ы х в о д в ы щ е л а ч и в а н и я

Памир. Базардаринский

хре­

Высокогорный

<0,2

Данные

автора

бет

<0,2

Тянь-Шань. Гиссарский хребет

»

Туркестанский »

<0,2

»

Чаткальский

»

Горно-луговой

<0,2

Хребет Нура-Тау

»

»

Не обн. —0.2

Кольский п-ов. Ловозерский

Тундровый

<0,2

массив

Кольский п-ов. Хибинский

»

<0,2

массив

Го рно-лесной

»

»

Урал Вишневые

горы

<0,4

Западное Забайкалье

Горно-таежный

0,4—0,6

»

»

Приморье

»

»

0,2—0.5

»

»

Якутия

Таежно-мерзлот-

<0,2

A. Анисимова, 1958

ный

Амурская обл. Горные районы

Горно-таежный

<0,2

П. Ф. Обухова,

1962 г.

Белорусское полесье

Не обн. —0,2

П. В . Остапеня, 1959 г.

Закарпатье

0,02—0.15

B . М. Мищенко, 1960 г.

Восточный

Казахстан. Горные

До 0,17

Г. А. Шестакова, 1961 г.

районы

Горно-Алтайская

область

0,1^0,85

М.

Г.

Коломийпева,

1962

г.

З о н а

г р у н т о в ы х в о д к о н т и н е н т а л ь н о г о

з а с о л е н и я

Тянь-Шань. Могол-Тау

Сухостепной

0,3—0,6

Данные

автора

»

Зирабулакский

»

go 0,8

»

»

хребет

Пустынный

Кызыл-Кумы. Алтын-Тау

2,5

Казахстан.

Солянокупольная

Сухостепной

1

структура

Узбекистан. Низменные

рай­

0,1—2,0

А.

3.

Захидов, В. Е .

оны

Назырова, 1959 г.

Казахстан

0,2-5.0

[172]

30

товых водах зон выщелачивания и

ра в них возрастают, т. е. в общем

континентального

засоления.

Из

случае содержания фтора в грунто­

таблицы видно, что содержания

фто­

вых водах увеличиваются на участ­

ра в грунтовых

водах континенталь­

ках, характеризующихся

повышен­

ного

засоления

выше, чем в грунто­

ной минерализацией вод. Поскольку

вых водах зоны выщелачивания. Да­

грунтовые воды геохимических ланд­

лее, в зависимости от климатических,

шафтов зоны континентального засо­

почвенных и других условий каждый

ления обладают более высокой ми­

геохимический

ландшафт

в преде­

нерализацией, то и уровень

фоновых

лах

рассмотренных

зон

грунтовых

содержаний фтора в этих водах соот­

вод может обладать своими наиболее

ветственно

повышен.

распространенными

содержаниями

На

фоне

общего

возрастания со­

фтора в водах. Из табл. 5 нетрудно

держаний фтора в водах по мере

заметить, что наиболее низкие со­

перехода от геохимических ландшаф­

держания фтора характерны для вод

тов зоны выщелачивания к ланд­

высокогорных,

тундровых,

таеж-

шафтам

зоны

континентального за­

но-мерзлотных,. горно-таежных лан­

соления обычно наблюдается локаль­

дшафтов, а наиболее высокие — для

ное

влияние

пород,

обогащенных

сухо степных и пустынных

ландшаф­

фтором. Пример этому — воды фто­

тов. Повсеместно в отдельных рай­

роносных провинций, в которых уро­

онах со сменой

ландшафтно-геохимп-

вень

содержаний

фтора

непропор­

ческой обстановки изменяются и со­

ционально повышен. Например, в За­

держания фтора в водах. Особенно

байкалье содержания фтора в водое­

типично

это для Средней Азии, где

мах мезозойских гранитоидов, явля­

со сменой ландшафтов — от высоко­

ющихся рудообразующими для флюо-

горных до сухо степных

—

содержа­

ритовой

минерализации,

увеличива­

ния фтора

изменяются от 0,2 до 2—

ются до 0,7 мг/л (при обычном со­

3 мг/л. Аналогичные явления наблю­

держании 0,2—0,5 мг/л). В Казах­

даются и в других

регионах (Казах­

стане, по данным А. Н. Крепкогор-

стан, Забайкалье).

ского и Л. Н. Богусевпч

[172], наи­

Таким

образом,

в

распределении

более высокими содержаниями фтора

фтора в грунтовых водах наблюдает­

обладают воды коры

выветривания

ся региональная закономерность, вы­

палеозойских

гранитоидов.

Анало­

ражающаяся

в

том,

что

по

мере

гичные

особенности

распределения

перехода от гумидных областей к

фтора описаны М. Флейшер [377]

аридным

и

от

горных

зон к

низ­

на примере подземных вод США. По

менностям

наблюдается

увеличение

его данным,

максимальные

средние

содержаний фтора. Это связано

глав­

содержания фтора (0,9 мг/л) харак­

ным образом с закономерными Изме­

терны для вод гранитов,

минималь­

нениями

химического

состава

и ми­

ные

(0,1—0,3 мг/л) — для

вод из­

нерализации

вод.

Будучи

относи­

вестняков и андезитов.

тельно хорошим мигрантом в под­

Наиболее

высокие

фоновые содер­

земных водах, фтор способен нака­

жания фтора в грунтовых водах фто­

пливаться в них с ростом их мине­

роносных провинций в зоне конти­

рализации. Грунтовые воды в ос­

нентального

засоления

—

до не­

новном далеки от насыщения фтором.

скольких миллиграммов на литр.

Поэтому при увеличении минерализа­

Фоновые содержания фтора в грун­

ции грунтовых

вод содержания фто­

товых

водах

приведены

в

табл. 6.