Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Солоноватые и соленые воды степей и пустынь. В ландшафтах, бедных живым веществом, где мало разлагается растительных остатков, в формировании ионного состайа поверхностных и грунтовых вод ведущую роль играют растворение солей почв и горных пород, испарение и другие физико-химические процессы. В результате образуются различные виды вод, а не только гидрокарбо-•натные кальциевые, в том числе хлоридные, сульфатные. Среди катионов часто преобладает не кальций, а натрий. В районах влажного климата процессы растворения пород тоже иногда играют ведущую роль в формировании ионного состава грунтовых и пластовых вод, например На участках распространения карбонатных, гипсоносных и соленосных толщ.
В районах с сухим климатом испаряемость превыша-
* Полынов В. Б. О геологической роли организмов,— В кн.: Вопросы географии. М.: Географгнз, 1953, сб. 33, с. 61.
ет количество атмосферных осадков, в связи с чем в водах развивается испарительная концентрация элементов. Озерные, грунтовые, а частично и речные воды, испаряясь, повышают свою минерализацию, концентрация ионов в них растет, в результате ионных реакций из вод последовательно осаждаются все более и более растворимые соли, а сами озерные и грунтовые воды в пределе приобретают характер рассолов, содержащих десятки и сотни граммов солей в 1 л. Эти процессы накопления ионов и растворимых солей А. Е. Ферсман предложил именовать галогенезом. Твердые продукты галогенеза — растворимые соли — В. М. Гольдшмидт назвал эвапори-тами. Они распространены на трети поверхности материков. На территории нашей страны А. Е. Ферсман выделил особый пустынно-озерный пояс, простирающийся от Причерноморской низменности в Северный Прикаспий, степи Западной Сибири и Казахстана, пустыни Южного Казахстана и Средней Азии. Восточнее этот пояс продолжается в степях и пустынях Мопголии и Китая, немного не доходя до побережья Тихого океана.
Испарительное накопление ионов в озерах и грунтовых водах, осаждение солей при галогенезе подчиняются точным законам физической химии, которые впервые были изучены выдающимися химиками — голландцем Я. Вант-Гоффом (1852—1911) и советским ученым Н. С, Курнаковым (1860—1941). При испарении морской воды в лагунах сначала выпадает мепее растворимый гипс (CaSOi • 2Н20), потом — галит (NaCl), за ними следуют эпсомит (MgS04 • 7Н20), сильвин (КС1), карналлит (MgCl2 • КС1 ¦ 6Н20) и, наконец, бишофит (MgCl2 ¦ 6Н20). В самых концентрированных рассолах накапливаются ионы лития, рубидия, цезия, брома (Li+, Rb+, Cs+, Br_).
В соленых озерах и грунтовых водах степей и пустынь по мере испарения также повышается содержание ионов, происходит осаждение все более и более растворимых солей. Наступление той или иной стадии засоления зависит от многих причин, в том числе от соотношения интенсивности питания и испарения вод., Например, в западную часть озера Балхаш впадает крупная река Или, и воды озера в этой частп пресные. В восточную часть впадают небольшие реки, и там вода солоноватая. Таким образом, в пределах одного озера сосуществуют воды разного ионного состава. Это хороший пример неравновесной природной динамической системы (рис. 6).
Рис. 6. Западная часть озера ТЗалхат пресная, восточная — солоноватая
. Геохимия галогенеза тесно связана с геологическим строением района. Так, в пустынях, где проявляется вулканизм (или он проявлялся в недалеком геологическом прошлом), встречаются восходящие термальные воды. Поступая в депрессии рельефа, они испаряются и дают начало своеобразным соленым озерам и солончакам, обогащенным бором, литием, вольфрамом и другими микроэлементами. На востоке Африки развита знаменитая зона глубинных разломов, вдоль которой произошли опускания земной коры, образовались глубокие меридиональные впадины — рифты. Это районы молодого вулканизма, разгрузки в депрессиях рельефа щелочных гидрокарбонатных натриевых гидротерм (Na+, НС03~, С032~). В сухом климате африканских саванн и пустынь термы испаряются, в результате ионных реакций образуется сода (содовые озера и солончаки). Аналогичные процессы протекали и в прошлые геологические ц^риоды, например в Эоцене, на западе США. Здесь в штате Вайоминг в 1938—
49
1939 гг. были открыты крупные заложи троны (Na2C03 • ¦ NaHC03 ¦ 3H20) — осадки эоценовых содовых озер. Эти месторождения имеют важное промышленное значение.
Галогенез был особенно широко распространен в кембрии (около 550 млн. лет назад), девоне (400—320), перми (270—225), верхней юре (150—140) и неогене (215—1).
Древнее соленакопление порой загадочно и во многом не похоже на современное. Академик A. JI. Яншин считает, что солеродные бассейны прошлых эпох имели огромные размеры. Например, кембрийский бассейн занимал почти всю Сибирскую платформу (2 млн. км2), мощность соленоспых отложений в нем достигала 3 км. Пермские солеродные моря также простирались на сотни тысяч квадратных километров. Они были достаточно глубокими, а этап соленакопления геологически коротким.
