Историческая геохимия подземных вод. Палеогидрогеология и налеогидрогеологический анализ. Гелиево-аргоновый метод. Тритий в поверхностных и подземных водах

ГЕОХИМИЯ ВОДЫ

 

Историческая геохимия подземных вод. Палеогидрогеология и налеогидрогеологический анализ. Гелиево-аргоновый метод. Тритий в поверхностных и подземных водах

 

 

В 30-х годах, писал А. М. Овчинников, «было подвергнуто сомнению старое, казавшееся бесспорным изречение эллинской пауки: „Вода такова, какова порода, по которой она протекает". На смену ему пришло новое: „Вода такова, какова геологическая история района, в котором она находится"»43.

 

Вскоре в СССР оформилась палеогидрогеология, изучающая историю подземных вод. Ныне налеогидрогеологический анализ используется при изучении условий формирования и разрушения залежей нефти и газа, при оценке перспектив нефтегазоносности, прогнозировании медных, урановых и прочих месторождений, поисках и оценке ресурсов подземных вод и рассолов, решении других теоретических и прикладных задач.

 

Палеогидрогеология — быстро растущая отрасль науки. Этому немало способствует и совершенствование методов определения возраста подземных вод. С этой целью широко используется определение гелиево-аргонового отношения растворенных газов. Аргон в подземных водах в основном имеет воздушное происхождение, в связи с чем его содержание не зависит от возраста вод. Гелий же- является продуктом радиоактивпого распада и постепенно накапливается в водах. Поэтому, чем больше отношение Не : Аг, тем древнее воды.

 

Хотя сущность гелиево-аргонового метода проста, его использование требует учета многих факторов, что усложняет расчеты и в ряде случаев снижает их достоверность. Все же с помощью данного метода была получена исключительно ценная информация. Оказалось, что возраст подземных вод часто меньше возраста водовмещающих пород.

 

Например, в Прикаспийской низменности в отложениях перми и триаса (около 200 млн. лет) возраст подземных вод не превышает 90 млн. лет, т. е. соответствует концу мелового периода. Возраст рассолов Ангаро-Ленского артезианского бассейна, залегающих в отложениях нижнего кембрия (около 550 млп. лет), колеблется от 10 до 100 млн. лет (верхний мел — миоцен). Известны случаи, когда возраст подземных вод и водовмещающих пород совпадает. Такие воды обычно формируются в результате отжатия поровых растворов пз глинистых пород (воды в породах верхнего мезозоя Западно-Сибирской низменности и др.).

 

Возможно и обратное явление, когда возраст вод, определенный по' отношению Не ; Аг, древнее водовмещающих пород. Это может быть связано с подтоком древних вод из подстилающих отложений, с подтоком гелия из пород кристаллического фундамента и с другими причинами. Таким образом, как и во всех других случаях использования физических законов в геологии, пх применение для определеппя возраста вод должно быть основано на геологическом анализе вопроса (истории развития района, данных литологии, тектоники и т. д.).

 

Для определения возраста подземных вод используются также короткоживущие радиогенные изотопы, образующиеся в атмосфере под влиянием космических лучей.

 

Попадая в подземные воды, они распадаются, в связи с чем по оставшемуся их количеству можно определять возраст вод. Срок жизни таких изотопов не превышает нескольких миллионов лет, у наиболее короткожпвущих — дней и недель. Таковы 3Н, 14С, 32Si, зеС1, ,0Ве и др. Наибольшее применение в гидрогеологии нашел радиоактивный водород —тритий (Т — 3Н). Он имеет период полураспада 12,262 года, обладает мягким ^-излучением д превращается в 3Не. Содержание трнтпя в атмосфере ничтожно (порядка 4- 10~,s ат.%); в атмосферных осадках его еще меньше (3  10~,а ат.% ), в поверхностной воде — 1 • 10-1\ в глубинах океана — в сотни раз меньше.

 

В естественных условиях тритий образуется из азота в высоких слоях атмосферы под влияпием нейтронов космических лучей:

14N + п -> 12С + Т.

Возможны и другие ядерные реакции образования трития.

 

Изучение распределения трития в поверхностных п подземных водах позволяет установить скорость природных процессов. Так, оказалось, что возраст горячих вод в туннеле Теколоте (США) меньше девяти месяцев, что поверхностные воды океана сравнительно быстро проникают на глубину, что в одном из районов США восьмиметровый слой подземиых вод в течение нескольких месяцев смешивается с эквивалентным количеством атмосферных осадков.

 

В долине р. Миссисипи ежегодно выпадает с осадками 520 мм океанической воды, принесенной ветрами. Приблизительно 240 мм испарившихся подземных вод возвращ ается через атмосферу в океан. Отсюда следует, что средняя продолжительность круговорота воды в верховьях долины р. Миссисипи составляет около 15 лет.

 

 



 

К содержанию книги: Геохимия природных вод

 

Последние добавления:

 

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОШЛОЕ ПОДМОСКОВЬЯ   КАЛЕДОНСКАЯ СКЛАДЧАТОСТЬ     Поиск и добыча золота из россыпей    ГЕОЛОГИЯ КАВКАЗА    Камни самоцветы