Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
7 2 3 4
Минерализация воды в молях MaCI ма 1 л
Рис. 1.13. Растворимость сероводорода в водах различной минерализации при температурах от 0 до 60 ЬС н давлении 0,1 МПа:
Л 2 — соответственно расчетные и опытные данные мов на литр. Максимальное достоверное содержание растворенной углекислоты в подземных водах составляет 40 г/л. Оно зафиксировано в углекислых водах района KMB на глубине 1300 м. Углекислота имеет важное значение в формировании геохимического облика подземных вод, так как образование гидрокарбонатов в них связано с реакцией CO2+ОН-=HCO3" или CaCO3+ CO2+ H2O-^Ca2++2HCO3-
Сероводород является одной из многочисленных форм присутствия серы в подземных водах (SO42-, S2O32-, SO32-, HSO4", HS-, H2S). Наиболее высокие содержания H2S известны в подземных водах нефтегазоносных провинций, а также в водах серных месторождений.
Метан и тяжелые углеводороды наиболее распространены в подземных водах нефтегазоносных провинций, краевых прогибов и межгорных впадин.
В последние годы в связи с глубоким бурением в нефтегазоносных провинциях получены новые и часто уникальные сведения о распространении метана (и тяжелых углеводородов), азота, водорода и гелия в подземных водах глубоких структур земной коры [11].
Растворимость метана в воде при давлении 0,1 МПа и температуре 250C мала, поэтому высокие его содержания характерны только для высоконапорных подземных термальных вод глубоких • горизонтов земной коры. Максимальное содержание метана и ТУ составляет > 10 ООО см3/л. В подземных водах Терско-Сунженского антиклинория (Восточное Предкавказье) содержания метана и ТУ достигают 12 858 см3/л.
Растворенный азот широко распространен в пластовых подземных водах нефтегазоносных провинций и трещйнио-жильных термальных водах зон альпийской тектонической активизации. Растворимость азота в воде при давлении 0,1 МПа и 250C мала, поэтому его высокие содержания известны преимущественно в высокотермальных и высоконапорных водах. Наиболее высокое содержание азота обнаружено в подземных водах глубоких горизонтов нефтегазоносных провинций; максимальное— составляет > 1000 мл/л. В подземных водах юрских водоносных горизонтов Предкавказья на глубине 3200 м обнаружен азот, составляющий 1210 мл/л. Преобладающие содержания азота в подземных водах нефтегазоносных структур составляют десятки и сотни миллилитров на литр, а в трещинно-жильиых термальных водах зон тектонической активизации—10—15 мл/л.
В последнее время в газовом составе подземных вод все чаще обнаруживают водород. Его высокие концентрации известны в термальных и углекислых водах зон альпийской.складчатости и современного магматизма, а также в подземных водах нефтегазоносных структур и районов галогенных формаций. Обычные содержания растворенного водорода в подземных во-
3-1149
33
дах нефтегазоносных структур составляют единицы, десятки, реже сотни миллилитров на литр; в уникальных случаях — более 1000 мл/л. Так, в глубоких подземных водах юрских водоносных горизонтов Предкавказья обнаружено 1513 мл/л H2-И, наконец, в отдельных геохимических типах подземных вод обнаруживают высокие концентрации гелия и других редких газов. Фоновые содержания гелия в подземных водах составляют п-10~5 мл/л. В трещинно-жильных подземных водах зон тектонической активизации содержания гелия могут достигать /1-10~2 мл/л, но в последнее время обнаружены высокие его концентрации и в глубоких подземных водах структур, сложенных осадочными породами (л-Ю-1 мл/л). Максимальное достоверное содержание гелия в подземных водах достигает ~ 10 мл/л.
В зависимости от геохимических условий формирования в подземных водах существуют различные парагенетические ассоциации газов. Так, для подземных вод нефтегазоносных структур в краевых прогибах и межгорных впадинах характерен парагенезис СН4+ТУ, H2S, N2, реже CO2. В этом парагенезисе обычно преобладает CH4 (>50%). Для подземных вод активных в тектоно-магматическом отношении районов альпийской системы характерен парагенезис CO2, N2, H2S, CH4 при обычно значительном преобладании СО2(>90%). Для подземных трещинно-жильных вод зон тектонической активизации наиболее типичен парагенезис N2, O2, Не (и другие благородные газы), CH4 при значительном преобладании N2 (>90%). Разнообразные парагенезисы газов формируются в подземных водах районов активного современного магматизма. Для таких вод характерны парагенезисы H2S1 CO2, CH4, H2S, SO2, CO2, HCJ, HF и др. В последнее время в районах современного магматизма зон рифтогенеза (Исландия) установлен парагенезис H2, CO2, H2S, при этом содержание H2 в газовом составе, по данным В. И. Кононова и Б. Г. Поляка, достигает 60% и более. При бурении Кольской сверхглубокой скважины на глубинах от 5 до 12 км обнаружено присутствие водорода, гелия и углекислоты.
1.2.5. Изотопный состав
Изотопы — разновидности одного и того же химического элемента, различающиеся массой атомов. Ядра атомов изотопов различаются числом нейтронов, но содержат одинаковое число протонов и занимают одно и то же место в периодической системе элементов. Вследствие одинакового строения электронных оболочек атомы разных изотопов имеют практически тождественные химические свойства. В настоящее время известно более 260 стабильных изотопов, около 50 естественных радиоактивных
