Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Сорбционные процессы приводят к тому, что концентрации молибдена в ореольных водах имеют порядок п—/г* 10 мкг/л. При этом в ореольных подземных водах гумидной зоны молибдена содержится меньше. Этому способствуют более высокая интенсивность водообмена в гидрогеологических структурах, а также осаждение молибдена гидроксидами железа (при рН<7).
В подземных водах месторождений аридной зоны содержания молибдена максимальны. Причины этого в меньшей подвижности подземных вод, в широком распространении в районах месторождений щелочных вод натриевого состава, приводящих к более интенсивному разложению молибденита, удержанию молибдена водной фазы от соосаждений гидроксидами железа. Высокие концентрации натрия в этих водах способствуют накоплению молибдена в водах при увеличении их минерализации.
Таким образом, аридная зона оказывается более благоприятной для водной миграции молибдена и соответственно для формирования его водных ореолов рассеяния.
Уран и его производные. Разновидностью гидрогеохимического метода поисков рудных месторождений является радиогидрогеологический метод. Его задача — поиски урановых месторождений и оценка перспектив геологических структур на такие месторождения. Развитие радиогидрогеологического метода поисков в СССР связано с именами Н. К. Игнатовича,
343
Таблица 13.3. Константы устойчивости комплексных соединений урана
в водном растворе (по А. К. Лисицину, Г. А. Волкову и Г. А. Соломину)
АНИОНЫ IG Кь IGK3' * UO2 2 + ? он- 8,84- -9,97 15,56—15,68 18,4 CO32- 10,14 16,96—18,1 18,3—22,77 HCO3- - 2,8 4,9 - SO42- 1,7- -3,04 2,55—4,85 3,4 F- 4,59- -4,92 7,7—7,93 10,47 CH3COO- 3,04 ? 5,17 - ФК2- 8,6 • 15,1 ? - ? U«+ • SO4»- 3,24 5,42 Cl-
? 0,86 0,56 * А. И. Германова, А. И. Перельмана, А. К. Лисицина, А. Н. Токарева, А. В. Щербакова, Е. Н. Кудель и др. При радиогидрогеологических поисках месторождений в качестве показателей вероятности присутствия месторождений радиоактивных элементов наиболее часто используют особенности распределений в подземных водах таких элементов как уран, радий, радон.
Уран — это классический 8-электронный элемент-комплек-сообразователь с переменной валентностью. В реальных окислительно-восстановительных ситуациях подземных вод уран может присутствовать в 4- и 6-валентной формах. Образуемые этими формами соединения резко различаются по своей миграционной способности в подземных водах и поэтому распространение и концентрация урана в подземных водах являются прямым следствием их окислительно-восстановительной зональности. Геохимию урана в подземных водах определяют следующие химические свойства:
1. Гидроксид 4-валентного урана U(OH)4 является труднорастворимым соединением (ПР /г-10-52), поэтому катион U4+ в растворенном состоянии может находиться только в очень кислых растворах. При увеличении концентраций ОН" в околонейтральных водах U4+ практически полностью должен выводиться из растворов в твердую фазу. Никакое комплексооб-разование этому процессу противостоять не может, так как устойчивость комплексных соединений U(IV) с анионами подземных вод невелика (табл. 13.3). ?
2. 6-валентный уран, основу водной миграции которого составляет катион уранила UO22+ имеет гораздо большую миграционную способность в подземных водах, потому что, во-первых, ПРиоа<он)2 равно п- 1O-22, а, во-вторых, катион уранила
344
образует устойчивые и хорошо растворимые соединения с анионами подземных вод (см. табл. 6.1). Поэтому окисление U4+-b2H20 = U022++4H++2e~ приводит к значительному увеличению миграционной способности урана в подземных водах. В дальнейшем следует говорить только о распространении в подземных водах 6-валентного урана. При этом предварительно отметим, что ПРио2(ОН)2 все же не так велико, чтобы позволить существование высоких концентраций UO22* в околонейтральных подземных водах. Значимые концентрации этого катиона могут присутствовать только в кислых водах, а его доля в околонейтральных водах обычно составляет менее 1%. Поэтому основные состояния 6-валентного урана в околонейтральных подземных водах — это комплексные соединения ура-нила с различными анионами этих вод.
Основная масса урана в его рудах представлена его собственными минералами, основу которых составляет UO2. При взаимодействиях подземных вод с такими рудами значительная часть урана переходит в водную фазу. Этот переход предваряется окислением U02-»U022++2e- (?° 0,221 мВ). В дальнейшем степень перехода U(VI) в воду и степень удержания 1UCb2+ в растворе определяются составом анионов подземных вод, а точнее возможностями его комплексообразования в этих водах. Переход урана в водную фазу интенсифицируется в случае присутствия в этой фазе анионов, образующих с ураном устойчивые комплексные соединения. В связи с этим переход урана в воду интенсифицируется при увеличении в воде концентраций НСОз~Н-СОз2"~, фульвокислот и других веществ, с которыми UOa2+- образуют устойчивые комплексные соединения.
Содержания урана в подземных водах изменяются от п-10~8 до 2 г/л. Его максимальные содержания (п г/л) известны в кислых подземных водах зон окисления урановых месторождений. Концентрации урана в околонейтральных подземных водах рудоносных пород имеют порядок 10~2—IQr4 г/л. За пределами месторождений содержания урана в подземных водах снижаются до я-Юг4 — /ilO"5 г/л. Распространение U(VI) в подземных водах тесно связано с распространением анионов, С которыми он образует устойчивые комплексные соединения. Главными из этих анионов являются HCO3-+СОз2"", ФК2~. При SHCO3--T-СОз2~> 100 мг/л преобладающей формой урана в подземных водах являются его карбонатные комплексы. Судя по расчетам, наиболее вероятны среди них UO2(COa)34", U02(003)22~\ UO2CO30. Эти комплексные анионы с большинством катионов подземных вод образуют хорошо растворимые соединения и это обеспечивает возможность накопления в этих водах высоких концентраций урана. Поэтому в аридной зоне, подземные воды которой имеют высокие концентрации HCO3*+
