Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Существование градиента по CO2 способствует также возбуждению ионного обмена Н+ВОда*=*Ма+Порода, ибо наличие CO2 в воде определяет существование реакции H2O+CO2^H++ + HCOj". Этот обмен является важным фактором формирования гидрокарбонатно-натриевых вод. .
Важной особенностью углекислых вод является наличие в отдельных их геохимических типах высоких концентраций лития, рубидия, цезия, бора, мышьяка, сурьмы, германия, ртути, фтора (табл. 11.7).
Углекислые воды с высокими содержаниями этих элементов обычно имеют повышенные хлоридность и температуры, что свидетельствует о тесной связи формирования редких элементов и общего химического состава углекислых вод, в частности, их хлоридности.
Детальные исследования показали, что распределение Li, Rb, Cs, В, As, Sb, Ge в углекислых водах контролируется ли-толого-геохимическими особенностями водовмещающих пород.
Таблица 11.7. Максимальные содержания и состояния элементов в углекислых подземных водах
Элемент
Содержания, мг/л
Преобладающие состояния
Li 320 Rb 100 Cs 20 В 1200 As 120 Sb 10 Ge 0,2 Hg • 0,2 F 10—1000 Li+, LiCl0, LiSO4-
Rb+
Cs+
H3BO30, Н2В4О70, анионы этих кислот, борорганические соединения
H3AsO40, H2AsO4-, HAsO42-, H3AsO30, H2AsO3-, AsS33-, мышьякорганические соединения H3SbO40, HSbO20, SbO3-, Sb(OH)30, SbS33-H2GeO30, HGeO3-, германийорганические соединения HgCIn*-", Hg(HS)n2"", HgS2*", ртутьорганические соединения
HF, F-, Mem?nm~nt где Me(Al3+, Fe3+, Si4+, В3+ и др.)
Так, углекислые воды со значительными содержаниями бора (>100 мг/л),мышьяка, сурьмы (>1 мг/л),германия (>0,1мг/л) и высокими значениями B/Cl, As/Cl, Sb/Cl наиболее часто формируются в песчано-сланцевых породах, содержащих повышенные концентрации этих элементов и органических веществ. Углекислые воды с высокими содержаниями лития (>10 мг/л), рубидия, цезия (>1 мг/л) и низкими значениями Na/K» K/Rb, K/Cs формируются как в песчано-сланцевых, так и в гранито-идных породах. Подчинение распределения элементов в углекислых водах литолого-геохимическому контролю означает, что основным источником этих элементов являются водовмещающие породы, а переход элементов в углекислые воды обусловлен межфазовыми взаимодействиями в системе «вода — газ —»порода», интенсифицирующимися в геологических структурах при увеличении геотермических градиентов.
Результаты экспериментальных исследований по изучению взаимодействия растворов различного химического состава с породами при разных температурах показали, что переход многих элементов из пород в воду активизируется в хлоридно-иат-риевых средах, при этом интенсивность такого перехода увеличивается с ростом температуры, при которой происходят взаимодействия.
11.2.8. Радоновые воды
Радоновые воды в соответствии с инструкцией ГКЗ СССР (1984 г.) подразделяются на очень слабо радоновые (185— 750 Бк), слаборадонозые (750—1500 Бк), радоновые средней концентрации 1500—7500 Бк) и высокорадоновые (бо
302
лее 7500 Бк)*. Воды с концентрацией радона от 37 до 185 Бк применяются как лечебные только при условии организации процедур в проточных бассейнах. Для питьевого лечения применяются высокорадоновые воды.
Радоновые воды обычно развиты в зонах разломов кристаллических и метаморфических пород древних платформ (Восточно-Европейской, Сибирской), молодых (Кавказ) и древних (Урал, Казахстан) складчатых поясов, в угленосных терриген-ных и пестроцветных отложениях, битуминозных породах и торфяниках, содержащих радиоактивные элементы. Их образование связано с радиоактивным распадом и эманированием пород, обогащенных радиоактивными элементами. Связь радоновых вод с породами, обогащенными органическим веществом, обусловлена свойствами органических веществ сорбировать радиоактивные элементы.
Радоновые воды, формирующиеся в разломах кристаллических пород, могут иметь высокую температуру; они, как'правило, маломинерализованные (менее 1 г/л), щелочные (pH до 9), азотные (по преобладанию N2)» SO4-HCOs-Ca и SO4-Cl-Na состава.
11.3. ОСОБЕННОСТИ ГЕОХИМИИ ТЕРМАЛЬНЫХ ВОД
11.3.1. Классификация термальных вод
Обычно под термальными водами понимают воды с температурой более 20 °С. Существует несколько классификаций подземных вод по температуре. Наиболее полной из них является классификация Н. И. Толстихина (1970 г.), которая включает:
1) отрицательнотемпературные воды — криопэги (0-f--r-36 0C);
2) положительнотемпературные воды —пэги (до 200C) и термы — теплые и горячие (0--+100 0C);
— сверхгорячие (перегретые) воды — супертермы ( + 100-г-Ч-700°С);
— горячие пары (газ и пар)—вапортермы (>700°С). По использованию выделяют следующие группы термальных
вод:
Единицей концентрации радона в соответствии с СИ является беккерель (Бк), соответствующий одному ядерному распаду в 1 с. Соотношение между беккерелем и принимавшимися ранее единицами измерений радона составляет-1 Бк=0,027 нКи=0,27 эман=0,074 ед. Махе или 37 Бк=1 нКи=10 эман= =2,75 ед. Махе.
303
1) с температурой <70°С — для горячего водоснабжения (парники, теплицы, фермы);
2) с температурой от 70 до 1000C — для отопления, горячего водоснабжения, выработки электроэнергии;
