Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
SO42-HCO3-
Минерализация
PH
Cl/Br
эЫа/эС1
Формула химического става со
1.0 0,29
119,37 0,19 1,36
184,22 0,114
Не оби. 4,10 0,038
310,68
7,6 1616
1,0
м 0,98 Щит
(Na + K)98
M
0,450 21,230 11,200 16,100 166,500 273,200 8,080 0,003 1,048 1,554 599,000 4,6 33,8 0.06 Cl 98
Ca78Mgl2(Na+K)10
* Здесь и далее в примерах химических анализов подземных вод приведены аналитические выражения концентраций компонентов в виде простых катионов и анионов, что не соответствует их реальным химическим формам в этих водах.
Л. Н. Капченко, С. И. Смирнова и др. Трудами этих ученых установлено, что влияние галогенных формаций на формирование рассолов может быть связано с различными процессами: . во-первых, это простое растворение минералов, составляющих основу галогенных формаций (галит, гипс и др.), ин-фнльтрационными водами; во-вторых, это могут быть седи-ментационные процессы, с которыми связано формирование самих галогенных формаций. В соответствии с этими положениями среди хлоридных рассолов в настоящее время различают два основных генетических типа — инфильтрогенные и се-диментогенные рассолы [12]. Разное происхождение таких рассолов отражается в существенных различиях в их химическом составе (табл. 8.1).
?
8.2. ИНФИЛЬТРОГЕННЫЕ ХЛОРИДНЫЕ РАССОЛЫ
Эти рассолы формируются в результате растворения пород и минералов галогенных формаций. Поэтому их иногда называют также рассолами растворения. При формировании таких рассолов растворитель (НгО) и солевое содержание рассолов имеет различное происхождение. Подземная вода, растворяющая соли, имеет инфильтрационное происхождение, а источником растворенных веществ являются минералы галогенных формаций различного возраста. Таким образом, инфильтроген-ные рассолы по своему возрасту не соответствуют возрасту тех галогенных формаций, с которыми они связаны своим происхождением— они всегда моложе их.
Формирование инфильтрогенных рассолов обусловлено наличием разности химического потенциала и градиента концентраций в системе «соль — вода». Это означает, что компоненты соли должны перемещаться в направлении от галогенной формации, так как их химический потенциал непрерывно уменьшается в этом направлении. Перенос компонентов соли в массу подземных вод может происходить в результате конвективного (фильтрационного), конвективно- и молекулярно-диффузион-ного видов переноса. При высоких скоростях движения подземных вод (десятки и сотни метров в год) увеличение солености этих вод при их взаимодействии с эвапоритами происходит в результате растворения при решающем значении конвективного (фильтрационного) переноса. При уменьшении скорости движения воды возрастает роль молекулярно-диффузионного переноса, преобладающего при минимальных скоростях воды или при отсутствии движения в системе. Мощность зоны засоления подземных вод в надсолевой зоне определяется суммарным эффектом фильтрационного и молекулярного переносов.
Рассолы содержат в основном компоненты самих солей. Они имеют Cl-Na, Cl-SO4-Na состав, их минерализация обычно не превышает растворимости NaCl в данных условиях. В случае взаимодействия с калийными и магниевыми солями содержания калия и магния увеличиваются всего до 3 г/л (<1— 2 мг-экв. %). Одной из причин этого является то, что на месторождениях калийных и калиево-магниевых солей преобладает (60—95%) минерал галит, при этом залежи таких солей часто «запечатаны» сверху и снизу пластами галита.
Инфильтрогенные рассолы всегда содержат минимальные концентрации большинства микроэлементов. Это связано с тем, что основной минерал (галит) солей, которые растворяют подземные воды, имеют минимальные концентрации многих из этих микроэлементов. Так, концентрация брома в галите составляет менее 0,1%, йода — /г- 1O-5% и т. д. Галит при своем образовании не способен соосаждать большую часть микроэлементов. В связи с этим инфильтрогенные рассолы всегда содержат минимальные концентрации брома (менее 100— 200 мг/л) йода (менее 1 мг/л) и др. В связи с минимальными концентрациями брома величина CVBr в этих рассолах всегда намного больше (1000 и более), чем в морской воде (~300), что является одним из генетических признаков этих рассолов и показателей их происхождения. Вследствие высо-
206
ких концентраций натрия, эти рассолы имеют также высокие эЫа/эС1 отношения (0,8—1,0), превышающие аналогичные отношения в морской воде, равные 0,85. Инфильтрогенные рассолы также всегда содержат минимальные концентрации всех двухвалентных элементов — геохимических аналогов кальция в бессульфидной среде, таких как Sr, Fe (II), Mn, Zn, Pb и др.
Таким образом, геохимически процесс формирования ин-фильтрогенных рассолов является процессом рассеяния вещества галогенных формаций подземными водами. Инфильтрогенные рассолы по месту их залеганий иногда называют над-солевыми рассолами.
8.3. СЕДИМЕНТОГЕННЫЕ ХЛОРИДНЫЕ РАССОЛЫ
Первичной основой формирования таких рассолов являете испарительное концентрирование морской воды в солеродны бассейнах. В дальнейшем сформировавшиеся таким образом рассолы захороняются вместе с вмещающими осадочными породами и подвергаются геохимической метаморфизации в этих породах в ходе дальнейшей геологической эволюции структур. В данном случае происхождение самого растворителя (H2O) и многих компонентов этих рассолов обязано тем же процессам концентрирования морской воды, которые привели к формированию галогенных формаций. Поэтому седиментогенные рассолы имеют тот же возраст, что и сами галогенные формации. Они сингенетичны по отношению к этим формациям. Для понимания процессов формирования таких седиментогенных рассолов обратимся к современному понятию такого явления как галогенез. По определению М. Г. Валяшко, галогенез — это процесс формирования на поверхности Земли в открытых бассейнах путем постепенного сгущения испарением концентрированных рассолов и разнообразных солей. Для нас важно, что этот процесс имеет большое значение для образования не только твердых соединений, но и высококонцентрированных рассолов. Таким образом, в отличие от инфильтрогенных рассолов седиментогенные рассолы являются результатом геохимического концентрирования вещества.
