Геолого-экономическая оценка месторождений подземных промышленных вод (стр. 9 )

Рассолы современных эвапоритовых бассейнов используются для получения соды, поваренной соли, солей калия и лития, а также йода и брома. Такие бассейны известны в США (озе­ра Сёрлз, Сильвер-Пик, Бристоль, Большое Соленое озеро, Боль­шое Борное озеро), КНР (Пайдамская впадина), Чили (салар Ата­кама), а также в Турции, Иране, Афганистане, Индии, Мексике и других странах.

Наиболее интересным и хорошо известным по работам ­ко, и и других является месторождение рассолов карбонатного типа сухого соленого оз. Сёрлз в шт. Калифорния, США. Эксплуатация рассолов осуществляется заводом в г. Трона с целью получения соды, сульфата натрия, хлорида калия, сульфата калия, брома и бромидов, очищенной буры, борной кислоты, карбоната натрия, фосфорной кислоты, кар­боната (а также фосфата и сульфата) лития.

Озеро Сильвер-Пик расположено в шт. Невада (США) в бес­сточной долине Клайтон, выполненной рыхлыми терригенными отложениями мощностью 220 м, вмещающими рапу хлоридного типа с минерализацией до 200 г/л и концентрацией лития 0,04%. С помощью солнечной испарительной системы концентрация лития в рапе повышается до 0,5%; запасы лития в Сильвер-Пик неодно­кратно переоценивались в пределах от 10 до 1 млн. т (в пересчете на оксид лития).

В Чили с саларом Атакама связано одно из крупнейших место­рождений хлоридных рассолов, насыщающих озерные отложения, содержание лития в которых достигает 0,2%; запасы лития (в виде его оксида) оцениваются специалистами в 0,85 млн. т.

Рассолы Большого Соленого озера (США), имеющего площадь 2,5 тыс. км2 и глубину 8 — 15 м, содержат 3,2 млрд. т поваренной соли, 450 — 540 млн. т сульфата натрия, 180 млн. т солей калия, 4 млн. т хлористого лития; из рассолов здесь добывают поваренную соль, соли калия, магний и бром; намечается добыча лития и ру­бидия.

Из морской воды в промышленных масштабах добывают нат­рий, хлор, магний и бром. При производстве хлоридов натрия и соединений магния попутно извлекаются соли кальция и калия. Запатентовано немало способов извлечения из морской воды также йода, калия, золота и серебра; имеются проекты добычи урана и лития. Мировой океан, содержащий около 270 000 млрд. т D2O, является весьма перспективным источником для получения тяже­лой воды. С учетом незначительных концентраций элементов в большинстве случаев морские воды требуют дополнительного концентрирования.

Попутные и сточные воды и рассолы, прошедшие определенный цикл технологической переработки, в ряде случаев могут исполь­зоваться в качестве сырьевого источника ценных элементов. Эти воды рассматриваются как природно-техногенная разновидность гидроминерального сырья. К ним относятся рассолы нефтепромыс­лов, теплоэнергетических установок, солепромыслов и предприятий по производству калийных солей с применением методов выще­лачивания и галургических приемов переработки, опреснительных установок и т. д. Это сырье используется для добычи брома и йода (нефтяные воды шт. Оклахома, США), хлоридов кальция.(термальные рассолы Солтон-Си, США), бора и. брома (солепро­мыслы и калийные предприятия ФРГ и Франции), поваренной соли (опреснение морских вод в Японии).

Таблица 13

Химический состав подземных вод и рассолов некоторых продуктивных водоносных комплексов (США, Японии)

Месторож­дение	Сумма солей, г/л	Содержание, мг/л
Cl	SO4	HCO3	Вг	I	Na	К	Са	Mg
США
Бей-Сити (шт. Мичи­ган)	579,3	361 750	0,1	579,3	3400	5	4077	21 785	177700	8440
Лавенпорт (шт. Окла­хома)	194,7	119855	132	122	Нет сведений	62724		9977	1926
Оклахома Сити (шт. Окла­хома)	298,5	184 387	268	18	»	»	91 603		18753	3468
Гербер (шт. Окла­хома)	224,9	139496	353	43	»	»	60733		21 453	2791
Япония
Отаки (преф. Канто)	27,8	16200		832	132	81	10000		170	325
Хосокуса (преф. Канто)	29,2	17300		1144	61,1	99,7	9800	305	351	500
Фурусана (преф. Канто)	33,4	19 100		1490	70	126	11 690		169	464
Ябасе (преф. Акита)	25,6	14 139		3600	55	80	9742	531	106	84
Койя (преф. Акита)	26,9	16099		891	47	35	10 136	204	91	85
Кита-Ага (преф. Ниигата)	35,3	20590		925	136	71,4	11 840	600	683	265

В целом в сферу практического использования за рубежом включены практически все виды перечисленного выше гидроми­нерального сырья. Изучением и освоением месторождений природ­ных вод и рассолов занимаются многочисленные компании. Про­дукция, получаемая из природных минерализованных вод и рас­солов, в большом объеме поступает на внешний рынок.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ УЧАСТКИ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД

ПОНЯТИЕ О МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОДЗЕМНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ВОД

Представления о месторождениях глубоких подземных вод сформировались сравнительно недавно. Необходимость введения понятия «месторождение» связана с несколькими причинами. По­жалуй, главными из них следует считать вовлечение в разведку большого числа объектов минеральных, промышленных и тепло­энергетических вод и рост затрат на их разведку. Для обоснова­ния постановки разведочных работ, их проектирования и оценки запасов подземных вод требовалось иметь такое понятие, в котором в сконцентрированном виде отражались бы геолого-гидрогеологи­ческие, народнохозяйственные, экономические и другие факторы. Именно термин «месторождение» концентрированно включает со­вокупность всех вышеназванных факторов. Использование этого понятия оказалось весьма удобной формой для решения методи­ческих и прикладных задач в области разведки, оценки эксплуа­тационных запасов подземных вод и их освоения.

Понятие о месторождении оказалось весьма полезным при региональных оценках прогнозных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных промышленных вод. При весьма широком регио­нальном распространении этих вод число месторождений оказа­лось достаточно ограниченным, что особенно четко проявилось при мелкомасштабном картировании месторождений промышлен­ных (в частности, йодобромных и редкометалльных) вод. В мень­шей степени это замечание относится к минеральным водам вслед­ствие исключительно малых водоотборов в пределах подавляющего большинства месторождений этих вод. Однако число месторожде­ний с наиболее ценными типами углекислых минеральных вод также весьма ограниченно.

Общей классификации месторождений глубоких подземных вод еще не существует, и, по всей видимости, в этом пока нет необ­ходимости. Связано это с объективными и субъективными причи­нами. Наиболее важной из них, по-видимому, надо считать следую­щее. В нашей стране использование подземных вод любых типов осуществляется преимущественно по конкретному целевому назна­чению. Именно подразделение вод по их целевому использованию в народном хозяйстве служит основой для разработки их класси­фикации и типизации. Хотя этот принцип подразделения вод в целом достаточно формален и иногда трудно, например, отделить минеральные воды от теплоэнергетических, тем не менее он яв­ляется основным и это обстоятельство нельзя сбрасывать со. счетов.

На основе принципа целевого использования вод базируются нормативные документы (инструкции, методические руководства и Др.), осуществляются финансирование геологоразведочных ра­бот, проектирование и строительство водозаборов и, в известной степени, планируются и осуществляются научно-методические ис­следования. В связи с этим ниже будут изложены основы клас­сификации или типизации месторождений для промышленных под­земных вод, основанные на материалах их разведки и эксплуата­ции.

В настоящее время предложены понятия для месторождений всех типов подземных вод — пресных, минеральных, промышлен­ных и теплоэнергетических. Впервые понятие «месторождение» применительно к глубоким подземным водам было введено для минеральных вод, являющихся наиболее интересными и длительно изучаемыми объектами в гидрогеологии. под месторождением минеральных вод понимал пространственно оконтуриваемые скопления воды определенного состава в количествах, достаточных для экономически целесооб­разного их использования. Хотя это определение является недос­таточно полным, но в нем уже присутствуют все основные эле­менты, необходимые для выделения месторождений подземных вод различных типов. По аналогии с месторождениями традицион­ных полезных ископаемых (твердые, нефть, газ) здесь предполага­ется, что месторождение подземных вод имеет некоторые границы. Заключенная внутри этих границ вода должна отвечать установ­ленным кондициям, и использование воды должно быть экономи­чески оправдано. В то же время в этом определении присутствует неопределенный термин «скопление», который не имеет ясной трактовки.