Новости

Новости

Ртуть в горячих источниках


Представляется, что ртутные руды, обычно ассоциированные с минералами мышьяка и сурьмы, являются тем важным звеном, которое связывает термальные воды и рудные месторождения. Несмотря на то что почти нет ни одного промышленного месторождения ртути, которое бы залегало близ современных горячих источников и даже в областях древних захороненных выходов горячих вод, на ртуть эксплуатируются некоторые геотермальные области (в иных случаях неудачно и нерентабельно). К ним относятся: в Новой Зеландии — Ньява; в Калифорнии — источники Скеггс-Спрингс, Салфер-Банк, Уилбер-Спринге и Косо-Спрингс; в Неваде — источники Стимбот-Спрингс. Киноварь и метациннабарит отлагаются в настоящее время в небольших количествах на излпве некоторых горячих источников: заметно в Салфер-Банк, а также в источниках Стимбот-Спрингс, Сидарвилл-Хот-Спрингс, Амиди-Спрингс, Бойлинг-Спрингс в Айдахо; возможно, они активно образуются в источниках Скеггс-Сприигс и Косо-Спрингс в Калифорнии, в Ньяве в Новой Зеландии, в геотермальной области Аласхир в Турции и в некоторых местах Курило-Камчатской зоны в России Химические данные по макрокомпонентам этих вод представлены в табл. 15.2. В работах Диксона, Уайта, Диксона и Танела, Барнса и др., Танела, Лернда и др. подробно рассмотрены химические условия переноса и механизмы отложения ртути.
Новым вкладом в рассмотрение вопроса о переносе и отложении ртути термальными водами являются аналитические данные по концентрации ртути в водах. Эти результаты свидетельствуют об удивительно низких концентрациях, например 2,0 мкг/л в источниках Амиди-Спрингс, 1,5 мкг/л в нефильтрованной воде в Салфер-Банк и в Уилбер-Спринге. Похожие величины характерны для котла Чампейн в Уайотапу в Новой Зеландии (2,6 мкг/л в неотфильтрованной и 0,44 мкг/л в отфильтрованной воде), где идет активное образование красно-оранжевых металлоносных аморфных осадков.
Барнс и др. рассчитали, что в источниках Уилбер-Спринге вода, очевидно, находится в равновесии с киноварью, и, следовательно, измеренная концентрация ртути, возможно, образуется за счет выщелачивания ранее отложенной киновари. Однако воды другого источника представляются существенно перенасыщенными относительно киновари, что не могло быть следствием выщелачивания.
В большинстве случаев термальные воды тесно связаны с активным гипогенным переносом и отложением киновари — это воды невысокого дебита, нейтрально-слабощелочные, умеренно низкоминерализованные, несущие незначительные количества ртути (порядка 2 мкг/л). Эти низкие концентрации ртути соответствуют остаточным концентрациям после осаждения киновари или метациннабарита. Величина суммарного выноса водами источника может быть выше полученных в анализе вследствие того, что количество ртути, которое может высадиться до момента опробования, неизвестно (особенно это завышение может проявиться в анализе проб глубоких горизонтов); если предположить, что в анализируемых водах вся способная к осаждению ртуть находится во фракции, проходящей через фильтры, что составляет 1 или 1,5 мкг/л, то, видимо, от 60 до 80% ртути, выносимой к поверхности, осаждается в пределах геотермальной площади.
Более высокие концентрации ртути характерны для некоторых кислых источников с небольшим расходом, высокими содержаниями хлорид- и сульфат-ионов. Дэви и Дэви и Мурт сообщили о концентрациях от 26 до 28 мкг/л в трех источниках в Ньяве, Новая Зеландия, где наблюдается элементарная ртуть в окружающих почвах, образовавшаяся путем переноса в газовой фазе. Здесь же в прежние времена добывали киноварь. Накагава приводит интервал содержаний ртути <0,01—0,26 мкг/л для 55 горячих источников Японии, не имеющих очевидной связи с месторождениями ртути, причем наиболее высокими содержаниями характеризуются кислые воды с высокими содержаниями хлоридов и сульфатов. Ота и Тераи также указывают на интервал <0,1—30 мкг/л для 10 горячих кислых источников, выходящих около вулкана Сиране (префектура Гунма). Вероятно, эти воды модифицированы под действием поверхностного окисления, а иногда, возможно, и испарения, и потому их не следует рассматривать как первичные рудоносные растворы.
Величины дебита для некоторых геотермальных систем составляют: 10—20 л/с для котла Чампейн и Уайотапу, Новая Зеландия, 28 л/с для источников Уилбер-Спринге, Калифорния, 3 л/с для Салфер-Банк, 70 л/с в сумме для источников Амиди-Спрингс, Калифорния [112], 12 л/с в сумме для Бойлинг-Спрингс, Айдахо, и 70 л/с в сумме для источников Стимбот-Спрингс, Невада [1121, где менее 10% источников изливаются на поверхности. При суммарном расходе воды 30—35 л/с, что составляет 10в9 л/год, и при осаждении 1 мкг Hg из 1 л в течение года осадится примерно 1 кг ртути. Это может легко объяснить те количества ртути, которые установлены в некоторых геотермальных системах. Так, например, по оценкам Таннела, для Амиди-Спрингс количество HgS, отложившейся на площадке в зоне разгрузки вод, составляет по крайней мере 181 кг. При расходе 70 л/с и осаждении 1 мкг из 1 л для этого потребовалось бы примерно 90 лет непрерывного отложения. Салфер-Банк является наиболее продуктивным ртутным месторождением, непосредственно связанным с деятельностью горячих вод (добыто ~4,7*10в6 кг Hg). Чтобы оценить длительность его образования величиной >5*10в6 лет, следует предположить дебит в 10 раз выше современного (3 л/с) или интенсивность осаждения, также превышающую современную (1 мкг/л) в 10 раз. Очевидно, именно более высокие расход и интенсивность осаждения в прошлом позволили образоваться такому месторождению, как Салфер-Банк, в течение разумно предполагаемого времени, составляющего, например, (0,5/1,0)*10в6 лет.