- •Введение
- •Глава 1. Основные сведения о «прикладной гидрогеохимии»
- •Раздел 1. Поисковая гидрогеохимия Глава 2.Закон кларка-вернадского. Закономерности распределения химических элементов в оболочках земли
- •Кларки элементов в литосфере (по а.П. Виноградову, 1960) в весовых %
- •Кларки элементов в Мировом океане
- •Глава 3. Литохимическое рассеяние
- •Характеристика ореолов рассеяния над крутозалегающими рудными телами гидротермальных месторождений по Беусу и Григоряну (1975)
- •Глава 4. Атмогеохимическое рассеяние
- •Глава 5. Биогеохимическое рассеяние
- •Глава 6. Радиогидрогеохимическое рассеяние
- •Глава 7. Гидрогеохимическое рассеяние
- •Содержание мнкрокомпонентов в подземных водах, мг/л [28]
- •Химические особенности ореольных вод зоны окисления сульфидных месторождений
- •Ассоциации металлов в ореольных водах разных месторождений [12]
- •Физико-химнческне параметры элементов
- •Раздел II. Экологическая гидрогеохимия Глава 8. Вода и жизнь
- •Глава 9. Пресные подземные воды – распространение и нормирование
- •Глава 10. Виды загрязнения подземных вод. Химическое загрязнение.
- •Геохимические типы загрязненных подземных вод по с.Р. Крайнову [33].
- •Глава 11. Нефтяное загрязнение подземных вод.
- •Глава 12. Радиоактивное загрязнение.
- •Глава 13. Микробиологическое и тепловое загрязнение подземных вод. Методы водоочистки.
- •Суммарный химический вынос подземными водами и его генетические составляющие по с. Л. Шварцеву [57] с небольшими дополнениями
- •Формула химического состава подземных вод основных типов ландшафтов по материалам с. Л. Шварцева [57]
- •Глава 14. Гидрогеохимия урбанизированных территорий.
- •Глава 15. Оценка защищенности (уязвимости) водоносных систем от загрязнения.
- •Глава 16. Эколого-гидрогеохимические исследования.
- •Характеристика гидрогеохимических зон Воротиловской скважины
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •Список рисунков к учебнику «Прикладная гидрогеохимия»
Содержание мнкрокомпонентов в подземных водах, мг/л [28]
Микрокомпоненты |
Среднее содержание в зоне гипергенеза |
Максимальное содержание в водах рудных месторождений | |
Кислые воды |
Щелочные воды | ||
|
|
(рН 6,5) |
(рН 7,5) |
Ag |
2,9 · 10-4 |
126 |
0,06 |
А1 |
0,279 |
13106 |
1000 |
As |
0,00207 |
1500 |
0,20 |
Au |
2,7 · 10-5 |
0,0055 |
0,0012 |
В |
0,418 |
1,4 |
5,0 |
Ва |
0,0196 |
0,2 |
- |
Be |
2,7 · 10-4 |
0,52 |
0,3 |
Bi |
- |
0,72 |
0,0096 |
Br |
0,183 |
125 |
44,2 |
Cd |
3,3 · 10-4 |
41 |
0,3 |
Се |
- |
- |
0,42 |
Co |
8,3 · 10-4 |
3600 |
0,024 |
Cr |
0,0029 |
0,6 |
- |
Cs |
2,8 · 10-4 |
0,0102 |
- |
Cu |
0,00558 |
45633 |
1,1 |
F |
0,45 |
8 |
15000 |
Fe |
0,547 |
47300 |
|
Ge |
- |
0,10 |
0,05 |
Hg |
9,1 · 10-4 |
0,07 |
0,08 |
1 |
0,0161 |
2,0 |
4,3 |
La |
- |
- |
0,213 |
Li |
0,014 |
0,21 |
18,6 |
Mn |
0,0494 |
1,69 |
1,4 |
Mo |
0,00261 |
0,70 |
0,07 |
Nb |
- |
- |
0,4 |
Ni |
0,00331 |
30000 |
0,240 |
Pb |
0,00221 |
1777 |
0,200 |
Rb |
0,00222 |
0,14 |
6,0 |
Re |
- |
- |
0,029 |
Sb |
0,00153 |
2,4 |
0,025 |
Se |
9,1 · 10-4 |
0,30 |
0,05 |
Si |
8
|
90 |
13000 |
Sn |
4,1 · 10-3 |
0,30 |
- |
Sr |
0,185 |
1,9 |
- |
Ti |
0,0107 |
23 |
2 |
V |
0,00155 |
0,09 |
- |
w |
- |
0,070 |
0,30 |
Y |
- |
- |
0,027 |
Zn |
0,034 |
50300 |
1,5 |
Zr |
0,00130 |
0,050 |
- |
Влияние ландшафтно-климатической и геохимической обстановки сказывается как на спектре металлов, так и на их концентрации в водах. Но следует отметить, что это влияние, хотя и заметно, но не меняет существенно характер металлоносности вод. Как видно из табл. 6, минерализация грунтовых вод выщелачивания и содержание отдельных макрокомпонентов различаются в разных ландшафтно-климатических зонах не более чем в 1,5-2,5 раза. Примерно в таких же пределах изменяется содержание металлов в водах. Особняком стоят воды континентального засоления. В них минерализация и содержание ряда компонентов (сульфат-иона, хлор-иона и др.) примерно на порядок, а иногда и больше превышают таковые в грунтовых водах выщелачивания. В аридных условиях, когда происходит концентрирование солей при испарении, одни металлы (например, медь, молибден, цинк, уран) накапливаются в водах и хорошо мигрируют. Другие металлы (их большинство) чувствуют себя угнетенно в водах с высокой минерализацией.
Роль геохимической обстановки в образовании металлоносности фоновых вод также вполне очевидна. Особенно большое значение имеют окислительно-восстановительный потенциал и рН, регулирующие формы нахождения металлов в водах и соответственно их концентрации и миграционные способности. Сравнение этих показателей в окислительной и глеевой обстановках зоны гипергенеза показывает на размах колебаний металлоносности фоновых вод – до 2 раз.
Таким образом, металлоносность фоновых вод определяется в значительной степени составом водовмещающих пород и несколько корректируется воздействием других факторов (ландшафтно-климатическими, геохимическими). Но в целом металлоносность вод зоны гипергенеза, имея в виду те из них, что используются как поисковый показатель, весьма низка (10-3-10-4 мг/л). Некоторые исключения представляют цинк (10-2 мг/л) и золото (10-5 мг/л). Отметим еще один важный момент, что атмосферные воды, просочившиеся в зону гипергенеза, набирают фоновую концентрацию металлов за 6-8 ч контакта с водовмещающими породами. Состав и минерализация подземных вод под влиянием рудных месторождений, особенно сульфидного типа, изменяются очень сильно. Эти изменения сказываются на многих химических показателях ореольных вод – макро- и микрокомпонентном, микробиологическом, газовом, изотопном составах. В табл. 6 приведены примеры особенностей химического состава ореольных вод зоны окисления сульфидных руд в различных структурно-геологических и ландшафтно-климатических условиях. Из таблицы видно, что концентрация наиболее важных в поисковом отношении металлов равна 10-2-10-3 мг/л, а в ряде случаев достигает даже 10-3-10-4 мг/л. Расчетные данные показывают, что при благоприятных условиях содержание меди может достигать 45,6 г/л, цинка –12, кобальта – 3,6, золота – 5,5-10-6, мышьяка – 0,6, никеля – 30 г/л.
Как видно из табл. 5, одним металлам, например меди, мышьяку, цинку, свинцу, никелю, более благоприятна для миграции кислотная обстановка, а таким, как ртуть, вольфрам, литий, рубидий, лучше подходит для этих целей щелочная среда. Роль окислительно-восстановительных условий исключительно велика. Наиболее активно выщелачивание руд и обогащение металлами подземных вод происходит в окислительной обстановке. В восстановительной обстановке содержание в ореольных водах большинства металлов значительно сокращается. Такое заключение можно сделать, ознакомившись с табл. 6. В слабо окисленных рудах с низкими значениями Eh набор металлов в ореольных водах весьма обеднен по сравнению с рудами с высокой степенью окисления. Такие же данные получены и при вертикальном гидрогеохимическом опробовании рудных месторождений. С переходом от окислительной обстановки к восстановительной с глубиной резко уменьшается содержание металлов в водах и сокращается круг определяемых рудных компонентов. Роль структурно-формационных и ландшафтно-климатических условий формирования состава ореольных вод является подчиненной (см. табл. 7)
Таблица 6