авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 15 |

«3 Оглавление О ГЛАВ Л ЕН И Е ...»

-- [ Страница 11 ] --

№ 1-Ал № 2-Э № 2-В* № 10 № 6ц pH 6,53 7,82 6,53 7,45 – Минерализация 0,115 3,196 13,766 0,100 12, Na 0,005 1,307 2,6 0,012 3, K 0,003 0,00344 0,0333 0,0024 0, Mg 0,00365 0,01946 0,887 0,0018 0, Ca 0,004 0,01603 1,032 0,0056 0, SO4 0,002 0,002 0,34 0,0036 0, Cl 0,0043 0,1065 8,023 0,0013 7, HCO3 0,048 3,538 0,2684 0,061 0, Cl/Mинер, 0,037 0,033 – 0,01 0, rNa/rCl 1,77 18,68 0,49 14,05 0, rCa/rSO4 4,80 19,24 7,28 3,73 4, (rCa+rMg)/rNa 2,32 0,04 1,11 0,82 0, Раздольненский гидрогеологический блок распространен на северо западе изученной площади. Он сложен слабодислоцированными при брежно-морскими и континентальными мезозойскими отложениями, за легающими на складчатом позднепалеозойском комплексе и палеозой ских гранитах. На мезозойских породах залегают палеоген-неогеновые континентальные терригенные отложения, верхнюю часть слагают аллю виальные и аллювиально-морские современные отложения [1]. Раздоль ненское проявление гидрокарбонатных минеральных вод расположено в пределах Пушкинского субнапорного бассейна. В процессе изучения проявления минеральных вод [5] были встречены грунтовые пресные гидрокарбонатные воды смешанного катионного состава с минерализа 366 Гидрогеохимия цией 0,1 г/л (скв. № 1-Ал), приуроченные к водоносному горизонту оса дочных образований миоцена (галечники, гравийники, пески). Водонос ный горизонт современных аллювиально-морских отложений содержит соленые хлоридные воды смешанного катионного состава с минерализа цией до 14,0 г/л (скв. № 2-В). На основе данных о химическом составе и соотношениях основных компонентов (табл. 1) эти воды можно отнести к метаморфизованным седиментационным водам морского происхожде ния, в то время как солоноватые воды Na-HCO3 состава мезозойских от ложений этого проявления (скв. №2-Э), имеют атмогенное происхожде ние. Это подтверждается данными по изотопии кислорода и водорода:

18O = –12,8‰ 2H = –90‰ V-SMOW (рис. 2). Атмосферные осадки юга Приморья имеют следующий состав: 2H = –52‰, 18O = –7,0‰ V-SMOW [6]. Концентрации трития составляют 12,8 ТЕ и указывают на время водообмена не более 50 лет [2].

Рис. 2. Соотношения стабильных изотопов кислорода и водорода в водах исследуемого района Муравьевский гидрогеологический блок занимает центральную часть площади и представляет собой горстовую структуру фундамента.

Блок сложен палеозойскими осадочными и вулканогенно-осадочными породами, смятыми в крутые линейные складки и прорванные интру зиями преимущественно кислого состава различного возраста [1].

Изучены подземные воды полуострова Де-Фриз, вскрытые скважи ной № 37074, приуроченные к трещиноватым песчаникам и алевролитам с прослоями углистых сланцев Галенковской свиты. Воды являются солоноватыми (М = 3,2–4,2 г/л) хлоридными натриево-магниево-каль М.К. Васильева, Г.А. Челноков, Н.А. Харитонова циевыми, характерны достаточно высокие содержания Ca2+ (32% мг-экв) и Mg2+ (12% мг-экв) (табл. 2). Соотношения основных компонентов в изученных водах значительно отличаются от соотношений в океани ческой воде. Изотопный состав кислорода и водорода солоноватых вод полуострова Де-Фриз указывает на атмосферный генезис этих вод (18O = –11,85‰;

2H = –90‰ V-SMOW) (рис. 2). Концентрации трития составляют 12,1 ТЕ и указывают на время водообмена не более 50 лет, что хорошо согласуется с результатами, полученными ранее для мине ральных вод юга Приморья [2]. В интервале 30–70 метров были зафикси рованы соленые хлоридные воды смешанного катионного состава с ми нерализацией до 35 г/л (табл. 2), появление которых, вероятнее всего, вызвано подтоком морских вод.

Петровский гидрогеологический блок занимает восточную часть Ханкайско-Раздольненсско-Уссурийской подпровинции и в плане со ответствует Петровской мезозойской впадине. Рассматриваемая струк тура сложена триасовыми и юрскими мелководными морскими терри генными осадками и меловыми континентальными терригенными отложениями [1].

Таблица Химический, изотопный состав, соотношения основных компонентов подземных вод в пределах Петровского и Муравьевского гидрогеологических блоков (г/л) Петровский блок Муравьевский блок Скв. Скв. Де-Фриз Параметры Скв. Де-Фриз № 2ПР № 2ПР Скв. №3 Скв. (15–250 м) (250–300 м) (30–70 м) pH 6,9 6,70 6,33 7,43 6, Минерализация 0,65 50,4 29,9 4,21 34, Na 0,11 5,1 4,0 0,45 2, 4*10-5 1*10- K 0,0002 0,04 0, Mg 0,0207 1,9 0,66 0,22 3, Ca 0,046 10,4 5,9 0,98 5, SO4 0,0075 2,9 0,8 0,089 1, Cl 0,099 29,85 18,5 2,125 21, HCO3 0,29 0,2 0,05 0,145 0, Cl/Mинер, 0,15 0,59 0,61 0,505 0, rNa/rCl 1,71 0,26 0,33 0,33 0, rCa/rSO4 15,79 8,59 17,67 26,56 9, (rCa+rMg)/rNa 0,82 3,04 2,0 3,40 4, В пределах этого блока изучено проявление Речица, где выделены два водоносных горизонта. Водоносный горизонт верхнечетвертичных 368 Гидрогеохимия современных морских и аллювиально-морских отложений представлен песками, супесью и галечниками, чередующимися с илами, и вскрыт скважиной № 3. Воды этого горизонта пресные хлоридно-гидрокарбо натные кальциево-натриевые. Водоносный горизонт верхнемеловых отложений коркинской серии представлен песчаниками вулканогенно теригенными, туфоалевролитами, конгломератами, вскрыт скважиной № 2ПР. В этом водоносном горизонте выделены две гидрохимические зоны: рассолы хлоридные натриево-кальциевые, с минерализацией бо лее 50 г/л, проявленные в интервале глубин 15–250 м и соленые воды хлоридного натриево-кальциевого, кальциево-натриевого состава с ми нерализацией от 27 до 35 г/л, в интервале глубин 250–300 метров Прибрежные рассолы проявления Речица характеризуются повы шенными концентрациями Са2+, Mg2+ и SO42-(табл. 2), содержанием брома на уровне морских вод – 65 мг/л, в то время как йод не фиксиру ется. Соленые воды и рассолы характеризуется минимальными значе ниями коэффициента rNa/rCl (0,5) и повышенными значениями коэф фициента rCa + rMg/rNa (l), что указывает на высокую степень метаморфизма растворов. Изотопный состав кислорода и водорода рас солов и соленых вод проявления Речица указывает на атмосферный генезис этих вод (18O = –8,4‰;

2H = –67,6‰ V-SMOW) (рис. 2).

Концентрации трития составляют 2,5 ТЕ и указывают на условия за медленного водообмена. Таким образом, формирование Ca-Na-Cl, Ca-Cl рассолов и соленых вод происходит в условиях замедленного водооб мена в результате обменных процессов в системе вода-порода [4].

На основании данного краткого обзора гидрогеохимических осо бенностей прибрежных подземных вод можно сделать следующие вы воды.

Основным источником формирования подземных вод прибрежной зоны юга Приморья являются атмосферные осадки. С помощью изотопии кислорода и дейтерия установлено, что солоноватые воды Na-HCO3 со става мезозойских отложений Раздольненского блока (скв. № 2-Э), соло новатые воды Ca-Mg-Na-Cl на полуострове Де-Фриз (скв. № 37074), а также рассолы и соленые воды проявления Речица, вскрытые скважи ной № 2ПР (Петровский блок) имеют атмосферный генезис. Соленые воды современных аллювиально-морских отложений Хасанского блока (скв. № 6ц) и Раздольненского блока (скв. № 2-В) можно отнести к се диментационным водам морского происхождения различной степени метаморфизации.

Большинство изученных подземных вод имеют период циркуляции не более 50 лет, за исключением рассолов проявления Речица, которые формируются в зоне замедленного водообмена.

И.В. Токарев Литература 1. Гидрогеология СССР. Т. XXV (Приморский край). Недра, М., 1971. 371 с.

2. Харитонова Н.А., Челноков Г.А., Брагин И.В., Вах Е.А. Изотопный со став природных вод юга Дальнего Востока России \\ Тихоокеанская геология, 2012. № 2. С. 75–86.

3. Челноков А.Н. Результаты поисков и оценки запасов Гвоздевского ме сторождения пресных подземных вод, с. Вольно-Надеждинское, ООО «При мгидрогео», 2008, 95 с.

4. Челноков Г.А., Харитонова Н.А., Васильева М.К. Геохимия и генезис подземных рассолов северо-восточной части Уссурийского залива (Примор ский край) \\ Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриоло гия, 2012. № 4. С. 310–320.

5. Челноков Г.А., Харитонова Н.А, Зыкин Н.Н., Верещагина О.Ф. Генезис подземных минеральных вод прибрежных областей Приморья \\ Тихоокеанская геология, 2008. № 6. С. 65–72.

6. Чудаева В.А. Миграция химических элементов в водах Дальнего восто ка, Владивосток, Дальнаука, 2002, 391 с.

ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ И ПРОГНОЗ ИЗМЕНЕНИЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ И.В. Токарев СПбО ИГЭ РАН;

199004, Санкт-Петербург, Средний пр., д. 41, оф. 519;

тел. (812)324-1256, факс. (812)325-4881;

tokarevigor@gmail.com Освоение геологами новых методов исследований повлекло за со бой коренную перестройку основных представлений об образовании и эволюции Земли. Эти изменения связаны с получением достоверных данных о неожиданно большом возрасте Земли и обнаружением корен ных отличий в строении и эволюции континентальной и океанической коры, приведших к формулированию теории тектоники плит.

В течение последних десятилетий в гидрогеологии сформировал ся подход, в котором наряду со стандартными работами (опытно фильтрационными испытаниями, режимными наблюдениями и гидрохи мическим опробованием), активно используются геофизические методы полевых исследований для получения исходной информации, а также компьютерные методы обработки данных и математического модели рования для прогноза отклика гидрогеологических систем на внешние воздействия.

Изменения в законодательстве и экономической обстановке в Рос сийской Федерации, а также в общественном мнении и научном пони мании вопросов охраны среды обитания человека и поддержания бла 370 Гидрогеохимия гоприятных условий для хозяйственной деятельности, резко повысили значимость работ, позволяющих более точно оценивать текущее со стояние (условия формирования ресурсов и качества), а также прогно зировать последствия воздействия антропогенной нагрузки и климати ческих изменений на подземные воды.

Опыт последнего времени дает основания утверждать, что изотоп но-геохимические методы оценки состояния и прогноза изменений гид рогеологических объектов позволяют выполнять оценки, необходимые для решения стандартных задач, а также получать принципиально но вую информацию, позволяющую исследовать фундаментальные зако номерности развития подземной гидросферы. Важно также, что при этом возможно сокращение финансовых затрат, объемов и сроков поле вых работ и лабораторных исследований.

Концептуальные основы применения изотопно-геохимических мето дов в гидрогеологии заложены большим коллективом российских и зару бежных исследователей в работах, начатых в связи с «урановым проек том», а затем получивших развитие в ходе исследований, в основном, посвященных захоронению радиоактивных отходов в геологической сре де и изучению глобальных вариаций климата. Ряд видов изотопных ана лизов стал постоянным при постановке мониторинга природных сред.

Например, на значительной части наблюдательных станций МАГАТЭ регулярно измеряется изотопный состав воды и концентрации трития в атмосферных осадках. Однако, до настоящего времени остается ряд нерешенных фундаментальных проблем и прикладных задач, касаю щихся, в первую очередь, условий формирования изотопных сигналов в подземной гидросфере, способов получения и интерпретации изотопно геохимической информации, а также определения ограничений и оши бок этих методов в различных гидрогеологических обстановках. Под черкнем также, что существуют принципиальные отличия методики применения изотопно-геохимических данных для решения гидрогеоло гических задач, по сравнению с исследованием классических геологи ческих объектов. Эти отличия обусловлены подвижностью подземных вод, осреднением изотопных сигналов при смешении воды из различ ных источников, влиянием климатических вариаций на условия форми рования ресурсов и процессов взаимодействия вода-порода на форми рование качества воды. Именно в связи с этим во многих случаях проблемы формирования изотопных сигналов в подземных водах оста ются нерешенными на современном уровне.

Согласно нормативным документам, изотопный состав вещества, обычно, рассматривается в гидрогеологической практике при оценке ра диационной нагрузки на население. Современные методы изучения изо топного состава воды, растворенных веществ и вмещающих пород по И.В. Токарев зволяют использовать изотопно-геохимические методы также для реше ния многих гидрогеологических задач, в первую очередь, таких как:

– диагностика условий формирования подземных вод;

– идентификация источников поступления, темпов и путей мигра ции растворенных веществ;

– определение скоростей движения воды и растворенных веществ на основе датирования подземных вод.

Автор данной работы в течение ряда лет проводил исследования, направленные на теоретическое и экспериментальное обоснование эко номически и информационно оптимального в современных условиях комплекса изотопно-геохимических методов оценки текущего состоя ния и прогноза изменения гидрогеологических объектов, пригодного для решения широкого круга фундаментальных и практических задач гидрогеологии. Результаты данной работы предполагается рекомендо вать для использования широкому кругу организаций, ведущих гидро геологическую съемку и разведку месторождений, а также мониторинг состояния недр. Особенно перспективным представляется применение изотопно-геохимических методов оценки состояния гидрогеологических объектов в ходе работ, связанных с обоснованием безопасности захоро нения радиоактивных отходов в подземном пространстве. Последнее требует создания долговременных (сотни) и сверхдолгосрочных (тысячи лет) прогнозов распространения радионуклидов в гидрогеологических системах, что практически невозможно на базе стандартного набора гидрогеологических работ.

Исследование опиралось, в первую очередь, на теоретический ана лиз условий формирования изотопных сигналов в подземной гидросфе ре. Была также выполнена апробация ранее использовавшихся и пред ложенных автором способов получения и интерпретации изотопно геохимической информации в типовых гидрогеологических условиях применительно к решению задач по оценке формирования ресурсов и качества подземных вод, а также для прогноза безопасности захороне ния радиоактивных отходов в геологической среде. На основании этого был обоснован перечень изотопных систем и методических приемов, наиболее пригодных для решения широкого круга прикладных задач и фундаментальных проблем гидрогеологии в современных условиях, с учетом практики ведения различного вида гидрогеологических работ и опыта применения изотопно-геохимических методов (включая анализ современного состояния аппаратурной базы, стоимость анализа и тре бования к квалификации обслуживающего персонала).

Теоретическая часть работы базировалась на анализе факторов, кон тролирующих поведение изотопов в окружающей среде, а также мате 372 Гидрогеохимия матическом моделировании поведения изотопов в подземных водах.

Экспериментальные исследования в аналитической части опирались на комплекс современной аппаратуры, включая масс-спектрометрические, сцинтилляционные и лазерно-спектрометрические приборы;

а также на нормативно обоснованные способы отбора, консервации, хранения и подготовки проб к анализу. Интерпретация результатов выполнялась с помощью стандартных и предложенных автором подходов к анализу изотопно-геохимической информации.

Экспериментальная часть работы основана на многолетнем опыте работы автора на российских и зарубежных объектах и большом объеме экспериментальных данных (тысячи химических и сотни изотопных анализов). Был охарактеризован широкий круг типичных гидрогеоло гических условий, таких как замкнутые структуры в горно-аридных областях, платформенные пластовые системы и гидрогеологические массивы в гумидных регионах.

Основные теоретические выводы работы сводятся к следующему.

А) В зоне активного водообмена инфильтрационное питание подзем ных вод формируется преимущественно за счет атмосферных осадков.

Содержание и/или состав изотопных трассеров в осадках испытывает сезонные квазисинусоидальные и долговременные вариации (так назы ваемая «входная функция»), связанные с природно-климатическими и техногенными факторами. На основании теоретического анализа и экс периментальных исследований показан эффект «усечения» входной функции для всех изотопных трассеров, поступающих с инфильтрацион ными водами. Изменение вида входной функции для инфильтрационных вод, по сравнению с ее видом в атмосферных осадках, обусловлено пре имущественным питанием подземных вод средних и высоких широт в период весеннего снеготаяния (гумидные районы) или зимнего максиму ма осадков (аридные районы). В результате, для изотопов, связанных с молекулой воды (дейтерий, тритий и кислород-18), в инфильтрационных водах наблюдается значительное уменьшение их концентраций, относи тельно среднегодового содержания в атмосферных осадках. Для благо родных газов в инфильтрационных водах, наоборот, имеет место рост содержаний относительно среднегодовых в осадках, вследствие увеличе ния растворимости газов при понижении температуры.

Соответственно, для интерпретации данных по дейтерию, тритию и кислороду-18 в подземных водах предложено рассчитывать входную функцию на основании содержаний названных изотопов в атмосферных осадках только за холодный период года с учетом распределения объе ма осадков и содержаний изотопов во времени. Данные особенности поведения изотопов водорода, кислорода и благородных газов следует И.В. Токарев учитывать при палеоклиматических реконструкциях, внося соответст вующие поправки в расчетные температуры. На основании анализа базы данных МАГАТЭ-ВМО по изотопному составу осадков над тер риторией России показано, что облегчение изотопного состава совре менных инфильтрационных вод относительно состава атмосферных должно составлять, в среднем 20‰ для 2H и 2,7 ‰ для 18O, а концен трации трития в инфильтрационных водах должны быть, в среднем, на 30% меньше, чем среднегодовые (все оценки приведены с учетом рас пределения объема осадков и содержаний изотопов по сезонам). По следнее подтверждено на большом количестве примеров практических объектов.

Б) Для четных изотопов урана (234U, 238U) рассмотрены случаи воз никновения сверхбольших избытков урана-234 в подземных водах (от ношение 234U/238U 10 по активностям). Показано, что такие избытки урана-234 не могут быть объяснены в рамках одностадийной модели радиокинетического разделения этих изотопов, разработанной В.В. Чер дынцевым [2]. Теоретически обоснована двухстадийная модель, вклю чающая этап промерзания геологического разреза, накопления урана- при отсутствии гравитационной воды и последующего экстрагирования этого изотопа в ходе таяния разреза. Выполнено экспериментальное изучение распространенности четных изотопов урана в подземных во дах различных регионов России, характеризующихся как наличием со временной мерзлоты, так и существованием мерзлоты в прошлом. Об наружены корреляции отношения 234U/238U с изотопным составом воды и результатами изотопного датирования. Показало, что отношение U/238U позволяет использовать данный изотопный трассер как метку вод, «возрожденных» при таянии мерзлоты. Указано также, что при использовании данного отношения для датирования подземных вод и вторичных «гидрогенных» минералов необходимо вносить соответст вующие поправки в начальное (задаваемое) отношение 234U/238U.

В) Для интерпретации данных по благородным газам предложено использовать гелий-неоновую систематику, которая совместно с изме рениями концентраций газов позволяет диагностировать условия пита ния подземных вод, смешение молодых и древних вод и рассчитывать пропорции этого смешения.

Для уран-торий/гелиевого метода датирования древних подземных вод предложена новая модель расчета возраста в многопластовых сис темах [1]. Эта модель учитывает его генерацию во всем геологическом разрезе, конвективный перенос потоком подземных вод в водоносных пластах и собственное диффузионное движение водоупорах. На нижней и верхней границах модели задается условие третьего рода, при кото 374 Гидрогеохимия ром поток гелия определяется градиентом концентраций. В качестве нижней границы, как правило, принимается контакт осадочного чехла с фундаментом, в котором концентрации гелия задаются равными напе ред заданной величине (как правило, большей, чем в осадочном чехле).

В качестве верхней границы рассматривается контакт с атмосферой. На этой границе содержания радиогенного гелия принимаются равными нулю (атмосфера принимается в качестве резервуара бесконечной ем кости). На основании гелий-неоновой систематики могут быть рассчи таны изотопные характеристики молодых подземных вод, как конечно го члена смешения. Из этих изотопных характеристик после изменения трития вычисляется тритий/гелий-3 изотопный возраст воды. На осно вании математического анализа показано, что результаты тритий/гелий 3 изотопного датирования дают корректную гидрогеологическую ин формацию в гомогенных средах, а также в гетерогенных средах, в кото рых емкость слабопроницаемых участков можно принять бесконечно большой. В случае конечной емкости слабопроницаемых зон изотоп ный возраст оказывается, как правило, завышенным по сравнению с «истинным» гидравлическим. Причем величина ошибок может дости гать 300%. Возможность подобного сорта искажений датировок проил люстрированы экспериментальным материалом.

Практическая значимость изучения гидрогеологических систем с помощью изотопно-геохимических методов обусловлена тем, что под земные воды являются одним из важнейших элементов обеспечения стабильности хозяйственной деятельности. Однако следует отметить, что, несмотря на высокую перспективность использования изотопных методов в гидрогеологии, они пока еще редко выходят за пределы на учных лабораторий. Прикладные исследования, выполненные автором, охватывают горно-аридные районы Испании и Киргизии, пластовые системы севера Русской платформы и юго-востока Западной Сибири, гидрогеологические массивы Кольского полуострова и гидрогеологиче ские системы в переходных условиях Карелии и Карельского перешей ка. Результаты изотопно-геохимических исследований, выполненных автором, могут быть использованы для развития методики решения прикладных гидрогеологических задач.

Литература 1. Токарев И.В., Зубков А.А., Румынин В.Г., Поздняков С.П. Оценка долго срочной безопасности захоронения радиоактивных отходов. 2) Исследование водообмена в многослойной системе изотопными методами. Журнал «Водные ресурсы», 2009. Т. 36, № 3. С. 363–374.

2. Чердынцев В.В. Уран-234, М., Атомиздат, 1967, 238 с.

Л.А. Васютич ОСОБЕНОСТИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СОСТОЯНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ЧИТИНСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛЬНОГО ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА Л.А. Васютич Забайкальский государственный университет, 672039 г. Чита, ул. Александро-Заводская, д. 30, ЗабГУ, (302-2) 26-18-26, факс: (302-2) 41-64-44, e-mail: lyudmila-vasyuti @mail.ru Читинская городская агломерация начала формироваться с середи ны XX века. За период урбанизации изменились и продолжают изме няться практически все компоненты природной среды: климат, расти тельность, почва, рельеф, грунты, подземные и поверхностные воды.

Загрязнение подземных вод происходит не только непосредственно от техногенного источника загрязнения, но и через другие компоненты окружающей среды: поверхностную гидросферу, атмосферу, литосферу (почвы и породы зоны аэрации). В связи с этим, начиная с 2011 г на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии ЗабГУ, под руково дством профессора Д.М. Шестернева выполняются исследования в рамках госбюджетной темы «Оценка антропогенных воздействий на геоэкологические условия урбанизированных территорий южной крио литозоны (на примере г. Чита)», регистрационный номер 01201066651.

Особенности формирования агломерации г. Чита и ее воздействия на криолитозону, в условиях глобального изменения климата оказали существенное влияние на состояние подземных вод (криогидросферу) в ее пределах в целом, и в особенности в черте селитебных и промыш ленных территорий. В настоящее время к загрязнителям природной среды относят любое вещество или физическое поле, которое попадает в нее или воздействует на нее, выходя за пределы количества, находя щегося в естественных условиях или среднего природного фона в фик сированное время. В этом плане, на территории г. Чита практически синхронно, начиная с 60-х годов прошлого века, происходило интен сивное тепловое загрязнение геологической среды [6, 7].

Ход изменений среднегодовой температуры воздуха (рис. 1 а) до 60-х годов прошлого столетия в целом обусловлен двумя причинами.

Первая – глобальное изменение климата и вторая, тепловое загрязнение воздушной среды города. В эти годы, в городе наблюдался интенсив ный рост промышленности. Были введены в строй ТЭЦ, КСК, начали работу ЖБИ, кирпичный завод, автосборочный завод и другие про мышленные предприятия. Уже в 1982 г, Зильберштейн И.А. на карте г. Чита выделил зону с аномальными значениями температур воздуха [6]. Ее границы практически совпадали с селитебной и промышленной 376 Гидрогеохимия территориями г. Чита, а значение были на 1–2 градуса выше в сравне ние с фоновыми температурами.

а) б) Рис. 1. Ход изменений среднегодовой температуры воздуха, °С (а) и количества осадков, мм (б) в 1890–2010 гг. (данные м/c г. Читы) 1 – изменение среднегодовых значений;

2 – тренд изменений За период интенсивной урбанизации с 60-х годов прошлого столе тия и по настоящее время криолитозона в пределах г. Чита сократилась с 70 до 15–20%. На участках, ранее ее сплошного развития, теперь рас пространены многолетнемерзлые породы не сливающегося типа [4].

Это привело к формированию новых путей транзита теплового, хими ческого и механического загрязнения гидросферы, изменение геотер мического поля криолитозоны. Динамика их дальнейшего развития была обусловлена: тепловым загрязнением окружающей среды (возду ха, поверхностной и подземной гидросферы);

геологической среды;

из менением фоновых значений основных климатических параметров (рис. 1) – температуры воздуха и количества атмосферных осадков в твердом и жидком виде и т.п. Все это и привело к кардинальной пере Л.А. Васютич стройке криолитозоны по площади и по разрезу [7]. Эти изменения привели к трансформации путей переноса загрязняющих веществ и, несомненно, являются источником ухудшения экологических условий.

В структуре агломерации г. Чита выделяются: промышленная, сели тебная, коммунально-складская и транспортная зоны. В их пределах рас положены различные типы предприятий, улицы, площади, наземный го родской транспорт, подземные коммуникации, гидрозолоотвал, горные выработки, подсобные хозяйства [5]. Часто некачественная их эксплуата ция приводит к вовлечению в городскую среду огромных масс химиче ских элементов с твердыми промышленными и бытовыми отходами, пылевыми выбросами, промышленными и коммунальными стоками. Ус тановлено, что заметному загрязнению подвергаются подземные воды в зоне влияния гидрозолоотвала, городских очистных сооружений, пред приятий на Большом Острове, Читинской автобазы, канализационно насосной станции, расположенной на правом берегу р. Чита [2].

В 60-х годах ХХ века, когда в пределах г. Чита площадь криолитозо ны составляла более 60–70% от общей площади урбанизированной тер ритории, локальные источники загрязнения практически не распростра нялись на территорию Читино-Ингодинского артезианского бассейна.

В настоящее время, когда деградация криолитозоны достигла макси мальных значений, в связи с увеличением гидродинамической связи ло кальных источников загрязнения, поверхностных и подземных вод отме чается загрязнение подземных вод регионального характера. Причем, основной причиной регионального загрязнения грунтовых вод являются урбанизированная территория, объекты энергетики и транспорта [2, 3].

Локальные источники загрязнения подземных вод многообразны: гидро золоотвал, водозаборные скважины, свалки, нефтезаправочные станции и др. Линейные источники загрязнения – это автомагистрали, коллекторы промышленной и коммунальной канализации [3].

Совокупность воздействий техногенных объектов трансформирует гидродинамическое и гидрохимическое состояния подземной гидро сферы. Техногенное воздействие на гидродинамическое состояние под земных вод на территории г. Чита связано с отбором подземных вод, утечкой технологической воды из объектов энергетического комплекса, восстановлением уровней в районе Черновского шахтного поля. Добы ча подземных вод в г. Чите осуществляется двенадцатью крупными (производительностью более 1000 м3/сут) и пятнадцатью средними (производительностью от 100 до 800 м3/сут) групповыми водозаборами, а также серией водозаборов малой производительности и одиночных скважин. Водоотбор по г. Чита в 2010 г достигал 103,81 тыс. м3/сут.

Наиболее интенсивный водоотбор осуществляется на пяти групповых водозаборах, обеспечивающих централизованное водоснабжение г. Чита:

Центральном, Ингодинcком, Прибрежном, Угданском, «Школе № 17».

378 Гидрогеохимия В результате интенсивного водоотбора, с конца восьмидесятых го дов прошлого столетия на территории г. Чита сформировалась общая депрессионная воронка, площадь которой варьирует от 72 до 93 км2 с глубиной залегания динамического уровня до 60–80 м. Центр воронки тяготеет к территории Центрального водозабора, где понижение уровня подземных вод за сорокалетний период составило 26,1 м. В западной части города Читы, где расположены гидрозолоотвал Читинской ТЭЦ и шахтное поле Черновского буроугольного месторождения, где длитель ное время наблюдался подъем уровней [6]. Это связанно с фильтрацией техногенных вод из золоотвала и прекращением водоотлива из подзем ных горных выработок буроугольного месторождения. На площади Черновского буроугольного месторождения с начала века до 1985 г бы ла осушена 90-метровая толща угленосных отложений. До 2001 г шел стабильный подъем уровней водоносного комплекса нижнемеловых отложений, связанный с их восстановлением.

Гидрогеохимическое состояние подземных вод селитебной части г. Чита характеризуется распределением по площади нормируемых по казателей в подземных водах нижнемелового водоносного комплекса:

минерализации, сульфатов, фтора, натрия. Подземные воды с минера лизацией до 500 мг/л распространены на 60% территории – это Цен тральный, Ингодинский и, частично, Железнодорожный районы. Мине рализация от 500 до 1000 мг/л (предельно-допустимая концентрация ПДК) наблюдается в виде крупного ореола сложной формы, занимаю щего 37% площади и охватывающего юго-западную, западную и севе ро-западную части города – Черновский и часть Железнодорожного района. Минерализация, превышающая ПДК, выделяется как площад ная аномалия от золоотвала ТЭЦ до юго-западного берега оз. Кенон и пос. Кадала, с максимальным значением 1586 мг/л. На этой же террито рии зафиксирован крупный ореол, в котором общая жесткость превы шает ПДК. Значения жесткости достигают в районе золоотвала ТЭЦ 17–23 мг-экв/л, в районе пос. Кадала 18–34 мг-экв/л. Ореол распростра нения сульфатов с концентрацией выше ПДК (500 мг/л) также приуро чен к району золоотвала ТЭЦ – пос.Кадала. Содержание сульфатов дос тигает 619–735 мг/л. В основном, концентрация сульфатов в скважинах города не превышает 200 мг/л [1].

Гидрозолоотвал ТЭЦ расположен в 4 км северо-западнее оз. Кенон, в естественной котловине и состоит из двух секций общей площадью 115 га. Технологическая вода в нём имеет гидрокарбонатно-сульфатный магниево-кальциевый состав с минерализацией 1,24 мг/л, жесткостью 14,7 мг-экв/л. Технологическая вода, фильтруясь по ослабленным текто ническим зонам и хорошо проницаемым слоям песчаников, загрязняет подземные воды нижнемелового водоносного комплекса и современного четвертичного водоносного горизонта аллювиальных и озерных отложе Л.А. Васютич ний. Ореол загрязнения подземных вод сульфатами вокруг золоотвала вытянут по потоку подземных вод в сторону долины р. Кадалинка и оз. Кенон и его площадь в 2010 г составила 12,5 км2[4].

Гидрогеохимическое состояние подземных вод на водозаборах ха рактеризуется на примере Угданского, который введён в работу в 1963 г.

За пятьдесят лет эксплуатации первоначальное качество воды продол жает сохраняться лишь в одной из шести скважин самой северной.

В южной части водозабора происходит интенсивное подтягивание не кондиционных вод, что привело к увеличению концентрации натрий иона до 360 мг/л (первоначально 120–160 мг/л), сухого остатка до 1,4 г/л (первоначально 0,45–0,5 г/л), фиксируется постоянный рост сульфатов, содержание которых в 2010 г составило 283 мг/л (первоначально 4– 8 мг/л). Содержание гидрокарбонат-иона в воде возрастает с ростом ми нерализации, что указывает на природный характер загрязнения [1].

Изучение гидрогеохимического состояния питьевых подземных вод г. Чита позволило сделать вывод о том, что качество подземных вод соответствует нормам по основным показателям, но существует ряд проблем. Качество питьевых вод в г. Чита имеет отклонения от норма тивов по железу, марганцу, иногда фтору. Причинами этих отклонений являются природные факторы и подтягивание некондиционных вод из смежных горизонтов. Так же общим почти для всех водозаборов явля ется постоянное или периодическое присутствие в подземных водах нитратов, нитритов и аммония, что говорит о загрязнении подземных вод хозяйственно-бытовыми стоками. Это результат захламленности территории стихийными свалками бытового мусора, а также всевоз можных утечек и аварийных сбросов сточных вод с канализационно насосных станций на рельеф и в р. Чита. Опасность загрязнения усу губляется размещением водозаборов в черте города [2].

Охрана источников питьевого водоснабжения от загрязнения и ис тощения является актуальной проблемой. Механизмом, позволяющим отследить состояние подземных вод, и предотвратить загрязнения слу жит система мониторинга. Анализ последних данных о современном мониторинге на Читинском месторождении подземных вод позволяет говорить том, что в настоящее время сохраняется тенденция сокраще ния наблюдательной сети за состоянием подземных вод, что недопус тимо в условиях растущей техногенной нагрузки в пределах г. Чита.

Анализ гидродинамического режима работы водозаборов указывает на увеличение площади депрессионной воронки, поэтому при построении прогнозных моделей эксплуатации водозаборных сооружений необхо димо учитывать влияние граничных условий. Техногенные воздействия на подземные воды в большинстве случаев обратимы, это воздействия которыми можно управлять и изменять с целью создания приемлемой экологической обстановки в г. Чита.

380 Гидрогеохимия Литература 1. Васютич Л.А. Исследование влияния антропогенных воздействий на ка чество питьевых вод урбанизированных территорий (на примере г. Читы) // Комплексные проблемы гидрогеологии: тез. докл. науч. конф. – 27–28 окт.

2011 г. – Санкт-Петербург: С.-Петерб. ун-т, 2011. – С. 39–41.

2. Васютич Л.А. Оценка состояния окружающей среды городских агломе раций южной криолитозоны (на примере г. Читы) // Экологические проблемы недропользования. Наука и образование: материалы пятой международной на учной конф. – 19–24 ноября 2012 г. – СПб.: С.-Петерб. ун-т, 2012. – С. 56–59.

3. Верхотуров А.Г., Васютич Л.А. Ресурсы и экологическое состояние питье вых подземных вод Забайкалья // Недропользование-XXI в. – 2008. № 3. – С. 79–81.

4. Шестернев Д.М., Васютич Л.А. Изменение климата и окружающая сре да урбанизированной территории г. Читы // Кулагинские чтения: ХII Между нар. науч.-практ. конф. – Чита: ЗабГУ, 2012. – Ч. 4. – C. 30–32.

5. Шестернев Д.М., Васютич Л.А. Исследование влияния антропогенных воздействий на изменение геэкологических условий урбанизированных терри торий южной криолитозоны (на примере г. Чита) // Вестник Чит. гос. ун-та. – Чита, 2011. – № 6. – C. 117–121.

6. Шестернев Д.М., Васютич Л.А. Тепловое загрязнение геологической среды криолитозоны урбанизированных территорий Забайкалья (на примере г. Чита) // Вестник Чит. гос. ун-та. – Чита, 2012. – № 1. – C. 43–51.

7. Шестернев Д.М., Шестернев Д.Д. Пучение пород в условиях деградации криолитозоны. – Якутск: изд-во Ин-та мерзлотоведения СО РАН, 2012. – 194 с.

ПОВЕДЕНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗОНЕ ГИПЕРГЕНЕЗА (Березитовое месторождение, Амурская область) Е.А. Вах, А.С. Вах, Н.А. Харитонова Дальневосточный геологический институт ДВО РАН, 690022;

г. Владивосток, пр. 100 лет Владивостоку 159, e-mail: Adasea@mail.ru Изучение характера поведения РЗЭ в сульфатных водах проводилось на разрабатываемом Березитовом золото-полиметаллическом месторо ждении, которое находится в Тындинском районе Амурской области.

Месторождение расположено в верховьях ручья Константиновский – мелкого левого притока нижнего течения р. Хайкта, правого притока р. Большой Ольдой [2]. Месторождение залегает в порфировидных гра нитах Хайктинско-Орогжанского массива палеозойского возраста. Золо тосодержащие руды распределены относительно равномерно в метасо матитах месторождения в виде сложного сульфидного штокверка, отчетливо заполняя многочисленную систему сложных трещин, часто цементируя обломки вмещающих их метасоматитов. Наиболее распро страненными рудными минералами месторождения являются галенит, сфалерит, пирит, пирротин, магнетит [3].

Е.А. Вах, А.С. Вах, Н.А. Харитонова Содержания РЗЭ в порфировидных гранитах Хайктинско-Орогжан ского массива и в рудоносных метасоматитах месторождения примерно одинаковы (табл. 1) и близки к уровню средних концентраций РЗЭ для гранитов верхней части континентальной коры. Для всех пород месторо ждения отмечается преобладание гидрофильных РЗЭ цериевой группы.

Нормированные по отношению NASC профили распределений концен траций РЗЭ в породах месторождения представлены однотипными относи тельно прямолинейными слабо дифференцированными спектрами с близ ким составом РЗЭ по отношению к северо-американскому сланцу (рис. 1).

Таблица Содержание растворимых форм редкоземельных элементов в породах (г/т), подземных и поверхностных водах (мкг/л) Березитового месторождения Элементы I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII La 35,78 37,92 5,51 1441,87 348,66 98,36 298,79 193,40 0,88 4,68 0,80 26,69 35, Ce 72,14 72,30 6,11 5691,57 1021,30 210,20 693,94 486,23 1,31 8,02 1,48 55,24 67, Pr 8,19 7,70 0,51 842,20 134,23 21,84 70,25 63,32 0,23 0,83 0,20 5,87 7, Nd 29,98 27,24 1,89 4247,04 628,00 82,10 262,16 264,77 0,87 2,90 0,77 20,31 24, Sm 5,33 4,46 0,20 1053,91 128,17 13,03 44,08 51,61 0,15 0,45 0,13 3,42 4, Eu 1,27 0,96 0,04 179,70 21,92 2,41 8,05 8,94 0,03 0,09 0,03 0,71 0, Gd 4,86 4,31 0,42 993,81 134,95 15,50 51,00 55,44 0,13 0,56 0,15 3,20 3, Tb 0,66 0,57 0,05 142,25 18,23 1,93 6,47 7,51 0,02 0,07 0,02 0,37 0, Dy 3,87 3,09 0,25 775,75 96,55 9,52 33,24 38,70 0,09 0,36 0,10 2,05 2, Ho 0,73 0,65 0,05 125,40 16,34 1,66 5,59 6,60 0,02 0,07 0,02 0,36 0, Er 2,03 1,77 0,12 329,60 41,16 3,98 13,65 15,98 0,04 0,17 0,05 1,03 1, Tm 0,32 0,29 0,01 37,16 4,75 0,44 1,47 1,87 0,01 0,02 0,01 0,12 0, Yb 1,96 1,94 0,05 226,62 27,70 2,32 8,07 10,46 0,04 0,11 0,04 0,89 1, Lu 0,34 0,30 0,01 31,13 3,85 0,34 1,11 1,52 0,01 0,02 0,01 0,11 0, REE 167,47 163,49 15,21 16 118,0 2625,82 463,63 1497,85 1206,36 3,82 18,34 3,79 120,37 149, LREE, 91,17 92,10 93,77 83,49 86,92 92,30 91,95 88,55 90,81 92,50 89,84 112,24 139, % HREE, 8,83 7,90 6,23 16,51 13,08 7,70 8,05 11,45 9,19 7,50 10,16 8,13 10, % (La/Yb)n 12,40 13,28 74,86 4,32 8,55 28,80 25,15 12,56 14,95 28,90 13,59 2,91 3, Eu/Eu* 0,75 0,66 0,41 0,53 0,50 0,52 0,52 0,51 0,64 0,55 0,65 0,35 1, Ce/Ce* 0,98 0,97 0,69 1,22 1,14 1,05 1,12 1,06 0,69 0,91 0,87 0,56 0, Примечание. I – граниты Хайктинско-Орогжанского массива (среднее из 3 анализов);

II – рудоносные метасоматиты (среднее из 7 анализов);

III – подземные трещинно жильные воды из разлома «Центральный»;

IV–VI – рудничные воды (IV – шт. № 5;

VI – шт. № 2, пробы 2009 г., среднее из 3 анализов;

VI – шт. № 2, проба 2010 г.;

VII– VIII – руч. Константиновский (VII – пробы 2009, среднее из 2 анализов;

VIII – пробы 2010 г., среднее из 3 анализов);

IX–X – р. Хайкта (IX – выше по течению устья руч. Константиновского;

X – ниже по течению устья руч. Константиновского);

382 Гидрогеохимия XI – подземные воды р. Хайкта;

XII – охра 2009 год отбора, XIII – охра 2011 год отбора. Показатели (La/Yb)n, Eu/Eu*, Ce/Ce* рассчитаны по отношению NASC.

Определение содержаний элементов в водных пробах выполнено методом масс спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на ИСП-МС спектрометре Agilent 7500 в ДВГИ ДВО РАН (аналитики М.Г. Блохин, Е.В. Еловский).

Рис. 1. Спектры распределения концентраций редкоземельных элементов в породах, водных средах и в охре Березитового месторождения, нормированные к NASC (северо-американский сланец) 1 – порфировидные граниты Хайктинско-Орогжанского массива (среднее из 3 ана лизов);

2 – рудоносные метасоматиты с золотосодержащей сульфидной минерали зацией (среднее из 7 анализов);

3 – подземные трещинно-жильные воды из разлома «Центральный»;

4 – рудничные воды центральной части месторождения (штольня № 5);

5–6 – рудничные воды вытекающие из штольни № 2 (5 – среднее из 3 анали зов, пробы 2009 г., 6 – проба 2010 г.);

7–8 – руч. Константиновский (7 – среднее из 2 анализов, пробы 2009;

8 – среднее из 3 анализов, пробы 2010 г.);

9–10 – р. Хайкта (9 – выше по течению от устья руч. Константиновского, 10 – ниже по течению от устья руч. Константиновского);

11 – подземные воды долины р. Хайкта, 12 – охра отобрана в 2009 году, 13 – охра отобрана 2011 году. Серым показано поле измене ния концентрации редкоземельных элементов в породах и рудах Березитового ме сторождения, а темно-серым – в охре Основным редкоземельным минералом в гранитах является алланит (ортит), который представлен в породах единичными идиоморфными однородными по составу агрегатами, реже – гидротированными разно стями, содержащие в себе участки с высокими и низкими концентра циями РЗЭ. В метасоматических породах редкоземельная минерализа Е.А. Вах, А.С. Вах, Н.А. Харитонова ция представлена в основном алланитом и монацитом, а также весьма редкого минерала из группы арсеносиликатов – червандонита-(Се) [1].

Основные гидрогеологические особенности месторождения опреде ляются наличием мощной зоны развития многолетнемерзлых пород (глубиной до 180 м), интенсивностью и характером проявления текто нических процессов в гранитах и рудоносных метасоматитах. На ме сторождении выделяются грунтовые, трещинно-жильные и рудничные подземные воды. Наиболее распространены трещинно-жильные воды, которые приурочены к многочисленным разрывным нарушениям. По химическому составу трещинно-жильные воды сульфатно-гидрокарбо натные, натриево-кальциевые. Общая минерализация составляет 0,1– 0,5 г/л. Воды слабощелочные (рН – 7,3–8,0), с общей жесткостью 0,8– 1,7 мг-экв/л. В микрокомпонентном составе вод отмечаются повышен ные концентрации следующих элементов (мг/л): Mn – 9;

Zn – 10;

Sr – 1,3;

Cu – 0,08;

Cd – 0,06;

Ba – 0,05.

Рудничные воды месторождения техногенной природы формируют ся в штольневых подземных горных выработках месторождения, прой денных в конце XX века в процессе геологической разведки рудного объекта. Они представлены растворами желтого, буро-желтого цвета, которые содержат в своем составе большое количество взвешенных частиц. По химическому составу они кислые (pH 3,0–4,5), существенно сульфатные, магниево-калиево-кальциевые, с общей минерализацией до 10 г/л. Характеризуются высокими концентрациями рудных элемен тов (мг/л): Al – 4300;

Fe – 1600;

Zn – 1670;

Mn – 520;

Cu – 52;

Cd – 5,5;

Co – 5;

Ni – 2,6;

U – 1,2 [4]. Вытекая из штольневых горизонтов руд ничные воды, смешиваясь с поверхностными грунтовыми водами и до ждевыми осадками, попадают в верхнюю и среднюю часть руч. Кон стантиновского, а также в систему р. Хайкта [4].

В рудничных сульфатных водах месторождения, а также в поверх ностных водах руч. Константиновского, установлены высокие концен трации РЗЭ (табл. 1). Наиболее высокие содержания РЗЭ, до 16 мг/л, характерны для рудничных вод штольни № 5. По отношению к поверх ностным водам р. Хайкта уровень превышения фоновых концентраций РЗЭ в рудничных водах штольни № 5 превышает порядка 4000 раз [5].

Для рудничных вод штольни № 2, выходы которой расположены в 1 км от рудного тела, установлены более низкие концентрации РЗЭ, что обу словлено значительной степенью их разбавления трещинно-жильными водами, приуроченными к зонам дробления в гранитах. Для трещинно жильных вод месторождения характерны крайне низкие содержаниями РЗЭ. Полученные результаты свидетельствуют о том, что процесс обо гащения водных сред месторождения РЗЭ обусловлен формированием кислых сульфатных рудничных вод.

384 Гидрогеохимия Таким образом, в процессе формирования кислых сульфатных вод в зоне окисления происходит значительный вынос РЗЭ из водовмещаю щих пород и руд месторождения, что способствует образованию в вод ных средах аномально высоких концентраций РЗЭ в растворенных формах.

Формирование зоны гипергенеза сопровождается не только вывет риванием горных пород, приводящих к их деструкции, окислению и растворению минералов, а также развитию процессов седиментогенеза и современного аутигенного минералообразования, формирование ко торой происходит под влиянием определенных природных и антропо генных факторов.

Аутигенная минерализация техногенной природы исследовалась в зоне окисления сульфидных руд Березитового месторождения Верхнего Приамурья. Она представлена мощными железистыми охрами и корка ми, которые развиты на поверхностях крупноглыбовых делювиальных отложений ручья Константиновского, которые были сформированы за счет попадания в него и длительного воздействия сернокислых руднич ных вод месторождения.

В образцах охры, отобранных на месторождении, было определено содержание РЗЭ, которое варьируется от 120,4 до 149,6 мкг/л (табл. 1).

Получается, что содержание РЗЭ в охрах ниже, чем в сульфатных во дах, но практически сопоставимо с породами. Полученные данные по содержанию РЗЭ в охрах, были пронормированны к NASC.

Изучение характера распределений растворимых форм РЗЭ в под земных, поверхностных водах и охру, нормированных к NASC, показы вает, что спектры распределений РЗЭ в породах, водах и охре по конфи гурации сопоставимы между собой (см. рис. 1). Некоторые особенности характера распределения РЗЭ в водных средах по отношению к породам определяются наличием европиевой аномалии (Eu/Eu* – 0,75–0,90), а также значительным разбросом соотношений между легкими и тяжелы ми РЗЭ (Lan/Ybn – 0,62–3,96). При этом наиболее существенные отличия в характере распределения РЗЭ характерны для высокоминерализован ных рудничных вод, в составе которых отмечается увеличение доли тя желых РЗЭ, а также наиболее слабая степень фракционирования РЗЭ.

При этом спектр распределения в области легких РЗЭ характеризуется преобладанием Ce, Nd, Pr и Sm над La. По мере уменьшения содержаний РЗЭ в водных средах, связанных с разбавлением рудничных вод грунто выми водами и атмосферными осадками, спектр распределений элемен тов в этой области принимает стандартный вид с постепенным уменьше нием концентраций от La к Eu. Профили распределения РЗЭ охры сопоставимы с профилями породы, небольшое отличие наблюдается в распределении тяжелых группы элементов.

Е.А. Вах, А.С. Вах, Н.А. Харитонова Таким образом, выявлены высокие концентрации РЗЭ в рудничных водах Березитового месторождения, которые определяются не наличи ем высоких концентраций в исходной породе, а физико-химическими процессами формирования высокоминерализованных сульфатных вод в зоне гипергенеза сульфидных руд [6, 7, 8, 9].

Полученные данные о высоких содержаниях РЗЭ в рудничных во дах Березитового месторождения позволяет считать, что высокомине рализованные сульфатные воды, развитые в зоне гипергенеза сульфид ных руд, могут в перспективе рассматриваться в виде потенциального перспективного жидкого минерального сырья для промышленной до бычи РЗЭ. В этом плане особый практический интерес представляет изучение РЗЭ в кислых дренажных водах и прудах отстойниках, кото рые в больших объемах развиты в местах хранения отходов переработ ки сульфидных руд, в том числе и на Дальнем Востоке России.

Предполагается, что полученные в процессе исследований новые материалы о геохимии РЗЭ в аутигенных минералах, в сопоставлении с данными о характере концентраций РЗЭ в поверхностных и подземных водах, формирующих эту минерализацию, позволять выявить новые закономерности о характере накопления и миграции РЗЭ в зоне гипер генеза в системе «порода-вода-порода».

Литература 1. Вах А.С., Авченко О.В., Карабцов А.А. и др. Первая находка гротита в золо торудных месторождениях // Доклады Академии наук – 2009. – Т. 428 – № 3 – С. 353–357.

2. Вах А.С., Моисеенко В.Г., Степанов В.А. и др. Березитовое золото-поли металлическое месторождение //Доклады Академии наук – 2009 – Т. 425 – № 2 – С. 204–207.

3. Вах А.С., Степанов В.А., Авченко О.В. Березитовое золото-полиметалличе ское месторождение: геологическое строение и состав руд // Руды и металлы – 2008 – № 6 – С. 44–55.

4. Вах Е.А., Вах А.С, Харитонова Н.А. Содержание редкоземельных эле ментов в водах зоны гипергенеза сульфидных руд Березитового месторождения // Тихоокеанская геология. – 2013. – Т. 32. – № 1. С. 105–115.

5. Крайнов С.Р., Швец В.М. Гидрохимия. М.. – Недра. – 1992 – C. 463.

6. Табаксблат Л.С. Состав техногенных дренажных вод рудных месторож дений // Известия ВУЗов Геология и Разведка. – 2004 – № 4 – С. 43–48.

7. Чудаева В.А. Чудаев О.В. Поведение редкоземельных элементов в усло виях смешения вод разных типов (о. Кунашир, Курильские о-ва) // Тихоокеан.


геология – 2010 – Т. 29 – № 2 – С. 97–111.

8. Чудаева В.А., Чудаев О.В. Особенности накопления и фракционирования редкоземельных элементов в поверхностных водах Дальнего Востока в услови ях природных и антропогенных аномалий // Геохимия. 2011 – № 3 – С. 523–549.

9. Protano G., Riccobono F. High contents of rare earth elements (REEs) in stream waters of a Cu-Pb-Zn mining area // Environmental Pollution – 2002 – V. 117 – р. 499–514.

386 Гидрогеохимия ОСОБЕННОСТИ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВЫХ ПОДЗЕМНЫХ ВОД МОСКОВСКОГО РЕГИОНА А.В. Липаева Территориальный центр ГМСН по Москве и Московской области ОАО «Геоцентр-Москва», 115191 Москва, ул. 2-я Рощинская, д. 10;

тел. (495) 954-96-35;

954-96-79 доб. 165;

эл. почта: geomon.msk@gmail.com;

alexlip@mail.ru;

Водоснабжение Московской области, в отличие от города Москвы, в основном базируется на подземных водах, которые составляют около 90% от общего водопотребления. На территории области эксплуатиру ются подземные воды главным образом каменноугольных водоносных горизонтов и комплексов. Основными эксплуатируемыми водоносными горизонтами и комплексами являются подольско-мячковский (41% от общего водоотбора), касимовский (20%), гжельско-ассельский (15%), и алексинско-протвинский (12%), в меньшей степени каширский (7%).

Воды первых от поверхности современных, четвертичных, меловых и верхнеюрских водоносных горизонтов и комплексов в централизован ном водоснабжении региона практически не используются. Всего на территории области по состоянию на 01.01.2010 г. имеется действую щих и резервных 11 307 водозаборных скважин, их них 4 310 эксплуа тируют подземные воды с водоотбором равным или более 100 м3/сут.

Сложность оценки качества подземных вод на территории Москов ской области предопределяется разнообразием и сложностью гидрогео логических условий эксплуатируемых каменноугольных водоносных горизонтов и комплексов, а также интенсивно изменяющейся техноген ной нагрузкой. Возможность использования подземных вод для хозяй ственно-питьевых целей, наряду с условиями залегания и ресурсами, определяется величиной содержания в водах нормируемых показателей и веществ (компонентов).

Нами проведена региональная оценка качества подземных вод основных эксплуатируемых водоносных горизонтов на основании разработанной методики по каждому из 39 районов Московской области. В качестве основных параметров для оценки качества подзем ных вод предложены: а) частота встречаемости превышения ПДК по каждому компоненту в рамках района или области, и б) величина сред него содержания компонентов. Таким образом, для оценки качества используются региональные масштабы несоответствия нормативным требованиям [1, 2, 4, 5].

Ввиду малой представительности выборок по некоторым элементам в пределах района, масштабы превышения ПДК при оценке качества подземных вод по районам отражают частоту встречаемости – процент А.В. Липаева от количества определений (анализов) за исследуемый период. Исходя из законов математической статистики и имеющегося фактического материала, оценка качества подземных вод проведена начиная с мини мальной выборки в 15 определений для каждого компонента.

Особенности качества подземных вод на территории области пред ставлены на примере наиболее широко эксплуатируемого подольско мячковского водоносного горизонта.

Исходными данными для изучения качества подземных вод по дольско-мячковского водоносного горизонта послужили результаты 8026 химических анализов проб воды за 5 лет (2006–2010 гг.). Это дан ные ОАО «Геоцентр-Москва», полученные в результате ведения госу дарственного мониторинга подземных вод а) за счет собственного опробования, проводимого сотрудниками Территориального Центра государственного мониторинга состояния недр (ТЦ ГМСН) по г. Мо скве и Московской области: б) данные недропользователей, а так же гидрогеохимические данные других организаций, накопленные во ФГУП «Росгеолфонд».

Анализ концентраций нормируемых компонентов химического со става подземных вод показал, что на территории Московской области для всех эксплуатируемых горизонтах и комплексах приоритетными показателями качества (часто превышающими нормативные значения) являются Fe, F, Sr, Li, B, Si, Mn, общая жесткость и общая альфа радиоактивность, а в отдельных районах As, Ni, U, Pb. Повышенное содержание этих компонентов и показателей существенно ухудшает качество подземных вод. В то же время формирование повышенных концентраций этих веществ происходит преимущественно в результате природных взаимодействий в системе «вода-порода», которые сущест венно интенсифицируются на участках нарушенных гидрогеохимиче ских условий.

Проведенная оценка качества питьевых подземных вод подольско мячковского водоносного горизонта показала, что основными показате лями и веществами, ухудшающими качество вод на территории отдель ных административных районов являются железо, жесткость и общая -радиоактивность. В большинстве районов частота встречаемости их в концентрациях, превышающих нормативные значения (ПДК), состав ляет более 25% – железо до 98 %, жесткость до 89% и общая -радиоактивность до 87%. В то же время, в некоторых районах, каче ство вод существенно ухудшается за счет повышенных концентраций F, Li, Sr, B. Закономерное увеличение содержания этих компонентов в северо-восточном секторе области обусловлено гидрогеохимической зо нальностью [3] и общим погружением водоносных горизонтов в северо восточном направлении.

388 Гидрогеохимия Содержание Li в подземных водах подольско-мячковского горизон та в целом по области превышает нормативное значение в 32% опреде лений. При этом Клинский, Солнечногорский, Мытищинский, Химкин ский, Пушкинский, Ногинский, Балашихинский, Егорьевский районы отличаются несоответствием качества по Li в 33–81% определений.

Подземные воды некондиционные по фтору, литию, стронцию часто встречаются в тех районах, где используются подземные воды каширского и алексинско-протвинского комплексов (Балашихин ский, Егорьевский, Истринский, Каширский, Клинский, Коломенский, Красногорский, Ленинский, Луховицкий, Люберецкий). Их содержание, превышающее ПДК, составляет 25–82 % определений по району. В от дельных районах (Балашихинском, Люберецком, Ленинском) в подзем ных водах подольско-мячковского и алексинско-протвинского горизон тов и комплексов встречается повышенное содержание бора (31–44% определений).

Так как распространение Sr, F и B в подземных водах артезианских бассейнов подчиняется гидрогеохимической зональности, рост их кон центраций происходит с увеличением глубины залегания горизонта и его мощности. Поэтому можно точно назвать районы области, в ко торых были, есть и будут проблемы с качеством питьевых вод по Li, Sr, F и B, обусловленные природными закономерностями (с вероят ностью более, чем 25% определений).

Помимо Li, F, Sr и B, несоответствие нормативному качеству подземных вод подольско-мячковского горизонта в отдельных рай онах области связано с Si, Mn, Ni, Pb, а также компонентами I класса опасности – U и As. Ленинский, Домодедовский и Ступинский районы отличаются повышенным содержанием Si (более 25% определений).

Для подземных вод горизонта в Ступинском, Рузском районах (11% определений) и Домодедовском районе (9% определений) характерно повышенное содержание мышьяка. Превышения ПДК по мышьяку встречаются также в касимовском и алексинско-протвинском комплек сах в Можайском районе (6–7%).

В Домодедовском, Подольском, Коломенском и Воскресенском районах установлено несоответствие качества подземных вод по урану (10–14% определений).

Из веществ, повышенное содержание которых является индикато ром антропогенной нагрузки, чаще всего встречаются азотсодержащие вещества – аммоний и нитраты. Повышенное содержание аммония наиболее сильно сказывается на качестве подземных вод подольско мячковского горизонта в Балашихинском (22%), Солнечногорском (10%), Ногинском (8%), Раменском (8%), а также Лотошинском и Ша турском районах. Помимо этого, высокая концентрация аммония харак А.В. Липаева терна для касимовского водоносного комплекса в Балашихинском рай оне (20%) и алексинско-протвинского – в Люберецком районе (20%).

Таким образом, используя известные гидрогеохимические зако номерности, можно более целенаправленно планировать возможно сти использования подземных вод или других источников для хозяй ственно-питьевого водоснабжения населения в пределах Московской области с учетом получения воды, имеющей оптимальное качество.

Так как для водоснабжения разных административных районов ис пользуются подземные воды разных водоносных горизонтов и ком плексов, во многих районах имеется возможность смешения подзем ных вод разного качества между собой.

Таблица Качество питьевых подземных вод основных эксплуатационных водоносных горизонтов на территории отдельных районов Московской области (2006–2010 гг.) Водоносный Показатели, содержание которых превыша 2009, м3/сут (комплекс) Водоотбор горизонт Районы ет ПДК более чем в 25% определений Московской Вещества Вещества 3–4 класса области 1–2 класса опасности, обобщенные опасности, % и рад. показатели, % C3ksm Fe 82;

жесткость 45 37 F 69;

Li 45;

Fe 61;

жесткость 43;

Балашихинский C2pd-mc 21 Sr 44;

B 31 -рад. C1al-pr жесткость 48;

Mg 45;

Fe 41 Li 82;

F -рад. 29;

Fe 63;

C2pd-mc Si 44 66 Домодедовский жесткость C1al-pr F 69 Fe Fe 57;

жесткость 55;

C2pd-mc Si 31 53 -рад. Ленинский C2ks F F 90;

Li 92;

C1al-pr Fe 30 Sr 76;

B Fe 90;

-рад. 87;

C2pd-mc 82 жесткость 72;

NH4 Люберецкий C2ks жесткость 25;

10 F -рад. 83;

Fe 65;

F 71;

Sr 53;

C1al-pr 16 Li 40;

B 39 жесткость C3g-P1a Fe C3ksm 52 Fe Мытищинский F 52;

Li 49;

C2pd-mc -рад. 45;

Fe 54 17 Sr C2pd-mc жесткость 62;

Fe 30 13 C2ks Li 71;

F 46 Fe 35;

жесткость 26 11 Подольский F 86;

Li 78;


C1al-pr 10 Sr 70;

B 390 Гидрогеохимия Это позволяет достигать оптимальное качество воды, подаваемой для хозяйственно-питьевых нужд, с минимальным количеством техно логических схем водоподготовки.

Таким образом, в каждом районе области подземные воды разных водоносных горизонтов и комплексов характеризуются своими индиви дуальными особенностями химического состава и качества, и разным количеством некондиционных вод. Каменноугольные водоносные гори зонты и комплексы имеют свои особенности природного химического состава водовмещающих пород, а, следовательно, и качества подземных вод, они имеют различные условия залегания и водообмена. Немаловаж ным фактором, усугубляющим плохое качество подземных вод, является эксплуатационная нагрузка и оказываемое техногенное воздействие.

Наиболее неблагоприятная ситуация сложилась с качеством под земных вод районов ближнего Подмосковья и вод промышленных рай онов Московской области. Однако, к регулированию качества потреб ляемых подземных вод (водоподготовке или смешению) на каждом водозаборе необходим индивидуальный подход исходя из конкретных характеристик качества подземных вод эксплуатируемых водоносных горизонтов.

Необходимо отметить, что на территории Московской области су ществует опасность ухудшения качества подземных вод за счет интен сификации выщелачивания на локальных участках интенсивного водо отбора, что происходит вследствие понижения уровня, увеличения скоростей фильтрации, а также общего загрязнения подземных вод в ходе эксплуатации в районах ближнего Подмосковья. Заметим, что ве личина суммарного водоотбора из подземных источников в районе г. Москвы, по крайней мере, в 8 раз выше, чем на территории Москов ской области в целом.

Районы, в которых существует реальная опасность ухудшения каче ства подземных вод за счет интенсификации выщелачивания, устанав ливаются по повышенному содержанию хлоридов (относительно фоно вого) на локальных участках (более 20 %-экв). К таким районам в настоящее время относятся Балашихинский, Люберецкий, Домодедов ский, Ленинский и Подольский. Помимо названных районов в подзем ных водах подольско-мячковского горизонта повышенное содержание хлоридов характерно для территории городов ближнего Подмосковья – Мытищ, Щелково, Одинцово, Красногорска, Химок, а также городов юго-восточного сектора области – гг. Бронниц, Воскресенска, Коломны, Егорьевска.

Наиболее полная и достоверная оценка качества питьевых подзем ных вод, и, соответственно, корректный прогноз их изменения, могут быть получены лишь при определении обязательного расширенного Е.П. Каюкова перечня компонентов и показателей, утвержденных действующими нормативными документами. Это актуально как для ближайших, так и для отдаленных районов Подмосковья.

Предложенная региональная методика оценки качества подземных вод на территории отдельных районов и на территории Московской области в целом дает, на наш взгляд, достаточное представление о ка честве подземных вод, возможностях его улучшения путем смешения с водами других горизонтов, а также целесообразности их использования в тех или иных целях.

Литература 1. ГН 2.1.5.1315-03. «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химиче ских веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно бытового водопользования».

2. ГН 2.1.5.2280-07 «Дополнения и изменения № 1 к гигиеническим норма тивам «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо пользования. ГН 2.1.5.1315-03».

3. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питье вого назначения. М. Недра, 1987. 237 с.

4. СанПиН 2.1.4.1074-01. «Санитарно-эпидемиологические правила и нор мативы. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централи зованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

5. СП 2.6.1.2612-10 (ОСПОРБ – 99/2010). «Санитарные правила и нормати вы. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности».

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗОТОПНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭЛЕМЕНТОВ ВОДНОГО БАЛАНСА Е.П. Каюкова Санкт-Петербургский государственный университет Санкт-Петербург, Университетская наб, 7/9, кафедра гидрогеологии, 3289692, epkayu@gmail.com Исследования проводились в бассейне р. Бодрак (Восточная часть Бахчисарайского района АР Крым). В среднем течении р. Бодрак нахо дится учебный геологический полигон, имеющий статус опорного для основных геологических вузов России и ближнего зарубежья. В д. Тру долюбовке располагается база Крымской практики и Представительст во СПбГУ в Крыму.

Река Бодрак (левый приток р. Альмы) относится к категории малых рек, ее бассейн располагается в пределах Второй (Внутренней) гряды Крымских гор и Южного эрозионно-денудационного межгрядового по нижения. Истоки р. Бодрак и верхние притоки формируются в областях 392 Гидрогеохимия распространения сланцев таврической серии на юго-западных склонах хребта Азарпсырт (абс. отм. над ур. м. 560 м) и северных склонах г. Вольская (абс. отм. над ур. м. 486 м), которые фактически являются водоразделами рек Альма, Марта и Бодрак. Рельеф здесь холмистый, эрозионно-расчлененный с многочисленными балками и оврагами (со следами временных водотоков), преобладают узкие водоразделы.

Вторая и Третья гряды Крымских гор служат областью транзита по верхностного и подземного стока, формирующегося в пределах Главной гряды и являются промежуточным звеном между гидрогеологическими структурами Горного Крыма и артезианскими бассейнами Равнинного Крыма. По условиям формирования ресурсов подземных вод изучаемая территория относится к области активного водообмена, где развиты пре имущественно пресные подземные воды, приуроченные к четвертичным отложениям и коре выветривания отдельных пород мезозоя и кайнозоя.

Общие сведения Первые представления об изотопном составе природных вод полу острова Крым получены из базы данных глобальной сети изотопов в атмосферных осадках (GNIP), находящейся в свободном доступе на сайте МАГАТЭ [5]. Согласно станциям из базы GNIP, наиболее близ ким исследуемому району (по широте, долготе и высоте над уровнем моря) среднегодовые осадки над Крымским полуостровом ожидаются следующего состава: 2Н = –70 –60, 18О = –10 –8.

В атмосферных осадках существуют сезонные колебания содержа ний изотопов водорода и кислорода с максимальными значениями ле том и минимальными зимой, которые вызваны сезонными изменениями температуры конденсации водяного пара [3, 6]. Сезонный ход осадков на различных станциях имеет некоторые отличия. Годичные вариации 18О в атмосферных осадках могут составлять 5–10% [5].

Непосредственно для полуострова Крым существует лишь одна представительная публикация [2], в которой приведены средневзвешен ные значения 2Н и 18О атмосферных осадков для станций г. Симфе рополь (Предгорья Крыма) и г. Чатырдаг (Главная гряда Крымских гор).

Во всем мире для интерпретации изотопных данных используют глобальную линию метеорных вод (ГЛМВ) [4]: 2Н = 818О + 10.

Изотопные данные выражаются в относительных единицах: Х = (Rпр /Rст – 1)1000‰, где R – атомные отношения изотопов – водорода (2Н/1H) или кислорода (18О/16О) в пробе и стандарте;

показывает, на сколько проба обеднена (0) или обогащена (0) тяжелым изотопом относительно стандарта (=0). В качестве эталона используется стан дарт средней океанической воды – V-SMOW (Vienna Standard of the Mean Ocean Water), для которого по определению 2Н = 0‰ и 18О = 0‰ (‰ – промилле, тысячная доля числа).

Е.П. Каюкова В конкретных местных условиях линия метеорных вод может быть несколько смещена и иметь другой уклон [1, 2, 3]. На рис. 1 показаны взаимоотношения между ГЛМВ и локальной линиями метеорных вод.

Изотопные измерения проводились в разных лабораториях: проба из р. Бодрак в 2006 г. анализировалась в лаборатории ВСЕГИНГЕО, остальные пробы 2006 г. – в лаборатории ВСЕГЕИ;

аналитические ра боты проводились на масс-спектрометре DELTAplus. Пробы 2011 г. ана лизировались в лаборатории СПбГУ на измерителе изотопного состава водорода и кислорода в воде Picarro.

Результаты и обсуждения Все полученные за период исследования изотопные данные (2Н и 18О) природных вод бассейна р. Бодрак представлены на графиках в координатах 18О 2Н относительно глобальной линии метеорных вод, изображена также локальная линия метеорных вод северного склона Крымских гор (по данным [2]). На первом графике (рис. 1) показаны данные 2006 г. опробования (через облако точек 1–6 проходит линия единственной в 2006 г. пробы атмосферных осадков). Второй график включает все пробы за период исследования (рис. 2).

— линия ГЛМВ;

линия ЛЛМВ;

осадки Рис. 1. Изотопный состав Рис. 2. Изменение изотопного природных вод бассейна р. Бодрак состава воды под влиянием (июль 2006 г.) фракционирования Проанализированные пробы подземных вод 2006 г. опробования (точки 1–6) имеют небольшой разброс и, следовательно, имеют родст венный генезис. Все точки подземных вод скучены и располагаются вдоль локальной линии (ЛЛМВ), что является доказательством их ме теогенной природы. Питание во всех образцах подземных вод осущест вляется за счет местных атмосферных осадков – на рис. 1 все точки подземных вод (16) располагаются в непосредственной близости от линии местных метеорных вод, их области питания и разгрузки практи 394 Гидрогеохимия чески совпадают, то есть подземные воды точек 1–6 имеют местное происхождение.

На графике (рис. 1) хорошо видно, что проба воды № 7 (р. Бодрак, июнь 2006 г.) в отличие от остальных занимает особое положение. Ва риации изотопов природных вод обусловлены фракционированием (разделением) в ходе фазовых переходов (при испарении, конденсации, а также при гидратации и дегидратации горных пород). В природных условиях наибольшему фракционированию подвержены изотопы водо рода [1, 3]. При испарении воды происходит разделение изотопов (с увеличением относительного содержания 18О и 2Н в жидкой фазе).

Изложенные сведения не подводят к однозначному объяснению по ложения точки р. Бодрак. Смещение могло произойти и вследствие смешения с другими водами, и вследствие испарения, и по каким-либо другим причинам (что является предметом специальных исследований).

Оценка области питания Попытаемся оценить высотные положения областей питания вод, сформировавших меженный сток р. Бодрак в июле 2006 г. У нас имеет ся четыре пробы изотопного состава атмосферных осадков, собранных на базе Представительства СПбГУ в Крыму (д. Трудолюбовка, 270 м над ур.м.) и две пробы из литературных источников [2]. Так как в двух пробах атмосферных осадков (2006 г. и 2009 г.) был определен только 18O, вычислим 2Н с привлечением уравнения локальной линии мете орных вод (ЛЛМВ).

По имеющимся данным (табл. 1) получим зависимость изотопного состава атмосферных осадков от высоты над уровнем моря (рис. 3).

Таблица Изотопный состав атмосферных осадков Горного Крыма Место Высота 18О, ‰ 2Н, ‰ выпадения над ур.м.

осадков (м) д. Трудолюбовка Дождь, июль 2006 г. –9,3 –61,9 д. Трудолюбовка Дождь, июль 2009 г. –7,9 –52,1 д. Трудолюбовка Дождь, июнь 2011 г. –5,7 –39,3 д. Трудолюбовка Дождь, декабрь 2011 г. –4,5 –36,3 Атмосферные осадки Симферополь [2] –7,4 –50,2 Атмосферные осадки Чатырдаг [2] –8,6 –57,8 Если высказанные выше предположения относительно изотопного состава атмосферных осадков, обеспечивших сток р. Бодрак в июле 2006 г, верны, то первоначальный состав осадков был: 18O 11,3‰ и 2Н 129,0 75,7‰).

Е.П. Каюкова Рис. 3. Зависимость изотопного состава атмосферных осадков от высотных отметок Проба воды из р. Бодрак (№ 7) занимает особое положение вследст вие трансформации атмосферных осадков (рис. 1 и 2). Тангенс угла на клона прямой в координатах 18О2Н, описываемой уравнением ГЛМВ (ЛЛМВ), меняется в пределах 3–6 в зависимости от условий трансфор мации (линия со стрелкой на рис. 2).

Применяя разный угловой коэффициент (от 3 до 6) получим разные значения 18O и 2Н для вод обеспечивших сток р. Бодрак в июле 2006 г. (табл. 2). В соответствии с графиками на рис. 3 впишем в табли цу высоты соответствующие 18O и 2Н. Наиболее близкие значения получены при угловом коэффициенте 3, и, следовательно, линия транс формированных вод с угловым коэффициентом 3 наиболее достоверна.

Таблица Зависимость изотопного состава от углового коэффициента Линии Предполагаемый Расчет высотной трансформированных исходный состав воды отметки (м) 18 2 18 вод О Н О Н Н = 318О – 41,9 –11,3 –75,7 630 Н = 418О – 33,2 –12,1 –81,7 678 Н = 518О – 24,5 –13,9 –93,8 784 Н = 618О – 15,8 –13,0 –129,0 731 Таким образом, получаем, что сток р. Бодрак в июле 2006 г. сформи рован атмосферными осадками с изотопным составом – 18O 11,3‰ и 2Н 75,7‰, которые выпали на высотных отметках около 630–690 м.

Так как на территории бассейна р. Бодрак площади с высотными отмет ками более 600 м над ур.м. занимают лишь 0,5% всей площади бассейна (рис. 4), то вероятнее всего меженный сток р. Бодрак в июле 2006 г. обя зан транзитным водам. То есть это подземные воды, сформированные за пределами водосбора бассейна р. Бодрак на высотных отметках 600700 м.

396 Гидрогеохимия Рис. 4. Распределение площади бассейна р. Бодрак по высотным зонам Выводы Изотопный состав природных вод бассейна р. Бодрак позволяет ут верждать, что в подавляющем большинстве воды на территории бас сейна пресные и имеют инфильтрационный генезис.

Грунтовые воды бассейна р. Бодрак формируются в основном за счет местных атмосферных осадков. Район отличается высокими скоро стями водообмена неглубокозалегающих подземных вод.

Области питания вод, формирующих сток р. Бодрак располагаются гипсометрически выше, чем области питания грунтовых вод (на скло нах гор с отметками около 600–700 м над уровнем моря).

Автор благодарит Э.М. Прасолова, Г.М. Ельцову и И.В. Токарева за консультации, поддержку и помощь в выполнении дорогостоящих ана лизов на содержание изотопов в воде.

Литература 1. Дубинчук В.Т., Поляков В.А., Корниенко Н.Д. Ядерно-геофизические ме тоды в гидрогеологии и инженерной геологии. М.: Недра, 1988. 223 с.

2. Дублянский Ю.В., Климчук А.Б., Амеличев Г.Н., Токарев С.В., Шпётль К.

Изотопный состав атмосферных осадков и карстовых источников северо западного склона Крымских гор // Спелеология и карстология. – № 9. – Симфе рополь. – 2012. – С. 14–21.

3. Ферронский В.И., Поляков В.А. Изотопы гидросферы Земли. М., 2009. 632 c.

4. Craig H. Isotopic variations in meteoric waters. Science, 1961. № 133: 1702–1703.

5. http://www-naweb.iaea.org/napc/ih/IHS_resources_gnip.html – сайт Меж дународного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) «Global Network Isoto pes in Precipitation» (GNIP) – дата обращения 10.07.2011.

6. Stable Isotope. Hydrology. Deuterium and oxygen-18 in water сycle. IAEA TRS-210. – Vienna: IAEA, 1981.

О.В. Голованова МИГРАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В ВОДОНОСНОМ КОМПЛЕКСЕ НЕОПЛЕЙСТОЦЕНА СЕВЕРНОГО ПРИКАСПИЯ И КАСПИЯ И ЕЕ УПРАВЛЯЮЩИЕ ФАКТОРЫ О.В. Голованова Геологический институт РАН;

119017 Москва, Пыжевский пер., 7;

т.: 84959592613;

е-mail: Golovanova2000@mail.ru Вода, водные растворы, их геохимические трансформации и пере мещение часто оказывают огромное влияние на развитие осадочных бассейнов. Молодые осадки содержат значительное количество поро вых вод, которое впоследствии отжимается в пласты более высокой проницаемости и различным образом перераспределяется в геологиче ских структурах. Это имеет большое научно-практическое значение.

Без этого мы не можем оценить масштабы антропогенного воздействия и распространения загрязнений. Что же касается научных исследова ний, то особенности гидрогеомиграции оказываются актуальными как при изучении артезианских и нефтегазоносных бассейнов, так и оса дочных бассейнов в целом. Однако, в существующих моделях событий геологического прошлого (таких как биотические кризисы, накопление осадочных толщ обогащенных органическим веществом, активизация вулканизма и многих других) практически не учитывается миграция подземных вод. Соответственно не учитывается и тесно связанная с ней субмаринная разгрузка подземных вод, в то время как она может ока заться количественно значимым элементом водного баланса если не всего бассейна седиментации, то какой-либо его части. Весьма актуаль ной является проблема идентификации воздействия подземных вод и флюидов различных генетических типов и степени метаморфизации, с которым может быть связано формирование геохимических барьеров, геохимических аномалий и т.д.

В геологической истории осадочных водо-породных бассейнов принципиально возможны два варианта сценария: сохранение, либо вытеснение седиментогенных вод. Поэтому мы стремимся оценить воз можности и степени вытеснения седиментогенных вод водами других генетических типов и степени метаморфизации, прежде всего, ин фильтрационными метеогенными водами. В качестве главного дейст вующего механизма массопереноса рассматривается количественно наиболее значимый процесс вынужденной конвекции, а именно – пере несение химических элементов потоком движущихся подземных вод.

Наш подход, таким образом, отличается рассмотрением взаимодей ствия пород, вод и связанных с ними сред: поверхностных вод, атмо 398 Гидрогеохимия сферных осадков, газов, коллоидов и органического вещества. В отно шении водной составляющей, наше исследование представляет собой достаточно редкий случай совмещенного гидрогеохимического и гид рогеодинамического подхода. Особенностью нашего подхода является изучение истории водообмена в бассейне, балансовых соотношений инфильтрационных и седиментогенных вод, процессов, скоростей и направлений движения потоков подземных вод, формирования химиче ского состава подземных вод, строения и формирования геофильтраци онных сред. Для водоносного комплекса неоплейстоцена Северного Кас пия и Прикаспия количественные оценки получены на специально идентифицированной математической модели геомиграции – первой и по всей вероятности единственной, для района детального исследования.

В результате нами, по сути, построена новая модель формирования подземных вод данного района [2, 8]. Его особенности, и возможно уникальность, определяются при сопоставлении северной части неоп лейстоценового осадочного бассейна Каспия с другими его частями [6].

Это позволяет обоснованно установить управляющие факторы и усло вия гидрогеомиграции, которые обеспечивают сохранение либо вытес нение седиментогенных вод. Установленные факторы и условия могут использоваться при изучении самых различных обстановок (геологиче ских, экологических, седиментологических) и нашего времени, и геоло гического прошлого.

Область детальных исследований располагается приблизительно в 100 км севернее г. Астрахани. Здесь располагается Астраханский Газо вый Комплекс (АГК) и разрабатывается Астраханское газоконденсат ное месторождение. Общая площадь территории около1600 км2.

Фактическим материалом послужили данные, полученные автором в составе Астраханской партии НИЧ Геологического факультета МГУ.

Использованы данные гидрогеологических и инженерно-геологических съемок (неопубликованные материалы И.К. Акуз, Л.Ф. Кривко, А.Е. Лют ницкого), фондовые (ТИСИЗа, ГИПРОВОДХОЗа и др.) и литературные данные. Главным образом использованы материалы бурения (керны и буровые скважины (несколько тысяч), шурфы (сотни)), опытно-фильт рационных исследований (сотни), трассерных испытаний. Этот материал всесторонне характеризует: подземные воды (уровни, глубины залега ния), их химический состав (макрокомпоненты, рН, Еh и т.д. – тысячи определений, микрокомпоненты – десятки определений);

породы (лито логический, гранулометрический состав, минералого-геохимические по казатели – сотни определений);

геофильтрационные и геомиграционные параметры;

режимно-балансовые особенности подземного потока.

Теперь – краткое представление наиболее значимых результатов.



Pages:     | 1 |   ...   | 9 | 10 || 12 | 13 |   ...   | 15 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.