Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
245
этих систем обычно определяется уменьшением скорости фильтрации подземных вод. Чаще окислительно-восстановительная зональность подземных вод ограничена сменой кислородных вод на бескислородные и бессульфидные.
Сульфидные воды с низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала формируются далеко не в каждой структуре. Для их формирования необходимы следующие условия: а) предварительное снижение окислительно-восстановительного потенциала до 100 мВ, вследствие деятельности других потенциалзадающих систем, например, кислорода и железа; б) существование источника сульфатов в подземных водах и породах; в) обеспеченность процесса сульфатредукции соответствующими и достаточными массами органических веществ в породах и подземных водах.
Наиболее часто сульфидные воды с низкими значениями окислительно-восстановительного потенциала формируются в породах, содержащих гипсы, особенно в присутствии в них углеводородных веществ. Как следует из данных, приведенных на рис. 9.5, значение окислительно-восстановительного потенциала подземных вод в пласте может претерпевать значительные перепады, которые определяются последовательным вводом в действие разных потенциалзадающих систем. На фоне общей окислительно-восстановительной зональности, свойственной данной структуре или данному водоносному горизонту, обычно происходят локальные изменения Eh подземных вод, связанные с наличием: а) границ различных литолого-геохи-мических комплексов (например, снижение Eh происходит при смене хорошо проницаемых карбонатных пород плохопрони-цаемыми мелкодисперсными, глинистыми); б) зон вертикальных перетеканий подземных вод из одного водоносного горизонта в другой; в) подтока загрязненных вод и прочих явлений, осложняющих нормальные для данного водоносного горизонта или комплекса условия формирования подземных вод.
Вертикальная окислительно-восстановительная зональность выражается в закономерных изменениях значений Eh подземных вод с глубиной их формирования. Она проявляется как в грунтовых, так и пластовых водах. Грунтовые воды далеко не всегда характеризуются высокими значениями Eh — в них обнаруживаются даже отрицательные его значения. Последнее происходит в тех случаях, когда расход кислорода при окислительных и микробиологических процессах в кинетическом отношении превышает его поступление из атмосферы. Наиболее ярко окислительно-восстановительная зональность проявляется в пластовых водах, градиент изменения Eh которых может быть значительным. Известно, что в случае обогащенно-сти водовмещающих пород и подземных вод органическим веществом вследствие микробиологических процессов происхо-
246
дит более быстрое снижение Eh подземных вод и переход его от положительных к отрицательным значениям. Например, в нижнесарматском водоносном горизонте Молдавского артезианского бассейна сероводородсодержащие подземные воды с Eh< 0, залегают уже на глубине 100—200 м.
Если породы и подземные воды обеднены органическим веществом, то подземные воды с положительными значениями Eh могут опускаться до глубины 1000 м. Такой характер окислительно-восстановительной зональности достаточно часто наблюдается в горно-складчатых регионах, сложенных кристаллическими и метаморфическими породами. Как в грунтовых, так и в пластовых водах существуют различные виды вертикальной окислительно-восстановительной зональности — прямая (уменьшение Eh с глубиной), обратная (увеличение Eh с глубиной), переменная (разнонаправленные изменения Eh).. Главные причины формирования таких видов зональности связаны с геохимическими особенностями водовмещающих пород и подземных вод, а также с гидродинамическими особенностями конкретных гидрогеологических структур. В частности, среди этих геохимических особенностей важнейшее значение имеют качественный состав и количество органических веществ, содержащихся в породах и подземных водах.
Контрольные вопросы
'1. В трудах каких ученых рассматривается проблема гидрогеохимической зональности?
2. Перечислите виды вертикальной гидрогеохимической зональности и назовите причины ее формирования.
3. В чем отличие пластовой зональности от зональности напластования?
4. Как можно использовать коэффициент водообмена Г. Н. Каменского для выделения гидрогеохимических зон?
6. Назовите условия и факторы, определяющие горизонтальную зональность грунтовых вод.
6. Как Вы понимаете зональность pH, Eh1 органического вещества и микрофлоры подземных вод?
Часть вторая
ПРИКЛАДНАЯ ГИДРОГЕОХИМИЯ
Глава 10
ОСНОВЫ ГЕОХИМИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Степень использования подземных вод для хозяйственно-питьевого применения быстро и неуклонно растет. В настоящее время в СССР в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения подземные воды составляют уже 70% и в перспективе их использование будет возрастать.
При характеристике подземных вод как полезного ископаемого в настоящее время используют термин месторождение, предложенный А. М. Овчинниковым и в дальнейшем использованный Г. Н. Каменским, Н. И. Плотниковым, Л. С. Язви-ным, Б. В. Боревским. Л. С. Язвин и Б. В. Боревский дали следующее определение этого термина: месторождением подземных вод называют участки водоносных горизонтов или комплексов, в пределах которых под влиянием естественных или искусственных факторов создаются благоприятные условия для отбора подземных вод определенного состава, отвечающего установленным кондициям, в количестве, достаточном для экономически целесообразного использования.
