Минеральные воды 
5)
металлоносные жилы.
Каждый тип иллюстрировался характерным примером. Для первого
случая приводились углекислые источники Эмса (Германия), второго – Ивердон и
Баден (Швейцария), третьего – Виши (Франция), четвертого Баньер-де-Люшон
(Пиренеи – Франция), пятого – Пломбьер (Вогезы).
В 1931 году А.М. Овчинников в докладе «Геологические структуры
районов минеральных вод» на I Всесоюзном гидрогеологическом съезде в
Ленинграде произвел систематизацию условий выхода на поверхность минеральных
вод. Было выделено три основных типа:
I
– платформенные области, как наиболее простые, где минеральные воды
образуют пластовые горизонты и появляются на поверхности в результате: 1)
искусственного вскрытия путем бурения скважинами или колодцами (Сольвычегодск,
Белая Горка, Старая Русса и др.); 2) наличие тектонических разрывов типа сбросов,
флексур и т.п. в сочетании с глубокой эрозии (Краинские минеральные воды,
Сергиевские и др.) .
II – пограничные области между
платформами и складчатыми сооружениями, где минеральные воды приурочены: 1) к
зонам поперечных трещин (район КМВ, Центральное плато Франции и др.); 2) к
участкам, осложненным интрузиями, например типа лакколитов КМВ, в которых вода
может изливаться, и по концентрическим разломам.
III – складчатые сооружения: 1) районы
преимущественного распространения складчатых тектонических форм – антиклиналей
и синклиналей. Выходы минеральных вод приурочены к осевым частям складок, а
также к участкам развития тектонических трещин различных систем (диагональных и
др.).
Опыт работ на минеральных водах показал необходимым тщательный геолого-структурный
анализ районов минеральных вод с детальным изучением трещиноватости горных
пород. В горных породах, разбитых различными системами трещин, можно выделить
наиболее водообильные зоны открытых трещин, сопряженных с системами закрытых
трещин. Следует подчеркнуть большое гидрогеологическое значение поперечных и
диагональных зон тектонических деформаций и трещин, являющихся зонами
растяжения, т.е. представляющих системы открытых трещин.
При проведении буровых работ можно хорошо заметить как по-разному
взаимодействующих скважины, заложенные на участках, различных по степени
трещеноватости пород. В истории буровых работ в целях разведки минеральных вод
были случаи, когда три скважины, заложенные в скальных породах по треугольнику
с расстоянием сторон около 100 м, дали минеральную воду, а центральная,
четвертая скважина, заложенная в центре треугольника, была почти безводной. При
равномерной трещеноватости (литоклазы) и пористости пород таких случаев ожидать
трудно.
Наиболее характерными комплексами пород, с которыми связаны
минеральные воды, являются:
1)
Карбонатные – известняки
или доломиты, разбитые трещинами и закарстованные на выступающих участках. С
толщами карбонатных пород связаны такие минеральные воды, как углекислые воды
типа нарзана, сероводородные воды Мацесты, радоновые воды Цхалтубо, термальные
воды Пиесчаны в Словакии, Будапешта и др.
2)
Чередующиеся
песчано-глинистые отложения, образующие так называемый флиш. С этими толщами
связано формирование гидрокарбонотно-натриевых вод боржомского типа – Боржоми,
Виши, Дилижан и другие, а также вод хлоридно-гидрокарбонатно-натриевого
состава.
3)
Вулканогенные, туфогенные
породы, представляющие накопления туфов, туфобрекчий и туфопесчанников, часто
перемежающиеся с покровами и потоками лав. С этими толщами связаны многие
гидросульфатные термальные воды Кавказа (Тбилиси, Абастумани и др.), а также
некоторых других областей.
4)
Массивы изверженных пород,
представляющие большое разнообразие форм, начиная от небольших даек, лакколитов
и кончая крупными батолитообразными телами. В таких массивах, разбитых
трещинами, развиты слабо минерализованные азотные термы, местами с повышенной
радиоактивностью (например, термы Белокурихи, приуроченные к гранитному массиву
у северного подножия Алтая, Родопский массив в Болгарии и др.).
Большое значение в распространении минеральных вод различных
типов имеют геотектонические условия. В настоящее время принято различать три
крупных геотектонических элементов: I – щиты или выступы древнего кристаллического
фундамента, сложенные кристаллическими или метаморфическими породами; II –
платформы, сложенные осадочными отложениями, обычно слабо смятыми и несогласно
залегающими на кристаллическом фундаменте (кровля которого находится на
различных глубинах); III – геосинклинали – подвижные, различно дислоцированные
участки земной коры, сложенные комплексами самых разнообразных пород –
осадочных, магматических, метаморфических.
В пределах указанных выше главнейших геотектонических элементов
выделяются структуры более мелкие, которые усложняют картину распространения
минеральных вод (поднятия, прогибы, антеклизы, синеклизы, валы, купола и т.д.).
В процессе геологической истории, в зависимости от особенностей
седиментации, процессов диагенеза и эпигенеза и условий миграции подземных вод
в прошлые времена в пределах бассейнов подземных вод создается
гидрогеохимическая зональность, которая, несмотря на некоторые общие черты,
проявляется в различных бассейнах по-разному. Такие бассейны подземных вод,
включающие: области современной инфильтрации атмосферных вод и создание напора;
области распространения водоносных горизонтов (в том числе и горизонтов
минеральных вод) и области стока или разгрузки получили наименование водонапорных
систем.
А.М.Овчинников выделяет 6 типов водонапорных систем:
1)
крупные артезианские
бассейны платформенных областей;
2)
средние артезианские
бассейны краевых, предгорных прогибов и межгорных котловин;
3)
малые артезианские
бассейны, часто наложенные на другие водонапорные системы;
4)
водонапорные системы
трещинных вод в выступающих массивах кристаллических и метаморфических пород;
5)
сочлененные бассейны
горных сооружений;
6)
большие бассейны и потоки
грунтовых вод, имеющие характер субартезианских бассейнов и склонов.
В пределах основных водонапорных систем выделяются системы
(бассейны) второго, третьего порядков. Выделение водонапорных систем,
сопоставление их с геоморфологическими элементами, бассейнами поверхностного
стока позволяет оконтурить гидрогеологические районы, которые обычно показываются
на картах гидрогеологического районирования. Таким образом, гидрогеологические
районы, как, например, КМВ, Сочи – Мацестинский, Боржомский могут
рассматриваться как бассейны подземных вод, включающие области питания и
разгрузки и приуроченные к одной или нескольким геологическим структурам или к
части структуры, отличающейся характерной зональностью подземных вод, которая
создалась в процессе исторического развития района.
Минеральные воды встречаются во всех типах геологических
структур. На выступах древнего докембрийского фундамента они развиты в
трещиноватых зонах, преимущественно в коре выветривания массивных пород или на
участках тонкого чехла рыхлых отложений. Платформенные области представляют
крупные артезианские бассейны с хорошо выраженной гидрогеохимической
зональностью, с водами широкого диапазона минерализации и разнообразного
состава. Аналогичные условия наблюдаются и в артезианских бассейнах межгорных
впадин и сопряженных бассейнов складчатых областей.
В краевых частях бассейнов, начиная непосредственно от области
питания, располагаются зоны маломинерализованных инфильтрационных вод, обычно
гидрокарбонатно-кальциевого типа. Далее следует зона гидрокарбонатно-натриевых
или сульфатно-натриево-кальциевых вод. За ней идет переходная зона смешанных
гидрокарбонотно-хлоридно-натриевых вод или сульфатно-хлоридных вод и, наконец,
зона хлоридных вод, представляющая собой область наиболее древних
высокоминерализованных вод бассейна.
Маломинерализованные воды в верхних артезианских горизонтах
образуются при наличии непосредственной связи с поверхностью и во внутренних
частях бассейна, если при этом существуют благоприятные гидродинамические
условия.
Вверху находится зона более или менее интенсивного движения
инфильтрационных атмосферных вод. Здесь характерна окислительная обстановка с
газами вод верхней зоны: кислородом, часто углекислотой. Содержание кислорода,
расходующегося на окисление, постепенно уменьшается сверху вниз, а азот
воздушного происхождения остается.
В противоположность этому в более глубоких зонах мы имеем
восстановительную обстановку, в которой в результате биохимических и других
процессов воды обогащаются метаном и другими углеводородами, сероводородом,
углекислотой.
Процессы замещения древних вод бассейна протекают различно, в
различных геоструктурных элементах. В горных хребтах, представляющих собой
гидрогеологически открытые структуры, этот процесс протекает интенсивней и
быстрей, чем в межгорных и предгорных впадинах.
В предгорных краевых частях артезианских бассейнов иногда
наблюдается обратная вертикальная зональность (инверсия): под горизонтами
соленых вод иногда лежат водоносные пласты с относительно невысоко
минерализованными щелочными или сульфатными водами, что объясняется в
большинстве случаев более интенсивным проникновением инфильтрационных вод на
более высоко приподнятых выходах водоносных пород в области питания
(расположенных обычно на склонах горных хребтов).
В случае возникновения в пределах водонапорных систем
магматической деятельности, образующиеся глубинные гидротермы и газы (особенно )
внедряются по трещинам горных
пород в вышележащие их толщи, где они присоединяются к уже ранее
сформировавшимся водам, имеющим тот или иной состав в зависимости от стадии их
формирования, и включаются в общую водонапорную систему. При этом состав
последних подвергается тем или иным изменениям в результате активизации
физико-химических процессов, связанной с насыщением вод газами магматического и
термометаморфического происхождения. Особенно характерным процессом здесь
является насыщение вод углекислотой и интенсивное в связи с этим растворение
минералов горных пород.
В результате сложного сочетания складчатых нарушений и
тектонических разрывов в пределах горных районов иногда создаются зоны
повышенной трещиноватости пород, благоприятные для миграции вод на большие
глубины и выхода их на пониженных участках рельефа.
В пределах зоны альпийской складчатости и новейшего
горообразования, охватывающей территорию России с юга и далее простирающейся на
Дальний Восток, наблюдается интенсивная гидротермальная деятельность. Эта зона
кольцом охватывает Тихий океан и продолжается в Кордильерах и Андах. В зоне
новейшего горообразования преобладает сложный горный рельеф, способствующий
созданию высокого напора и развитию разнообразных минеральных и пресных
источников.[7]
2.2 Провинции минеральных вод.
Территории,
в пределах которых развиты определенные группы минеральных вод, были названы
А.И. Дзенс-Литовским и Н.И. Толстихиным провинциями минеральных вод или
гидрохимическими провинциями. Каждая из них характеризуется особыми
геологическими условиями и обладает группой вод, связанных общностью некоторых
признаков. Минеральные воды одной провинции в целом отличны от вод другой. В
пределах каждой провинции могут быть выделены области минеральных вод,
различных по своему составу, геологическим условиям, а в пределах каждой
области могут быть выделены гидрохимические районы, зоны, поля или гидрохимические
фации.
А.И. Дзенис-Литовским и Н.И. Толстихиным выделены и показаны на
схематической карте природных минеральных вод СССР (приложение 5)
следующие провинции и области минеральных вод:
Первая провинция щелочноземельных гидрокарбонатных вод,
газирующих углекислым газом, приуроченная к альпийской складчатой зоне, именно
к тем ее частям, где имеются проявления молодого угасшего вулканизма в виде
обильных выходов углекислого газа. В ее пределах выделены области:
1)
Кавказская (Кавказ и Закавказье);
2)
Южного Памира и Южного
Тянь-Шаня;
3)
Восточного Саяна;
4)
Забайкалья (Даурская);
5) Сихоте-Алиня;
6) Анийско-Анадырьская (выделено условно по геологическим
соображениям).
Вторая провинция натриевых сульфатных, хлоридных,
гидрокарбонатных и смешанных вод, термальных, газирующих азотом или метаном,
поднимающихся из недр по глубоким водоносным трещинам. Выделены области:
1)
Периферия Главного
Кавказского хребта и часть Закавказья;
2)
Туркмено-Харасанская;
3)
Гиссаро-Алайская;
4)
Тянь-Шаньская;
5)
Алтайско-Саянская;
6)
Байкало-Олекминская;
7)
Ингодино-Чилойская;
8)
Буреинская;
9)
Сахалинская;
10)
Побережье Охотского моря и
Восточная Якутия;
11)
Особая Камчатско-Корякская
область современного вулканизма с проявлением вулканических и прочих вод;
12)
Чукотская.
Третья провинция соленых, горько-соленых и сульфатных вод
высокой минерализации, холодных, слабогазирующих азотом или метаном вод
гидрогеологических бассейнов открытого или замкнутого типа, приуроченных к
комплексу осадочных отложений на платформах. Выделяются несколько крупных
областей:
1)
Волго-Двинская (Западная);
2)
Печорская;
3)
Азово-Черноморская и
Арало-Каспийская (Южная);
4)
Обская (Центральная);
5)
Лено-Енисейская
(Восточная).
На карте подземных минеральных вод СССР, составленный В.В.
Ивановым, А.М. Овчинниковым и Л.А. Яроцким выделено 5 провинций,
характеризующихся распространением сходных по химическому составу и
гидрогеохимическим условием формирования групп минеральных вод. Вторая, третья
и четвертая в основном соответствуют провинциям, выделенным А.И. Дзенс-Литовским
и Н.И. Толстихиным.
I.
Провинция
сероводородно-углекислых, углекислых и азотно-углекислых терм областей
современного вулканизма.
Эта провинция высоко-термальных вод включает в Росси Курильские острова
и Юго-Восточную Камчатку. Аналогичные термы развиты и в других областях
современного вулканизма – Японии, Индонезии, Новой Зеландии, Италии, Исландии и
др.
В сфере современных вулканических очагов, в восстановительных
условиях формируются сильно перегретые преимущественно азотно-углекислые,
термальные воды, которые при выходе на поверхность образуют кипящие источники и
мощные гозо-паровые и паро-водяные струи. В верхней окислительной зоне под
непосредственным воздействием вулканических газов образуются весьма кислые,
сероводородно-углекислые воды, отличающиеся высоким содержанием металлов (Fe, Al и
др.) и наличием свободных серной и соляной кислот. Довольно широко
распространены в этой провинции также углекислые термы, в которых отмечается
повышенное содержание бора и мышьяка.
II.
Провинция углекислых вод
областей молодой магматической деятельности.
В пределах этой провинции в СССР выделяют 10 областей
распространения углекислых вод – Малый Кавказ, Памир, Тянь-Шань, Восточный
Саян, Забайкалье, Приморье, Южный Сахалин, Камчатка (южная часть Срединного
хребта и Озерновский полуостров).
Территория провинции отличается весьма разнообразными и сложными
геологоструктурными условиями, характерными для альпийской складчатой зоны, а
также и для области герцинской складчатости и более древних платформ, затронутых
молодыми тектоническими движениями и магматическими процессами. С последними
связано обогащение подземных вод углекислым газом, возникающим, по-видимому, в
результате термометаморфизма пород. В результате такого обогащения в
кристаллических породах и хорошо промытых осадочных отложениях образуются слабо
минерализованные гидрокарбонатные и сульфатно-гидрокарбонатные
магниево-кальциево-углекислые воды типа нарзана, а при наличии условий,
благоприятных для протекания обменно-адсорбционных процессов (в глинистых и
флишевых породах), - гидрокарбонатные натриевые воды типа боржоми.
При поступлении углекислого газа в различной степени
метаморфизованные и разбавленные древние воды морского генезиса или воды
атмосферного происхождения, выщелачивающие засоленные породы, формируются
углекислые, хлоридно-гидрокарбонатные натриевые, хлоридные, натриевые воды и
воды более сложного состава (типа ессентуки, арзни и др.). При наличии в
углекислых водах азота, метана или сероводорода образуются азотно-углекислые,
метаново-углекислые воды и воды более сложного газового состава.
III. Провинции азотных щелочных терм областей
новейших тектонических движений.
Эта провинция включает значительные по площади территории Юга и
Востока бывшего СССР (Тянь-Шань, Алтай, Прибайкалье и др.), находящиеся в
области интенсивных четвертичных и современных поднятий и местных опусканий,
характеризующихся большими градиентами и развитием крупных разрывных
дислокаций.
Области эпигерцинских и более древних платформ, лишенные чехла
осадочных отложений, сложенные метаморфическими породами, являются областями
распространения азотных слабо минерализованных (до 1 г/л)
щелочных кремнистых натриевых терм (древне инфильтрационного происхождения).
Термальные воды этого типа встречаются также в зоне альпийской
складчатости, где они приурочены к породам нижнего структурного яруса. В
некоторых случаях такие термы образуются и в породах верхнего структурного
яруса – в гидрогеологически раскрытых структурах, сложенных хорошо промытыми
осадочными отложениями или мощными толщами эффузивных пород, например,
юго-восточная часть Кавказа, Малый Кавказ, хр. Срединный (Камчатка).
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|
