ОСНОВНІ ФОРМИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ У ЗОНІ ГІПЕРГЕНЕЗУ. - Геохімічні пошуки металічних корисних копалин за вторинними сольовими ореолами на території Українського Щита

Ландшафти визначають характер міграції хімічних елементів - низовинним рівнинам притаманна акумуляція і міграція з органікою; низовинним акумулятивним і височинним рівнинам - міграція з інфільтрацією вод і акумуляцією в горизонтах вторинного засолу; пластово-акумулятивним низовинним рівнинам - міграція завдяки вітровій ерозії грунтів і акумуляція в зниженнях солончаків; розчленованим схилам піднять - міграція в процесі змиву грунтів; лесовим підняттям, схильним до ерозійних процесів - слабка міграція через змив грунтів.

Методи фізико-хімічної термодинаміки і гідродинаміки дозволяють створювати принципові кількісні моделі гідрогеохімічних систем, що у свою чергу сприяє науково-обгрунтованому прогнозуванню гідрогеохімічних явищ. Ці методи в даний час достатньо швидко входять в комплекс геохімічних досліджень і стають потрібною їх частиною.

З використанням методів термодинамічного аналізу і математичного моделювання автором розраховані основні індикаторні форми для різних типів грунтів залежно від рН середовища (табл. 1). Розрахунок рівноваги в багатокомпонентних системах виконано за програмою PHREEQC, яка враховує умови міграції елементів, всі вірогідні форми, і всі конкуруючі реакції, що відбуваються в системі, з використанням методів термодинамічного аналізу і математичного моделювання.

Оскільки польові роботи по відбору поверхневих відкладів проводяться в літній час, виникає питання: чи впливає температура на комплексоутворення елементів? Для вирішення його автором розраховані форми міграції компонентів - неорганічні форми (у відсотках від суми молярних концентрацій всіх форм елемента) за трьох значень температури - 15, 25, 35 °С і різних рН - 6, 7, 8 (у різних типах грунтів). Наприклад, свинець, цинк, мідь є індикаторами деяких поліметалічних руд. Щодо свинцю - при рН 6 і різних значеннях температури відбувається такий розподіл форм, %: Pb2+ (64-72), PbHCO3+ (13-15), PbCO3 (10-17), PbSO4 (2-4); при рН 7: Pb2+ (12-18), PbHCO3+ (0,8-1,2), PbCO3 (69-78); при рН 8: Pb2+ (1-2), PbHCO3+ (13-15), PbCO3 (92-95). Тобто, у слабокислому середовищі переважна форма знаходження - катіонна, у нейтральному і слаболужному - карбонатна. В результаті розрахунків зроблено висновок: в межах однакових значень рН переважаючі форми знаходження хімічних елементів не залежать від зміни температури, близьких до значень її у зоні гіпергенезу.

З пошуковою метою було проведено визначення форм міграції (у грунтових розчинах) індикаторних елементів зруденіння над рудопроявами різних металічних корисних копалин на території УЩ: кольорових - міді, нікелю, свинцю та цинку, чорних - хрому та рідкісних - вольфраму та літію. За результатами розрахунку форм міграції хімічних елементів визначено, що за стабільність існування у грунтах елементів-індикаторів зруденіння відповідає головним чином рН грунтового розчину.

Для розробки технології контрастування сольових ореолів елементів-індикаторів зруденіння були проведені експериментальні дослідження зміни рН грунтового розчину шляхом додавання 0,1 нормального розчину соляної кислоти до стану, коли за розрахунковими даними елемент буде переходити повністю у катіонну форму.

Для виявлення критеріїв розбракування природних та техногенних аномалій вивчалася відмінність форм міграції хімічних елементів у грунтових розчинах з умовно "чистих" (фонових) ділянок та техногенно забруднених.

Було проведено термодинамічні розрахунки форм міграції елементів, які є як природними показниками зруденіння, так і елементами-токсикантами при техногенному забрудненні грунтів - Zn, Mn, Cd, Pb, Cu.

Ці елементи найбільш рухомі у кислому та слабокислому середовищі, і менш рухомі в нейтральному і лужному середовищі. Дослідження дозволили встановити: збільшення вмісту сульфатів у хімічному складі природного розчину приводить до збільшення вмісту комплексних форм і зменшення вмісту іонів металів Cu2+, Cd2+, Zn2+.

Похожие статьи




ОСНОВНІ ФОРМИ ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ У ЗОНІ ГІПЕРГЕНЕЗУ. - Геохімічні пошуки металічних корисних копалин за вторинними сольовими ореолами на території Українського Щита

Предыдущая | Следующая