Вопрос №39. Генетические типы подземных вод

Независимо от того, как произошло зарождение гидросферы на земле, возникшая вода включилась в разнообразные круговороты, которые привели к формированию разных генетических типов подземных вод, под которыми понимаются типы воды, объединен­ные единым источником питания, механизмом проникновения в земные недра и общей направленностью круговых процессов.

В последнее время свою генетическую классификацию подземных вод разработал Е.В. Пиннекер (рис.), в которой учтены два генетических признака: пути попадания воды в недра земли и их первоисточник. И все же базой учения о генетических типах подземных вод должен служить В первую очередь их круговорот, включающий и первоисточники воды, и механизм попадания в недра.

Рис. Генетическая классификация подземных вод. По Е.В. Пинекеру

3 Генетических цикла образования воды:

1. Инфильтрационный – обусловлен инфильтрацией атмосферных осадков и влиянием процессов происходящих в верхней части земной коры, а также конденсация пара из атмосферы.

2. Морской или осадочный цикл.

Проникновение на глубину морских вод в ходе осадкообразования и изменения при литогенезе.

3. Метаморфический и магматический.

Эти циклы охватывают процессы формирования подземных вод глубоких горизонтов при метаморфизме и магматизме.

Погребенные – свободные воды, которые находясь в порах горных пород с момента формирования данного осадка опустились на некоторую глубину и образовали водоносный горизонт.

Элизионные – воды выдавлены под действием веса выше лежащих пород.

Возрождённые – это воды, которые перенесены на глубину непосредственно кристаллической решеткой в форме конституционной и перешли в свободное состояние в результате разрушения кристаллической решетки минерала.

Собственно магматогенные – воды, поступившие в земную кору вместе с магмой и выделившись при ее отстаивание.

Интрателлурические – это воды образованные в результате дегазации мантии и поступающих в земную кору по глубинным разломам.

Талассогенные – воды образованные в результате мантийно-океанического круговорота из океанической воды.

Литийфикационные воды – это океаническая вода проникшая в подымающие блоки горных пород в силу их разуплотнения и уменьшения давления.

Рифтогенная – выделяется из литосферных плит при их столкновение и их погружение одну под другую.

Субдукционные – воды связанные с зонами субдукции, то есть погружение океанической плиты под континентальную

Вопрос №40. Отличия геологического круговорота воды от климатического.

Давайте теперь сравним два важных круговорота воды, имеющих место в недрах земли, — климатический и геологический, разберем­ся, в чем их общность и различие. Объединяет их, как уже говорилось в начале главы, единый источник воды — моря и океаны, который обусловливает начало того и другого. Различия же сводятся к следующему.

1. Разный источник энергии движения воды, в климатическом круговороте — это солнечная энергия, в геологическом — энергия земных недр, природа и источники которой до сих пор окончательно не установлены.

2. Принципиально различный механизм движения воды в горных породах. Если в случае климатического круговорота вода заполняет уже существующие пустоты и поры горных пород и в них пере­мещается под действием сил гравитации от участков с более вы­соким уровнем воды к участкам с более низкими его отметками, то в случае геологического круговорота картина совершенно иная. Вода захватывается горной породой в момент ее образования, а не после, как в первом случае, и перемещается вместе с горной породой на значительные глубины, постепенно выдавливаясь из нее в результате уменьшения размера пор, обусловленного процессами уплотнения. Вода в этом случае движется от участков большого сжатия породы к участкам меньшего ее уплотнения.

В дальнейшем, когда в геологический процесс включается фи­зически связанная вода, картина движения воды еще более услож­няется. Оно становится невозможным без разрушения в той или иной форме кристаллической решетки минерала. Следовательно, движение воды в геологическом круговороте нельзя свести к какой- либо одной физической форме, оно многообразно и по своей сути является геологическим в отличие от свободной фильтрации, харак­терной для климатического круговорота.

3. Разная направленность изменения фазового состояния воды. Если климатический круговорот невозможен без перехода воды в парообразное состояние с последующей ее конденсацией, то геоло­гический невозможен без перехода подавляющей части воды через физически связанное состояние.

4. Формирование генетически разных подземных вод. Климати­ческий круговорот формирует на земле пресные воды инфильтра- ционного генезиса, значительная часть которых проникает в землю, образуя зону маломинерализованных растворов, создающих основу для жизни человека. Геологический круговорот формирует ветвь соленых Вод седиментационного генезиса, определяющих ход многих новых геологических процессов и явлений, также необходимых для жизни человека. Геологический круговорот, захороняя в боль­ших объемах морские соленые воды, обеспечивает в какой-то мере жизнь "былых морей" в земных недрах и способствует распрост­ранению морских Вод на континенты. Тем самым создается генети­ческое разнообразие подземных вод в недрах Земли.

5. Гидродинамика формирующихся бассейнов различна. В случае климатического круговорота вода в порах горных пород не испы­тывает механического давления стенок, так как Находится под действием только собственного Веса, на какой бы глубине вода не находилась. Гидродинамическая система в этом случае — своеобраз­ный водопровод, "трубы" которого повсюду пронизывают водонос­ный горизонт, но которые связаны между собой гидравлически.

Иная ситуация складывается в процессе геологического круго­ворота. В этом случае вода практически всегда испытывает в той или иной мере давление стенок горной породы. Ведь для того, Чтобы выдавить воду из Породы, необходимо создать то или иное избыточное давление. Поэтому наличие избыточного давления, т.е. превышающего собственный вес воды, — это естественное состо­яние гидродинамических систем, формирующихся в процессе геоло­гического круговорота. Все это сказывается и на характере фор­мирующихся водообменных систем.

6. Разное направление движения воды. Климатический кругово­рот обеспечивает подъем воды с океана в атмосферу, перенос ее На континент и нисходящее движение в горных Породах от Высоких отметок поверхности к более низким. Геологический круговорот захватывает воду И перемещает ее в обратном направлении — вниз относительно морского дна. Затем Под давлением вода перемещается из погружающихся частей бассейна в боковые его структуры, включая континент, и по зонам разломов движется к Дневной поверхности навстречу фильтрационному потоку.

7. Гидрогеохимическое различие формирующихся водообменных систем. Здесь лишь отметим, что Направленность и механизмы, а значит, и геологический результат всех геохимических процессов в этих двух типах круговоротов различны, что много­кратно разнообразит геохимическую среду, контролирующую ход геологических процессов.