КАТИОННЫЙ ОБМЕН МОНТМОРИЛЛОНИТА И СОЛИ ПОРОВЫХ РАСТВОРОВ ГЛИН ТЕРМАЛЬНЫХ ПОЛЕЙ МУТНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПАРОГИДРОТЕРМ
А.В. Сергеева1, Т.П. Тихонов2, А.А. Авилова3, М.А. Назарова1, О.А. Зобенько1, Е.В. Карташева1, А.А. Кузьмина1, А.В. Гладышкина4
1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН, 683006, г. Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, Россия
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Химический факультет, 119991, Москва, Ленинские горы, дом 1, строение 3, ГСП-1, Россия
3 Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д.1, Россия
4 ГАНОУ ВО «Региональный центр «Орион», 394019, Воронеж, ул. 9 Января, д. 161, Россия
Ключевые слова: монтмориллонит, термальные поля, Камчатка, катионный обмен, колебательная спектроскопия, литий, аммоний, ртуть
Аннотация
В работе исследован монтмориллонит приповерхностных горизонтов термальных полей Мутновского месторождения парогидротерм – Верхне-Мутновского термального поля и Дачного участка парогидротерм, солевой состав сосуществующих поровых растворов, в контексте ионного обмена между ними. Актуальность исследования обусловлена обогащением монтмориллонита термальных полей элементами, которые выносятся парогидротермами и концентрируются вблизи поверхности, а природные катионообменники, такие как монтмориллонит, поглощают их, выступая в роли геохимического барьера. С целью определения состава межслоевого катионного комплекса монтмориллонитовых образцов были выделены глинистые фракции, проведен ионообменный эксперимент, а также определен солевой состав поровых растворов глин и минеральный состав глинистых фракций. На прогретых грунтах исследованных термальных полей доминирует каолинит-алунит-арозитовая ассоциация с подчиненным количеством монтмориллонита, в грязеводных котлах часто доминирует монтмориллонит, при высыхании грязеводных котлов монтмориллонит постепенно разрушается. Из поровых растворов приповерхностных горизонтов исследованных термальных полей кристаллизуются ссомольнокит FeSO4‧H2O, метавольтин K2Na6Fe2+Fe3+6O2(SO4)12·18H2O, леонит K2Mg(SO4)2‧2H2O, полигалит K2Ca2Mg(SO4)4‧2H2O, микасаит Fe2(SO4)3, квасцы и аморфный гидрат сульфата алюминия. При взаимодействии таких растворов с монтмориллонитом происходит вхождение катионов в межслоевое пространство слоистого силиката с образованием преимущественно Al,Fe-форм. Алюминий входит в межслоевое пространство монтмориллонита в гидратированной форме, на инфракрасных спектрах фиксируется полоса около 2500 см–1, характерная для воды, координированной к алюминию. Кроме алюминия и железа, в межслоевое пространство монтмориллонита проникают катионы, которые концентрируются в приповерхностном горизонте глинистых плащей термальных полей: Li+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg2+
и др. В итоге монтмориллонит термальных полей обогащен легко извлекаемыми элементами, в том числе литием, ртутью, барием и стронцием, аммонием, на уровне единиц – первых десятков ppm.
DOI: 10.15372/GiG2024139 |
