Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
3) с температурой > 100 0C — для выработки электроэнергии и теплоснабжения.
При решении вопроса об использовании термальных вод всегда учитывается их химический состав и эксплуатационные запасы. Многие термальные воды (см. раздел 11.2) используются и в бальнеологических целях, как минеральные термальные воды.
Химический и газовый состав термальных вод очень сложен, что обусловлено взаимодействием в системе «вода — порода — газ (пар)» при повышенных температурах. Особенно сложен состав гидротерм областей новейшего и современного вулканизма. Примером могут служить термы Курильской вулканической области. В воде вулкана Менделеева (о-в Кунашир) содержатся, мг/л; Al3+ 151,5, Fe3+ 89,3, H+ 6,2, H2SiO3 217,3;
SO4SSH2SiO4IOCi2 Г83оС Н23
2,2 Al 58 H 21 Fe 16 г
а в воде вулкана Головнина — Fe3+ 56,4, NH4+ 147,6, Al3+ 7,2, H2SiO3 342,1;
-SO4 91 HSO4SCIl- оС 25
м NH4 57 Fe 21 H 7 Fe (ОН)а 6 Al 6 V
В вулканических районах выделение паров и газов достигает иногда грандиозных размеров. Так, в долине «Десять тысяч дымов» на Аляске дебит газопаровых выделений достигает 23 млн. л/с при 600 °С. Подсчитано, что из них в течение года выделяется в воздух 1,25 млн. т HCl и 0,2 млн. т HF. Из Юрьевского источника на вулкане Эбеко (о-в Парамушир), в воде которого содержатся 205 мг/л Fe и 435 мг/л Al, в Охотском море, куда впадает ручей из источника, за 1 сут выпадает 35 т железа и более 65 т алюминия.
Существует несколько классификаций термальных вод по их газовому и химическому составу. Наиболее распространена классификация В. В. Иванова (1976 г.), учитывающая условия формирования гидротерм, а в последние годы — В. И. Кононова (1983 г.), дополняющая классификацию В. В. Иванова с учетом последних данных, в том числе обработки огромного фактического материала по гидротермальным системам мира. Ниже приводится характеристика геохимических типов термальных вод по данным В. И. Кононова [20].
Сероводородно-углекислые гидротермы (паро-гидротермы) приурочены к активным вулканическим аппаратам
304 • *
и содержат, помимо H2S и CO2, также HCl, HF, SO2 и другие газы. Температура парогазовых струй в кратерах активных вулканов достигает 700 °С, минерализация — 35 г/кг, состав SO4, Cl-SO4, реже Cl; pH низкий. Катионный состав сложен — преобладают Fe, Al, Н, NH4 (см. приведенные выше примеры). В этом типе гидротерм отмечаются и уникальные воды с pH 0,2—0,5 и Л1>500 г/кг, Cl-Na состава (Данакильская впадина, выполненная толщей эвапоритов).
Углекисло-водородные парогидротермы встречены в океанических рифтах и в зонах их примыкания к континентальным структурам. Помимо H2, содержащегося в значительных, а иногда преобладающих количествах, в парогидротер-мах присутствуют CO2, H2S, N2 и другие CO2-H2 термы, заключенные в базальтах океанической коры, в подводных условиях представляют собой, в основном, морские воды. На континенте— это маломинерализованные (<1 г/л), слабощелочные воды с повышенным содержанием SiO2 и преобладанием SO4, HCO3 и Na.
Углекислые парогидротермы в сфере влияния активных вулканических очагов имеют температуру от 180 до 350 0C и минерализацию обычно ниже 1 г/л; НСОз или SO4-НСОз состав. В месторождениях с преобладанием в парогидро-термах не пара, а воды, они имеют Cl-Na состав и минерализацию до 5 г/л. Там, где развиты эвапоритовые толщи (Солтон-Си в Калифорнии) минерализация высокотермальных углекислых вод достигает 305 г/кг.
Уникальные рассолы сульфатного калиево-натриевого состава встречены в кальдере Бачано в 15 км севернее г. Рима. Они приурочены к вулканогенным толщам и эвапоритовым формациям триаса, содержащим сульфатные минералы. Их минерализация достигает 356 г/кг, а температура на глубине 1400 м составляет 210 °С.
Чаще всего встречаются субнейтральные (pH 6—8), гидрокарбонатные натриевые углекислые термы с минерализацией ниже 5 г/л. Реже известны сульфатные и хлоридные термы. Для многих углекислых терм смешанного состава характерно присутствие H2S (подробнее об углекислых водах см. раздел 11.2).
Азотно-углекислые парогидротермы и гидро термы. Это в основном щелочные воды с Eh от 0 до 250 мЬ Парогидротермы с температурой 180—2000C формируются в зонах глубоких тектонических нарушений, имеют НСОз-Na или SO4-Na состав с M до 1,5 г/л и рН^гЭ. В районах современного вулканизма островных дуг они имеют преимущественно Cl-Na состав с M 1—6 г/л (Долина Гейзеров и Паужетка на Камчатке). Азотно-углекислые гидротермы с температурой на выходе от 30 до 1000C имеют небольшую (менее 3 г/л) минерализацию
20—1149
305
и пестрый анионный состав, а среди катионов преобладает Na.
Азотные термы, также в основном щелочные (pH 8— 10), на глубине ~2 км имеют температуру до 150°С, а на выходе— обычно ниже точки кипения. По химическому составу— пестрые (HCO3, SO4 или Cl). Типичным представителем азотных HCO3-Na вод являются маломинерализованные (<1 г/л) щелочные (pH &8) гидротермы Рейкьявика с температурой на выходе ~90°С. Их химический состав позволяет использовать эти воды непосредственно (без теплообменников) для горячего водоснабжения и теплофикации этого города. На Камчатке примерами азотных терм служат Паратунские, Начикинские и другие источники. Азотные Cl-Na термы по сравнению с SO4 и НСОз водами распространены менее широко. Их минерализация может достигать 35 г/кг. Более подробная характеристика азотных термальных вод приведена в разделе 11.2.
