Файл: Баранов, В. И. Радиогеология учебник.pdf

Основную массу радиоактивных изотопов, поступающих в оке­ ан из атмосферы, составляют продукты атмосферных ядерных ре­ акций и продукты распада радона. Среди последних одно из ос­ новных мест занимает 2 1 0 Pb (RaD). Его активность в океанической

Континентальные воды

Поверхностные воды. В воде рек п озер содержатся практи­ чески те же радиоактивные элементы, которые отмечены в воде океанов. Их концентрации для поверхностных (табл. 9) континен­

т а б л и ц а 9

Среднее содержание естественных радиоактивных изотопов и изотопные отношения в континентальных водах

тальных вод отличаются большим разнообразием. Содержание урана в речной воде варьирует от я-10 8 до я -10~5 г/л, в озерной — от я-10~8 до я - Ю - 4 г/л. На концентрацию урана в озерах сильно

86

влияет речной сток, осаждение с донными илами, а также выщела­ чивание из пород с повышенной концентрацией урана. Распреде­ ление концентрации урана в водах малых речек от верховьев к устью также зависит от коцентрацин урана в окружающих поро­ дах и может служить поисковым признаком урановых месторож­ дении.

Для районов с нормальной концентрацией урана в породах очень большое влияние на содержание урана в поверхностных водах оказывает климат. В водах гумидных областей, характери­ зующихся большим количеством атмосферных осадков, концент­ рация урана наиболее низкая, в водах жарких и засушливых

ников, содержание урана равно я-10~7 г/л, в среднем течении оно поднимается до 3-10~5, а в нижнем течении, проходящем через зо­

Отношение тория к урану в поверхностных континентальных водах обычно меньше единицы и чаще не превышает 0,1. Исключение составляют истоки ручьев, дренирующих породы с.высоким (боль­ ше 10) торий-урановым отношением. Самые высокие отношения,

ндов с высоким торий-урановым отношением, содержание тория уменьшается по мере удаления от истоков на протяжении первого километра от 2 - Ю - 7 до 0,6-10~7 г/л, а отношение Th/U — от 2,8 до 0,2.

Значительная доля урана и тория, переносимых реками, пе­ ремещается с тонкой взвесью. Исследования показали, что реки умеренной климатической зоны могут переносить с тонкой взвесью глинистых минералов до 90% урана и, видимо, тория.

Продукты распада урана и тория содержатся в поверхностных континентальных водах в количествах, не соответствующих радио­ активному равновесию с материнскими изотопами. Уран-234, как правило, преобладает над равновесной с ураном-238 концентраци­ ей. Отношение ^з<iu/238U обычно находится в '.пределах 1,1 —1,3 в единицах активности. В небольших горных речках иногда отме­ чается увеличение концентрации 2 3 4 U , и отношение изотопов ура­ на превышает 2.

87

онах урановых месторождений поверхностные воды имеют более высокие концентрации радия — до 1 0 _ и г/л. Отношение Ra/U подвержено сильным колебаниям. В истоках ручьев, питающихся водами выщелачивания, это отношение обычно превышает равно­ весное иногда в несколько раз за счет более интенсивного выщела­ чивания радия по сравнению с ураном. По мере удаления от ис­

тория основная активность приходится на долю мезотория I (2 2 8 Ra). Его отношение к торию в равновесных единицах всегда больше 1.

центрации продуктов атмосферных ядерных реакций. Так, содер­

хорошо изучена в отношении урана. По данным А. И. Германова (1962), содержание урана в подземных водах варьирует в широких пределах: от Ы 0 ~ 8 до 2 г/л. Наиболее высокие концентрации об­ наружены в кислых рудничных водах. В нижней части подземной гидросферы преобладают восстановительные условия. Воды ха­ рактеризуются низким значением' окислительно-восстановительно­ го потенциала (от —50 до —400 мв), часто содержат углеводород­ ные газы, органическое вещество. Для этих вод характерны низ­ кие концентрации урана: М О - 8 — М О - 6 г/л. Низкие концентрации урана в подобном типе вод отмечены даже тогда, когда воды со­ прикасаются с урановыми рудами. Надо отметить, что в этом слу-

88

чае в них содержатся аномально высокие концентрации радия и

сивного водообмена древние рассольные воды вытесняются прес­ ными инфильтрационными, смешиваются с ними. Для вод таких

в них не однозначно: с одной стороны, повышение температуры во­ ды увеличивает количество урана, выщелачиваемого и растворяе­ мого из пород; с другой — более горячие воды являются часто более глубинными, находятся в более восстановительных условиях, чем менее горячие.

В верхней части гидросферы континентальных массивов, в зо­ не активного водообмена, преобладает окислительная обстановка. Выщелачивание и миграция урана происходят наиболее интенсив­ но. Разница между концентрациями урана безрудных зон и зон урановой минерализации проявляется наиболее резко. На этих во­ дах, так же как и на поверхностных, сказывается влияние клима­ та. Содержание урана в водах зоны активного водообмена для районов влажного климата значительно ниже, чем в водах засуш­ ливых районов. Это проявляется и в горных районах с вертикаль­ ной климатической зональностью.

Значительно меньше изучены продукты распада урана в под­ земных водах.

Цифры по изотопному составу урана подземных вод достаточ­ но разрознены. Для большинства подземных вод, вскрытых сква­ жинами или выходящих на поверхность, были отмечены отноше­

ных единицах). Более высокие значения этого отношения' отме­

В. М. Купцовым и В. В. Чердынцевым в фумаролах и горячих ис­ точниках Камчатки.

89=

Содержание иония в подземных водах изучено слабо. Немно­ гочисленные данные по ионию показывают, что во всех без исклю­ чения пробах отмечается резкий его дефицит по сравнению с равно­ весным ураном. Среднее значение, по имеющимся данным, близко к 0,05 в равновесных единицах.

Значительно больше изучено содержание радия в подземных водах. Радий в подземных водах хорошо коррелируется с общей минерализацией вод. Наиболее низкие концентрации радия отме­

дия в некоторых случаях достигает /г - Ю - 9 г/л. В таких водах кон­ центрацию радия в значительной степени определяет их химиче­ ский состав. В минерализованных водах осадочных пород высокие концентрации радия ( п - 1 0 - 1 1 — ?г-10~9 г/л) отмечаются только для хлоридно-натрпево-кальцневых вод. В сульфатных, гидрокарбоиатных и чистых хлоридно-натриевых водах концентрация радия на­ ходится в пределах п - Ю - 1 2 — п - Ю - 1 3 г/л.

По данным А. Н. Токарева и А. В. Щербакова, повышенные концентрации радия (порядка /г-10- 1 1 г/л) нередко отмечаются в углекислых гидрокарбонатно-кальциевых водах, связанных с кислы­ ми магматическими породами. В слабоминерализоваиных холод­ ных и термальных неуглекнслых водах гранитных массивов со­ держание радия обычно не превышает 1 -10~1 2 —2-Ю- 1 2 г/л. Са­ мые высокие концентрации радия за пределами урановых место­ рождений встречаются в осадочных породах закрытых структур и часто приурочены к нефтяным и газовым месторождениям. Это пластовые или пластово-трещинные воды, имеющие региональное распространение и отличающиеся застойным или слабоподвижным режимом. По химическому составу они относятся к бессульфатным

Содержание урана и радия (г/л) в пластовых водах нефтяных месторождений (по Ф. А. Алексееву,

вед. равновес­ ного урана

90