Билет16.

Вертикальная зональность хим. состава глубоких напорных вод.

Объяснение вертикальной гидрогеохимической зональности В.И.Вернадский находил в процессах подземного испарения, что впоследствии не подтвердилось.

Рассматривая вертикальную гидрогеохимическую зональность подземных вод, следует учитывать одно весьма важное обстоятельство, на которое обратил внимание М.Е.Альтовскнй. Он отмечал, что нужно различать два вида вертикальной гидрогеохимической зональности. Одна из них наблюдается нами при бурении скважин, и ее следует называть вертикальной зональностью наслоения; другая имеет место по падению водоносных пластов и называется пластовой зональностью. Наибольшее значение при изучении вопросов формирования химического состава подземных вод, имеет последний тип.

В природе, как правило, не наблюдаются четкие и резкие границы между различными гидрогеохимическими зонами; химический состав подземных вод, особенно по пласту, обычио изменяется постепенно. Поэтому принято выделять гндрогео-химические зоны, которые в каждом конкретном случае могут быть различными. Например, зоны могут быть выделены по величине минерализации воды, ионно-солевому составу, преобладанию газов и т.д. Возможны различные сочетании ионно-солевого и газового состава.Под гидрогеохимической зоной принято понимать часть бассейна подземных вод (или водоносного пласта), относительно однородную по химическому составу вод, в пределах которой принятый за основу выделения зон гидрогеохимнчеекчй показатель (или сумма показателей) изменяется в сравнительно узких, условно устанавливаемых границах.

Помимо гидрогеохимических зон выделены гидрогеохимические пояса, под которыми понимается то или иное сочетание зон, отражающее гидрогеохимический разрез на всю мощность осадочного чехла бассейнов. Сочетание зон может быть самым разнообразным, отражающим прямую, обратную, переменную и сложную гидрогеохимическую зональность разреза. Под прямой зональностью понимается последовательное увеличение минерализации подземных вод (и соответственно изменение химического типа воды) с глубиной. Обратная зональность (гидрогеохимическая инверсия) характеризует уменьшение минерализации вод по разрезу. При переменной зональности нет строго определенного изменения минерализации вод с глубиной.Примером районов с прямой гидрогеохимической зональностью являются многие бассейны Восточно-Европейской платформы. Классическим примером района с инверсионным типом гидрогеохимического разреза является Южно-Каспийский артезнанскнй бассейн. Во многих случаях гидрогеохимическая инверсия связывается с крупными разрывными дислокациями, являющимися хорошими проводниками пресных вод от областей питания в глубокие водоносные горизонты. Переменная вертикальная зональность химического состава подземных вод характерна для таких бассейнов, как Ангаро-Ленский, Каракумский и др.

1. Наиболее распространенным является тип прямой вертикальной гидрогеохимической зональности, при которой минерализация воды закономерно повышается сверху вниз и соответственно изменяется ее химический состав. Этот тип зональности характерен для бассейнов, имеющих подземный сток в сторону морей и океанов, омывающих Азиатский матернк.

2. Обратная вертикальная зональность менее распространена по сравнению с прямой. Она наблюдается преимущественно в бассейнах внутриматерикового стока, а также в бассейнах со стоком в сторону океанов, но располагающихся в аридных районах материка.

3. Бассейны с переменной зональностью также располагаются в основном в областях внутриматерикового стока и в бассейнах со стоком в сторону океанов, они обычно имеют в разрезе соленосные и гипсоносные отложения или характеризуются неравномерной засоленностью пород по разрезу.

4. Классификация типов зональности и отнесение к ним конкретных бассейнов является в некоторой степени условной из-за неравномерной и недостаточной изученности многих бассейнов.

5. Во многих бассейнах отсутствует средняя зона сульфатных вод; не во всех бассейнах на максимально достигаемых глубинах установлены хлоридные кальциевые рассолы; минерализация воды бассейнов области внутриматерикового стока в целом более высокая, чем бассейнов других областей стока; зоны максимальной минерализации- воды чаще всего совпадают с наличием в разрезах соленосных отложений; при прочих равных условиях чем древнее породы внутренних областей бассейнов, тем выше минерализация формирующихся в них вод и сложнее их гидрохимический разрез.

6. Вертикальная гидрогеохимическая зональность наблюдается в бассейнах: 1) содержащих как пресные, так и соленые воды и рассолы; 2) сложенных породами любого возраста, состава и генезиса; 3) находящихся в зоне умеренного, избыточного и недостаточного увлажнения, в области развития криолитозоны. Таким образом, зональность имеет широкое региональное распространение.

Имеется несколько гипотез объясняющих с различных исходных позиций формирование гидрогеохимической зональности:

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 гидрогеохнмической 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 (Н2О, О н 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.

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. Минерализация, воды по вертикали обратно пропорциональна скорости движения воды в водоносных слоях. Таким образом, можно считать гидрогеодинамическую зональность первичной, а гидрогеохимическую — вторичной.