20 Подземные воды районов многолетней мерзлоты.

ММП – ГП, имеющие отрицательную или нулевую температуру, содержащие воду в кристаллическом состоянии (в виде льда) и сохраняющиеся в таком состоянии в течение многих лет, веков, тысячелетий. ГП, промерзавшие в сухом состоянии и не содержащие в связи с этим льда, называются морозными. На территории РФ общая площадь распространения ММП составляет около 10 млн. км², то есть более 60 % территории. В целом на территории земного шара ММП распространены на площади более 35 млн. км², около 25 % суши. Разрез толщи ММП может быть практически сплошным или слоистым, содержащим талые (более 0 ⁰С) слои или слои охлаждённых пород с криогалинными водами. В ряде районов (север Печорского бассейна, Западная Сибирь) установлено двухслойное строение толщи ММП, когда под слоем современной мерзлоты с «разрывом» на глубинах от 80 до 200-250 м распространена реликтовая толща ММП, мощность которых может достигать 200-300 м и более.

Основными особенностями гидрогеологических условий этой территории в отличие от районов с отсутствием ММП являются следующие:

1) в пределах области распространения ММП значительный объём свободных гравитационных подземных вод постоянно находится в твёрдом состоянии и тем самым (временно с точки зрения геологической истории этих районов) исключается из общего круговорота воды в л/сф; 3) мёрзлые ГП с температурами ниже 0 ⁰С являются непроницаемыми для свободных гравитационных подземных вод (за исключением криогалинных) и могут рассматриваться в качестве криогенных водоупоров. Положение подземных вод относительно толщи (водоупорных) ММП определяет различные условия их формирования, что служит основой для классификации подземных вод криолитозоны. 4) Распространение практически с поверхности земли до глубин 200-300 м, а в ряде случаев до 1 000 м и более непроницаемых мёрзлых пород с температурами ниже 0 ⁰С приводит к резким изменениям гидродинамических, гидрохимических и гидротермических условий формирования всех типов подземных вод, определяя глубокое «криогенное» преобразование гидрогеологических структур. В связи с этим артезианские бассейны, гидрогеологические массивы и другие типы гидрогеологических районов в пределах зоны сплошного распространения ММП значительной мощности должны рассматриваться в качестве специфических криогидрогеологических структур (криоартезианские бассейны, криогидрогеологические массивы).

21. Воды районов современного вулканизма

Характеризуются в ряде случаев аномальным геотермическим режимом и специфическим химическим и газовым составом, связанными с вулканической деятельностью. В верхней части разреза в трещиноватых лавах и пирокластических образованиях формируются инфильтрационные маломинерализированные (0,1-0,25 г/л) подземные воды, гидродинамический режим и химический состав которых типичен для этих пород. В районах воздействия активных вулканических очагов и на участках гидротермального изменения г.п. в зонах современного тектонического дробления и контактов существуют условия для формирования термальных вод глубинной (1 500-2 000 м, возможно более) циркуляции, имеющих специфический химический и газовый состав.

Основными факторами, определяющими формирование подземных вод этого типа, являются:

1.наличие кислых высокотемпературных вулканических газов, поднимающихся на поверхность и частично смешивающихся с подземными водами;

2.влияние интенсивных термометаморфических процессов в зонах, примыкающих к магматическим очагам;

3. наличие аномально высоких температур на относительно небольших глубинах;

4.формирование высокопроницаемых новейших разломов, обеспечивающих, с одной стороны, возможности глубокой инфильтрации атмосферных вод, и с другой – выход на поверхность высоконапорных термальных вод, а в зонах воздействия активных вулканических очагов и высокотемпературных вулканических газов.

Выходы высокотемпературных подземных вод на поверхность проявляются в виде термальных, нередко «кипящих» источников и пароводяных струй, в ряде случаев с гейзерным режимом фонтанирования. Дебиты крупных термальных источников достигают 10-15 л/с, в отдельных случаях – 50-100 л/с. Температуры подземных вод на выходе изменяются от 20-35 до 100 ⁰С (Восточная Камчатка). На глубинах 1000-1 500 м температуры подземных вод достигают 200-350 ⁰С и более (Камчатка, Япония, Мексика, Италия).

Химический состав и минерализация подземных вод в зависимости от глубины циркуляции и влияния вулканических газов изменяются в широких пределах. Воды термальных источников имеют преимущественно слабую минерализацию (2,0-5,0 г/л). Высокие (60-80 г/л и более) значения минерализации характерны только для природных конденсатов вулканических газов. Состав подземных вод преимущественно SO₄, SO₄-Cl и Cl. Наиболее специфическим является катионный состав подземных вод, связанных с действующими вулканическими проявлениями, в котором в ряде случаев преобладают ионы Al, H, Fe, NH₄. Характерным также является кислый состав этих вод с pH от менее 1 до 2,9-3,3. Исключением являются азотно-углекислые и азотные термы, образующие крупные месторождения высокотемпературных подземных вод, которые проявляются на поверхности мощными (до 50-100 л/с и более) группами источников. Минерализация этих вод изменяется от 0,4-1,5 г/л (азотные термы) до 2,0-5,0 г/л, состав преимущественно Cl, SO₄-(Na+K), Cl-(Na+K), pH 8-9,2. Газовый состав подземных вод районов современной вулканической деятельности может быть представлен сероводородом, азотом, углекислым газом, реже метаном и водородом. Большинство типов подземных вод районов вулканической деятельности являются современными инфильтрационными водами. Высокие температуры подземных вод связаны с их глубокой (до 1 000-2 000 м, возможно глубже) фильтрацией вблизи магматических очагов по системам новейших тектонических разломов. Относительно низкая минерализация подземных вод объясняется слабой растворимостью (даже при высоких температурах) основных типов вулканогенных пород. Специфический химический и газовый состав этих вод и низкие величины pH связаны с выщелачиванием минеральных включений и главным образом с процессами смешения (в различных пропорциях) с конденсатами вулканических газов. Благодаря специфическому химическому и газовому составу, а также высоким температурам многие типы подземных вод областей современного вулканизма являются минеральными лечебными и термоэнергетическими водами.