47. Побудова діаграм стійкості мінералів в координатах Eh-pH

іншими формами можуть сильно змінюватись в залежності від зовнішніх чинників, наприклад pH чи Eh:

(1) Так, Тип недисоційованих, або частково дисоційованих молекул і їх кількісні співвідношення з наприклад, в нейтральних водах (pH=7) концентрація Fe⁺³, якщо орієнтуватись на добуток розчинності (ДР_Fe(OH)3=4,5×10^-40), повинна змінюватись в межах 10^-16-10^-18 моль/л, тобто має бути дуже незначною. Насправді ж тоді як насправді їх ще менше, оскільки в природних водах переважають не іони Fe⁺³, а наступні форми - [Fe(OH)₃]⁰, [Fe(OH)₂]⁺, [Fe(OH)]²⁺, в співвідношенні: 9×10⁶ : 6×10⁶ : 3×10⁵ на один іон Fe⁺³.

(2) Так, згідно розрахунків Г.О.Глаголєвої, в сильно кислих водах зони окислення мідних родовищ більша частина міді знаходиться в формі недисоційованіх молекул CuSO₄⁰ (70-95%), а решта в формі Cu⁺² (14-30%) і CuHSO₄^- (1-25%). В лужних хлоридно-гідрокарбонатних водах зони відновлення головними формами знаходження міді є CuСO₃⁰ (15-40%), Cu(СO₃)₂^-2 (5-20%), CuOH⁺ (5-10%) тощо.

(3) О.С.Покровський та інші (Растворимость MnO₂ и формы нахождения Mn в водных растворах. - ДРАН. -1997. т.354, №3) провели дослід по визначенню залежності розчинності марганцю від лужно-кислотних умов середовища (див. Рис3.3)

Р ис 3.3 - Співставлення експериментальних і теоретичних даних по розчинності різних оксидів марганцю (за О.С.Покровським).

Рівноважні концентрації Mn в розчинах перевищували 10^-6 моль/л, тобто були значно вищими за розрахункові 10^-9 моль/л (отримані відповідно до реакції 2×Mn⁺² + 2H₂O + O₂ = 2×MnO₂ + 4×H⁺). Тобто, реальний ДР виявився значно вищим за теоретичний. А це значить, що в досліді, вірогідно, були присутні форми Mn(OH)₄⁰ і Mn(OH)₃⁺. А це значить, що при постановці досліду не були враховані форми знаходження марганцю, і, додамо, не вивчалась роль мікроорганізмів.

55. Гідротермальні геохімічні системи

Гідротермальні системи є основним джерелом Cu, Pb, Zn, Ag, Hg, Sb, Mo та інших кольорових, рідкісних, благородних металів, хризотил- азбесту, магнезиту, самоцвітів (гірський кришталь, аметист, опал тощо).

За температурним показником найповнішою є класифікація вод М.І.Толстіхіна (1970):

• від’ємнотемпературні води - кріопеги (0¼- 36°C);

• позитивнотемпературні води - пеги (0¼+20°C);

• термальні води (терми) теплі і гарячі (0¼+100°C);

• надгарячі (перегріті) води (супертерми) теплі і гарячі (+100¼+700°C);

• гарячі пари (газ і пар) - вапотерми (понад +700°C);

Промислова термальна класифікація, щоправда дещо інша (важливим чинником є і мінералізація вод):

• з температурою до +70°C - для гарячого водопостачання (парники, теплиці , ферми);

• з температурою від +70°C до +100°C - для опалення, гарячого водопостачання, вироблення електроенергії;

• з температурою понад +100°C - для вироблення електроенергії та теплопостачання.

За лужно-кислотними та окислювально-відновними умовами виділяють 12 класів сучасних гідротерм:

Таблиця 13.1 - Матрична систематика сучасних гідротерм (за О.І.Перельманом)

	Окислювальні	Відновні без сірководню (термальні глейові)	Відновні з сірководнем та його похідними (сірководневі і сульфідні)
Сильно кислі (pH=0,5-4)	1. Сильнокислі кисневі (кислі терми вулканічних областей)	5. Сильно кислі глейові (сильнокислі хлоридні розсоли платформ і передових прогинів)	9. Сильно кислі сірководневі (кислі фумароли вулканічних районів)
Слабко кислі (pH=4-6,5)	2. Слабко кислі кисневі	6. Слабко кислі глейові (слабко кислі розсоли Челекена - Закаспій)	10. Слабко кислі сірководневі (сірководневі води)
Нейтральні і слабко лужні (pH=6,5-8,5)	3. Нейтральні і слабко лужні кисневі	7. Нейтральні і слабко лужні глейові (азотнокислі гейзери Камчатки)	11. Нейтральні і слабко лужні сірководневі сульфідні (джерела Карлових Вар)
Сильно лужні (pH>8,5)	4. Сильно лужні кисневі	8. Сильно лужні азотні терми гранітоїдів та інших порід	12. Сильно лужні сірководнево-сульфідні (Тбіліські терми)

Солянокислі і сірчанокислі терми 1 класу збагачені Fe, Al, Zn, Pb, Cu. Кисень в систему поступає переважно з повітря та поверхневих вод. Величина Eh може сягати +1В (за рахунок впливу HF і HCl).

Сильно кислі і кислі глибинні гарячі артезіанські розсоли вилуговують із вміщуючих порід Fe, Mn, Sr, Ba, Pb, Zn, Cu . Багато металів утворюють розчинні хлоридні комплекси.

1. Джерела розчинів.

2. Джерела мінеральної речовини.

Так, для сульфідів, що виділяються з застигаючих гідротерм, послідовність кристалізації мінералів відповідає, згідно О.Є.Ферсмана, порядку зменшення теплоти їх утворення: Мо - Zn - Fe - Cd - Pd - Сu - Hg - Ag. У цьому ж напрямку зменшується різниця між атомними й іонними радіусами і, як наслідок, знижується спорідненість до кисню і зростає спорідненість із сіркою.

Гідротермальні системи поділяють на:

• області мобілізації металів і виникнення розчинів

• область транзиту

• область відкладення металів або відкладення руди

Джерела вод: метеорні (осадки), океанічні-фільтруються в породи дна, вилуговують певну кількість елементів, матаморфогенні, магматогенні.