Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Оглеение возможно там, где в водах мало сульфат-лона, так как при высоком его содержании в анаэробных условиях развивается десульфуризация, генерируется сероводород — осадитель металлов. Поэтому глеевые почвы развиты в болотах тундры, тайги, влажных тропиков, где •распространены пресные и ультрапресные воды, бедные [Сульфатами, а сероводород — в солончаках п болотах степей и пустынь, илах соляных озер, где много сульфатов fB водах.
' В начале 50-х годов автор установил, что оглеенпе Характерно не только для почв и болот, но и для глубоких горизонтов пластовых вод, где развиваются те же ^Геохимические явления.
I Наиболее резко эффекты оглеения выражены в порогах красноцветной формации. В результате оглеения в ших появляются зеленые, серые, белесые пятна, придающие породам пестрый облик. Исследования автора в рСредней Азии, Казахстане, на Русской платформе и р Других регионах показали, что красноцветы самого различного возраста после их образования были значительно ререработаны подземными водами и частично оглеены. Многие красноцветы в результате оглеения превратились Я пестроцветы. Глеевые подземные воды сильно переработали и другие осадочные формации, например угленос-рую. Все это дало основание бескислородные или мало-рслородные воды, обусловившие оглеение горных пород Р почв, именовать глеевыми.
Ведущими газами глеевой среды являются углекислый газ, водород п метан. Последние два наряду с растворенным органическим веществом являются важнейшими агентами восстановления.
Глеевые почвенные и груптовые воды широко распространены на равнинах тундры и тайги. Мепее характерны они для аридных районов. В глубоких пластовых и трещинных водах глеевая среда встречается также очень часто.
В геохимии принято по окислительно-восстановительным условиям в водах выделять окислительные, слабовосстановительные, резковосстановительпые и прочие обстановки, принимая за основу величину особого показателя — окислительно-восстановительного потенциала, измеряемого в вольтах и обозначаемого символом Eh (Щербина, 1972; Стащук, 1968). Одпако, как мы уже показали, геохимические различия в пределах восстановительной обстановки не столько связаны с величиной Eh, сколько с природой восстановителя,— наличием или отсутствием сероводорода и его производных (HS~, S2~). При одном и том же Eh геохимические условия могут быть резко различными: благоприятными для миграции большинства металлов, т. е. глеевыми, п неблагоприятными — сероводородными. Так в геохимию было введено понятие о двух типах восстановительной среды — глеевом и сероводородном. Глеевые воды распространены шире в земной коре, чем сероводородные.
Итак, характерными признаками глеевых вод служат метан и прочие углеводороды, местами другие растворенные органические соединения, двухвалентное железо, водород. В этих водах легко мигрируют металлы, часто в форме органических комплексов. Окраска горных пород белая, сизая, серая, зеленая.
О типах горячих п умеренно перегретых вод (до 200°С) Эта группа также может быть расчленена на типы по окислительно-восстановительным условиям. Четко выделяются воды с наиболее окислительной обстановкой, для которых характерны окисленные соединения урана, молибдена, серы. Сюда относятся не только кислородные, но и некоторые бескислородные гидротермы. Ко второму типу термальных вод принадлежат сероводородные (сульфидные) гидротермы. Наконец, имеются и гидротермальные аналоги глеевых вод, т. е. резковосстановительные гидротермы, не содержащие сероводорода. Резко-
восстановительная среда в нпх может быть обусловлена свободным водородом, органическими соединениями. К этому типу, например, относятся углеводородные металлоносные рассолы глубоко погребенпых нефтегазоносных структур Предкарпатского прогиба (на глубине 5—
6 км).
В областях современного и молодого вулканизма известны азотно-углекислые бессероводородные гидротермы, тяготеющие к зонам глубинных разломов. На сравнительно небольшой глубине их температура достигает 200°С. Таковы гейзеры Камчатки, термы курорта Джермук в Армении.
Термальные бессероводородные хлоридно-натриевые рассолы вскрыты бурением в неогеновых красноцветах полуострова Челекен. Среди газов в нпх установлены метан, водород, азот, в меньших количествах — углекислый газ.
Щллссы вод
0 пределах типов геохимические различия вод в первую очередь определяются щелочно-кислотными условиями. Многие металлы, образующие катионы, легко мигрируют В кислых вода^' и плохо — в щелочных (кальций, стронций, барий, раднй, кобальт, двухвалентное железо, марганец, никель й др.). Кремний, титан, германий, ванадий, мышьяк, хром, селен, молибден п другие элементы, образующие анионы, как правило, лучше мигрируют в щелоч-аых водах. Лишь сравнительно небольшая группа элементов легко мигрирует и в кислых п в щелочных водах. Вто — хлор, бром, натрий и некоторые другие элементы, ¦биазующие легкорастворимые соли.
Щелочно-кислотные условия вод характеризуются концентрацией водородного (Н+) и гидроксильного (ОН-) Яонов. В химии с этой целью используется особый показатель, обозначаемый символом pH (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов). Для вод с температурой около 20°С нейтральная среда (концентрация Ьэдородных и гидроксильных ионов одинакова) соответствует рН=7. При более высоком pH среда щелочная, Рри более низком — кислая.
