Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
вод;
— отсутствие прямой зависимости между содержаниями органических веществ в подземных водах и значениями их окислительно-восстановительного потенциала;
— большое разнообразие значений Eh, устанавливающихся в присутствии органических веществ — от положительных до
низких отрицательных.
В связи с этим основной путь изучения окислительно-восстановительного потенциала подземных вод с высокими содержаниями органических веществ — пока экспериментальный.
В заключение .подчеркнем, что на окислительно-восстановительный потенциал подземных вод влияют также геохимические свойства пород, с которыми взаимодействуют эти воды. Особенно большое значение в этом отношении имеют свойства органических веществ этих пород. Экспериментальные исследования Л. К- Лисицина, Т. П. Поповой и др. показали, что в равновесном состоянии битуминозйые вещества могут снизить Eh взаимодействующих с ними растворов до —200 мВ, угли л угленосные породы —до —300 мВ. Высокая восстанавливаю-
J 28
Рис. 4.6. Положение различных типов природных вод на Eh—pH диаграмме
/ — кислые воды районов современного магматизма; 2 — грунтовые воды в том числе зоны окисления (pH менее 4) сульфидных месторождений; 3 — дождевые воды; 4 — морские и океаниче-свие воды; 5 — углекислые подземные воды; 6 — азотные термальные воды; 7 —рассолы платформ, краевых прогибов и межгорных впадин, в том числе я структур, содержащих галогенные формация
щая способность характерна для торфов — по данным перечисленных выше авторов, они могут снизить Eh до —200 мВ. При этом следует подчеркнуть, что важная роль компонентов пород в формировании окислительно-восстановительных свойств подземных вод заключается также в том, что они вызывают к действию соответствующие потенциалзадающие системы самих подземных вод.
4.2.7. Пределы изменений окислительно-восстановительного потенциала подземных вод
По современным данным предел Eh !подземных вод ограничен значениями (+860) -г (—600) мВ. В общей глобальной схеме Eh подземных вод в соответствии с диаграммой, приведенной на рис. 4.6, уменьшается с ростом pH. Действительно, максимальные ( + 860 мВ) значения Eh обнаружены в кислых водах (рН<2), а минимальные (—600 мВ) — в резкощелочных (рН~12,5).
Различные геохимические типы подземных вод имеют разные пределы изменений окислительно-восстановительного по
9—1149
129
тенциала (см. рис; 4.6). Так, .в кислородсодержащих водах Eh, как .правило, более 200 мВ, так как ^минимальные содержания кислорода в водах (п -мг/л) уже обеспечивают высокие положительные значения Eh. Высокие (до +600 и даже +860 м-В) значения Eh имеют кислые воды окисляющихся сульфидных месторождений. Особенно высокие (до +860. мВ при рН<2) значения Eh рудничных вод формируются в присутствии железистых бактерий.. Очень высокие положительные величины Eh (до +790 мВ при рН<2) характерны также для, кислых термальных вод районов современного магматизма.
Низкие величины Eh обнаружены в минерализованных водах, взаимодействующих с нефтяными залежами и битуминозными породами и содержащих свободный сероводород; их Eh опуокается до (—400)-+(-500) мВ. Но обычные значения Eh сероводородных вод составляют (—100)+-(-350) мВ. Например, окислительно-восстановительный потенциал мацестинских вод изменяется от (—145) до (—330) мВ.
Воды с низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала широко распространены в отрицательных структурах земной коры, особенно в предгорных прогибах и межгорных впадинах, содержащих гипсоносные породы. Протекание процессов сульфатредукции определяет формирование в таких структурах сероводородных и гидросульфидных вод разнообразного химического состава со значением Eh до —400 мВ. Такие сероводородные и гидросульфидные воды широко распространены в нефтегазоносных -структурах земной коры, особенно содержащих породы галогенных формаций, являющихся -мощным источником сульфатов для подземных вод.
Низкие значения окислительно-восстановительного потенциала характерны для внутрисолевых сероводородсодержащих рассолов галогенных формаций, при'этом потенциал рассолов быстро снижается при увеличении pH. Так, в щелочных рассолах оз. Серлз <рН 10,48) зафиксирован Eh, равный —500 мВ. Крайне низкие величины Eh (до —609 мВ) установил Г. А. Соломин б резкощелочных (pH 12,5) водах основания Куйбышевской ГЭС.
Промежуточные значения Eh характерны для углекислых и азотных термальных трещинно-жильных и пластово-трещин-ных вод горно-складчатых областей. Углекислые -воды обычно имеют положительные значения Eh, при этом максимальные его значения ( + 300 мВ и более) обнаруживаются в гидрокар-бонатно-кальциевых водах.
В общей схеме гидрогеохимической зональности углекислых вод HCO3-Ca -^HCO3-Na -^HCO3-Cl-Na ?+Cl-HCO3-Na их Eh уменьшается по мере погружения водоносных горизонтов, уменьшения скорости движения воды и увеличения в них концентраций сероводорода. В бессероводородных углекислых во*
130
дах Eh равен 100—200 мВ, а в сероводородсодержащих углекислых водах —уменьшается до —150 мВ. Типичны в этом отношении сероводородсодержащие углекислые воды Пятигорского месторождения. Относительно низкие значения окисли-телыно-воостановительного потенциала имеют азотные .щелочные- термальные веды массивов кристаллических пород альпийской системы и зон эшшлатформенного орогенеза. По нашим данным, Eh этих вод опускается до —200 мВ. Эти воды обычно содержат восстановленные формы серы в виде свободного и растворенного H2S и особенно гидросульфидного иона
