![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Крайнов, С. Р. Геохимия редких элементов в подземных водах (в связи с геохимическими поисками месторождений)
.pdfние 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 ,л |
( N a + K ) e e M g 2 8 |
|
|
|
ь и 2 > 9 |
м 1 |
о , х ( N a + K ) 9 9 |
|