Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Возможны два аспекта исторической геохимии подземных вод (палеогидрогеохимии).
1. Восстановление геохимических особенностей подземных вод прошлых геологических эпох (палёогидрогео-химия докембрия, палеозоя, мезозоя и т. д.).
2. Изучение истории современных гидрогеологических структур.
Палеогидрогеохимпя прошлых геологических эпох.
Анализ развития региона, реконструкция былой тектоники, рельефа, климата позволяют восстановить и палеогидрогеологию прошлых эпох, составить особые палео-гидрогеологические карты. Впервые онп были составлены в 1949 г. геологом С. А. Шагояпцем.
Палеогидрогеологическую схему для западных районов Средней Азии на - конец нижнеюрской эпохи (около 170 млн. лет назад) составили гидрогеологи А. С. Хасанов, Н. А. Филиповский и С. Е. Козорез. По их данным, в то время западнее Сырдарьи, на большей частп современ-
пой территории Узбекистана, Туркмении и Казахстана, преобладали свободные безнапорные воды в трещиноватых и рыхлообломочных породах (зона интенсивного водообмена). Это были преимущественно слабоминерализо-ваниые гидрокарбонатные воды (до 3 г/л). Резко отличная обстановка была на юге Туркмении, на территории современного Копет-Дага, Юго-Восточных Каракумов, Бадхыза и Карабиля. Здесь преобладали напорные пластовые практически застойные хлоридные рассолы. Авторам удалось восстановить направление движения былых подземных вод, очаги их разгрузки, границы смешения вод разного типа, геохимические барьеры. На основе палео-гидрогеологического анализа были выделены участки, благоприятные для скопления газа, нефти, озокерита, асфальтитов и других битумов, для образования руд золота, меди, свинца и других цветных металлов (на геохимических барьерах). Благоприятные условия для рудообразования в то время были на Мангышлаке, в Юго-Восточных Каракумах, Таджикской депрессии, для накопления битумов — в Западной Туркмении и в Бадхы-зе (Хасанов, 1976).
Палеогидрогеохимия гидрогеологических структур. Среди этих структур Н. И. Толстихин и В. А. Кирюхин выделяют гидрогеологические массивы (области развития трещинных вод в скальных породах), артезианские бассейны (области преимущественного развития пластовых вод в осадочном чехле) и вулканогенные бассейны, характеризующиеся распространением трещинных и пластовых вод в вулканогенных породах. Существуют и более детальные классификации.
К замечательным достижениям гидрогеологии относится учение о связи химического состава подземных вод гидрогеологических структур с интенсивностью водообмепа. В исключительно яркой форме эти идеи развил в 40-х годах талантливый советский гидрогеолог Н. К. Игнатович (1899—1950). Детально изучив подземные воды Русской платформы, глубоко осмыслив полученные факты, он показал, что в артезианских бассейнах с глубиной, по мере ослабления интенсивности водообмена, закономерно меняется состав подземных вод. В верхней зоне интенсивного водообмена подземный сток тесно связан с поверхностным, подземные воды дренируются реками, движутся сравнительно быстро, и водообмен осуществляется за десятки, сотни, тысячи и сотни тысяч лет. В районах
влажного климата воды пресные, в аридных районах — местами соленые. Мощность верхней зоны обычно не превышает 500 м, но в горных районах может быть и более 1000 м. Это геологически молодые воды, образующиеся за счет инфильтраций атмосферных осадков, часто содержащие растворенный кислород. Воды верхней зоны — основной источник питьевого и технического водоснабжения.
Глубже залегает зона замедленного водообмена, где водообмен осуществляется за сотпи тысяч и миллионы лет. Воды второй зоны более минерализованы, часто нагреты, они длительное время соприкасаются с горными породами и выщелачивают из них растворимые компоненты. Воды не содержат свободного кислорода, характеризуются восстановительными условиями, обогащены метаном, углекислым газом, местами сероводородом. Они широко используются в бальнеологии (минеральные воды) и частично кар источник промышленного сырья.
В самой глубокой зоне — весьма замедленного водообмена — последний осуществляется в масштабе целых геологических периодов, за многие миллионы и десятки миллионов лет. Часто это глубокие (иногда глубже 3 км) горячие воды, древние, сильноминерализованные (вплоть до рассолов), с восстановительной средой. Эти воды служат источником йода, брома, различных солей и прочего сырья для промышленности.-
В некоторых артезианских бассейнах вертикальная гидрогеохимическая зональцость носит иной характер. Например, пресные воды залегают глубже соленых. Однако во всех случаях состав подземных вод тесно связан с их динамикой.
Н. А. Маринов считает, что вертикальная гидрогеохимическая зональность характерна не только для' платформ, но и для складчатых областей, трещинных вод щитов, в которых на глубине также обнаружены хлорнд-ные рассолы. Это планетарная закономерность.
В 1947 г. гидрогеолог А. Н. Семихатов разработал понятие о гидрогеологическом цикле, которое в дальнейшем было развито А. А. Карцевым и С. Б. Вагиным (рис. 15).
