Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
1 Важна эта проблема и для биологов в связи с изучением эволюции жизни на Земле. К сожалению, многообразие факторов, влияющих па геохимию океана, недостаточная их изученность не позволили пока построить обоснованную геохимическую историю океана. Это одна пз актуальных задач науки.
Историческая геохимия подземных вод. В 30-х годах,
; писал А. М. Овчинников, «было подвергнуто сомнению старое, казавшееся бесспорным изречение эллинской пау-
¦ ки: „Вода такова, какова порода, по которой она проте-: кает“. На смену ему пришло новое: „Вода такова, какова ; геологическая история района, в котором она находит-ся“»43. Вскоре в СССР оформилась палеогидрогеология, изучающая историю подземных вод14. Ныне палеогидро-; геологический анализ используется при изучении условий . формирования и разрушения залежей нефти и газа, при f оценке перспектив нефтегазоносности, прогнозировании медных, урановых и прочих месторождений, поисках и оценке ресурсов подземных вод и рассолов, решении других теоретических и прикладных задач.
Палеогидрогеология — быстро растущая отрасль науки.
:Этому немало способствует и совершенствование методов определения возраста подземных вод. С этой целью широко используется определение гелиево-аргонового отноше-•ния растворенных газов. Аргон в подземных водах в ос-
п Овчинников А. М. Гидрогеохимия. М.: Недра, 1970, с. 3.
'н Термин «пал еогидрогеология» в 1929 г. предложил крупный советский геохимик П. Н. Червинский, трактуя его как геохимическую деятельность подземных вод' в прошлые геологические периоды п их участие в образовании рудных месторождений.
яовном имеет воздушное происхождение, в спязи с чем его содержание пе зависит от возраста вод. Гелий же-является продуктом радиоактивпого распада п постепенно накапливается в водах. Поэтому, чем больше отношение Не : Аг, тем древнее поды.
Хотя сущность гелиево-аргонового метода проста, его использование требует учета многих факторов, что усложняет расчеты и в ряде случаев снижает их достоверность. Все же с помощью данного метода была получена исключительно ценная информация. Оказалось, что возраст подземных вдд часто меньше возраста водовмещающих пород. Например, в Прикаспийской низменности в отложениях перми и триаса (около 200 млн. лет) возраст подземных вод не превышает 90 млн. лет, т. е. соответствует концу мелового периода. Возраст рассолов Ангаро-Ленского артезианского бассейна, залегающих в отложениях нижнего кембрия (около 550 млп. лет), колеблется от 10 до 100 млн. лет (верхний мел — миоцен). Известны случаи, когда возраст подземных вод и водовмещающих пород совпадает. Такие воды обычно формируются в результате отжатия поровых растворов из глинистых пород (воды в породах верхнего мезозоя Западно-Сибирской низменности и др.). Возможно и обратное явление, когда возраст вод, определенный по' отношению Не ; Аг, древнее водовмещающих пород. Это может быть связано с подтоком древних вод из подстилающих отложений, с подтоком гелия из пород кристаллического фундамента и с другими причинами. Таким образом, как и во всех других случаях использования физических законов в геологии, пх применение для определения возраста вод должно быть основано на геологическом анализе вопроса (истории развития района, данных литологии, тектоники и т. д.).
Для определения возраста подземных вод используются также короткоживущие радиогенные пзотопы, образующиеся в атмосфере под влиянием космических лучей. Попадая в подземные воды, они распадаются, в связи с чем по оставшемуся их количеству можно определять возраст вод. Срок жизни таких изотопов не превышает нескольких миллионов лет, у наиболее короткожпву-щих —дней и недель. Таковы 3Н, “С, 32Si, зеС1, ,0Ве и др. Наибольшее применение в гидрогеологии нашел радиоактивный водород —тритии (Т — 3Н). Он имеет период полураспада 12,262 года, обладает мягким ^-излучением в
превращается в йНе. Содержание трптпя б атмосфере ничтожно (порядка 4- 10~18 ат.%)', в атмосферных осадках его еще меньше (3 ¦ 10-,а ат.% ), в поверхностной воде — 1 • 10-1\ в глубинах океана — в сотни раз меньше.
В естественных условиях тритий образуется из азота в высоких слоях атмосферы под влияиием нейтронов космических лучей:
14N + п -* 12С -I- Т.
Возможны и другие ядорные реакции образования трития.
Изучение распределения трития в поверхностных и подземных водах позволяет установить скорость природных процессов. Так, оказалось, что возраст горячих вод в туннеле Теколоте (США) меньше девяти месяцев, что поверхностные воды океана сравнительно быстро проникают на глубину, что в одном из районов США восьмиметровый слой подземиых вод в течение нескольких месяцев смешивается с эквивалентным количеством атмосферных осадков. В долине р. Миссисипи ежегодно выпадает с осадками 520 мм океанической воды, принесенной ветрами. Приблизительно 240 мм испарившихся подземных вод возвращается через атмосферу в океан. Отсюда следует, что средняя продолжительность круговорота воды в верховьях долины р. Миссисипи составляет около 15 лет.
