Растворимость барита




Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон




13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017


13.07.2017





Яндекс.Метрика
         » » Растворимость барита

Растворимость барита

11.09.2017


Барит является наименее растворимым и наиболее обычным щелочноземельным сульфатом в гидротермальных системах. Его растворимость измерялась неоднократно, и результаты многих измерений суммированы в работах. Самые последние данные приведены в работе Блаунта. Они хорошо согласуются с данными работы и являются, вероятно, наиболее точными из многих не вполне согласующихся между собой данных. В противоположность ангидриту и целестину температурная зависимость растворимости барита положительна приблизительно до 100° С (рис. 9.25). В присутствии NaCl максимум растворимости прогрессивно смещается к более высоким температурам, и при концентрациях NaCl выше 1 т растворимость барита увеличивается с температурой по крайней мере до 300° С. Рис. 9.25 показывает, что при данных температуре и концентрации NaCl растворимость увеличивается с повышением давления. Между 100 и 250° С растворимость барита увеличивается с возрастанием концентрации NaCl в соответствии с расширенным уравнением Дебая — Хюккеля (рис. 9.26).

Большинство гидротермальных растворов содержит более чем 1 моль NaCl (58,5 г) на 1 кг раствора. Поэтому барит может осаждаться в процессе простого охлаждения большей части гидротермальных растворов. Частая встречаемость барита в эпитермальных месторождениях находится в поразительном контрасте с редкостью ангидрита и целестина. Различие в относительной распространенности этих минералов легко объясняется различием в температурной зависимости их растворимости, и представляется вероятным, что осаждение большого количества барита в эпитермальных рудных месторождениях вызвано простым охлаждением.

2т раствор NaCl, насыщенный в отношении барита при 300° С вдоль кривой давления пара, содержит приблизительно 160 мг BaSO4 на 1 кг раствора, если mB2+ = mSO4в2-. Тот же самый раствор при 100° С содержит только 56 мг BaSO4 на 1 кг раствора. Поэтому при простом медленном охлаждении 1 кг такого раствора от 300 до 100° С отлагается около 0,1 г BaSO4. Если бы тот же самый раствор был насыщен кварцем при 300° С, из него образовалось бы 0,7 г кварца. В некоторых эпитермальных месторождениях отношение барит/кварц равно 1/7. Однако во многих месторождениях это отношение намного меньше. Отложение кварца в количествах, избыточных по отношению к ожидаемым за счет только простого охлаждения, объясняется высвобождением кремнезема при изменении вмещающих пород. Поэтому отношение барит/кварц в системах, где такой «избыток» значителен, должно быть меньше 1/7. С другой стороны, количество отложенного барита может быть гораздо меньше, чем 0,1 г на 1 кг раствора. В менее соленых растворах растворимость барита при снижении температуры уменьшается значительно медленнее, чем в растворах 2т NaCl, и при солености, меньшей приблизительно 0,8, осаждения барита в ходе охлаждения раствора от 300 до 100° С вдоль кривой давления пара не происходит вообще.
Меньшие количества барита будут отлагаться из растворов даже высокой солености, если отношение mBa2+/mSO4в2- отличается от единицы. Дифференциал произведения растворимости по температуре равен

Функция r1/2/(l + r) имеет максимум при r = 1 и уменьшается до 0, когда r приближается к 0 или 00. Поэтому количество барита, осажденное при охлаждении в данном температурном интервале, зависит от отношения Ba2+/SO4в2- в растворе. Корректный расчет потребовал бы знания устойчивости различных комплексов бария и сульфата в гидротермальных растворах. Концентрации сульфата в эпитермальных растворах обычно меньше 10в-2m, так как в противном случае ангидрит был бы более обычным компонентом гидротермальных месторождений. По такому же признаку концентрация SO4в2- в гидротермальных растворах почти наверняка больше 10в-4m, поскольку при меньших концентрациях сульфата устойчивым минералом бария при pH 7 и летучести CO2, равной или большей 0,1 атм, был бы скорее витерит, чем барит.
Хотя эти результаты подтверждают, что достаточные количества барита могли выпадать из гидротермальных растворов путем простого охлаждения, они ни в коей мере не доказывают, что это единственный или даже наиболее важный процесс, контролирующий осаждение барита в гидротермальных системах. Холл и Фридман показали, что их данные по химическому и изотопному составам флюидов во флюидных включениях из флюоритового района Кентукки — Иллинойс могут быть лучше всего объяснены смешением по крайней мере двух компонентов: компонента типа погребенного рассола Иллинойсского бассейна и гидротермального компонента. Такое смешение могло привести к осаждению барита, в особенности если погребенные воды были богаты барием. Эта гипотеза была предложена для объяснения происхождения барита на периферии рудного поля Северных Пеннин в Англии.
Если растворы, с которыми смешиваются гидротермальные компоненты, сильно окислены, сульфат может образовываться за счет бисульфида. Вместе с тем во многих эпитермальных месторождениях барит находится в ассоциации с сульфидными минералами, неустойчивыми в сильно окислительной обстановке. Поэтому для того, чтобы из минеральной ассоциации не исчезли сульфиды, такие, как пирит, и не появились окислы, такие, как гематит, соотношения двух смешивающихся флюидов должны выдерживаться довольно точно.