Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
230
тез объясняющих с различных исходных позиций формирование гидрогеохимической зональности. Наиболее известными
из них являются:
1) захоронение испарительно сконцентрированных в поверхностных условиях морских вод и их метаморфизация в результате взаимодействий с вмещающими породами; в этом случае вода является сингенетичной первичным вмещающим породам;
2) инфильтрационная гипотеза, связывающая формирование гидрогеохимической зональности с процессами взаимодействий в системе «вода — порода»;
3) подземного испарения;
4) самодиффузии или трансляционной дифференциации;
5) диффузионно-осмотические; .
6) ювенильного (эндогенного) происхождения зональности вследствие удаления легколетучих компонентов (HgO9 Cl и др.) из земной коры и мантии (их дегазации);
7) гравитационная и гравитационно-конвекционная;
8) дегидратационная, объясняющая обратную зональность процессами разбавления соленых вод и рассолов кристаллизационной водой, выделяющейся из пород на больших глубинах при дегидратации.
Критический разбор этих гипотез и дискуссионное их обсуждение неоднократно проводились на различных форумах, посвященных формированию химического состава подземных вод. Не рассматривая здесь этот сложный и объемный вопрос, отметим только, что в последнее время для объяснении причин гидрогеохимической зональности как планетарного явления нее более привлекаются методы физико-химической термо- и гидродинамики. В частности, на основе приложения таких методов к познанию формирования гидрогеохимической зональности как регионального явления количественно и качественно показано, что соленость подземных вод седиментационных бассейнов, а следовательно, и гидрогеохимическая структура последних, являются следствием геологически длительных процессов массопереноса, протекающих в водной фазе бассейном, с одной стороны, и процессов массопередачи между водной н твердой фазами горных пород —с другой. Приложение теории массопереноса к познанию формирования химического состава рассолов седиментационных бассейнов позволяет установить и подтвердить, что имеются два основных источника массы химических элементов для этих рассолов: а) седимситлционныо воды морских осадков или солеродных бассейнов (хлор, натрий, магний, бром и др.); б) твердая фаза, с которой взаимодействуют седиментационные и инфильтрациоииые воды и рассолы (кальций, натрий, стронций, бор, йод и др.). Формирование геохимического облика подземных вод седиментационных
•ли
бассейнов (изменение концентраций кальция, магния и др.) начинается уже на стадии захоронения морских вод в донных осадках. Это связано с тем, что гетерогенная система «твердая фаза —жидкая фаза осадков> является термодинамически неравновесной.
Среди множества условий и факторов,- влияющих на формирование химического состава подземных вод и на распределение его по разрезу, одним из важнейших является динамика подземных вод. Это признано большинством гидрогеологов, что нашло отражение в рассмотренной выше зависимости гидрогеохимической зональности от гидрогеодинамической. Эту зависимость М. Е. Альтовский выразил следующим образом: минерализация воды по вертикали обратно пропорциональна скорости движения водьь в водоносных слоях. Таким образом, можно считать гидрогеодинамическую зональность первичной, я гидрогеохимическую — вторичной. К сожалению, в настоящее фемя в гидрогеологии еще не разработаны региональные ко-шчественные показатели для оценки динамичности подземных *од в водоносных породах, особенно залегающих в зонах затрудненного и весьма затрудненного водообмена. Очевидно, что разработка таких показателей динамики подземных вод в гидрогеологических структурах является важнейшей и неотложной задачей, решение которой поможет объяснить и понять причины возникновения того или иного вида гидрогеохимической зональности.
В заключение следует отметить, что зональность химического состава подземных вод, включающая зоны рассолов, обнаруживается не только в структурах, сложенных осадочными породами, но и в пределах массивов кристаллических пород. В этих породах (Украинский, Балтийский, Памирский и другие массивы) на различных глубинах обнаружены соленые воды и рассолы с минерализацией более 100 г/л. Например, в Мончегорском районе Кольского полуострова в ультраосновных породах до глубины 500 м наблюдается постепенное увеличение минерализации поземных вод от 2 до 56,8 г/л. Рассолы характеризуются хлоридным натриевым составом с повышенным содержанием йода до 33 мг/л.
Результаты бурения уникальной Кольской сверхглубокой скважины СГ-3 показали наличие соленых вод и рассолов на глубинах до 12 км.
В пределах отдельных участков Балтийского массива в Карелии в породах архея и протерозоя (гнейсы, граниты и др.) наблюдается возрастание минерализации подземных вод от 1,4 (на глубине 120 м) до 137,7 г/л (на глубине 785 м). При этом геохимический тип вод, по данным Е. Л. Грейсера, В. Б. Козлова и А. Н. Павлова, изменяется от Cl-SO4-Na дс Cl-Na и Cl-Ca-Na. Хлоридные рассолы обнаружены также ?
232
пределах Украинского кристаллического массива (Кривой Рог, минерализация до 150 г/л, геохимический тип Cl-Na-Mg), массива Юго-Западного Памира (минерализация до 60 г/л, геохимический тип Cl-Na-Mg), в Скандинавии и на других щитах.
