В книге обоснована применимость гидрогеохимических методов для изучения экзогенного -эпигенетического рудообразования и на примере урановых руд охарактеризованы обстановки, благоприятствующие мобилизации урана из пород подземными водами, формы его миграции и физико-химические условия, определяющие осаждение этого элемента из природных растворов. Для пластовых водоносных горизонтов установлены количественные границы окислительно-вос-" становительных равновесий битумов, углей, железа, урана, молибдена, селена и серы и основанные на них поисково-оценочные критерии. Проанализировано влияние биохимических процессов, состава водовмещающих пород и газообразных восстановителей на экзогенное эпигенетическое минералообразование.
Книга рассчитана на широкий круг специалистов по геологии, гидрогеологии, геохимии, минералогии и литологии. Она может быть использована также в качестве учебного пособия по курсу «Гидрогеохимия» для студентов горно-геологических вузов.
Табл. 32, илл. 45, список литературы — 317 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Участие подземных йод в формировании эпигенетических месторождений полезных ископаемых общепризнано. Тем не менее до сих пор недостаточно внимания уделяется получению прямой информации о гидрогеологии и гидрогеохимии рудообразования. Более того, при описании условий образования месторождении часто эти данные игнорируются или декларируются без сколько-нибудь серьезного анализа. Причинами этого, в частности, являются естественное развитие и дифференциация геологических исследований, приводящие к обособлению отдельных направлений. Исторически гидрогеология развивалась главным образом в связи с проблемами водоснабжения, борьбы с шахтными водами, ирригацией, мелиорацией и т. п. В итоге гидрогеологические методы исследования и закономерности, установленные в гидрогеологии, оставались в стороне^ от главнейших проблем рудогенеза я основных интересов геологов-рудников.
Возвращение( гидрогеологов к вопросам рудообразования связано с разработкой гидрогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых, в первую очередь урановых руд, и с получением при этом конкретных данных об участии подземных вод не только в разрушении, но и в формировании полезных ископаемых. . ' -
Теоретическими предпосылками к постановке исследований гидрогеохимии рудообразования'служат идеи В. И. Вернадского (1929, 1934, 1960) о единстве и взаимосвязи пород и минералов с пропитывающим их раствором солей и газов. Первый опыт конкретного обоснования гидрогеохймических условий рудообразования, в том числе и уранового, относится к концу 40-х —началу ЬО-х годов и связан с работами Н. К. Игнатовича (1948), по™ °Авчинникова (1957), А. А. Смирнова и А. В. Щербакова А. И. Германова и др. (1959) и др. -
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение................................ 3
Глава I. Объект и методы исследования............... 5
1. Содержание понятия «экзогенные эпигенетические месторождения» 6
2. Геолого-гидрогеологическое положение экзогенных эпигенетических концентраций урана в структуре артезианских бассейнов 10
3. Гидрогеохимический подход к выяснению условий образования экзогенных эпигенетических месторождений.......... 14
4. Качественная и количественная характеристика гидрогеохимической среды . . ........................ 21
5. Методы анализа подземных вод и дополнительные требования к гидрогеохимическому опробованию при изучении процессов минералообразования ..................... 37
Глава II. Ураноносность• подземных вод............... 46
Глава III. Формы миграции урана в подземных водах и методы их определения ........................•...... 58
1. Краткие сведения из химии водных растворов урана...... 58
v 2. Результаты экспериментального изучения форм нахождения урана
в природных водах ...... ...... .......... 68
3. Коллоидная форма миграции урана в подземных водах..... 70
4. Органо-минеральная форма миграции урана в подземных водах . 73
5. Ионная форма миграции урана и количественные соотношения между основными формами его нахождения в подземных водах 76
Глава IV. Окислительно-восстановительные условия, необходимые и достаточные для осаждения урана из пластовых вод........... 82
1. Величины кислородных коэффициентов окислов урана, осаждающихся из пластовых вод . .•...... . ........... 82
2. Влияние отдельных компонентов химического состава водного раствора на величину Eh начала осаждения урана из подземных вод 104
3. Общий интервал окислительно-восстановительных условий осаждения урана из пластовых вод................ 107
Глава V. Роль органических веществ и минеральных компонентов осадочных пород в создании восстановительной геохимической обстановки 112
1. Метод определения Eh и рН химического равновесия воды с горными породами и минералами................ ИЗ
2. Величины Eh—рН урановых руд................ 121
3. Восстановительная способность битумов и битуминозных пород 123
4. Восстановительная способность углей и угленосных пород .... 127
247
5. Восстановительная способность железосодержащих минералов и пород, не обогащенных органическим веществом . . ..... . 130
6. Специфика свойств пород на участке с преимущественно коффини-
мннераадзацией . . . ...... . I .......... , 139
Глава! VI. Соотношение процессов осаждения урана из подземных вод, протекающих с изменением и без изменения его валентного состояния 142
1, Сорбционная и восстановительная способность торфов ..... 144
2.1 Закономерности размещения и условия сохранения рудоносных
[торфяников ........ ............... , 152
3. Соотношение восстановления и сорбции при осаждении урана
углями . ........................... 153
4; Сорбция и восстановление урана битумами ........... 158
Г л а в 4 VII. Влияние биохимических процессов на формирование гидрогеохимической зональности и эпигенетическое .минералообразование . . . 167
1 Л Роль микроорганизмов в создании восстановительной геохимиче-Лской обстановки на выклинивании зон пластовой лимонитизации 168 . - 2. Роль микроорганизмов в формировании гидрогеохимичеошх особенностей карбонатных водонефтеносных горизонтов с урановым оруденением ............ ............. 176
3. Роль биогенных газов в формировании восстановительной обста-
новки над нефтегазовыми залежами ............. . . 183
Глава VIII. Влияние газообразных восстановителей на формирование эпигенетического оруденения н рудоконхролирующей зональности вмещающих пород ...... ........... ..... ... . . :. 191*
1. Осаждение урана сероводородом .............. . 191
2. Осаждение урана водородом .................. 195
3. Влияние газообразных восстановителей на контрастность восста-
новительного геохимического барьера ............. 20Г
Глава IX. Количественные соотношения окислительно-восстановитель-, . ных равновесий железа, битумов, углей, урана, молибдена, селена и серы) в пластовых водоносных горизонтах ................. 209
1. Соотношение окислительно- восстановительных равновесий железа,
органических веществ и урана в пластовых водоносных горизон-
тах .................. ; . ..... ...... 210
2. Условия осаждения сульфида молибдена и самородного селена
в восстановительном геохимическом барьере .... ... ... . 217
3. Образование самородной серы ....... . '., -•-. •"-.-. .->- -:." . . . . 223
Заключение ....... ........... ...... ...... 226
Список литературы . ........ ........... ....... 231
Предметный указатель ............ ............ 245
Цена: 150руб.
