Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Крайнов, С. Р. Геохимия редких элементов в подземных водах (в связи с геохимическими поисками месторождений)

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
15.7 Mб
Скачать

ние карбоната и, наоборот, карбонатизация боратов более вероятна, чем их огипсование.

Важнейшим процессом, приводя­ щим к выводу бора из водных рас­ творов, является сорбция. Еще В . Гольдшмидт и К. Петере [89] отметили возможность сорбции бора глинами и гидроокислами железа.

Многочисленные эмпирические данные свидетельствуют о том, что глины, гидроокислы железа, мар­ ганца, магния сорбируют бор, но сущность этого процесса еще не­ ясна. Проведенные в последнее время работы позволяют до некоторой сте­ пени приблизиться к пониманию про­ цесса сорбции указанными сор­ бентами. В. А. Поляков, производив­ ший экспериментальные работы по сорбции бора гидроокислами железа, установил, что бор, находящийся в растворе от 4 до 20 мг/л, с наи­ большей интенсивностью сорби­ руется в интервалах pH 4—7, при этом в растворах, содержащих суль­ фат-ион, интенсивность сорбции рез­ ко снижается (рис. 56). Сорбция бора гпдроокислами железа находит отра­ жение в обогащении им гидрогетитов, образующихся в начальные ста­ дии окисления магнезиально-желе- зистых боратов [2].

Следует также отметить возмож­ ность изоморфного осаждения бора при выпадении карбонатов и суль­ фатов. А. М. Иванов [130] и В. А. Го­ ловко [87] обращают внимание на вероятность гетеровалентиого изо­ морфизма между анионом ВО|~, с од­ ной стороны, и СО|~ и SO"",—с другой

( R B 0 | - 2,68 А°; R s o f - 2,95 А"; Н с о Г 2,57 А°).

В отдельных районах распростра­ нения углекислых термальных вод, насыщенных бором, большую роль в формировании скоплений боратов

185

%

pH

Рис. 56.

Осаждение бора (BOf~) осадком гидро­ окиси железа (по экспериментам В. А. По­ лякова).

Содержания компонентов в растворе

(мг/л): і

ВОЗ- — 1,

F e 3 + — 250; 2 — В О |

20, Fe"*

250; S — B O S - — i ,

S O * - — 20, F e , +

— 100; 4 —

В О З - — 20, F e 3 +

— 2 5 0 . S O 2 - —

100.

 

имеет

процесс

политермического

осаждения бора на участках раз­ грузки этих вод. Выпадение бора в данном случае происходит вслед­ ствие быстрого охлаждения бороносных вод на поверхности [92]. Растворимость боратов с уменьше­ нием температуры снижается, по­ этому резкое охлаждение бороносных вод, приводя к достижению предела растворимости отдельных боратов, вызывает выпадение их из раствора. Отложение термальными водами осадков, обогащенных бором, — достаточно распространенное явле­ ние. Оно связано не только ,с политермичеекпм осаждением боратов, но и с соосаждением бора многими ново­ образованиями, формирующимися на участках разгрузки углекислых терм (карбонаты кальция, гидро­ окислы железа и пр.). Поэтому травертины углекислых термальных вод всегда в той или иной мере обогащены бором. Например, в тра-

вертинах

Верхне-Кармадонских

термальных

вод

содержания бора

достигают 0,15%

(НВ0 2 ) .

186

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЕОХИМИЯ БОРА

 

 

 

 

 

единений

бора. Поэтому

он

обычно

В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

 

 

 

 

проявляет

тенденцию

к

 

накоплению

РАЙОНОВ ЕГО МЕСТОРОЖДЕНИЙ

 

 

 

 

 

в подземных водах с ростом их

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вначале

 

рассмотрим фоновые со­

минерализации

 

и,

. как

следствие

держания бора в подземных (пре­

этого,

отражает

общую

 

гидрогеохи­

имущественно

грунтовых)

водах

мическую

зональность

 

грунтовых

районов

месторождений

бора.

На

вод.

 

Горизонтальная

 

 

зональность

эти содержания влияют горизонталь­

распределения

бора в грунтовых во­

ная

гидрогеохимическая

зональ­

дах находит отражение и в распре­

ность

грунтовых вод, условия

гео­

делении бора в поверхностных во­

химического ландшафта,

геохими­

дах. Как известно, в питании по­

ческие

особенности

водовмещающих

верхностных

 

потоков

 

грунтовые

пород,

химический состав и

минера­

воды имеют большое значение. По­

лизация грунтовых вод."

 

 

 

этому

рекн

и

ручьи,

собирающие

Г о р и з о н т а л ь н а я

 

г и ­

свои

 

воды

в

зоне

континентального

д р о г е о х и м и ч е с к а я

 

з о ­

засоления,

 

обладают

большим

со­

н а л ь н о с т ь

 

г р у н т о в ы х

держанием

 

бора.

Например,

реки

в о д .

В

табл.

69 приводится

рас­

Арало-Касппйского

 

бассейна

 

со­

пространение бора в грунтовых во­

держат бор ' в количествах 0,05—

дах зон выщелачивания и засоления.

0,1

мг/л

 

против

0,008-0,02

мг/л

Фоновые содержания бора в грунто­

в водах рек бассейнов

 

Балтийского,

вых водах

зоны

континентального

Баренцова, Белого и Карского мо­

засоления

 

значительно

превышают

рей

[155].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

его содержания в водах зоны вътще-

У с л о в и я

 

 

г е о х и м и ч е ­

лачпвания

(см. табл. 69). Главная

с к о г о

л а н д ш а ф т а . В

зави­

причина

этого — относительно

вы­

симости

от климатических,

почвен­

сокая

растворимость

многих

со-

ных,

 

литологических,

 

гидрохими-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л п ц а

69

 

 

 

 

Фоновые

содержанля бора в грунтовых

водах

 

 

 

 

 

 

 

Район

 

 

Химический тип

Минерализация,

 

Содержание

Источник

сведений

 

 

 

воды

 

 

м г / л

 

 

бора, мг/л

З о н а

Приморский край Урал Памир

Тянь-Шань . . . .

Якутия

гр у н т о в ы х

НС О з - С а

НС О з - С а

НС 0 3 — C a

НС О з - С а

НС О з - С а

в о д До 200

»500

»150

»500

»200

в ы щ е л а ч и в а н и я

 

Не обн. —0,01

Данные

автора

Следы—0,2

Б. А. Воротников

<0,01

Данные

автора

<0,01

»

»

<0,01

С. Д . Капранов

З о н а

г р у н т о в ы х

в о д

з а с о л е н и я

 

Казахстан

S 0 4 - -Na

До

3000

До

1,0

Данные автора

 

С1- -Na

»

10 000

»

8,0

 

 

С1- -Na

»

20000

»

10,0

 

 

С1- -Na

»

4000—

»

10—15

 

 

 

—50 000

 

 

 

 

C l - N a

»

350 000

»

30-50

 

ческих и других условии каждый геохимический ландшафт в пределах отдельных гидро reo химических зон грунтовых вод (особенно в зоне кон­ тинентального засоления) может обладать своими фоновыми содержа­ ниями бора (табл. 70). Большое зна­ чение в формировании фоновых со­ держаний бора в грунтовых водах различных ландшафтов имеют осо­ бенности почв, роль которых может проявляться в двух главных напра­ влениях. В тундровых, таежно-мерз- лотных, в лесных ландшафтах (кис­

лых

классов)

особенности

почв

способствуют увеличению

агрессив­

ности

грунтовых

вод, что

приводит

к

усиленному выщелачиванию

бора

из

пород. Наоборот, в сухостепных

и пустынных ландшафтах почвы яв­ ляются одним из источников, поставляющих бор в грунтовые воды. Это объясняется повышенной боро-

носностыо

почв этих

ландшафтов

(А. П. Виноградов, [57]).

 

Г е о х и м и ч е с к и е

о с о ­

б е н н о с т и

в о д о в м е щ а -

ю щ и х

п о р о д .

В

зависимости

от

геохимических

особенностей по­

род

района бороносность формиру­

ющихся в них грунтовых вод может быть различной. В грунтовых водах участков пород, обогащенных ми­ нералами бора (боратами и боросиликатами), содержание бора резко увеличивается. Увеличение содержа­ ний бора также наблюдается:

а) в грунтовых водах массивов серпентинизированных ультраоснов­ ных пород до 0,5—1,0 мг/л против 0,01 мг/л и менее в водах, вмеща­ ющих эти массивы пород;

б) в водах пород, обогащенных ди­ сульфидами (увеличение содержа­ ний бора в данном случае обусло­ влено действием возникающих при окислении дисульфидов растворов на рудовмещающие породы) и т. д.

187

Т а б л и ц а 70

Типичные фоновые содержания бора в грунтовых водах основных типов геохимических ландшафтов СССР

Зона

Геохимические

ландшафты

грунтовых

(по А. И. Перель-

вод

ману)

Выщела­

Тундровые

ландшаф­

чивания

ты

 

 

 

 

 

Таежно-мерзлотные

 

ландшафты

 

 

 

а)

кислого

клас­

 

 

са (на

силикат­

 

 

ных

породах)

 

б)

кальциевого

 

 

класса

(на кар­

 

 

бонатных поро­

 

 

дах)

 

 

 

 

Лесные

ландшафты

 

без

мерзлоты

 

 

а)

кислого

клас­

 

 

са (на

силикат­

 

 

ных

породах)

 

б)

кальциевого

 

 

класса

(на кар­

 

 

бонатных

поро­

 

 

дах)

 

 

 

 

Горно-лесные

 

ланд­

 

шафты

 

 

 

 

Горно-луговые

ланд­

 

шафты

 

 

 

 

Высокогорные

ланд­

 

шафты

 

 

 

Конти­

Степные и горно-степ­

ненталь­

ные

ландшафты

ного за­

Сухостепныѳ

и

пу­

соления

стынные

ландшаф­

 

ты

 

 

 

 

Далее рассмотрим геохимию бора в водах его месторождений. Из ме­ сторождений бора в настоящее время наибольшее значение имеют гало­ генные месторождения, месторожде­ ния боросиликатов и гипогенных бо­ ратов в скарнах, а также вулкано-

генно-осадочные

месторождения

(в США).

 

 

 

Среди

месторождений

галоген­

ного типа

крупнейшими

являются

188

 

 

 

 

 

 

 

 

месторождения,

расположенные

шляпе

образуют

тела

линзовидной

в аридной зоне СССР. Они при­

формы.

Основными рудными мине­

урочены к сводовой части крупной

ралами этих месторождений являют­

солянокупольной

структуры,

ядро

ся магнезиальные (ашарит), каль-

которой

сложено

пермскими

гало­

циево-магниевые (иньоит, пандер-

генными

образованиями.

Комплекс

мит, колеманит) и натриево-каль­

галогенных пород состоит из камен­

циевые

(улексит)

бораты. Содержа­

ной соли, калийных и магниевых

ние бора в рудных телах этого типа

солей, гипсов, боратов, глин. Соля­

месторождений

обычно

составляет

ные отложения перекрываются с по­

целые проценты и десятки процен­

верхности мощной

толщей

элювия.

тов.

 

 

 

В его составе преобладают менее

Действие

инфильтрующихся

под­

растворимые

остатки

солей — гипс

земных вод на бораты вызывает про­

и бораты. Эти отложения

составляют

цессы их растворения и гидролиза.

гипсовую

шляпу

соляного

ку­

Вследствие

этого

образуются

новые,

пола — кэпрок.

 

 

 

 

более устойчивые в данных усло­

Основными

типами

 

месторожде­

виях

минералы. Образование

 

новых

ний в пределах

солянокупольной

минералогических

форм

боратов

структуры являются

первично о са­

прп

изменении

первичных

боратов

дочные

месторождения,

заключен­

соляной толщи в значительной сте­

ные в галогенной толще, л вто­

пени

определяется

химизмом

вод,

ричные,

являющиеся

 

результатом

участвующих в

преобразовании бо­

выветривания

и

 

переотложения

ратов. Так, например, близ соляного

рудного

вещества,

заключенного

зеркала в

пределах

основного

водо­

впервичных галогенных толщах. носного горизонта калиборит под

Главные рудные минералы первично-

действием

 

хлоридных

 

натриевых

осадочных месторождений — магне­

вод преобразуется в ашарит и уле­

зиальные бораты (борацит, калнбо-

ксит. Последний, попадая в при­

рит, преображенскит и др.). Наи­

поверхностные

условия

и

подверга­

более насыщены боратамп горизонты

ясь действию кальциевых вод гип­

калийных

солей.

Содержания

бора

совой шляпы, преобразуется в более

в породах достигают целых процен­

устойчивые

в

данном

химическом

тов.

Месторождения

вторичных

типе вод кальциевые бораты (инь­

боратов

сосредоточены

в

гипсовой

оит,

колеманит

и

др.).

Ашарит,

шляпе

соляных

куполов.

Возник­

попадая в сферу деятельности обо­

новение

этих

месторождений

свя­

гащенных

углекислотой

и

кальцием

зано с

воздействием поверхностных

вод, или также преобразуется в ко­

вод и прочих агентов выветривания

леманит, иньонит, пандермит и дру­

на первичную

бороносную

соляную

гие кальциевые бораты, или карбо-

толщу. Подземные воды,

взаимодей­

натизируется. В конечном итоге бо-

ствуя с первичными солями, обога­

ратовые

 

залежи

карбонатизируют-

щенными

бором,

преобразуют

их,

ся, а бор поступает в водную сферу

вынося

хорошо

растворимые

соли

миграции.

Абсолютные

содержания

(хлористый натрий и др.) и

оставляя

бора в водах галогенных боратов

на месте

менее

растворимые гипсы,

обычно

значительны

(наиболее

рас­

а также натриево-кальциевые и каль-

пространенные содержания п — n х

циево-магниевые бораты. Скопле­

X

10

мг/л).

Распределение

бора

ния вторичных

боратов

в

гипсовой

в подземных

водах

галогенных

ме-

189

в.%

to.

0.001

 

1

 

 

1

г

 

1

 

 

1

 

 

і

 

 

1

 

I , ,

Î1

 

 

і

 

0 „ 1 2 3 4 5 >5

 

0 1 1 2

3

'.мг/л

 

 

 

 

90 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«H

 

 

і,мг/л

 

 

 

 

 

IL

2 3

 

 

 

 

 

 

0 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

57.

 

 

 

Гистограммы

распределения бора в под­

 

 

 

земных

водах.

 

 

 

I — грунтовые

воды: а — галогенные месторож­

дения

(п =

229);

б—гипогенггые

месторожде­

ния ( п = 2 3 2 ) ; И

углекислые воды: а — Боль­

шой

Кавкав

(п

=

167);

6 — Малый

Кавказ

(п =

198);

в Памир,

Тянь-Шань

(п =

36);

г — Забайкалье(п =

15);ö Приморье ( п =

29).

о.оооі,

10000

»0000

М,нг/л

 

Рис, 58.

Изменение концентраций бора (% к мине­ рализации) в грунтовых водах гипогенных (1) и галогенных (2) месторождений

взависимости от минерализации этих

вод.

сторошдений представлено на рис. 57, а его содержания в водах различных горизонтов бороносной соляно-купольной структуры можно видеть в табл. 71. Несмотря на отно­

сительно

высокие содержания бора

в водах

галогенных

месторождений,

его

относительные

концентрации

(%

к

минерализации)

невелики

(обычно < 0,1%). В частности они гораздо меньше аналогичных кон­ центраций бора в мало минерализо­ ванных водах галогенных место­ рождений, при этом происходит за­ кономерное снижение концентраций с ростом минерализации подземных вод (рис. 58). Имеются две основные причины этого. Первая причина — больший Кр макрокомпонентов в сис­ теме вода — порода; вторая — влияние кальция на миграцию бора (рис. 59). В пределах изучавшейся соляноку-

es

c o o

CO

я

p.

I

Иоо

' К

г -

ся-т

О

о *

о

со

о

 

 

 

І я

 

 

 

О

 

 

 

о

 

 

 

а

 

 

 

1

 

 

 

с * *

 

 

 

о

 

 

 

+

fco

 

 

<=>o

 

 

 

« C O

+

I г-

ю с —

'S

 

 

 

Оо о

+

 

A S S 0 « •

в j.«

 

 

 

H o b o .

23С

 

S и g «

С О Q.CQ

 

 

 

C3 О о

 

Р.

 

sfgg :§* g :а

3 •

 

 

S Р t. U

 

 

 

 

Й O f .

«se- :

 

и о

и

0,8 с g .

й к о

 

g и р •

Б)

И О Н е

a S и

 

а

и s .

 

S ™ ° 3

« о R

 

5 я „ о З

£.-айм а

™«3 '

 

S S 5 с

S S « « ?

о a ag

 

3

я « я ю В

се 00 о

 

 

 

К

 

 

 

 

 

пло в

2000 Са,нг/л

Рис. 59.

Связь между концентрацией бора (% к ми­ нерализации) и содержанием кальция в подземных водах галогенных месторожде­ ний.

1 — пластово-трещинные напорные воды мезозой­ ского обрамления солянокупольной структуры. Воды основного водоносного горизонта гипсовой шляпы: 2 — вне месторождений боратов; 3 — в пределах месторождений боратов.

польнои структуры широко рас­ пространены новообразования кальциевых боратов в гипсовой шля­ пе. Представляло интерес выяснение гидрогеохимических условий, в ко­ торых происходят эти новообразова­ ния, а также установить, какие про­ цессы преобладают. Из данных рис. 55 следует, что в системе бо­ рат — гипс существуют два типа вод. Для первого типа, преоблада­ ющего в пределах месторождений, характерно замещение бората гип­ сом. Это воды с относительно не-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

191

высоким содержанием бора, S04—Ca

горных

ландшафтах,

 

грунтовые

состава

и

минерализацией

 

менее

воды которых имеют обычно гидро­

6 г/л. Второй тип вод менее распро­

карбонатный

кальциевый

 

состав

страненный.

Для

него

 

характерно

и

 

 

небольшую

 

минерализацию

замещение

гипса

боратом.

Актив­

( <

1000

мг/л).

Реакция

 

этих

вод

ность бора в этих водах больше, чем

в

большинстве случаев

слабокислая

необходимо

для

сосуществования

и околонейтральная. Как уже было

гипса и бората. Такие воды встре­

сказано, гипогенные бораты и боро­

чаются спорадически в пределах все­

силикаты

относительно

устойчивы

го

 

гидрогеологического

 

разреза

в

 

зоне

гипергенеза.

В

 

сочетанни

(в том числе и в его верхней части,

с

малой

минерализацией

подземных

где

вследствие

испарительного

кон­

вод

месторождений

это

определяет

центрирования

содержания

 

бора

относительно

незначительные

абсо­

в

водах

значительно

возрастают).

лютные содержания в них бора. Из

В

этих

же

водах

произведение

гистограммы на рис. 57 видно, что

яса«+ • ß B i O ? ~

обычно

 

превышает

наиболее

распространенные

содер­

10-М (ПРсаВ.0,)-

 

 

 

 

 

жания бора в водах гипогенных ме­

Что же касается системы СаВ4 07

сторождений

составляют

 

0,п

мг/л

СаС03 , то в водах месторождений

при максимуме 10—15 мг/л (табл. 72).

равновесие резко сдвинуто в сторону

Содержания бора в подземных водах

процесса

карбонатизации

боратов.

обычно увеличиваются с ростом об­

Активности бора в этой системе да­

щей минерализации вод, но умень­

леко

недостаточны

для

сосущество­

шаются прн возрастании в них со­

вания в ней карбоната кальция и бо­

держаний кальция. Поэтому отно­

рата (см. рис. 55).

 

 

 

 

 

сительные концентрации бора в бо­

Подземные

воды

г и п о г е н-

лее

 

минерализованных

 

грунтовых

н ы х м е с т о р о ж д е н и й

имеют

водах зоны

континентального

засо­

гораздо меньшие абсолютные

содер­

ления меньше, чем в водах зоны

жания бора, хотя в относительном

выщелачивания (см. рис. 58). В дан­

выражении

(%

к

минерализации)

ном

случае

мы

имеем

дело

 

как

бороносность этих

вод более

значи­

с

уменьшением агрессивности

более

тельна, чем бороносность вод гало­

минерализованных вод, так и с це­

генных месторождений (см. рис. 58).

лым рядом процессов осаждения бора

Воды

этих

месторождений

имеют

из этих вод (сорбционные осаждения

близкий химический состав н одина­

в соответствии с правилом Панета —

ковый порядок содержаний бора, по­

Фаянса,

образование

гипергенных

этому мы рассматриваем их совме­

боратов, осаждение бора в составе

стно.

Руды

месторождений' обычно

органических

соединений,

 

изоморф­

залегают в скарнах и представлены

ное соосаждение и т. д.).

 

 

 

 

или

боросиликатами (датолит,

дан­

 

Помимо

этих

зонально

 

протека­

бурпт), или

гипо генными

боратами.

ющих

процессов

осаждения

бора

Содержания бора в них достигают

в

пределах месторождений

гипоген­

10% и более. Борная минерализация

ных боратов и боросиликатов проис­

на этих месторождениях

ассоциирует

ходят

процессы,

имеющие

практи­

с сульфидами.

 

 

 

 

 

 

чески

повсеместное

значение вне

за­

Гипогенные месторождения рас­

висимости

от их

принадлежности

положены преимущественно в горно­

к той или иной зоне грунтовых вод.

таежных, горно-луговых и высоко­

К таким

процессам

в первую оче-

192

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 72

 

Распространение бора в грунтовых

водах

гппогенных

месторождений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Химический

Минерализа­

Содержания

бора,

Типы месторождений

 

Ландшафт

 

мг/л

 

 

тип вод,

 

ция вод,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мг/л

 

мг/л

 

фоновые

ореольные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Боросплпкаты

 

(данбу-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рпт) в скарнах . . .

Высокогорный

Н С О з - С а

 

40-200

 

<0,01

0,1-1,0

Боросплішаты

(датолпт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в известковых

скар-

 

 

 

Н С О з - С а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гипогенные

бораты . .

Горно-таежный

 

70-300

 

<0,01

0,01—5,0

Таежномерзлот-

Н С О з - С а

 

50-70

 

<0,01

До

5 - 15

 

»

 

»

 

 

 

 

ный

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Го'рно-луговой

Н С О з - С а

 

80-500

 

<0,01

0,01-1,0

 

»

 

»

 

 

 

Горно-степной

Н С О з - С а ;

 

300-700

 

<0,01

0,01-2,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S 0 4 - C a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

редъ

относится

сорбционное

осажде­

района

бороносных

 

эксгаляций

ние

бора

гидроокпслами

железа.

и терм Тосканы сложено малопро­

В предыдущем разделе было пока­

ницаемыми

пермскими

кварцитами.

зано, что максимум сорбции бора

На этих породах залегает комплекс

гидроокисламн

приурочен

к

слабо­

мезозойских

(триас)

 

эвапорнтов

кислым и околонейтральным

средам.

(ангидриты

и

пр.)

п

известняков,

Именно такие среды характерны для

которые

в

свою

очередь

перекрыты

вод

месторождений

гипогенных бо­

формацией

малопроницаемых

тре­

ратов и боросиликатов. Поэтому

зна­

тичных аргиллитов. Эти породы раз­

чительная

часть

бора извлекается

биты

тектоническими

нарушения­

из этих

вод при осажденпи

гидро-

ми,

служащими

путями

выхода бо­

окнслов

железа.

 

 

 

 

 

роносных

эксгаляций

и

термальных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вод.

Проявления

 

четвертичного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

магматизма

в

районе

отсутствуют.

ГЕОХИМИЯ БОРА

 

 

 

 

 

 

Бороносные

эксгаляций

концен­

В УГЛЕКИСЛЫХ

 

 

 

 

 

 

трируются в мезозойских

эвапорито-

И ТЕРМАЛЬНЫХ ВОДАХ

 

 

 

 

вых и карбонатных породах, под­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вергающихся

 

термометаморфиче­

Среди

вод

горноскладчатых

со­

ской

переработке

в

условиях резко

оружений

максимальными

 

кон­

аномального

геотермального

ре­

центрациями

 

бора

обладают

фу-

жима, существующего в районе. Тем­

маролы

 

(эксгаляций),

а

также

пература

 

в

скважинах

достигает

углекислые

воды

 

ряда

регионов

240° С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

современного

 

и

позднечетвертич­

В

зависимости

от

температуры

ного

магматизма.

 

Б о р о н о с -

в Тоскане

различают

газообразные

н ы е э к с г а л я ц и й

наиболее

фумаролы

и парожидкие

соффиони,

известны и изучены в Тоскане [403,

представляющие собой смесь горя­

406, 412, 92, 61, 367, 296]. По

чей воды и газов. Состав

бороносных

данным

 

многих

 

исследователей,

эксгаляций

Тосканы,

по

данным

основание

геологического

 

разреза

Ф. Пента [412], следующий (в см3 /л):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

193

ЫоО 955,52; GO,

42,65; СН4 + H ,

 

 

 

 

Т а б л и ц а 73

0,19; HjS 0,88; N , 0,16; H 3 B O s

0,30;

Содержание основных компонентов (в %)

N H 3

0,30; He + Ar +

Ne 1,0.

 

 

 

 

в газовом конденсате

месторождений

 

Таким образом, бороносные экс-

Тосканы

(по данным

Ф. Пеита [412])

галяции состоят в основном из пере­

 

 

 

 

 

 

 

гретого водяного пара (90—96%).

 

 

 

 

 

 

I

Второе место после воды по объему

Месторождение

НзВОя

СО,

 

 

в составе вулканических

эксгаляций

 

 

 

 

 

 

В + +

занимает

углекислота.

Частыми

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

компонентами

бороносных

 

эксга­

Лардерелло

0,30

93,82

2,56

3,62

ляций являются СН4 , BF 3 , S, AsH 3 .

Костельнуово

0,24

95,98

1,75

2,27

Состав газовых конденсатов фума-

Сассо . . . .

0,34

91,77

2,77

5,46

рол

приведен в табл. 73.

 

 

 

Монтеротондо

0,42

89,30

2,20

8,50

 

Наиболее бороносными

являются

Сараццано . .

0,31

 

91,32

3,03

5,65

 

 

 

0,32

89,48

3,02

7,50

высокотемпературные

(температура

Лагопп Россп

0,29

88,60

4,0

7,40

до 240° С) эксгаляций. С понижением

 

 

 

 

 

 

 

температуры

содержание

бора

сни­

 

 

 

 

 

 

 

жается.

Это,

по-видимому,

связано

и Ирана такие воды распространены

с переходом пара в жидкое состояние

и с растворением

бора.

 

 

 

в Тибете, западных штатах США,

 

Бороносные газы и термы Тосканы

Андах [92, 220,160]. Но это уникаль­

концентрируются

в

понижениях

ные случаи.

Обычные

содержания

рельефа, образуя озера. Ниже при­

бора в углекислых водах гораздо

водится

типичный

состав

вод

меньше. На рис. 57 приведены гисто­

(в мг/л) одной из лагун [92]: К 35,2;

граммы распределения бора в угле­

Na 81,8; N H 4

371,6; Ca 305; Mg 22,5;

кислых водах ряда регионов СССР.

S04 2058,4; Cl 2,3; Si0 2 108,5;

H 3 B 0 3

Наиболее

распространенные

содер­

4465,0.

 

 

 

 

 

 

 

жания бора

до 20—40 мг/л. В не­

 

В

результате испарительного

кон­

которых

случаях

содеря^ания

бора

центрирования

содержание

 

бора

в углекислых водах могут достигать

в озерах резко увеличивается. На­

сотен миллиграммов на литр и даже

пример,

в

лагуне

Монтеротондо

граммов на литр, что находит себе

в верхнем бассейне содержание бора

отражение во вторых пиках на гисто­

200 мг/л (сухой остаток 2005 мг/л),

граммах.

Такие

углекислые

воды

а в нижнем бассейне уже 3500 мг/л

чрезвычайно

обогащены

бором как

(сухой остаток 22 575 мг/л) [92].

в абсолютном, так и в относительном

 

В

результате

концентрирования

выражениях. Процент бора в этих

бора

происходит его

осаждение

водах (по отношению к минерализа­

в

виде

сассолина,

аммониоборита,

ции) может достигать 30, а его кон­

лардереллита

и

некоторых

других

центрации, выраженные

через

весо­

минералов.

 

 

 

 

 

 

вой процент, могут в п — п -10 раз

 

Бор является

типоморфным

эле­

превышать его кларк в земной коре.

ментом

у г л е к и с л ы х

 

в о д .

Таким образом: в целом ряде слу­

Особенно

значительные

концентра­

чаев углекислые воды являются ин­

ции бора ( > 500 мг/л) характерны

тенсивными

концентрациями

бора.

для

углекислых

вод, формирующих

Химический

состав

таких

боро­

в

настоящее

время

месторождения

носных

углекислых

вод

при­

боратов

(табл. 74). Помимо

Турции

веден в табл. 75.

 

 

 

 

13 Заказ 2215

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л я ц а 74

g

 

Химический состав

бороносных углекислых

вод (в мг/л),

формирующих месторождения

боратов

^

 

 

 

 

(по данным В. Г. Хлопипа [295])

 

 

 

 

 

 

 

 

Турция (воды осадочных пород неогена)

 

 

 

 

Компоненты

 

 

Источник

Бура-Хана

 

 

 

 

и

показатели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грифон і

 

Грифон 2

 

 

Грифоп 5

 

 

 

 

72-15

 

7139,0

 

 

2482,3

 

 

 

 

 

119,9

 

 

116,7

 

 

 

 

 

 

 

 

48,1

 

 

89,0

 

 

37,4

 

 

 

 

 

110,8

 

 

245,0

 

 

20,0

 

s o r

 

 

5941,9

 

5689,6

 

 

2118,9

 

 

 

 

577,7

 

 

503,6

 

 

237,8

 

1-1CO3

 

 

7245,3

 

8003,6

 

 

2318,3

 

BOä

 

 

2342,5

 

2246,7

 

 

779,2

 

 

 

 

2031,0

 

3190,4

 

 

 

 

Сухой

остаток . . .

20936,0

 

20463,0

 

 

7496

 

Формула

хцмичес-1

гиг м

С15 в НСО§0 ,7

 

 

 

 

 

 

 

кого

состава . . .

СО»

M ,

С 1 5 з Н С О | 3

 

 

Cl5 e HCO§7

 

 

 

C O , i a M M

( N a + K ) M

 

8

( N a + K ) 9 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р о д о л ж е н и е т а б л . 74

 

 

 

 

 

 

 

Иран (воды кремнистых сланцев

палеозоя)

 

Компоненты

Магниевый

 

 

Источник Исти-Су

 

 

 

и

показатели

источник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Грифон 2

 

 

Грифон 3

 

N a +

 

 

 

3388,5

 

 

5017,0

 

 

4929,1

 

К +

 

 

 

 

 

 

291,1

 

 

275,9

 

M g 2+

 

 

 

762,6

 

 

19,8

 

 

26,5

 

С а 2 +

 

 

 

294,6

 

 

8,6

 

 

13,3

 

c i -

 

 

 

3354,2

 

 

1113,5

 

 

1105,0

 

s o i -

 

 

 

2911,4

 

 

156,4

 

 

202,1 •

 

HCOg

 

 

 

3352,4

 

 

9847,3

 

 

9682,6

 

BOJ

 

 

 

1217,1

 

 

2681,8

 

 

2551.9

 

 

 

 

 

2417,8

 

 

3094,6

 

 

2959,9

 

Сухой

остаток . . .

14346,0

 

14523,0

 

 

140940,0

 

Формула

химичес­

 

Cl«SOi,HCOi,

гпг

ѵг

НСОаз Сіщ

 

 

НСО&С11 в

 

кого

состава . . .

 

 

 

 

С0 2 , 4 М 1 г

( N a + K ) e e M g 2 8

 

 

 

ь и 2 > 9

м 1

о , х ( N a + K ) 9 9

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ