Формирование железистых подземных вод - Труфанов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
0,96 12,41
4 51
3,5 835,4
0,10 17,38
1 87
Поведение сульфата в общих чертах соответствует поведению кальция и магния. По-видимому, в поровых растворах высокой минерализации концентрация этих ионов контролируется растворимостью сернокислых солей кальция. Содержание железа в поровых растворах палеоген-неогеновых отложений относительно низкое. По тринадцати пробам оно не превышает 19,2 мг/л.
Поровые растворы меловых отложений. Поровые растворы глинистых пород фундамента охарактеризованы лишь по результатам анализов двух проб, отжатых из аргиллитов и алевритов. Влажность пород до отжатия составляла 25—25,9%, емкость поглощения — 24,7—28,2 мг-экв на 100 г породы, причем 41,8—88,3% в комплексе обменных катионов приходится на долю ионов кальция. Минерализация поровых растворов находится в пределах 109,6—151,1 мг/л (табл. 32). Состав поровых вод сульфатно-хлоридный кальциевый и сульфатный натриевый.
Источники основных компонентов состава поровых растворов и условия обогащения ими подземных вод. На формирование химического состава поровых растворов существенное влияние оказывают вещественный состав вмещающих пород и геохимические условия среды (состав обменных ионов, кислотно-щелочные, окислительно-восстановительные условия, органические вещества и т.д.). Для отложений, близко располо-
90
HCO3 Ca 2* Mg2+ Na + К* Минера- Единицы
лизация измерени
61.0 15,6 5,1 10,0 0,0 120,0 мг/л
1,00 0,78 0,42 0,43 0,0 мг-экв
56 47 26 27 0 % экв
15,9 5.0 3,3 15,3 0,0 62,9 мг/л
0,26 0,25 0,27 0,66 0,0 мг-экв
26 21 23 56 0 % экв
63,5 9.2 7,1 76,6 сл. 303,9 мг/л
1,04 0,46 0,58 3,33 — мг-экв
28 11 13 76 % экв
58,6 6.2 3,7 61,8 0.0 204,6 мг/л
0,96 0,32 0,32 2,69 0,0 мг-экв
34 10 10 80 0 % экв
73,2 6,0 15,8 27,6 0,0 277,7 мг/л
1,20 0,30 1,30 2,20 0,0 мг-экв
47 11 46 43 0 % экв
105,0 2,0 5,6 74,1 сл. 257,0 мг/л
1,72 0,10 0,46 3,22 — мг-экв
49 3 12 85 — % экв
146,5 139,5 29,4 147,0 0,0 1051,4 мг/л
2,40 6,96 2,42 6,44 0,0 мг-экв
15 44 15 41 0 % экв
633,3 202,0 91,4 143,5 0,0 1700,9 мг/л
10,87 10,80 7,52 6.22 0,0 мг-экв
45 44 31 25 0 % экв
146,5 245.3 72,0 118,0 0,0 1434,2 мг/л
2,40 12,24 5.92 5,13 0,0 мг-экв
12 52 26 22 0 % экв
женных к дневной поверхности (почвы, породы зоны аэрации), физико-географические условия района (муссонный характер климата, увлажненность, высокий уровень радиационного баланса) являются ведущими в формировании химического состава поровых вод. Химический состав поровых растворов более глубоких горизонтов пород и особенно мощных (до 20—30 м и более) толщ озерных и аллювиально-озерных глин формируется под влиянием химического состава воды бывших бассейнов осад-конакопления. Однако поровые растворы этих отложений нельзя рассматривать только как продукт диагенетических изменений осадка. Выщелачивание пород гравитационными водами и сопровождающие процессы диффузии и катионного обмена существенным образом изменяют минерализацию и состав поровых растворов, о чем свидетельствуют резкие различия в химическом составе их в одновозрастных осадках, формировавшихся в сравнительно одинаковых условиях. Кальций и магний наиболее активно участвуют в процессах обмена между породой и поровыми ! JCtворами (табл. 33).
Источником ионов калия и натрия в поровых растворах, вероятно, являются вмещающие породы, из которых они поступают в раствор в результате выщелачивания, а также атмосферные осадки, с которыми смешиваются растворы.
91
Таблица 32
Химический состав поровых растворов меловых отложений
Место отбора проб Название породы Гл у би на, m ^еобщ PH СГ
Скв. 8 M Алеврит 96,0 7,9 6,1 25,0 74,9
0,70 1,56
28 61
Скв. 8 IvI Аргиллит 100,0 0,0 4,9 3,5 69,4
0,10 1,45
7 91
Таблица 33
Изменение емкости поглощения и состава обменных катионов пород до и после отжатия из них порового раствора (скв. 16)
Наименование породы Глубина, m Время анализа Сумма обменных катионов K+ Na+ Mg2+ Ca2+
мг-экв на 100 г породы
Глина 1,0 до отжатия 27,40 6,39 Г ~ 2,61 8,20 I 10,20
после отжатия 25,11 6,14 2,17 7,20 9,60
Супесь 3,5 до отжатия 17,72 4,35 2,17 3,40 8.80
после отжатия 13,46 4,49 2,17 3,20 3,60
Содержание железа в поровых растворах тесно связано с органическим веществом и аутигенными минералами железа в породах. Из аутигенных минералов железа обращают на себя внимание пирит и вивианит, довольно широко развитые в глинах четвертичного возраста. Вивианит образует неправильные скопления диаметром до 1 см, пирит присутствует в породах в рассеянном виде, в форме скрытокристаллических разностей, и обнаруживается лишь аналитическим (см. табл. 9) или термографическим (см. рис. 1,2)* методами анализа. Сидерит встречается только среди палеоген-неогеновых отложений.
Как отмечалось выше, поровые растворы отличаются повышенным содержанием сульфатов, концентрация которых иногда в несколько раз выше концентрации в подземных водах.В.В. Красинцева [72], а позднее Л.И. Матвеева [96] объясняют это явление результатом окисления пирита в процессе отпрессования, что не противоречит и нашим выводам, хотя имеются факты, указывающие и на отсутствие такой связи. Наличие в породах пирита, частично или полностью замещенного гидроокислами железа, подтверждает существование локальных условий, благоприятных для окисления сульфидов и поступления железа вместе с сульфатом в водный раствор. В результате диффузионного выноса компонентов минерализации из поровых растворов в подземные воды поступает железо и сульфаты, причем значительная часть сульфатов расходуется микроорганизмами при сульфатредукции.
