Общая геология - Якушова А.Ф.
ISBN 5—211—00131—1
Скачать (прямая ссылка):
За последние десятилетия советскими гидрогеологами открыты новые артезианские бассейны в Казахстане, республиках Средней Азии, в Западной и Восточной Сибири и в других местах.
4. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Состав подземных вод зависит от их происхождения (остаточные морские, инфильтрационные, смешанные и др.), а также от степени и характера водообмена и взаимодействия с горными породами, по которым они протекают. В процессе движения подземных вод происходят выщелачивание горных пород или включений в них и обогащение вод минеральными солями. По количеству растворенных веществ подземные воды разнообразны — от совершенно пресных до крепких рассолов (рапы). Суммарное содержание растворенных солей в подземных водах принято называть общей минерализацией, выражаемой в граммах или миллиграммах на литр (г/л, мг/л).
Существует несколько классификаций подземных вод по общей минерализации и гидрохимическим типам. Наиболее широко
известны классификации В. И. Вернадского и А. М. Овчинникова (табл. 3).
Гидрохимические типы подземных вод определяются по содержанию преобладающих анионов и катионов и их сочетанию. Из
Таблица 3
Подразделение подземных вод по общей минерализации и преобладающим гидрохимическим типам
По А М. Овчинникову
По В И Вернадскому
Характеристика вод
общая минерализация, г/л
преобладающие гидрохимические типы
Ультрапресные Пресные
Воды с относительно повышенной минерализацией
0,2 0,2—0,5 0,5—1,0
гидрокарбонатные »
гидрокарбонатные и гид-рокарбонатно-сульфатные
пресные
Солоноватые (слабоминерализованные)
Соленые (средней минерализации)
1—3 3—10
сульфатно-хлоридные »
солоноватые
Воды повышенной солености (сильноминерализованные)
10—35
хлоридно-сульфатные и преимущественно хлоридные
Воды, переходные к рассолам
35—50 J хлоридные
соленые
Рассолы
50—400 » (500) J
рассолы
анионов наиболее широко распространены HCO3-, SO42-, Cl-, из катионов — Ca2+, Mg2+, Na+. Сочетания этих основных шести элементов определяют и основные свойства подземных вод — щелочность, соленость и жесткость (рис. 8.9). По анионам выделяют три класса вод: 1)' гидрокарбонатные; 2) сульфатные; 3) хлоридные и несколько промежуточных (сложного сочетания) — гидрокар-бонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные и еще более сложного состава. По соотношению с катионами каждый из них может быть натриевым или кальциевым, или магниевым, или смешанным — магниево-кальциевым, кальциево-натри-евым, кальциево-магниево-натриевым и др.
В природных условиях наблюдается широтная и вертикальная гидрохимические зональности подземных вод. Установлена закономерная широтная зональность грунтовых вод, тесным образом связанная с изменением климатических условий при движении с
севера на юг. Г. Н. Каменский выделил на территории СССР два Типа вод: 1) грунтовые воды выщелачивания, характерные для областей с избыточным увлажнением (огромные пространства европейской части СССР и Сибири) и изменяющиеся от ультрапресных на севере до вод повышенной минерализации (>1 г/л) в более южных районах; 2) грунтовые воды континентального засоле-
Co(HCOj)2I
,]Со(нССЪ)г I Mg(HCQ3^
Na НСОз"
MgSO*
CaCl2 I
MgCl2
CaSO4
MgSOiI
Щелочность—I Mg(HCOj)TI Жесткость—| CaSQ4 I Соленость^—| CaCI2
MgCT2 I NcfcSQ»|
ten
Рис. 8 9 Сочетания различных элементов, обусловливающие основные
свойства ьоды
иия, характерные для сухих степей, полупустынь и пустынь. Это преимущественно солоноватые и соленые воды.
В артезианских бассейнах вертикальная гидрохимическая зональность связана с различными условиями водообмена. Выделяются несколько зон. 1. Зона активного водообмена, где воды движутся от области питания к области разгрузки и выходят в виде Источников. В этом случае подземные воды достаточно быстро обновляются за счет вновь поступающих атмосферных осадков и характеризуются относительно небольшой минерализацией и гидро-карбонатно-кальциевым составом. 2. Зона замедленного водообмена, располагающаяся глубже, где обновление воды предполагается за длительное время (от тысяч до сотен тысяч лет). Соответственно увеличивается минерализация подземных вод и состав становится гидрокарбонатно-сульфатным, сульфатным и хлоридно-суль-фатным. 3. Зона весьма замедленного водообмена (еще более погруженная), в которой сроки обновления подземных вод оцениваются от миллиона до многих миллионов лет. Здесь уже развиты подземные воды повышенной солености и даже рассолы преимущественно сульфатно-хлоридного и особенно хлоридного типа.
Такая высокая минерализация подземных вод в ряде случаев связана не только с их происхождением (например, остаточные морские воды), но и с растворением солей из подземных соляных залежей (Ангаро-Ленский бассейн и др.). Именно взаимодействие воды с горными породами при различных условиях водообмена и соотношениях температуры и давления главным образом и определяет общую минерализацию и состав подземных вод. Помимо основных анионов и катионов, определяющих гидрохимические типы вод, в глубоких водоносных горизонтах с высокой минерализацией нередко содержатся бор, бром, йод, стронций, литий, ра-
