Маршрут №3
Цель маршрута – ознакомить студентов с проблемами взаимодействия воды с горными породами, геохимическими особенностями холодных маломинерализованных подземных вод, с моделями самоорганизации травертина на примере «Таловских чаш» Томского района.
Теоретический материал по взаимодействию воды с горными породами имеется в работах С.Л. Шварцева (1978,1996,1998), Г.М.Рогова, В.К.Попова (1985), А.А. Хващевской (1995), О.А. Мочкасовой (2003), О.Е. Лепокуровой (2005), В.Н.Сальникова, Е.С. Потылициной (2004,2008). В зонах гипергенеза выделено несколько стадий взаимодействия воды с горными породами, на которых отмечается вторичное образование, в том числе и травертиновое (О.А.Липокурова 2005). На юге Западной Сибири широкое распространение имеют маломощные травертины, образующиеся из холодных пресных вод. Этот процесс рассматривается как определённый этап взаимодействия воды с горными породами. Г.М. Роговым, В.К.Поповым (1995) рассмотрена одна из современных геологических проблем – гидрогеологические основы механизма катагенетического образования пород. Изучена стадийность катагенетических явлений и процессов, протекающих в дисперсной системе газо-водные растворы – минеральные и органические вещества, их значения для формирования гидрогеохимической и аутигенно-минералогической зональности. Большое значение имеют исследования гидролиза алюмосиликатных породообразующих минералов и значение его в формировании геохимического облика подземных вод и их фильтрационно-ёмкостных свойств.
Травертины (итальянское – travertino) – туф известковый – лёгкая пористая (ячеистая) порода, образовавшаяся в результате осаждения карбоната кальция из горячих или холодных углекислых источников. Часто содержат отпечатки растений и различные органические остатки. Применяется как строительный материал, декоративный камень и для обжига извести (фото. 1). Воды некоторых источников переносят в растворённом состоянии огромное количество ионов. Например, вода источников Сильвер-спринг в центральных областях Флориды выносит около 660 т растворённых твёрдых веществ ежесуточно. Когда эти водные растворы выходят на поверхность, они могут испытывать: 1) испарение, 2) изменение температуры, 3) потерю углекислого газа в результате перемещения или благодаря уменьшению давления и 4) воздействия бактерий или водорослей. Травертины – это следствие равновесно – неравновесного состояния системы вода – порода, а выделяющейся свободной CO2, отражает минимальное количество образующихся карбонатов в этой системе (О.Е.Липокурова, 2005). Все эти изменения способствуют осаждению некоторых из растворённых веществ. Основной материал, который откладывается и горячими и холодными источниками, - это карбонат кальция.
Фото 1. Травертиновый туф. Таловские чаши, Томская область, 41 км от ст. Томск-I. Фото В.Н. Сальникова
Кальцит, отложенный источниками вокруг их устьев, называется травертином. Считается, что поскольку вода из источников изливается в течение длительного времени, большинство травертинов откладывается в форме террас. Например, река Фолс-Крик в штате Оклахома, получает воду с таким высоким содержанием карбоната кальция, что поперёк речной долины образовались естественные дамбы из травертина. Полосчатую кристаллическую разновидность травертина из района Калифорнийского залива в Мексике называют «Мексиканским ониксом». Когда обломки пород цементируются травертином, образуется брекчия необычайного облика. Мексиканский оникс и брекчия высоко ценятся как декоративные камни. В источниках Лёйк в Швейцарии, ежегодно осаждается тысячи тонн гипса. В других источниках откладываются такие вещества, как гидроокись железа, окись магния, хлорид натрия, карбонат натрия, сера и сульфиды металлов.
Источники, образующие на выходах карбонатные травертины, известны и в Томской области. Они образуют своеобразные микроформы рельефа и называются в народе «чашами»: это Таловские чаши, Сухореченские чаши, Березовские чаши и каскад чаш в правом притоке речки Тугояковка. Выход этих источников приурочен к водораздельной части правых притоков реки Томи. Закономерности отложения химических веществ, минералов и горных пород подземными источниками, рассмотрим на примере «Таловских чаш».