Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Интенсивность накопления брома при испарении морской воды последовательно возрастает после начала кристаллизации галита NaCl, эпсомита MgSO4 •7H2O, карналлита KCl-MgCl2-•6H2O и достигает максимума (6000—8500 мг/л) при достижении эвтонической стадии — т. е. при начале садки бишофита MgCl2 •6H2O. Вследствие изоморфного соосаждения брома с хлоридами все хлориды, образующиеся при концентрировании морской воды, содержат бром. При этом концентрация брома в любом хлориде определяется содержанием этого элемента в растворе, из которого происходит его кристаллизация. Поэтому в хлоридах, образовавшихся при сгущении морской воды, содержания брома возрастают-в ряду: галит<сильвин<карнал-лит<бишофит (табл. 12.3). Коэффициент распределения брома в системе «соль —вода», по данным М. Г. Валяшко равен: для
324
Таблица 12.3. Среднее содержание брома в солях, образовавшихся при концентрировании морской воды, %
Стадии кристаллизации Галит С н львн H Кари а ллjit Бишофит Галитовая 0,005- -G.025 _ Сильвинитовая 0,025—0,037 0,13—0,20 — — Карналлитовая 0,037- -0,067 0,20-0,30 0,20—0,36 — Бишофитовая 0,067- -0,140 0.36—0,77 0,36—0,78 галита 0,037, для сильвина 0,200, для карналлита 0,320, для бишофита 0,42. .
Разные физико-химические свойства брома и хлора определяют их разделение в процессах концентрирования морской воды, процессах галогенеза, а также в постседиментационных процессах. До кристаллизации галита рассолы сохраняют бром-хлорное отношение, характерное для морской воды (3,3). Начиная с галитовой стадии кристаллизации, вследствие осаждения хлора величина Br* 103/С1 резко возрастает (рис. 12.2), и при дальнейшем концентрировании рассола достигает 40. Так, величина Br* 103/С1 в рассолах Мертвого моря достигает 30 (содержания брома 1,4—5,9 г/л, минерализация 276—310 г/л), в межкристальных рассолах Кара-Богаз-Гола оно равно 8 (содержания брома 1,4 г/л). В связи с возрастанием, бром-хлорных отношений хлориды, образующиеся на более поздних стадиях кристаллизации, имеют более высокие значения этих отношений по сравнению с хлоридами ранних стадий (от 0, л в галите до 22,0 в бишофите).
Диапазон содержания брома в подземных водах очень ве-бик — от 0,00 п мг/л в'маломинерализованных грунтовых водах до 10000 мг/л и более в высокоминерализованных (>550 г/л) внутрисолевых рассолах галогенных формаций.
Маломинерализованные воды верхних горизонтов земной коры обладают значительным дефицитом брома, его содержание в этих водах в п—п -10 раз меньше кларковых. Величина Вг-10УС1 в этих водах снижается до единицы (С1/Вг до 1000). Во внутрисолевых рассолах галогенных формаций содержания брома в л» 1000 раз превышают его средние содержания в земной коре, при этом бром-хлорное отношение в них возрастает до 60 (С1/Вг до 20 и меньше). Такие рассолы с максимальными содержаниями брома известны в Ангаро-Ленском (содержания брома 8,81—10,7 г/л), Волго-Уральском (17,4 г/л), Припятском (6,3 г/л) и Бухаро-Каршинском (1,7 г/л) бассейнах. За рубежом классические типы таких рассолов известны в формации Парадокс США (6,1 г/л), в цехштейне Западной Европы (5,5 г/л). Все рассолы с максимальными содержаниями брома
325
? г >-1-'
SO ' TOO 150 200 С1,г/кг
Рис. 12.2. Изменение бром-хлорного отношения в процессе испарительного концентрирования морокой воды (по М. Г. Валяшко):
У — в процессе солнечного испарения рапы Сакского озера; 2 — в процессе изотермического испарения эвтоннческого раствора Сакского озера; 3— фигуративные точки рассолов im ж не кембрийских отложений А н га ро-Леке кого бассейна; 4 — представительные пробы этих рассолов; S — фигуративные точки рассолов девонских отложений Припятской вплднны; ff —пробы, отобранные в процессе испарения эвтоннческого рассола; «е» — начало эвтони-ческой стадии концентрирования
имеют Cl-Mg, Cl-Mg-Ca, Cl-Ca-Na состав (табл. 12.4). Первичной основой таких рассолов является морская вода, испытавшая испарительное концентрирование. Возрастание концентраций брома и бром-хлорных отношений в таких рассолах в целом соответствует динамике их изменений, полученной при экспериментальном концентрировании морских вод, проведенных в 60-х годах М. Г. Валяшко, А. И. Поливановой и И. К. Жеребцовой. Максимум увеличения содержаний брома в рассолах происходит при минерализации >270—320 г/л, соответствующей началу кристаллизации галита и изменению геохимических типов подземных вод от Cl-Na-Mg к Cl-Mg-Na и Cl-Ca-Na (см. рис. 12.1).
Вместе с тем содержания брома во внутри- и подсолевых рассолах не всегда соответствуют тем его содержаниям, которые были получены при экспериментальном концентрировании морских вод на тех же стадиях сгущения. Так, максимальные содержания брома, известные в концентрированных Cl-Mg, Cl-Mg-Na, Cl-Mg-Ca, Cl-Ca-Mg, Cl-Ca-Na подземных рассолах (до 15 г/л и более) могут превышать его содержания, полученные экспериментально при сгущении морских вод. Это связано с постседиментационным преобразованием солей (диагенетиче-ские процессы, перекристаллизация и т. д.), в результате которых соли очищаются от изоморфных примесей, а рассолы получают дополнительные (избыточные для данной стадии сгущения) массы брома. Дополнительным источником брома для седиментогенных рассолов являются также органические вещества морского происхождения, концентрирующие в процессе седиментогенеза бром и отдающие его на диа- и катагенетиче-ской стадиях своих геохимических преобразований. В то же
