ЛЕКЦІЯ 13
ГЕОЛОГІЧНА ДІЯЛЬНІСТЬ ПІДЗЕМНИХ ВОД
План лекції:
1 Загальна характеристика підземних вод.
2 Походження підземних вод.
3 Форми існування підземних вод.
4 Пористисть і проникність порід.
5 Типи підземних вод.
6 Ерозійна діяльність підземних вод.
7 Акумуляційна діяльність підземних вод.
8 Джерела.
1 Загальна характеристика підземних вод
Підземними водами називаються води, що заповнюють пори, каверни, тріщини та інші порожнини гірських порід земної кори.
Підземні води є предметом вивчення особливої геологічної науки, яка отримала назву гідрогеологія. Основними завданнями гідрогеології є: 1) вивчення умов утворення і залягання підземних вод; 2) встановлення законів руху підземних вод; 3) вивчення фізичних і хімічних властивостей підземних вод; 4) підрахунок запасів покладів підземних вод; 5) вивчення умов використання і регулювання руху підземних вод.
Підземні води здійснюють значну геологічну роботу з руйнування гірських порід, перенесення продуктів руйнування, утворення нових відкладів та різноманітних форм рельєфу.
Інтенсивна діяльність підземних вод в першу чергу визначається надзвичайно великою їх масою (за оцінкою академіка В.І.Вернадського, маса підземних вод дорівнює 51017 тонн). Практично, в гірських породах міститься величезний підземний океан, який за масою води перевищує Атлантичний. Кількість підземної води приблизно у 37 разів більше, ніж у всіх озерах, ріках і болотах світу.
Сукупність всіх підземних вод ще називається підземною гідросферою.
Підземна вода завжди використовувалась людьми в місцях виходу її на поверхню у якості найбільш чистої і якісної питної води.
Також підземні води є джерелом мінеральних речовин, джерелом теплової енергії. Вони мають велике значення при утворенні родовищ нафти і газу. При розробці родовищ нафти і газу підземні води мають, як позитивне, так і негативне значення. При розробці інших корисних копалин (алмази, сірка, вугілля тощо) підземні води мають негативне значення. Тому регулювання діяльності підземних вод під час розробки родовищ корисних копалин є обов’язковим.
2 Походження підземних вод
Відповідно до сучасного рівня знань, підземні води за походженням поділяються на інфільтраційні, конденсаційні, магматогенні, реліктові та метаморфогенні.
Інфільтраційні води – це води, які накопичуються в гірських породах за рахунок просочування (інфільтрації) з поверхні Землі дощових і талих вод, а також вод річок і озер по різноманітних порожнинах гірських порід. Ці води рухаються вниз під дією гравітаційних сил. Слово “інфільтрація” походить від двох латинських слів: “in” – в; “filtratio” – проціджування, просочування.
Кількість поверхневих вод, що просочуються в породи земної кори залежить від водопроникності порід, рельєфу поверхні, клімату, наявності і складу рослинності.
Конденсаційні води – це води, які виникають в результаті конденсації водяної атмосферної пари на земній поверхні, а також безпосередньо в порожнинах гірських порід, залягаючих близько до поверхні. Слово “конденсація” походить від латинського слова “condensatio” – згущення, ущільнення, накопичення.
Найбільше значення конденсаційні води мають для посушливих районів Землі з малою кількістю опадів. Вони утворюються тут за рахунок різкого добового перепаду температур – вночі температура повітря різко падає і відбувається конденсація. Після виникнення, конденсаційні води починають рухатись вниз в земну кору під дією сили тяжіння, тобто – аналогічно інфільтраційним водам.
Таким чином, можна сказати, що конденсаційні води – це лише різновид вод інфільтраційних.
Магматогенні або ювенільні води – це води, які попали в земну кору разом із магмою у процесі її руху з магматичних вогнищ у верхньої мантії в напрямку земної поверхні. Найбільш інтенсивно процес виділення води з магми відбувається у той час, коли рух магми припиняється і починається її охолодження і кристалізація. Поступово магматичні магми, при цьому, перетворюються на гірськи породи, а водні розчини виходять за межі магматичного тіла і починають рухатись у вміщуючих гірських породах. Ювенільні води мають дуже велике значення при утворенні різноманітних родовищ корисних копалин, тому що вони є носієм хімічних елементів і мінералів.
Реліктові води – це води, які попадають в порожнини осадових гірських порід під час їхнього утворення, тобто, під час осадонакопичення. Слово “реліктові” походить від латинського слова “relictum” – залишок, залишковий.
Спочатку, осади, з яких утворюються осадові породи, знаходяться переважно на дні водоймищ і насичені водою. Потім, коли осади ущільнюються і перетворюються на осадову породу, первинна вода залишається в порожнинах цих порід. При подальших тектонічних рухах земної кори, породи можуть переміщуватись в її межах на різні глибини. При цьому, води, які насичують порожнини порід, переміщуються разом із породами.
Але, реліктові води не залишаються назавжди в породах, разом із якими вони попали в земну кору. Земна кора знаходиться в безперервному русі і в ній відбувається постійний перерозподіл тисків. Наслідком цього є рух підземних вод в різних напрямках, незалежно від їхнього первинного походження.
Метаморфогенні води – це води, які виникають у земній корі в результаті метаморфізму певних мінералів і гірських порід. Процес, у результаті якого ці води виділяються у самостійну рухому фазу називається дегідратацій. Наприклад, під дією високих тисків і температур, мінерал гіпс втрачає воду і перетворюється на ангідрит. Це води мають суттєвий вплив на геологічні процеси в земній корі.