Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Наиболее высокими концентрациями всех щелочных элементов характеризуются внутрисолевые рассолы галогенных формаций. Эти рассолы имеют Cl-Mg, Cl-Mg-Ca, Cl-Ca-Mg, Cl-Ca-Na состав и максимальную (до 600 г/л и более) минерализацию. Содержания редких щелочных элементов во внутри- и подсолевых метаморфизованных рассолах структур, содержащих галогенные формации, всегда очень велики (табл. 12.2). Максимальные содержания лития в них приближаются к 700 мг/л,. рубидия к 100 мг/л (но местами его содержания еще больше) г цезия к 10 мг/л. При этом максимальное увеличение концентрации этих элементов наблюдается на стадии метаморфизации Cl-Na-Mg и Cl-Mg-Na рассолов в Cl-Na-Ca и Cl-Ca-Na рассолы. Формирование таких «кальциевых рассолов» в районах галогенных формаций всегда обеспечивает появление в них очень высоких концентраций редких щелочных элементов. Типичные примеры таких рассолов известны в Ангаро-Ленском, Припят-ском, Северо-Каспийском бассейнах, а также в цехштейне Севе-ро-Европейского, Венского и Тюрингского бассейнов, в бассейне Парадокс (США). Содержания редких щелочных элементов во внутрисолевых рассолах возрастают с ростом их минерализации
31*
Таблица 12.2. Химический состав подземных вод с высокими содержаниями
Компоненты
Надсолевые рассолы галогенных формацня
галитовых
калийных
Внутри- и галогенных
бассейн Парадокс (США)-
Li+
Rb+.
Cs+
Na+
K+
Mg'+
Ca=+
Sr*+
Cl"
В
SO4*-
HCO3-
Na/K
K/Rb
K/Cs
Cl/Br
т, 0C
Общая минерализация pH
Формула химического состава
310
119370 290 190 1360
184 220 114 Не обн.
4100 38 411,6
1616 310680
7,6 098SO41,6 (Na-f-K)98,5
M
15,0
<i
<0,5 131 818 2000 850 1400 60,0 206 ООО 109
Не обн. 30
5450 134 65,9
1889,9 11,5 347 587
. 7,2 С198
348
(Na+К) 98
500 700
140 484 41957 47 789 76 176 1300 259 106 6100 450 20 000 7400 1600 3,3 59.9
42,5 до 100 439000
5—7
* Денные приведены в миллиграммах на килограмм.
и концентрации в них калия, кальция, магния. Поэтому максимальные содержания редких щелочных элементов приурочены к наиболее метаморфизованным рассолам, обладающим максимальными содержаниями Ca (>100 г/л), К (>10 г/л) и минимальными (<1—10) значениями Na/K. Важной особенностью наиболее минерализованных внутрисолевых рассолов являются низкие величины K/Rb и Li/Rb (K/Rb уменьшается до л-100, aLi/Rb — до<1).
^',B рассолах артезианских бассейнов краевых прогибов и межгорных впадин альпийской зоны складчатости обнаружены содержания, мг/л: Li 80—210, Rb 10—50, Cs 1—4. Воды с такими содержаниями редких щелочных элементов формируются преимущественно в терригенных песчано-глинистых породах. Эти воды обычно имеют Cl-HC(VNa, Cl-Na, Cl-Na-Ca состав, а их минерализация изменяется в пределах от 50 до 340 г/л. Внутри
320
щелочных элементов, мг/л
подсолевые рассолы формаций Углекислые н термальные воды* Южный Гарц (цехштейн) P Стассфурт (цехштейн) P Солтон-Си (США) Эль-Татно (Чили) Арима (Япония) 340 22
14 220 27 370 80 480 540 9,7 127 290 4890
6,5 1470 5580
0,52 1244 .
26,0
406 480 100
73
24 390 54 550 93110 1270 10
338 020 3280
*8
30 970
0,45 747
103,0
542 310 320
100 20 54 000 23 800
100 40000
184 000 700
525 10
2,27 ' 238 1190
26.29 340 332000 45 * 0,6 17,3 4890 840
0,08 211
8870
203 290
~5.8 1400 48,5
150—260 15 100 55,8 3,5 2,5 20 533 4664 40,1
2,1 43 790
54.8 0,9 586 Не обн. 595
4.4 1332,6 1865,6 799,1 94 76 100 — — - 5,5 7,15 . 5,8 CI99 ""••(Иа+ЮТЗ •
поясов краевых прогибов и межгорных впадин альпийской системы максимальные содержания рубидия, цезия приурочены к подземным водам структур, имеющим максимальные значения геотермического градиента и вследствие этого повышенные содержания CO2 в газовом составе и HCO3- в общем химическом составе. Классическим примером таких структур является Вое-точно-Предкавказский артезианский бассейн. ? Существует два основных источника поступления щелочных элементов в подземные воды — морские воды и породы земной коры.
Вследствие значительной растворимости соединений щелочных элементов с анионами подземных вод (при 200C растворимость в воде составляет, г/кг; NaCl 359; KCl 344, LiCl 832, RbCl 911, CsCl 1865), при испарительном концентрировании морской воды щелочные элементы длительное время сохраня
21—1149
321
ются в растворе. Натрий осаждается на галитовой стадии сгущения (M 270—320 г/кг), калий — на сильвинитовой и карнал-литовой стадиях (Af>320 г/кг), рубидий и цезий соосаждаются с калийными солями, особенно с карналлитом, литий способен концентрироваться в рассолах^до эвтоники.
В результате специальных~экспериментальных исследований по испарительному концентрированию морской воды (такие эксперименты выполнены И. К. Жеребцовой, Н. Н. Волковой, Т. В. Галаховской) было установлено, что максимальные концентрации редких щелочных элементов в конечных продуктах испарительного концентрирования морской воды не превышают, мг/л: Li 30, Rb 10, Cs 1. В реальных же хлоридных метаморфи-зованных Cl-Na-Ca, Cl-Ca-Na и особенно Cl-Ca метаморфизо-ванных рассолах содержания редких щелочных элементов гораздо большие.
