СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД существенное

СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
420
существенное расхождение в химическом составе, что свидетельствует о различных
условиях формирования водовмещающих отложений с одной стороны и режимом
питания водоносных комплексов с другой. Например, ультрапресные воды плиоценчетвертичного комплекса получают питание за счет инфильтрации атмосферных
осадков в весенне-летний период, а питание атлым-новомихайловского водоносного
комплекса происходит в летнее время на склонах долин р. Оби и водораздельных
пространствах перетеканием из вышезалегающего неоген-четвертичного водоносного
комплекса [2]. Повышенные концентрации анионов, в частности хлоридов, могут быть
обусловлены морским происхождением водовмещающих отложений на территории
Нефтеюганского
района.
Механизм
взаимодействия
природных
вод
с
водовмещающими отложениями накладывает свой отпечаток на химический состав
подземных вод.
Литература
1.
2.
3.
Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода: в 5 томах. Т.2: Система водапорода в условиях зоны гипергенеза / Под ред. Б.Н. Рыженко. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2007.
389 с.
Палкин С.С., Крапивнер Р.Б., Фортыгин А.В. Оценка обеспеченности населения ХМАО ресурсами
подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Ханты-Мансийск – Москва: ГИДЭК,
2001. 186 с.
Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. 2-е изд., исправл. и доп. М.: Недра, 1998. 366 с.
ЛИТОФАЦИАЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ГЕОХИМИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ РАЗРЕЗА РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН
З.Г. Калкаманова, Р.Х. Мусин
Казанский федеральный университет, г. Казань, Россия, E-mail: [email protected]
Аннотация. В данной работе были рассмотрены условия формирования природных вод
республики Татарстан. Определены основные закономерности поведения ионов с ростом
минерализации.
Abstract. It is considered the conditions of formation of natural waters of the Republic of Tatarstan. It
was identified the basic laws of behavior of ions with increasing of mineralization.
Водные ресурсы играют значительную роль в экономическом развитии
Республики Татарстан, подземные воды используются для питьевого водоснабжения
городского и сельского населения, производственно-технических нужд и орошения
земель. В этой связи, актуальными являются вопросы исследования особенностей
формирования химического состава подземных вод для целей прогноза изменения их
качества. В своих трудах Вернадский В.И. показал что
между основными
компонентами окружающего мира: вода, порода, разнообразные газы, органическое
вещество (живое и мертвое), различные минералы, углеводородное вещество и т.д
существует равновесие. он писал об одновременном динамическом и физикохимическом равновесии, которое «существует все время, меняясь в своей величине,
пока существует раствор» [1]. Определяющим фактором в формировании химического
состава подземных вод является взаимодействие воды с горными породами [2].
В геологическом отношении Республика Татарстан расположена в пределах
Волго-Камской антеклизы – крупной положительной структуры, выделенной в
восточной части Восточно-Европейской (Русской) платформы. Основными
СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
421
структурными элементами антеклизы на территории РТ являются: Татарский и
Токмовский своды и разделяющие их Мелекесская впадина и южная часть КазанскоКажимского прогиба. Геологический разрез характеризуется типичным для платформы
двухъярусным строением: интенсивно дислоцированные метаморфические породы
архея, нижнего и среднего протерозоя слагают кристаллический фундамент
платформы, а палеозойские (девонские, каменноугольные, пермские) и кайнозойские
(неогеновые, четвертичные) отложения – осадочный чехол, мощность которого над
сводами поднятий достигает 1,5 – 1,6км, а во впадинах – 2,5 км. Мезозойские
образования, относящиеся к юрской и меловой системам, получили распространение
лишь в юго-западных районах республики. Территория Республики Татарстан
приходится на северо-восточную часть Волго-Сурского и юго-западную часть КамскоВятского артезианских бассейнов. Они входят в состав Восточно-Русского
артезианского бассейна. В пределах толщи осадочного чехла в вертикальном разрезе по
условиям питания, движения и разгрузки подземных вод выделяются зоны активного,
замедленного и затрудненного водообмена. Зона активного водообмена охватывает
здесь комплекс полигенных сульфатно-карбонатно-терригенных пермских, также
полигенных терригенных плиоцен-четвертичных и, в крайней юго-западной части РТ,
морских преимущественно глинистых мезозойских отложений. Мощность зоны
варьирует в пределах 80–350 м. На большей части территории она подстилается 20–60
м относительно водоупорным тастубским горизонтом карбонатно-сульфатных пород
сакмарского яруса. Пресные подземные воды водоносных горизонтов и комплексов,
используются для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения
населения, как в городской, так и в сельской местности республики Татарстан [5].
Верхняя часть гидрогеологического разреза, находящаяся под
активным
дренирующим влиянием речной сети, в техногенно слабонарушенных районах является
областью распространения ПВ гидрокарбонатного, сульфатно-гидрокарбонатного и
гидрокарбонатно-сульфатного кальциевого и магниево-кальциевого, реже полностью
смешанного, по катионам – натриево-магниево-кальциевого состава. Природные
факторы предопределяют развитие таких гидрогеохимических процессов, как –
углекислотное выщелачивание карбонатно-терригенных пород, выщелачивание и
растворение гипсов, гидролиз терригенных пород, сорбция и ионный обмен, и др.,
которые с разной интенсивностью протекают в водовмещающих средах различного
состава и возраста [3]. Для определения характера протекания этих процессов в системе
«вода-порода» нами проанализированы водные вытяжки с основных разновидностей
нижнемеловых, средне и верхнеюрских и пермских пород, а также почв и покровных
четвертичных образований. При подготовке водных вытяжек использовалась вода
варьирующего состава – дистиллированная; талая снеговая вода, имеющая SO4HCO3/Na-Ca состав и минерализацию в одном случае 0,03 г/л, в другом – 0,04 г/л (рН,
соответственно, 6,34 и 6,48), что примерно отражает преобладающий состав
атмосферных осадков в пределах РТ.
В таблице представлена характеристика некоторых основных факторов состава
воды в родниках, скважинах и водных вытяжках определенных возрастов.
СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
Характеристика
подземных
и
поверхностных
вод
и
422
водных
Таблица
вытяжек.
Из таблицы и по проведенному факторному анализу Рис.1. видно, что
наибольшей минерализующей способностью обладают глины верхнеюрского возраста,
в меньшей степени глины мелового, пермского и среднеюрского возрастов.
Рис. 1. Факторная диаграмма водных вытяжек с различных литотипов на основе
дистиллированной воды
СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
423
Рис. 2. Зависимость ионного состава водных вытяжек от минерализации.
Согласно анализу закономерностей на рис. 2 поведения ионов в зависимости от
степени минерализации, водные вытяжки
с минерализацией до 500 мг/л
преимущественно гидрокарбонатные с высокой долей сульфат-иона. В то же время для
мезозойских отложений характерна более высокая минерализующая способность. И в
их более «соленых водах» вытяжек возрастает доля сульфат-иона, и он становится
ведущим анионом, при этом значительно снижается доля гидрокарбонат-иона.
Накопление хлорид-иона не столь интенсивное, как у первых двух ионов. В катионном
отношении мезозойские отложения так же характеризуются большей жесткостью.
Основные полученные результаты:
1) При рассмотрении значений общей минерализации и жесткости водных
вытяжек для каждого литотипа было выявлено, что максимальные значения
минерализации и жесткости характерны для вытяжек из ПРС, в меньшей степени
данный показатель проявляется для глин и карбонатных пород и минимален для
песчаников.
2) Максимальные значения минерализации характерны для вытяжек из глин
мезозойских отложений.
3) Сравнивая состав природных вод с составом водных вытяжек можно сделать
вывод о том, что практически все основные особенности состава природных вод
хорошо объясняются процессами взаимодействия атмосферных осадков со
слагающими породами. Исключение могут составлять общая жесткость и
СЕКЦИЯ 3 – ГЕОХИМИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
424
концентрации гидрокарбонат-иона. Это связано с большим временем взаимодействия в
системе «вода-порода» в природных условиях и прохождении этих процессов в более
кислой среде.
Литература
Вернадский, В.И. История природных вод / В.И. Вернадский. – М.: Наука, 2003. – 751 с.
Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода. Т. 1. Система вода-порода в
земной коре: взаимодействие, кинетика, равновесие, моделирование / отв. ред. С.Л. Шварцев. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. - 244 с
Мусин Р.Х., Файзрахманова З.Г., Загидуллина К. Р., Мусина Р. З. Вариации и условия
формирования состава природных вод в отдельных регионах Татарстана. – В печати.
Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. Изд. 2-е испр. и доп. - М.: Недра, 1998. - 367 с.
http://www.monitoring.nn.ru/resptat.html
1.
2.
3.
4.
5.
ИЗМЕНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД РЕСПУБЛИКИ
АЛТАЙ ВСЛЕДСТВИЕ ЧУЙСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ЕГО
АФТЕРШОКОВОГО ПРОЦЕССА
1
2
В.Е. Кац , А.В. Шитов , В.В. Ролдугин
1
1
2
ТЦ «Алтайгеомониторинг» с.Майма, Россия, E-mail: [email protected]; Горно-Алтайский
государственный университет, г.Горно-Алтайск, Россия, E-mail: [email protected]
Аннотация. В статье рассмотрены изменения микроэлементного и макрокомпонентного
состава подземных вод Республики Алтай, произошедшие в результате Чуйского
землетрясения и его афтершокового процесса. Анализируются пространственные и временные
характеристики подземных вод региона.
Abstract. The article describes the changes of microelement and macrocomponent composition of the
groundwater of the Altai Republic, which occurred as a result of the Chuya earthquake and its
aftershocks. Analyzes the spatial and temporal characteristics of groundwater in the region.
Известно, что подземные воды на глубинах первых километров находятся под
сверхгидростатическим или даже литостатическим давлением, а влияние подготовки
особенно крупных землетрясений, само событие и афтершоковый процесс оказывают
на характеристики подземных вод существенное влияние [1]. При этом по разломной
сети региона осуществляется транспортировка флюидов к поверхности, изменяя таким
образом химический состав более близповерхностных подземных вод. Вопросы
взаимодействия природных процессов и человека активно изучаются при анализе
геоэкологических проблем, требующих интеграции геологии, географии, геофизики и
других наук о Земле в единую систему знаний. Особенностью геоэкологии является
изучение влияния геосферных оболочек и происходящих в них изменений на живую
природу [2], в связи с чем очень важно изучать режим и характеристики подземных вод
и как показатель комфортности условий проживания человека [3, 4].
Учитывая каскадность проявления геологических и других природных процессов
при крупных землетрясениях и их афтершоковых процессах, рассмотрим
гидрохимический режим подземных вод Республик Алтай на основании данных
мониторинга подземных вод.
Республика Алтай в гидрогеологическом плане, находится в пределах АлтаеСаянской сложной гидрогеологической области. Подземные воды приурочены к
водоносным зонам и комплексам с трещинными, трещинно-жильными, трещинно-