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

П р о д о л ж е н и е т а б л . 17

Компоненты

Болгария

Монголия

и

показатели

Казанлышки Баня

Хучшпртэ

Температура, "С

54

42

N a +

+ K +

153

59

4

Не обн.

Са2+

» »

G1-

38

18

SOJ -

64

39

H C O i

201

27

СС-2-

26

51

F -

26-27

S i O a

8,5

130

pH

9,0

Общая

минерализация

500

350

Формула химического

H C O j 7 F 1 9 S O j 9

COg,F 8 8 SOf T HCOf

состава

M 0,5 ( N a + K ) 8 4

М о ' 3 5

(Na + Khoo

Источник

сведений

[320]

Проба

предоставлена

носностью посвящены многие работы.

из П Р С а р г =

2 • Ю -

1 0 ,

которое &

А. Готье и другие

[379] на

примере

свою очередь получено путем пере­

термальных

вод Франции

констати­

счета из растворимости CaF2 при

ровали,

что

«бнкарбонатные

содо­

100° С равной 30 мг/л). На

рисунке

вые

воды»

более

богаты

фтором,

видна

общая

для

маломинерализо­

а кальций отрицательно влияет на

ванных вод закономерность — огра­

фтороносность

вод. Детальные ис­

ничение

содержаний

фтора

линией

следования влпяния натрия и каль­

ПРсар,-

Наоборот,

увеличение со­

ция

на

фтороносность

термальных

держаний натрия в водах и связан­

вод были проведены Шоллером

[423],

ный с этим рост значений pH при­

Магоном [400], а также автором

водит

к

увеличению

фтороносности

[161]. В связи с этим вряд ли имеет

вод. Поэтому наиболее высокие со­

смысл детально

разбирать

влияние

держания

фтора

среди

термальных

кальция и натрия на содержание

вод приурочены к водам с монока-

фтора в термальных водах. Решение

тионным — натриевым

составом.

этого вопроса однотипно для боль­

Влияние

температуры

термальных

шинства

подземных вод, мы на нем

вод на фтороносность таково — мак-

уже

неоднократно

останавливались.

симальные содержания фтора при­

Поэтому

здесь

ограничимся

лишь

урочены

к

наиболее

термальным

графиком соотношения фтора и каль­

(Т > 5 0 °

С) водам

[161].

ция в различных типах азотных

Далее

разберем

влияние

геохими­

термальных вод (рис. 13). На рис. 13

ческих особенностей водо вмещающих

проведена линия

nPcaF» при 100° С

пород на фтороносность

термальных

(содержания кальция и фтора, по­

вод.

Влияние

это

имеет

косвенный

служившие

основанием

для

прове­

и прямой характер. Косвенное влия­

дения этой линии, рассчитаны исходя

ние заключается в том, что формиро-

56

при этом

на примере многих райо­

ловиях) способны к образованию флю-

нов можно видеть, что азотные тер­

оритовой минерализации. В настоя­

мальные воды с максимальными ко­

щее время известны примеры обра­

личествами

фтора

формируются

в

зования

флюорптовой

минерализа­

наиболее обогащенных фтором кри­

ции современными термальными

во­

сталлических

породах. Азотные тер­

дами

[284, 358]. Анализ

этих

при­

мальные воды Ходжа-Обп-Гарм, со­

меров показывает, что для образо­

держащие

26 мг/л фтора,

формиру­

вания

флюорита

термальными

во­

ются в обогащенных им гранитоидах

дами

совершенно

необязательны

Варзобского

массива,

давшего це­

такие

высокие

содержания

фтора,

лый

ряд

флюорптовых

проявлении

которые

обнаруживаются

в

микро­

п месторождений. Содержания фтора

включениях

флюоритов

(до

п г/л).

в породах этого массива достигают

Так, в водах современной гидро­

местами

десятых

долей

процента.

термальной

системы

Теплиц

(Север­

Фтороносные термы Южной Бол­

ная Чехия), образующих флюори-

гарии формируются в пределах по­

товую

минерализацию,

содержание

лей южно-болгарских гранитопдов,

фтора всего 4,4—7,6 мг/л [358, 360].

давших целый ряд флюорптовых ру-

Аналогичные

содержания

фтора

и

допроявлеипп.

в других системах термальных вод,

Аналогичный

вывод

содержится

в

образующих

флюоритовую

минера­

работах

М. Чадек

[357—360]. Он

лизацию. В водах Охо-Кальенте

отмечает,

что

высокая

концентра­

(Мексика)

содержание

фтора

около

ция фтора в термальных водах об­

5—6 мг/л

[394],

в

водах

Понча-

ласти

Теплиц

генетически

связана

Спрннг

(Невада)

12 мг/л

[421]

и

с повышенными содержаниями фтора

Т. Д . ЭТО

ПОНЯТНО,

Т а к

К а к

uPcaF*

в водовмещающих породах, с ко­

всего

4 • Ю - 1

1 .

торыми также связаны баритофлюо-

Между

провинциями

акратотерм

рцтовые

проявления*.

и металлогеническими зонами с флю-

Таким

образом,

существует

связь

оритовой

минерализацией

существу­

между фтороносностыо

азотных

тер­

ет территориальная и структурно-

мальных

вод и

степенью

фторовоп

тектоническая

связь.

Акратотермы

специализации

кристаллических по­

тяготеют

преимущественно

к

зонам

род, в которых эти воды формиру­

дислоцированных

в

кайнозое ка­

ются. Больше того, детальное изу­

ледонских,

герцинских,

киммерий­

чение связи фтороносных терм с фто-

ских и лярамийских структур. Это

роносными

провинциями

показало,

главным

образом

области

сочлене­

что некоторые из таких терм (при

ния ранее консолидированных струк­

соответствующих геологических ус-

тур с поясами

альпийской

складча­

тости

(рис. 14). Но именно

к

этим

* Вопрос о происхождении

фтороносных

областям, в которых наиболее ин­

азотных терм разбирать здесь мы считаем

тенсивно проявляется разрывная тек­

излишним. Многочисленными работами гид­

тоника

и

образуются

разломы

глу­

рогеологов

показано, что эти воды форми­

бокого

заложения,

приурочены

и

руются за счет инфильтрационных вод,

проникающих в глубокие зоны земной

зоны с

максимальной

флюоритовой

коры, а основным источником фтора в этих

минерализацией

[101, 104, 307, 308].

водах

являются

процессы

выщелачивания

Полного

соответствия

между

про­

водовмещаіогцих

пород, которые интенси­

винциями

акратотерм

и

металлоге­

фицируются в условиях высокой темпе­

ратуры и щелочности

вод

[21,

161,

238J.

ническими

зонами

с

флюоритовой

минерализацией,

строго

говоря,

нет,

единениями

кальция, и т. д. По дан­

потому

что

современные

гидрогео­

ным

Г. Г. Грушкина

[101],

значи­

логические условия не соответствуют

тельная часть мировых запасов флю­

металлогенлческой

зональности,

орита (до 60%) сосредоточена в

сформировавшейся в прошлые

эпохи.

известняках или породах,

контакти­

В частности, в некоторых

регионах с

рующих с ними. Поэтому рассмот­

широким распространением флюори-

рим

возможность

образования

флю­

товой минерализации (например, в Во­

орита по карбонату кальция Гидро­

сточном Забайкалье, в Приморье и

химическим условием замещения кар­

некоторых

др.)

распространены

не

боната кальция флюоритом явля­

акратотермы, а другие типы вод

ется

выполнение

неравенства

(углекислые

и

др.).

"у-

n p c a F 8

Теперь

рассмотрим основной

во­

а С О | -

П Р С а С О ,

прос — способны

ли

с

гидрогеохи­

мической

точки зрения

современные

Учитывая данные

работы

[208],

акратотермы

к

образованию

флюо­

отношение

при температурах

рита.

Образование

флюорита

воз­

п

и і С а С О »

можно

в результате

различных

про­

вод до 100° С имеет значение в пре­

цессов,

приводящих

к

увеличению

делах п • 10"3 .

Используя данные

концентраций кальция

в системе, —

химического состава термальных вод,

это может быть взаимодействие терм

образующих в настоящее время флю­

с карбонатными

породами,

с

под­

орит (Теплицы в Чехословакии, Боль-

земными водами,

обогащенными

со­

шебанные

источники

на

Камчатке

60

Ii которые

характеризуются

резкими

Т а б л и ц а

18

границами

с окружающими

порода­

Формы нахождения фтора в подземных

ми, в случае пнфильтрацпонного ме­

водах

тасоматоза необходимы

значительные

pH

<4—5

5-9

>9

скоростп

реакций [88]

п,

следова­

Вероятные

тельно, значительные

пересыщения

вод фтором и кальцием. Таких пере­

формы

. . . H F ( H a F 2 )

AlF£-»

F -

сыщений

в

современных

термаль­

SiF§-

BF„(OH)«-

AlF?f"

ных водах

нет. Поэтому эти воды,

BF3-"

способные к образованию флюорпто-

висят от гидрогеохимических

усло­

вон минерализации, видимо,

следует

вий. В табл.

18 приведены

наиболее

рассматривать в качестве своеобраз­

вероятные

формы нахождения

фтора

ных наследников

предшествовавших

в водах в зависимости от

их pH .

им рудообразующпх растворов п по­

Из изложенного ясно, что боль­

казателей былых процессов рудооб-

шое влияние на концентрацию

фтора

разованпя. Именно этим, по нашему

в водах имеет кальций. Он образует

мнению, объясняется приуроченность

с фтором наименее растворимое сое­

термальных вод, способных к об­

динение, поэтому в большинстве слу­

разованию флюорита, к фторонос-

чаев в условиях химического рав­

ным металлогеническнм

провинциям

новесия

содержание

фтора

зависит

и более широкое их распространение

от активностей кальция п опреде­

в регионах,

характеризующихся мо­

ляется nPcaF2- Это связано с разруше­

лодостью

рудообразовательных

про­

нием многих

комплексных

соедине­

цессов.

ний фтора в присутствии высоких

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

концентраций кальция. Правилу кон­

троля количеств фтора произведением

О ГЕОХИМИИ

ФТОРА

В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

растворимости CaF2

могут

не

под­

Прежде всего надо отметить зна­

чиняться

минерализованные

каль­

чительную

амплитуду

содержаний

циевые воды. Судя по данным И. Ча-

фтора

в

водах

(п

• 10"2

—

п

• 103

дек

[360],

аналогичное явление ха­

мг/л).

В

связн

с

этпм

роль

фтора

рактерно и для кислых вод.

в химическом составе подземных вод

Среди

подземных

вод горносклад­

изменяется

от

значения

микроком­

чатых областей

имеются

несколько

понента

до

ведущего

макрокомпо­

типов, выделяющихся своей фторо-

нента. В водах участков виллио-

носностью.

мптсодержащих

агнаитовых

нефели­

1.

Резкощелочные подземные

воды

новых

сиенитов

фтор,

так

же как

агнаитовых

нефелиновых

сиенитов

и хлор

в

водах

галитсодержащих

с виллиомитом

(содержание

фтора

пород,

становится

основным

анио­

до

15 г/л).

ном в химическом составе подзем­

2. Резкокислые термы районов со­

ных вод. Количество фтора в водах

временного

вулканизма

(содержа­

зависит

от геохимических

особенно­

ние

фтора

десятки

миллиграммов

стей водовмещающих пород, его форм

на литр, в некоторых случаях грам­

миграции в этих водах и их химиче­

мов

на

литр

[400]).

ского

состава.

3.

Термальные

воды

кристалли­

Формы нахождения фтора в под­

ческих пород (содержание фтора до

земных водах разнообразны, они за-

26—27 мг/л).