Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Важнейшее значение в таком гидрогенном рудообразовании имеют окислительные и восстановительные барьеры, возникновение которых изменяет миграционные способности переменновалентных элементов. При выходе железосодержащих подземных вод с низкими положительными значениями окислительно-восстановительного потенциала (преобладающая форма железа в этих водах Fe2+) в зонах окислительных барьеров происходит окисление Fe2+=Fe3++e_ и последующий гидролиз трехвалентного железа. В результате в зонах разгрузки железосодержащих подземных вод формируются гидр-оксиды железа, преобразующиеся в лимонитовые и гётитовые руды. На окислительном барьере в зонах разгрузки сероводородных вод, а также в зонах их смешения с кислородсодержащими водами, формируются месторождения серы (рис. 7.1). Особенно важное значение в гидрогенном рудообразовании имеют восстановительные геохимические барьеры. Классическим результатом деятельности таких барьеров является формирование гидрогенных месторождений урана.
Обобщенная схема формирования месторождений приведена на рис. 7.2. На нем показано, что в водоносном пласте последовательно в результате деятельности подземных вод формируются зона пластовой лимонитизации и зона обеления, сменяющаяся зоной уранового оруденения. Окислительно-восстановительный потенциал подземных вод в зоне пластового окисления обычно имеет значение более +250 мВ и это определяет окислительное осаждение железа и высокую миграционную способность урана. Содержание урана в подземных водах этой зоны составляет п-10"4 г/л. Далее по потоку подземных вод формируется зона обеления, в которой большое значение приобретает деятельность анаэробных сульфатредуцирующих и во-дородобразующих микроорганизмов. Эти микроорганизмы используют органическое вещество из пород и подземных вод. В результате деятельности этих микроорганизмов окислительно-восстановительный потенциал Eh подземных вод снижается до отрицательных значений, а соединения урана из шестивалентного состояния трансформируются в четырехвалентные [24].
Вследствие низкого значения ПРи(он)4 уран осаждается в
твердую фазу. Таким образом, зона резкого снижения окислительно-восстановительного потенциала до отрицательных значений является восстановительным барьером для урана, где он может накапливаться до концентраций и общих количеств, представляющих промышленный интерес [6]. Схема поло-
199
Таблица 7.1. Геохимические барьеры и осаждаемые на них химические элементы
Геохимические барьеры Типичные осаждаемые элементы Миграционные формы, трансформируемые в твердую фазу Формы осаждения Окислительный
• Комплексообразователи: Fe1 Mn
V Fe2+ Fe(HS)n2-", Mn2+ HFeO2-ZiH2O, Mn02-nH20 4
Анионогенные; S, Se S2-, HSe- Stbi SCtb Восстановительный Комплексообразователи: U, Hg UO22+, UO2(CO3)«, Hg2+, Hg(OH)n2-«, Hg(Cl)n2-« UO21 Hg(«) Анионогенные: Se, Cr HSeO3-, SeO32-, HCrO4-, CrO42- SeTB, Cr(OH)3-ZiH2O Щелочной гидролитический ?
Комплексообразователи: Fe, Mn, Be, TI Fe3+, Fe(OH)n3-", Fe(<t>K)n3-2", MnM+, Mn(OH)n3-4-", Be2+, BeFn2"",
TiO2+, TiO(OH)«*-" HFe02-nH20, MnO2-ZiH2O, Be(OH)2, TiO2-^H2O
? Щелочной карбонатный Катионогенные: Ca1 Sr, Ba Ca2+, Sr2+, Ba2+ CaCO3, SrCO3, BaCO3 * Комплексообразователи: Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cd, Be Fe2+, Fc(OH)n2-", Fe(<t>K)n2-2", Mn2+, Мп(ФК)„2-2", Zn2+, Zn(OH)n2"", Pb(OHn2-", Cu(OH)n2"", Си(ФК)я2-2", Be2+, Be(OH)n*-", BeF„2-" FeCO3, MnCO3, ZnCO3, PbCO3, Pb3(COs)2(OH)2, Cu2CO3(OH)2, Cu3(COs)2(OH)2 Сульфидный Комплексообразователи: Fe, Сц, Zn1 Pb
* Me*+t Me(OH)«2-", MeSO40
* FeS2, FeS-nH20, CuS, Cu2S, ZnS, PbS Анноногенные: As1 Mo H2AsO4-, HAsO4*-, H5AsOe0, HMoO4*, MoO42- As2S3, AsS, MoSj Сорбционный гид-роксидный: а) с максимумом осаждения в кислой среде
* Анноногенные: В, W1 Mo, As, Se, P1 Nb
* H2BO3- HBO38-, BO8*- HWO4-WO42-, HMoO4-, MoO42-, H2AsO4-, HAsO42-, AsO43- HSeO3-, SeO82", SeO42-, H2PO4-, HPO42-, ' PO4»-, NbO8- Сорбционные состояния в гидрокси-дах железа, марганца, алюминия
?
• б) с максимумом осаждения в щелочной среде Комплексообразователн: Zn, Cu, Pb, Ni1 Co1 Be ?
Me2+, MeOH+
* ?
Сорбционные состояния в гидрокси-дах железа, марганца, алюминия Сорбционный H истый
4 глн- Катионогенные: Li, Ba1 Sr, N(NH4+) Li+, Ba9+, Sr2+, NH4+ *
Сорбцнонное состояние в различных фракциях глин т * Комплексообразователн: Be, Zn, Cu, Pb, Hg
ч Be2+, BeOH+, BeF+ Zn2+, ZnOH+, Cu2+, CuOH+, Pb2+, PbOH+, Hg2+, HgOH+ Сорбционный
бонUTHыH кар- Комплексообразователн: Zn, Pb, Cu, Ba, Sr Zn2+, Pb2+, Cu2+ Be2+, Sr2+
?
? Сорбционные состояния в карбонате кальция Анноногенные: W1 Mo WO42-, MoO42- • * ? 2-я антиклиналь
O2
Тионовые бактерии 4-я антиклиналь
Серная руда
Нерть + газ-^аз^ся Qj79 мг/л
H2S в сутни
Рис. 7.1. Схема участия различных групп микроорганизмов в образовании и разрушении эпигенетического серного месторождения Шор-Су (по С. И. Кузнецову с дополнениями А. И. Перельмана)
Зона пластовой
оруаенения
Зона слада вмененных пород
tn.B -W S 70 -0,2 70* • 0 О —O1Z Рис. 7.2. натных породах и изменение геохимической среды миграции урана [24]
