Формирование железистых подземных вод - Труфанов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
* Тонкодисперсный скрытокристаллический пирит дает на термограммах экзотермические эффекты при 320. 350. 360, 370, 400°С.
92
HCO3 Ca2+ Mg2+ Na+ K + Минерализация Единицы измерения
17,3 16,4 2.8 6,8 5,7 151,1 мг/л
0,28 0,82 0,23 0,29 0,15 мг-экв
11 55 15 21 9 % экв
2,4 2,4 1,9 30,0 0,0 109,6 мг/л
0,04 0,12 0,16 1,20 0,0 мг-экв
2 3 "11 81 0 % экв
При отсутствии в породах пирита наиболее вероятным источником железа в поровых растворах могут быть его окисные минерглы (лимонит, гематит). В таких случаях наблюдается четкая зависимость концентрации железа в растворах от наличия органического вещества и pH. Содержание растворенного железа в поровых растворах различных генетических типов пород приводится в табл. 34.-
Итак, поступление железа в раствор связано с двумя процессами: с окислением пирита в водовмещающих и "водоупорных" породах и с восстановлением окисных форм железа в закисные в присутствии органического вещества.
Процесс формирования высоких концентраций железа при окислении пирита может быть описан известной реакцией [75]:
2FeS2 + 7O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4SOj- + 4H+ .
При окислении'пирита происходит возрастание концентраций двухвалентного железа, сульфатов и ионов водорода. Этот процесс аналогичен формированию железистых растворов минеральных вод марцеального типа. Он достаточно подробно исследован и описан В.Н. Васильевой на примере источников курорта "Озеро Медвежье" [19] и В.М. Гортиковым и др. [43] для Марцеальных источников Карелии.
Характер накопления в поровых растворах и подземных водах элементов, являющихся продуктами приведенной реакции, хорошо иллюстрируется данными химического анализа их и озерно-аллювиальных глин (табл. 35). Необходимо также отметить, что наблюдаемая концентрация железа и сульфат-иона в большей степени зависит от времени отжима* и не зависит от исходного объема пирита. Накопление железа и сульфата может быть связано с окислением пирита в процессе отжима лишь в редких случаях. Второй процесс накопления железа в растворе, связанный с восстановлением его окисных форм в растворимые закисные ионные или комплексные, происходит при участии главным образом органических кислот, образовавшихся из неразложившихся растительных остатков вмещающих пород.
Исключительной особенностью железа, накапливающегося в поровых растворах, является тесная связь его с рыхлосвязанной водой пород. Это обстоятельство дает возможность освободиться растворам, содержащим железо, при малых природных давлениях, т.е. переходить из свя-
* Время отжима лорового раствора из породы находится в прямой зависимости! от дисперсности породы и ее начальной влажности.
93
Таблица 34
Содержание железа в поровых растворах пород Средне-Амурского артезианского бассейна
№ пробы Место отбора проб I -Название породы Глубина, м Влажность, %
до отжима
I
0164а 027
011
0115
09
08
010
039
0181
029 040 028 0106
07 06 04
037 085 021 096
032
0183
099
0101
0111
0161
0187
0186
033 034
03 031
Современные отложения Шурф Ил песчаный
Скв- 13 Суглинок
Верхнечетвертичные отложения
Обн. 1 Супесь Скв. 11с
Скв. 16 Суглинок
Скв. 16 Глина
Скв. 16 Супесь
Скв. 19 Суглинок Скв. 45
0,5 1,8
6,0 1,0 2,0 3,5 2,0 0,7
Среднечетвертичные отложения
Скв. 7 M Скв. 7 M Скв. 5 Скв. 11с
Скв. 791 Скв. 791 Скв. 791
Глина
Супесь илистая Нижнечетвертичные отложения Глина
10,0 10,0 4,0 34,0
3,0
10,0
17,2
Плиоцен-нижнечетвертичные отложения * Скв. 7 M " 15,0
Скв. 7 M " 17,0
Скв. 8 M Алеврит 26,0
Скв. 10n 100,0
Скв. 5 M Скв. 7 Скв. 10 Скв.10 Скв. 10 Скв. 7 X Скв. 5 X Скв. 5 X
Скв. 5 M Скв. 7 M
Скв. 8 M Скв. 8 M
Миоценовые отложения Аргиллит
Глина Алеврит Глина Алеврит
Палеогеновые отложения
Аргиллит Меловые-отложения Алеврит Аргиллит
50,0
42,0
187,0
211,5
263,0
100,0
151,0
170,0
8,30 111,0
96,0 100,0
65,2 26,3
33,4 19,5 23,1 21,8 19,1 29,4 14,5
18,4 26,6 27,8
19,9 20,1 21,5
25,2 29,6 24,3 22,8
25,1 29,3 21,1 -28,8 19,2 28,3 27,9 16,0
25,1 29,6
25,9
94
Влажность, % pH Содержание, мг/л
после отжима Fe(II) Fe(III) ^еобщ
14,2 13,3
15,7 13,9 16,0 14,0 11,9 18,2 11,3
14,6 13,6 8,8
14,7 14,7 14,9
18,5 21,5 11,4 13,9
16,9 26,1
15,3
15,1 16,9 16,2
21,7 21,9
12,4
Современные отложения
6,5 6,4
10,0 2,98
Верхнечетвертичные отложения
6.2 2,0 0,0 7,1
6.3 - 4,8
6.6 11,4 6,2 6,2 - 2,0 5,8 8,0 0,0 6,0 - 0,0
Среднечетвертичные отложения
5,0 12,5 0,0
- 10,0 3,0 6,0 5,2
Нижнечетвертичные отложения
6,8 14,0 • 2,0
5.7 27,7 1,7 6,5 27,3 3,7
Плиоцен-нижнечетвертичные отложения
5,8 5,8 6,2 6,8
6,9 5,8 6,7 6,7 6,8 6,8 6,8 6,8
6,9 7,3
6,7
0,0 0,0 7,2
Миоценовые отложения
Палеогеновые отложения
Меловые отложения 17,7 7,9
3,7 8,0
0,0 0,0 0,0
I
0,0 0,0
8,0 0,0
60,0 15,7
18,1
0,4
20,8
18,2
14,4
15,0
3,3
25,0 25,0 14,3 65,2
17,0 38,4 44,9
5,8 17,4 7,2 0,6
13,50
18,1
0,6
0,5
0,8
1,5
1,5
1,5
3,2 19,23
25,7 7,9
95
Таблица 35
Характер распределения некоторых компонентов состава пород и поровых растворов в мощных толщах глинистых отложений
