Мінеральні промислові та термальні води коротко. Термальні та мінеральні води

Еоценовіотл (Ставропілля) йодні J до 90 мг/л.

До 1 Jйод до 70мг/л, Sr до 700мг/л.

Термальні води неогену:самовилив до 50 л/с. і більше, Т 70-95 ° С.

Прикумськ До 2- Пароводяна суміш Т 104,5°С.

До 1– пароводяна суміш Т117°С.

Широке вик. терм. вод (Чечня та ін)

Особливості гідрогеологічних умов басейну, які обов'язково потрібно «переграти!

1. Наявність у зоні передової складчастості Кавказу та в крайової зонибасейну численних молодихтектонічних порушень, пов'язаних із епохою альпійської складчастості.

2. Встановлені численні факти значного розвантаження по зонах тектонічних порушень глибоких (К, J, можливо глибші) флюїдів: термальні джерела, джерела з відносно підвищеною мінералізацією води та специфічним складом компонентів, у тому числі мікро., особливо широке поширення СО 2 ( район КМВ). Високі конц. (до 600 мг/л) як показник надходження глибинних газо-парових флюїдів.

3. Широкий розвиток у Терсько-Сунженській зоні та на прилеглих площах аномально високих пластових тисків у палеогенових і особливо у крейдяних відкладах, які найбільш ймовірно також пов'язані із субвертикальною фільтрацією глибоких флюїдів. ???

4. Найбільш широке (практично до узбережжя Каспію) поширення у відкладах бакинського комплексу підземних вод з низькою (в осн. до 1 г/л, тільки у вузькій прибережній смузідо 7 г/л) мінералізацією, у той час як у комплексах хозарських і хвалинських відкладень мінералізація підземних вод строката, в отд. пунктах до 20 г/л та більше. Це опосередковано свідчить про те, що бакинський обрій у зв'язку з наявністю слабопроникних глинистих порід у верхній частині розрізу та у вищележачих отл хазарського та хвалинського віку залягає в умовах зони щодо утрудненого водообміну І-го гідрогеологічного поверху. У зв'язку з чим взаємодія з ґрунтовими та верхніми напірними водами. горизонтами, що містять частково мінералізовані води континентального засолення щодо утруднено і не позначається на складі підз. вод бакинського комплексу. Подібна «часткова» інверсія гідрогеохімічного розрізу дуже характерна для артезіанських басейнів аридної зони (Сирдар'їнський, Амударинський басейни та ін.) Те ж саме в Апш. та Акч. з мінер. до 5 г/л.

Для підмайкопського поверху центральної частини басейну (для всіх водоносних комплексів) характерні дві регіональні особливості:

Наявність різко виражених АВПД із напорами підз. вод до 3000-4000 м а. в.(до 2000 і більше вище поверхні землі за І. Г. Кіссіна)

Наявність високих температур, що змінюються від 55 ° на глибинах близько 500 м. до 170 ° С і більше на гол. 3500 м.

Площа, Рельєф: Межі. Передкавказька передгірна область-до 1500 м. і більше, Терсько-Сунженське підняття – до 500 –750 м., центральна частина басейну – приблизно до 100–250 м. Прикаспій до –28 м.

Дрени: річки Терек, Кума та їх нечисленні притоки.

Опади, температури?

Верхній гідрогеологічний поверх: четвертинні, неоген-четвертинні та пліоценові та середньоміоценові (N 1 2) переважно піщано-глинисті відкладення потужністю в прогинах Терсько-Сунженської зони та в центральній частині басейну до 3000-3500 м і більше і виклинюються до валу Карпинського та частково. центр піднятий Т-С обл, де безпосередн. із поверхні залягають глини майкопа.

Нижнім водоуп. 1 поверху є глини майкопської почту (Р 3 -N 1 1) потужн. до 1500-2000 м. і більше до центру частини басейну. Четвертий. відкладення, і навіть Апшеронський і Акчегильский ярусы.(плиоцен N 2 1-2). Середньоміоценовий???.

Четвертинні відкладення представлені покривними, алювіальними, еоловими та алювіально-морськими та морськими у прибережній частині та відкладеннями нижній четвертич. трансгресій Каспію (Хвалин. і Хазарс. яруси

Апшерон та Акчегил теж трансг. Каспію.

Характерна будова з наявністю конт., Приб. морськ. та морських фацій опадів. Ймовірний витриманий водоупор-глинисті відкладення апшерону («стрибки» з мінералізацією).

Глибини залягання рівня ґрунтових вод змінюються від 50-100 м і більше у передгірній зоні, до 10-20 м на Ствропольському піднятті, до 5-10 м і менше в центрі бас. та до 1-3 м у прикаспійській частині. Рівні напірних вод 1-го поверху на знижених ділянках центру басейну та в прикаспії аж до самовиливу.

Живлення ґрунтових вод і напірних 1-го поверху за рахунок інф. атм. опадів та перетікання найбільш інтенсивне в передгірній зоні, за рахунок поглинання з річок та орос. каналів та в центр. та прикасп. частини "знизу-вгору". Розвантаження в річкову мережута у центр. а особин. у Прикаспійській частині за рахунок випаровування.

Величини харчування…….Разгрузка……..

Мінералізація ґрунтів. вод …………. У Прикаспійських степах до 10 -50 і навіть до 100 г/л (солончаки) Правильніше говорити, що в центральній частині басейну ґрунтові води мають «строкату» мінералізацію. У «ближньому» Прикаспії (т. зв. чорні землі) на ділянках поширення еолових пісків широко поширені лінзи мало мінералізованих (до 1,5 г/л) вод, що залягають на грунтах солоних водах

Напірні води, що самовиливаються в четвертинних і пліоценових відкладеннях є основою водопостачання терр. Терсько-Кумського басейну. Продуктивність свердловин при самовиливу в залежності від складу порід від часток л/с до 30-40 л/с. (У середу? 2 л/с).

Верхній та середній міоцен (N 1 2-3) останній надмайкопський приблизно 300 м.

У підмайкопському (П) г/г поверсі басейну виділено водоносні комплекси: палеоцен-еоценовий, верхньокремовий, верхньоюрсько-нижньокрейдовий, середньоюрський і палеозойський, алеврито-глинисті та карбонатні породи. Загальною потужністю в центральній частині басейну до 1500-2000 м. та боді. Основні водотриви: глини верх. та середовищ. алба (К 1), і глини батського ярусу (J 2) верхи порівн. Юри. (Нафтогазоносний інтервал басейну).

Всі ці відкладення залягають безпосередньо з поверхні на північному схилі Кавказу. З ними пов'язані численні джерела прісних вод із різними дебітами, у тому числі з карбонатними породами верхівка. крейди та юри з дебітами до 1000-2000 л/с і більше.

Дебіти свердловин 0,1-0.5 л/с. З вапняків верх. крейди. комплексу на моноклінальних підняттях предкавказької зони та Дагестані (ю-в) дебіти вкв. до 460-800 л/с.

Для підмайкопського поверху басейну (для всіх комплексів) характерні дві (регіональні) особливості:

-Наявність різко виражених АВПД, з чим пов'язані иск.высокие расч. напори підз. вод до 3000-4500 м. а. в., (до 2000 м і більше вище поверхні землі) в Тер. Сун. області (за І.Г.Кіссін).

-Наявність високих температур, що змінюються від 55 на глибинах порядку 500 м.,до більше 170 °С. на гол. 3500 м

Погляди формування АВПД. !!!

Мінераловодчий виступ

Свердловини, де видобуваються мінеральні води, становлять окрему групу джерел підземних вод. Мінеральна вода відрізняється підвищеним вмістом активних елементів мінерального походження та особливими властивостями, що зумовлюють їх лікувальну дію на людський організм. Мінеральні води Криму різні за сольовим (іонним) у. газового складу: деякі з них термальні - теплі та гарячі (терми). Вони становлять значний інтерес як у науковому, і у практичному відношенні. Води можуть бути використані як питні лікувальні води і в бальнеологічних цілях. Однак поки що вони використовуються ще малою мірою. За геолого-структурними умовами та складом присутніх у надрах Кримського півострова мінеральних до термальних вод виділено три великі гідрогеологічні області:

А. Гідромінеральна складчаста область гірського Кримуз переважним розвитком сульфатних та хлоридних, частиною термальних (у глибині) мінеральних вод, що газують азотом, у підлеглому значенні метаном, сірководнем та рідко вуглекислотою.

Б. Керченська гідромінеральна область поширення сірководневих, азотних та метанових холодних вод у третинних та нижчих відкладах (в окремих джерелах міститься вуглекислота).

В. Гідромінеральна область рівнинного Криму сірководневих, азотних, метанових та змішаного газового складу солонуватих та солоних вод, холодних у верхніх та термальних у глибоких частинах артезіанських басейнів.

Термальні та гіпертермальні (з температурою понад 400 С) води залягають у регіонах з активною підземною вулканічною діяльністю. Термальні води використовуються як теплоносій для систем опалення житлових будинків і промислових будівель і геотермальних електростанціях. Відмінною особливістю термальних вод вважається підвищений вміст мінералів та насиченість газами.

Термальні води виходять на поверхню у вигляді численних гарячих джерел (температура до 50-90 ° С), а в районах сучасного вулканізму виявляють себе у вигляді гейзерів та парових струменів (тут свердловинами на глибині 500-1000 м розкриваються води з температурою 150-250 ° С), що дають при виході на поверхню пароводяні суміші та пари (Паужетка на Камчатці, Великі Гейзери в США, Уайракей у Новій Зеландії, Лардерелло в Італії, гейзери в Ісландії та ін.).

Хімічний, газовий склад та мінералізація Термальні води різноманітні: від прісних та солонуватих гідрокарбонатних та гідрокарбонатно-сульфатних, кальцієвих, натрієвих, азотних, вуглекислих та сірководневих до солоних та розсольних хлоридних, натрієвих та кальцієво-натрієвих, азотно-метанових і метанів.

Здавна Термальні води знаходили застосування в лікувальних цілях(Римські, тбіліські терми). У СРСР прісні азотні терми, багаті на кремнекислоту, використовують відомі курорти - Білокуріха на Алтаї, Кульдур в Хабаровському краї та ін; вуглекислі Термальні води-курорти Кавказьких Мінеральних Вод (П'ятигорськ, Залізноводськ, Єсентуки), сірководневі - курорт Сочі-Мацеста. У бальнеології Термальні води поділяють на теплі (субтермальні) 20-37 ° С, термальні 37-42 ° С та гіпертермальні св. 42 °С.

У районах сучасного та недавнього вулканізму в Італії, Ісландії, Мексиці, СРСР, США, Японії працює ряд електростанцій, які використовують перегріті Термальні води з температурою понад 100 °С. У СРСР та інших країнах (Болгарія, Угорщина, Ісландія, Нова Зеландія, США) Термальні води застосовують також для теплопостачання житлових і виробництв. будівель, обігріву теплично-парникових комбінатів, плавальних басейнів та з технологічною метою (Рейк'явік повністю обігрівається теплом Термальні води). У СРСР організовано теплопостачання мікрорайонів мм. Кізляра, Махачкали, Зугдіді, Тбілісі, Черкеська; обігріваються теплично-парникові комбінати на Камчатці, Кавказі. У теплопостачанні Термальні води поділяються на слаботермальні 20-50 ° С, термальні 50-75 ° С. високотермальні 75-100 °С.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Термальні та мінеральні води

Вступ

1. Наличівські ключі

2. Джерела Жовті (Жовтореченські)

3. Талові джерела

4. Джерела Шайбні

5. Краєзнавчі джерела

6. Вершинські мінеральні джерела

7. Кехкуйські (Кітхойські) термомінеральні джерела

8. Дзендзурське фумарольне поле (Верхньо-Дзендзурські джерела)

9. Аазькі джерела

10. Ізотовські джерела

11. Гучні джерела

12. Чистинські (Чисті) джерела

13. Корякські нарзани

Висновок

Список літератури

Вступ

Термальні води - підземні води з температурою вище 20 ° С, нагріті теплом глибинних зон земної кори.

Їх використання у господарських цілях може бути досить різноманітним, що зумовлює важливість дослідження умов їх формування, географії поширення джерел, їх господарського значенняі як уже існуючих, так і можливих екологічних проблем, пов'язані з їх використанням.

Метою даної роботи є систематизація даних про формування, просторове розміщення та господарське використання термальних вод, а також про екологічні проблеми, з ними пов'язані.

При досягненні мети було виконано такі:

Вивчення літературних джерел та ресурсів Інтернету, що містять у собі дані про формування, географію поширення та господарське використання термальних вод;

Проведення системного аналізу одержаної інформації;

Виявлення за літературним джереламосновних екологічних проблем, пов'язаних із використанням термальних вод;

Пропозиція деяких заходів щодо моніторингу та охорони термальних вод.

При написанні цієї роботи автор зіштовхнувся про те, що дана темарозроблено у літературі лише окремих регіонів, й у водночас недостатньо розроблено інших. А дослідження на глобальному рівні, яке вимагалося від цієї роботи, практично немає.

1. Наличівські ключі

Наличівські ключі - Найбільші на Камчатці гарячі вуглекислі джерела. Вони розташовані в центрі парку, на початку річки Наличевої, в улоговині, обрамленій невисокими гірськими хребтами з усіх чотирьох сторін. Тут сприятливий мікроклімат, багата рослинність, незабутні ландшафти. На річкових терасах розкинулися високотравні луки і галявини сухої тундри. Біля підніжжя сопок, що обступили улоговину, луки змінюються парковим лісом кам'яної берези. За низькими грядами лісистих вододілів виступають скелясті вершини хребтів та снігові конуси вулканів.

Область розвантаження гідротерм займає площу понад 2 км2. Виходи джерел зосередилися біля підніжжя гори Кругла (Великий казан), на лівобережній заплаві річки. Гарячої (Горячереченські) та на заплаві нар. Жовтою (Жовті або Жовторічінські джерела).

Термальний майданчик "Котел" отримав назву по травертиновому куполу з лійкою на вершині, заповненою колись водою, що вирує від сильних газових струменів. Відкладення джерел (гідроокисли заліза, карбонати кальцію) утворили тут величезний травертиновий щит із пологим куполом у північній частині. На поверхні знаходиться лише менша частина щита, близько 50 000 м2, вся його Південна частина- близько 300000 м2, перекрита шаром ґрунту та вулканічного попелутовщиною понад метр. Потужність травертинів досягає 10 м, загальний обсяг – 1,5-2 млн. м3.

На північній та північно-західній периферії щита з травертинів і в термальному болоті виходить кілька десятків невеликих гарячих джерел, що дають початок струмку Термальному. Дебіт окремих джерел до 0,5 л/с, максимальна температура – ​​75°. У тілі купола утворюються порожнини діаметром до півметра та глибиною понад 3 м, затоплені гарячою водою. Із заходу та південного заходу купол оточений теплими болотами. Видимий дебіт джерел котла зараз не перевищує 7 л/с. Очевидно, що більшість термальної води розвантажується в утворені раніше відкладення і у вигляді потужного нагрітого ґрунтового потоку стікає у бік р. Гарячої. На вершині бані знаходиться пересохла вирва діаметром 5 м і глибиною 1,5 м. У 1931 р., за спостереженнями Б.І. Пійпа, лійка до країв була заповнена вирує водою з температурою 72 °. До 1951 рівень води опустився на 0,8 м, а до 1961 - на 2,5 м, температура при цьому впала до 64 °. До 1985 року котел повністю пересох. Природний процес деградації був прискорений впливом свердловин, пробурених 1959 р. у безпосередній близькості.

У 1958-59 роках з метою розвідки бороносних вод, які вважалися тоді стратегічною сировиною, було пройдено 4 свердловини, розташовані по створу від казана на південний схід до річки. Гарячої. Свердловини дали цінну гідрогеологічну інформацію про природу Наличевських терм.

Свердловина № 1 (70 м на північ від котла) розкрила водоносні тріщини на глибинах 25, 57 і 105 м і дала самовилив з дебітом до 3 л/с та температурою 75°С.

Свердловина № 2 розкрила водоприток в інтервалі 40-160 м і була кинута в режимі аварійного фонтанування з максимальним дебітом 75 л/с за температури 68°С. Спроби заглушити свердловину були марними, т.к. вода пішла по затрубному просторі. На місці свердловини утворилася вирва. До 1992 року дебіт скоротився до 6 л/с. Вилив з поступовим зниженням дебіту тривав до 1994 р.

Зараз на місці свердловини залишилася вирва з гарячою водою із підземним стоком. Вода, що виливалася протягом трьох десятків років, утворила в колишньому березовому лісі галявину розміром 20000 м2 вкриту залізистим травертином шаром до 1 м. За 30 років відкладено близько 3000 м3 опадів. Фактично йде формування нового травертинового щита. Через 1000 років його обсяг міг би наблизитись до обсягу природного щита.

Свердловина № 3 вже на глибині перших метрів зустріла безнапірні води з температурою 40° (грунтовий потік від котла), а на глибині 134 м розкриті води з температурою 58°, почався самовилив зі свердловини. Дебіт свердловини був низький – менше 3 л/с.

Свердловина № 4 біля річки Гарячої на глибині 4,5 м розкрила теплу воду. На глибині 9 м температура сягнула 40°. При поглибленні до 20 м рівень води у свердловині піднявся, а температура впала до 10°. Свердловину було зупинено.

Результати буріння, підтверджені даними геофізичних досліджень, показують, що основне розвантаження термальних вод, головним чином приховане, відбувається в районі Котла, звідки гарячий потік грунту спрямований до річки Гарячої, де протягом кілометра на заплавній терасі спостерігаються виходи термальних вод.

Рясне відкладення різноманітних травертинів - відмінна риса термальних джерел Великого Котла. Це охристі оранжево-бурі опади, що містять велику кількість заліза і миш'яку, що відкладаються поблизу виходу вод, і шаруваті і натякові карбонатні відкладення коричнево-жовтого кольору майже сирі на периферії щита. Відкладення травертинів відбувається у зв'язку з дегазацією та охолодженням термальних вод при виході на поверхню. Спочатку випадають залізисто-миш'яковисті, а потім і карбонатні опади. Йде формування миш'якових руд.

Хімічний склад травертинів наведено у таблиці № 3. Крім того, спектральним аналізом у залізистих осадах виявлено сурму, германій, ітербій, барій, стронцій, у карбонатних опадах – нікель, молібден, сурму, барій, стронцій, ванадій.

Гарячереченські джерела. Нижче гирла руч. Котельня лівобережна надзаплавна тераса підходить близько до річки, залишаючи вузьку, рідко більше 50 м смужку заплави. Тут протягом 1 км біля підніжжя тераси та на поверхні заплави безліч гарячих джерел, які концентруються у 5 щодо відокремлених груп. Усі вони схожі одна на одну. Слабкі джерела утворюють невеликі дрібні водойми та короткі теплі струмки, що впадають відразу в холодну річку. Навколо них термальні болота або сухі галькові термальні майданчики з пригніченою рослинністю. Русла струмочків заростають зеленими термофільними водоростями, галька на берегах покрита вицвітами білих солей. Максимальна температура - 54 ° виміряна в джерелі верхньої групи. Переважають температури 40-45 °. Сумарний видимий дебіт джерел ~34 л/с. (Витрата окремих груп від 4 до 14 л/с.) Приховане розвантаження в річку та річкові відкладення до 70 л/с.

За хімічним складом це розведені та дещо видозмінені води джерел Великого Котлу та свердловини № 2. Мінералізація вод поступово зменшується від верхньої до нижньої групи джерел від 3,5 до 1,3 г/л.

За всіма даними ці джерела є розвантаженням приповерхневого ґрунтового потоку термальних вод від висхідних джерел у районі Великого Котла.

2. Істочники Жовті (Желтореченські)

На правому березі нар. Жовтою в 600 м від гирла, біля підніжжя надзаплавної тераси розташована термальна площадка розміром 150х80 м. Тут відсутня чагарник, зарості шеломайника змінюються низькою травою, дикими цибулею, мохами, окремі ділянки повністю позбавлені рослинності. Біля західного краю майданчика, у стінці поглиблення діаметром 6 м і глибиною 0,4 м, заповненою теплою водою, вибивають кілька невеликих грифонів із температурою 42°. Виділяються рідкісні бульбашки газу. Поверхня води затягнута плівкою термофільних водоростей, тут бере початок струмок. Береги водойми та струмка складені травертинами жовтого та темно-бурого кольору. За складом вода мало відрізняється від води свердловини №2 біля Великого котла. Мінералізація тут вище, ніж р. Гарячої. Сумарний дебіт джерел 5 л/с, приховане розвантаження – до 20 л/с.

На березі річки Гаряча, між гирлами річки Жовта та руч. Нового знаходиться найвіддаленіша група термальних джерел. Сильно заболочена прогріта ділянка з розосередженими виходами гідротерм тягнеться тут уздовж річки на 300 м. У багатьох місцях під тонкою дерниною з яскраво-зеленою травою прихована рідка жовто-жовтогаряча маса, схожа на глинистий розчин з температурою до 39,8°. Холодні струмки, що беруть початок під структурною терасою, складеною льодовиковими відкладеннями, нагріваються в термальному болоті до 30-32 °. Витрата теплих струмків – 1-3 л/с. Добре виражені термальні грифони є лише на початку найпівденнішого струмка. Температура води у них 36°. За складом вод ці джерела майже однакові з Жовтими. Дві ці групи джерел відносяться до окремого вогнища розвантаження гідротерм Наличевського типу, пов'язаного з розломною зоною, вздовж якої вироблена долина річки. Жовтий.

3. Талові джерела

Талові джерела (назва дана Б.І. Пійпом, що відкрив джерела в 1934 р.) знаходяться в 6 км на північ від Наличевських, в лівому борту р. Порожистою за 2,5 км від її впадання в річку. Шайбну. Джерела виходять на відмітках 390-400 м вздовж похилого схилу долини чотирма ізольованими групами. Найцікавішою у всіх відношеннях є, звичайно, східна група - "Таловий Котел". Можливо, це наймальовничіша група джерел Парку. На великій галявині, оточеній густим березовим лісом контрастно виділяються два яскраво-жовтогарячі травертинові куполи заввишки від підніжжя до місця примикання до схилу 13 м і діаметром 45 м кожен. Двадцятиметровий простір між куполами та їх підніжжя заболочені. По поверхні куполів стікають теплі струмки, що губляться в болотах. Вони беруть початок у джерелах вище від куполів або на їх схилах. Це лійкоподібні поглиблення або тріщини, заповнені прозорою водою з температурою до 32°. Джерела слабо газують. Сумарний видимий дебіт цих джерел – 4 л/с. Ясно, що прихований стік значно більший.

У 250 м на захід від куполів знаходиться невелике, 20 м у діаметрі, болотце з калюжами теплої (28°) води. У 250 м далі у вигині схилу над сухою поверхнею тераси піднята заболочена, заросла густою травою термальний майданчик діаметром ~70 м, на якому виходять більше десятка джерел з температурою 27-28 °. Вони мають вигляд калюж з плоским дном, покриті оранжевим осадом, з лійками, з яких вибивають струмені води. З майданчика стікають струмки, що зникають у галечнику через 50-100 м. У їхніх руслах відкладаються помаранчеві травертини.

У 350 м на південний захід знаходяться два джерела з температурою 33 і 38 ° (максимальна для Талових джерел). Вони виходять у виїмках схилу у великих теплих калюжах, дно яких покрито оранжевою або густою масою, а поверхня затягнута жовтою плівкою термальних водоростей. Ці джерела також дають початок струмку з травертиновим руслом, яке також втрачається в галечнику.

Сумарний дебіт Талових джерел близько 6 л/с. Частина термальних вод розвантажується в річкові відкладення та утворює ґрунтовий потік термомінеральних вод, спрямований у бік шайбних джерел.

Вода Талових джерел, на відміну від Наличевських, має приємний солонуватий смак. За хімічним складом вони відрізняються мало. Джерела куполів мають максимальну мінералізацію (5,8 г/л), майже вдвічі більше, ніж джерела з максимальною температурою (3,2 г/л). Зі специфічних лікувальних компонентів вони містять кремнекислоту, миш'яковисту та метаборну кислоту. Спектральним аналізом у них виявлено скандій, фосфор, марганець, мідь. Порівнюючи сучасний станджерел із описами 1937, 1954, 1960 гг. можна стверджувати, що вони перебувають у стадії згасання.

4. Джерела Шайбні

Джерела Шайбні розташовані на правому березі річки. Шайбний, в 500 м вище впадання до неї нар. Порожистий. Тут на поверхні I річкової тераси і під її стрімким схилом витікають мінеральні джерела з температурою 16-19°, рясно відкладають оранжево-бурий осад гідроксиду заліза і миш'яку. Так само як і на Талових джерелах впадає у вічі невідповідність низького дебіту джерел та великої кількості їх відкладень. Охристими опадами шаром до 1,5 м покрита площа понад 2500 м2. Значно великі площі приховані під ґрунтом. Джерела мають вигляд плоскодонних водойм діаметром до 5 м з воронкоподібними заглибленнями, з яких вибивають слабкі газируючі грифони, заболочених ділянок, безстічних газуючих воронок. Основне джерело з дебітом 0,3 л/с виходить біля краю тераси. Стекаючи схилом, вода відкладає конус виносу з охристих опадів шириною біля підніжжя 10 м. Сумарний видимий дебіт джерел "2-2,5 л/с.

Склад води джерел відрізняється від Талових та Наличевських по суті лише величиною мінералізації. Не відрізняється і склад охристих відкладень. термальна мінеральна вода лікування

На північ, протягом 2 км біля підніжжя I тераси, відзначені виходи мінералізованих (до 1 г/л) джерел з температурою 8° та дебітом 1-1,5 л/с. Швидше за все саме вони є дериватами Талових терм, а Шайбні джерела є самостійними виходами, пов'язаними з перетином розломних зон уздовж річок Шайбної та Порожистої.

5. Краєзнавчі джерела

Назва джерел та перший опис належить П.Г. Новограбленову, котрий відвідав їх у 1929 році. Джерела виходять по обидва береги нар. Талова в 2 км вище за гирло. Вони простежуються у заболоченій заплаві протягом 100 м. Заплава розширюється у місці виходу джерел до 50 м, прогріта та у багатьох місцях позбавлена ​​рослинності. Надзаплавна тераса поросла березовим лісом. Біля виходу джерел алювіальні піски та галечники зціментовані темно-бурими вапняно-залізистими відкладеннями терм. Джерела являють собою виходи, що сочаються, або плоскодонні неглибокі блюдцеподібні басейни з дрібними грифонами і виходами газу в дні. Поверхня води в басейнах та окремих джерелах заростає рудувато-бурими термофільними водоростями.

Температура джерел 45-53 °. Вище за течією за поворотом річки правому березі перебуває термальне болото з джерелом із температурою 25°. 50 років тому температура у цій точці за вимірами Б.І. Пійпа була 57 °. Видимий дебіт краєзнавчих джерел ~7 л/с. Приховане розвантаження терм простежене геофізичними методами вздовж долини річки вище та нижче джерел, воно досягає 20 л/с.

Вода джерел гірко-солона. Її хімічний склад подібний до складу Наличевських терм, але відрізняється значно більшою, до 8 г/л, мінералізацією (максимальна для всіх терм району). Краєзнавчі джерела, як і джерела на нар. Гарячої, не відкладають травертини. Можливо, що вони є розвантаженням термального грунтового потоку, а корінні виходи приховані під пухкими відкладеннями.

6. Вершинські мінеральні джерела

Вершинські мінеральні джерела були досліджені В.Є. Донченко 1991 р. під час гідрогеологічної зйомки. Вони знаходяться в долині річки Жовта, за 4 км від гирла. Виходи мінеральних вод приурочені до зони термально-змінених (окварцованих, піритизованих, алунітизованих) порід на контакті з інтрузивним масивом. Джерела мають вигляд слабогазуючих грифонів у залізистих травертинах і розосередженого височування мінеральних вод, що відкладають охристі опади. Температура виходів 4-5 °, дебіт 1-1,5 л/с. Вода прозора, кислувата, приємна на смак. Це вуглекисла, залізиста, слабомінералізована вода сульфатно-кальцієвого складу. Вона різко відрізняється як у складі, і по бальнеологічним властивостями від решти Налычевских вод. Джерела легко доступні і можуть доповнити широкий спектр мінеральних вод району.

Верхньо-Талівські джерела розташовані у верхів'ях р. н. Талова, за 700 м від перевалу в долину річки. Чайовий. Тут на лівому березі річки, в безпосередній близькості від русла, знаходяться два грифони розміром 2х3 м і 0,5 м і глибиною до 1 м. Джерела утворили конус із залізистих травертинів. По його поверхні вода стікає у річку. Температура води 6,5 °, дебіт ~ 0,3-0,5 л / с. Вода прозора кислувата із залізистим присмаком. Це сульфатно-кальцієва слабокисла залізиста вода з мінералізацією ~2 г/л. За складом, умовами розвантаження та формування ці джерела подібні до Вершинських і також можуть бути віднесені до лікувально-столових вод.

7. Кехкуйські (Кітхойські) термомінеральні джерела

Кехкуйські (Кітхойські) термомінеральні джерела відомі з часів П.Т. Новограбленова. Їм приділили увагу майже всі наступні дослідники району. Вони примітні тим, що як за складом вод, так і за геологічними умовами формування поєднують риси терм Наличевської улоговини та Шумнінської площі. Кехкуйські джерела, як і Налычевские, формуються у приконтактної зоні древнього інтрузивного масиву, які виходи, як і виходи Аазьких, Шумнинских, Корякських джерел, контролюються потужним регіональним розломом північно-західного напрями (Кітхойський розлом).

Джерела розвантажуються у долині річки. Кехкуй, біля підніжжя вулкана Купол за 7,3 км на захід від його вершини. Виходи термальних вод з температурою від 20 до 33° спостерігаються на обох берегах річки протягом 200 м. Основні виходи зосереджені на відрізку ~100 м. Джерела у вигляді невеликих слабогазуючих грифонів і у вигляді розосереджених лінійних виходів розташовуються у уступі або на поверхні триметрової. Вони дають початок теплим струмкам і утворюють ванни діаметром до 5 м і глибиною 0,5 м. Ванни заростають плівкою бурих термофільних водоростей. Джерела відкладають світло-сірі карбонатні травертини та залізисті опади. У обриві правобережної тераси оголюються стародавні травертини потужністю 0,5-1 м, що говорить про тривале існування джерел.

Дебіти окремих джерел вбираються у 0,5 л/с. Сумарна витрата "7-9 л/с. Склад вод наведено в таблиці 1 № 11. Це термальні, вуглекислі, мінералізовані (3-5 г/л) гідрокарбонатно-хлоридні натрієві, борні мінеральні води. На відміну від Наличевських у них дуже мало миш'яку, і вони можуть використовуватися як "їдальні" води.

Джерела знаходяться осторонь найбільш популярних туристичних стежок. Їх безумовно висока бальнеологічна та рекреаційна цінність занижується на тлі розташованих поблизу ефектніших і доступніших Наличевських гідротерм.

8. Дзендзурське фумарольне поле (Верхньо-Дзендзурські джерела)

Перша згадка про ці терми зроблено у роботі Б.І. Пійпа (1937), найбільш докладний опис – у звіті В.Є. Донченка (1991).

Фумароли розташовані у зруйнованому кратері на південно-західному схилі вулкана Дзендзур, за 2 км від вершини. Фумарольний майданчик діаметром ~20 м знаходиться за 50 м від краю сучасного базальтового лавового потоку, він складений піщано-глинистими породами (продукти газотермальної переробки). Біля краю майданчика з глибових розвалів із шумом виривається парогазова суміш та фонтан водяних бризок. З-під брил вибиваються джерела різної температури. Вода збирається в струмок, що стікає у вирву діаметром "10 м, заповнену зеленою каламутною водою. Через дно вирви виділяється газ (на 96% СО2) із запахом сірководню. Температура і дебіти струмка і джерел змінюються в залежності від інтенсивності сніготанення та поверхневого стоку.

Вода у вирві та джерелах суть типові фумарольні терми поверхневого формування: сильнокисла (рН ~ 3) слабомінералізована, сульфатна, залізо-алюмінієво-воднева. Це поверхневі води, насичені фумарольними газами. Зв'язок цих терм із Наличевськими чи Нижньо-Дзендзурськими (за північним кордономпарку) не зрозуміла. Вони представляють науковий та пізнавальний інтерес. Відвідуються туристами. У бальнеології такі води не використовуються.

9. Аазькі джерела

Аазькі джерела знаходяться у верхів'ях лівого витоку нар. Чистий. Вони виявлені та вперше описані у 1962 р. вулканологом Є.А. Вакіним. Виходи термальних та мінеральних вод простежуються в руслі та по берегах річки протягом кілометра. У місцях виходів вод рясно відкладаються яскраво-жовтогарячі опади гідрооксидів заліза. У руслі річки оголені дуже міцні конгломерати, що складаються з валунів андезиту та ліпариту з туфовим цементом, просоченим гідроокислами заліза.

Виділяються дві групи джерел: "Верхня" - з численними дрібними грифонами мінеральних вод з температурою 5-11° і, в 300 м нижче, "Нижня" - з більшими термальними джерелами з температурою до 39°.

Джерела вибивають з руслового валунника, утворюючи струмки та ланцюжки ступінчастих басейнів, на дні та по берегах яких відклався шар помаранчевого в'язкого осаду, або формують характерні конуси з тих же опадів заввишки до 1 м з лійками на вершинах, з глибини яких переливається вода та піднімаються бульбашки газу (майже чистий СО2). Декілька термальних грифонів нижньої групи розташовуються на крутому березі на висоті до 3 м над річкою. Дебіти окремих джерел вбираються у 0,2 л/с. Сумарний дебіт 15-17 л/с.

Вода джерел відноситься до надзвичайно рідкісного та цінного в бальнеологічному відношенні гідрокарбонатно-магнієвого типу. Вона сильно газонасичена, кислувата та приємна на смак. Вода холодних джерел верхньої групи містить дуже багато заліза. Такий тип води взагалі є унікальним.

Джерела знаходяться осторонь стежок, шлях до них перегороджують густі зарості стланіка. Вони майже не відвідуються.

10. Ізотовські джерела

Так ці джерела названо у звіті Б.В. Ковальова (1958) і цілком виправдано. Лише такий наполегливий дослідник як О.М. Ізотова міг наважитися проникнути в непрохідну ущелину верхів'їв р. Шумний. У її звіті (1954) описані два термальні джерела в середній частині ущелини.

Біля підніжжя вулканічного хребта дол. Шумний різко звужується, русло переходить у вузьку щілину з вертикальними стінками, вище за яку річка падає зі скельного уступу двадцятиметровим водоспадом. Вище водоспаду річка тече в ущелину з крутими, правому борту стрімчастими, скелястими стінками. Тільки в пониззі ущелини є окремі ділянки валунно-галечникової заплави.

Виходи термальних вод зустрічаються у ущелині протягом 4 км. Найнижчі, з температурою 43 ° спостерігаються у уступі водоспаду. Це струмки, що вибивають із тонких тріщин в андезитових лавобрекчіях, що складають уступ. Джерела в ущелині мають вигляд теплих "ванн" в русловому галечнику, з яких витікають короткі струмки, або грифонів, що газують, на вершинах невеликих конусів, складених помаранчевими залізистими відкладеннями термальних вод. Галечник у місцях виходів вод зцементований гідроокислами заліза. Максимальна температура – ​​51° відзначена у середній частині ущелини. Усього налічується понад десяток джерел. Дебіт окремих виходів вбирається у 0,5 л/с, сумарний дебіт то, можливо оцінений в 10-15 л/с.

У верхів'ях ущелини, за 4 км від Корякського перевалу існує не велика групахолодних мінеральних джерел, аналогічних корязьким нарзанам. Це мінералізовані (до 3 г/л) слабокислі гідрокарбонатно-сульфатні кальцієво-магнієві вуглекислі води з високим вмістом кремнекислоти. Ізотовські джерела мають дуже цінні бальнеологічні властивості, але в даний час доступні тільки для добре підготовлених відвідувачів.

11. Шумні джерела

Шумні джерелавперше згадані у звіті Є.М. Ізотової в 1954 р. вони розташовані на правому березі р. Шумний, в 1,6 км на південний схід від висоти 966. Джерела важкодоступні і відвідуються рідко.

На ділянці розвантаження джерел річка виходить із вузької щілини в андезитових скелях і долина різко розширюється. Корінні схили та поверхня єдиної тераси вкриті вулканічним піском і великокам'янистими осипами. Сильногазуючі низькодебітні джерела з температурою 10-20° виходять із вертикальних тріщин у корінному березі, на поверхні надзаплавної тераси, у уступі тераси, у заплаві і навіть у руслі річки. Загальна площаділянки з виходами вод та газу досягає 17000 м2. Газ і вода джерел мають сильний запах сірководню, з неї осідає самородна сірка. Русла струмків, валуни та галька вкриті пухкою світло-жовтою кіркою сірки, вулканічний пісок поблизу виходів зціментований сіркою. Джерела на поверхні тераси також відкладають помаранчевий охристий осад, що утворює невеликі горбки. У корінному березі та уступі тераси відзначені виходи самородної сірки, яка цементує пісок, утворює кірки, натіки та цілі прошарки потужністю до 10 см. Це свідчення більш потужного розвантаження, яке існувало тут у минулому. Сумарний дебіт джерел (їх близько десяти) становить 1-3 л/с. Незважаючи на різкий запах, вода джерела приємна на смак.

12. Чистинські (Чисті) джерела

Ця невелика, але дуже ефектна і цікава у багатьох відношеннях група джерел розташована у верхів'ях самого правого витоку нар. Чистою у південного підніжжя сопки з дуже крутими схилами, складеною екструзією андезито-дацитів (висота 966). Виявив джерела Б.В. Ковальов в 1958 р. на ділянці виходів джерел річка (ручок) тече майже горизонтальною площадкою розміром 50х30 м, покритою галечниками і вулканічним піском, зцементованими у багатьох місцях самородною сіркою. Східна (верхня) частина майданчика покрита шаром сірки, що утворила сухий бугор заввишки до півметра. Джерела знаходяться переважно на лівому березі. У центрі майданчика розташовані два потужні грифони - круглі вирви діаметром 50-70 см з піщаним дном, через яке з вируванням вибиває вода з великою кількістю газу. Температура у грифонах 8°. Біля кромки сірчаного бугра джерела утворюють короткі струмки. Виходи газу з водою є і на правому березі, і в руслі струмка. Усі джерела інтенсивно відкладають сірку. Відчувається запах сірководню. Сумарний видимий дебіт джерел 1-1,5 л/с, температура 8°, приховане розвантаження – 15-17 л/с.

Вода має "нарзанний" (сульфатно-кальцієвий) склад. Вона дуже сильно газована та приємна для пиття. Склад води та газу дано в табл. 1, 2. Від інших джерел Чистинські води відрізняються дуже низькою (219 мг/л) мінералізацією. Очевидно вони мають мофетне походження: прісні приповерхневі води насичуються газом висхідних струменів.

Джерела активно відвідуються туристами.

13. Корякські нарзани

Біля північного підніжжя Корякського вулкана, у верхів'ях правих витоків нар. Шумна та витока нар. Правою Наличевою розташована велика група холодних (10-15 °) мінеральних джерел. Джерела вперше досліджено вулканологом Ю.П. Масуренковим у 1963 р. численні високодебітні (літри в секунду) джерела розосереджені на площі понад 4 км2. Джерела виходять у пологих бортах неглибоких ярів, відкладаючи охристі опади гідроксиду заліза. Вони мають вигляд невеликих плоскодонних водойм, грифонів у крутостінних поглибленнях або виходів із тріщин у зціментованих пісках та валуннику, які дають початок цілим струмкам мінеральної води. Вище області сучасного розвантаження під молодими вулканічними шлаками залягають такі ж опади та зціментовані гідроокислами заліза піски, що говорить про тривале існування джерел.

Сумарний дебіт джерел може перевищити 50 л/с. Вода джерел приємна на смак, вона відноситься до цінного гідрокарбонатно-магнієвого типу, що рідко зустрічається. вуглекислих вод.

Через джерела проходить туристична стежка, що йде з Авачинського перевалу на Наличевські ключі. Раннього літаце улюблене місце відпочинку спортсменів-лижників – сніг тут лежить до кінця червня.

Право-Шумнінські джерела виявлено та описано при геологічній зйомці з 1987 р. геологом В.М. Філоновим. Вони знаходяться в 1,5 км вище гирла нар. Правою Шумною. Розвантаження вод йде протягом 750 м по обидва береги річки у вигляді слабких лінійних виходів і невеликих джерел, що утворюють струмки та "ванни". Температура води 18 °, сумарний дебіт ~ 5 л / с. Мінералізація вод ~ 2 г/л. Склад гідрокарбонатно-сульфатний магнієво-кальцієвий із підвищеним вмістом заліза. Вода прозора, без кольору та запаху, солонувата, приємна на смак. Джерела цікаві лише як північні виходи мінеральних вод Шумнінської площі. Через відносну недоступність не відвідуються. У менш менших мінеральними водами районах вони могли б мати бальнеологічне значення.

Висновок

Термальні води є важливим природним ресурсом.

Знання особливостей їх формування дозволяє припускати наявність термальних джерел на досить великих просторах суші, що значно розширює ареал їх використання різних галузяхгосподарства.

Використання термальних вод на лікування хвороб почалося вже досить давно. Відповідно в цій галузі на Наразірозроблено значну кількість методик застосування термальних вод. Цьому сприяє і різна їх температура, і різний речовинний склад різних регіонахпланети.

Однак можливості використання термальних джерел цим не обмежуються. Досить широко Останнім часомТермальні води використовуються для отримання теплової та електричної енергії. Поки що у ГеоТЕС працюють лише в районах виходу гарячих вод із температурою трохи менше 100єС (Ісландія, Нова Зеландія, Камчатка, США). Однак у перспективі можливе використання вод з меншою температурою. Отримання енергії на ГеоТЕС не дає відходів і, отже, не забруднює довкілля. Розвиток подібних виробництв у сучасному світіє пріоритетним. Але широке використання термальних вод призвело до їх виснаження, а швидкий розвитокпромисловості в цілому та інтенсифікація сільського господарства за допомогою використання нових видів добрив забруднення. Тому, як і будь-який інший вид вичерпних природних ресурсів, Термальні води потребують розумного та економного використання. А як будь-які інші підземні води - у моніторингу стану, захисті від забруднень та очищення.

Список літератури

1. Климентов П.П. Кононов В.М. Методика гідрогеологічних досліджень – М.,1978.

2. Овчинніков А.М. Загальна гідрогеологія – М., 1955.

3. Плотніков Н.І. Пошуки та розвідка прісних підземних вод – М., 1985.

4. Всеволзький В.А. Основи гідрогеології – М., 2007.

5. Кірюхін В.А., Коротков А.І., Павлов О.М. Загальна гідрогеологія. Підручник для вузів – М., 1988.

6. Зекцер І.С. Підземні води як компонент навколишнього середовища – М., 2001.

Розміщено на Allbest.ru

Подібні документи

Загальні відомості про мінеральні води, їх геохімічні типи. Класифікація та умови формування термальних вод. Геохімічна оцінка здатності хімічних елементів до накопичення у підземних водах. Застосування та засоби використання промислових вод.

реферат, доданий 04.04.2015


Геотермальна енергетика: сучасний стан та перспективи розвитку. Гідрогеотермічні дослідження; основні родовища термальних та мінеральних вод. Прогнозна оцінка ресурсів Республіки Дагестан, методи газонафтових пошуків та розвідки.

курсова робота , доданий 15.01.2011


Мінеральні води, їх походження, фізичні властивості та хімічний склад. Геоекологічна характеристика східних районів Вологодській області. Оцінка екологічного станумінеральних вод регіону. Перспективи використання мінеральних вод.

дипломна робота , доданий 12.08.2017


Мінеральні води, їх походження, фізичні властивості та хімічний склад. Геоекологічна обстановка східної частини Вологодської області, типи ґрунтів, рельєф та клімат. Відсотковий зміст різних типівмінеральних вод районів, рівень мінералізації.

дипломна робота , доданий 27.10.2017


Умови виникнення боліт та географія їх поширення. Дослідження класифікації боліт вітчизняними та зарубіжними вченими. Основні напрямки використання боліт у господарської діяльності. Екологічні показники болотяних торф'яних ресурсів.

курсова робота , доданий 21.03.2016


Значення підземних вод у природі, особливості їхньої охорони. Загальні поняття виходів підземних вод на земну поверхню та їхня класифікація. Способи використання підземних вод потреб народного господарства. Питні, мінеральні, промислові та термальні води.

реферат, доданий 30.03.2016


Поняття та території поширення субмаринних вод, їх відмінні риси. Основні фактори, що впливають на процеси формування та руху даних вод. Експлуатація субмаринних джерел, сфери їх використання та основні джерела енергії.

доповідь, доданий 25.05.2012


Прісні та мінеральні лікувальні водиу надрах Вологодської області. Основні водоносні горизонти: тріасовий, пермський, кам'яновугільний. Класифікація вод із загальної мінералізації. Профілактори та санаторії Вологодської області. Промислові мінеральні води.

реферат, доданий 06.03.2011


Класифікація підземних вод відповідно до виду господарського використання: прісні, мінеральні лікувальні та промислові, а також термальні. Типи ресурсів: природні, штучні, що залучаються, джерела та основні фактори їх формування.

презентація , доданий 17.10.2014


Розрахунок мертвого обсягу водосховища, щоденних витрат та рівнів води. Поперечний профіль греблі, розрахунок коефіцієнта запасу стійкості, кріплення верхового укосу, паводкового та турбінного водозборів. Гідротехнічні розрахунки з водосховища.

Промислові- води, що містять деякі компоненти в концентраціях, що дозволяють витягувати їх для промислових цілей. Залягають на глибинах понад 500м, займають невеликі площі. Їх характерні йод, бром, бор, літій, германій, мідь, цинк, алюміній і вольфрам.

Мінеральні- води, що надають сприятливий фізіологічний вплив на людський організм внаслідок загальної мінералізації, іонного складу, вмісту газів та активних компонентів. Їх мінералізація перевищує 1 г/л (солонуваті – до 10 г/л, солоні – 10-35 г/л, розсоли – понад 35 г/л). Зустрічаються лікувальні води з мінералізацією до 1 г/л із високим вмістом специфічних біологічно активних компонентів. Мінеральні води ділять на холодні (до 20С), теплі (20-37С), термальні (37-42С), гарячі (понад 42С). Вони діляться також на залізисті, миш'яковисті, сірководневі, вуглекислі, радонові, йодні, бромні. Провінції вуглекислих вод приурочені до областей альпійської складчастості (Кавказ, Памір, Камчатка та ін.), Хлоридних - до глибоких частин великих артезіанських басейнів.

2.8 Фізичні властивості та хімічний склад підземних вод

Найпростішу формулу Н 2 Про має молекула пароподібної вологи – гідроль; молекула води в рідкому стані (Н 2 Про) 2 дигідроль; у твердому стані (Н 2 Про) 3-тригідроль.

Вивчення фізичних властивостей та хімічного складу підземних вод необхідно для оцінки їх якості для питних та промислово-господарських цілей, з'ясування умов харчування, походження, та при виборі матеріалу для кріплення гірничих виробок та підборі шахтного обладнання.

Основні фізичні властивості підземних вод – температура, прозорість, колір, запах, щільність, радіоактивність.

Температура підземних вод змінюється у межах: в областях вічної мерзлотивона до -6С, у районах вулканічної діяльності – понад 100С.

По температурі води поділяються на дуже холодні - +4С; холодні – 4-20С; теплі – 20-37С; гарячі -37-42С; Дуже гарячі - 42-100С. Температура води сильно впливає швидкість протікання фізико-хімічних процесів.

Температура підземних вод, що неглибоко залягають +5 - +15С, глибоко занурених вод артезіанських басейнів - +40- +50С; на глибині 3-4 км розкрито води з температурою понад 150С.

Прозорість води залежить від наявності мінеральних солей, механічних домішок, колоїдів та органічних речовин. Підземні води прозорі, якщо у шарі 30 см не містять завислих частинок.

Колір вод залежить від хімічного складу та наявності домішок. Зазвичай підземні води безбарвні. Жорсткі води мають блакитний відтінок, закисні солі заліза і сірководень надають воді зеленувато-блакитного забарвлення, органічні гумінові кислоти забарвлюють воду в жовтий колір, а води, що містять сполуки марганцю – чорні.

Запах підземних вод відсутній. Специфічний запах може бути обумовлений присутністю сполук сірководню, гумінових кислот, органічних сполук, що утворюються при розкладанні тварин та рослинних решток. Для визначення запаху підігрівають воду до 50-60С.

Смак води залежить від присутності в ній розчинених мінеральних речовин, газів та домішок. Хлористий натрій надає воді солоний смак, сірчанокислі солі натрію і магнію – гіркий, азотисті сполуки – солодкуватий, а вільна вуглекислота – освіжаючий. Під час визначення смаку воду підігрівають до 30С.

Щільність води обумовлена ​​розчиненими в ній солями, газами, суспензією та температурою.

Радіоактивність обумовлена ​​присутністю природних радіоактивних елементів: урану, радону, радію, продуктів їх розпаду – гелію, їх формування визначається геологічними, гідрогеологічними та геохімічними факторами.

Через наявність трьох ізотопів водню – 1 Н (протий), D (дейтерій), Т (тритій) та шести ізотопів кисню 14 О, 15 О, 16 O, 17 O, 18 O, 19 O є 36 ізотопних різновидів води, з яких лише дев'ять стабільні.

З'єднання D 2 O називається важкою водою, вміст якої у природі становить 0,02.

Вивчення складу та властивостей підземних вод проводиться на всіх стадіях розвідки, а також у процесі розтину та експлуатації родовищ.

Дослідження складу підземних вод має основні цілі:

З'ясування їх придатності для господарсько-питного та технічного водопостачання;

Оцінка можливого шкідливого впливу вод на бетонні та металеві конструкції шахт та гірниче обладнання.

Хімічний склад підземних вод дозволяє судити також про особливості формування та живлення підземних вод, взаємозв'язок водоносних горизонтів.

Хімічний склад підземних вод визначається кількістю і співвідношенням містяться в них іонів (мінералізацією води), жорсткістю, кількістю та складом розчинених та нерозчинених у воді газів, реакцією води (рН), агресивністю та ін.

Найголовнішими хімічними компонентами підземних вод - катіони – Na + , K + , Ca 2+ , Mg 2+ , аніони – HCO 3 - , Cl - , SO 4 2- , мікрокомпоненти – Fe 2+ , Fe 3+ , Al 3+ , Mn 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Br, I, N, гази – N 2 , O 2 , CO 2 , CH 4 , H 2 , комплексні органічні сполуки- феноли, бітум, гумус, вуглеводні органічні кислоти.

Хімічний склад підземних вод виражають в іонній формі в мг/л та г/л.

Головні джерела цих компонентів – гірські породи, гази атмосфери, поверхневі води та геохімічні умови, що склалися в межах площі розповсюдження.

За мінералізації підземні води можуть бути прісними, з мінералізацією до 1 г/л, слабосолонуватими – 1-3 г/л: солоними – 3-10 г/л, дуже солоними – 10-50 г/л та розсолами – понад 50 г/л. л.

Жорсткість води (Н) – властивість води, зумовлена ​​присутністю в ній солей кальцію та магнію. Виражається жорсткість мг. екв/л. Розрізняють жорсткість загальну, тимчасову та постійну.

Загальна жорсткістьоцінюється вмістом солей Са 2+ і Mg 2+ у вигляді Ca(HCO 3) 2 , Mg(HCO 3) 2 , CaSO 4 , MgSO 4 , CaCl 2 , MgCl 2 і обчислюється підсумовуванням цих іонів мг. екв/л.

де значення Са 2+ та Mg 2+ наведені в мг/л;

20,04 та 12,16 – еквівалентні маси кальцій-іону та магній-іону.

Тимчасова жорсткістьобумовлена ​​гідрокарбонатними та карбонатними солями Са 2+ та Mg 2+: (Ca(HCO 3) 2 , Mg(HCO 3) 2 , CaCO 3 та MgCO 3).

Тимчасова жорсткість:

, (2.6)

де значення HCO 3 - береться мг/л, 61,018 – його еквівалентна маса.

Постійна жорсткість обумовлена ​​хлоридами, сульфатами та некарбонатними солями кальцію та магнію. Визначається як різниця між загальною та тимчасовою жорсткістю:

Н пост. = Н заг. - Н вр. (2.7)

Виражається жорсткість мг. екв./л Ca 2+ та Mg 2+ за 1 мг. екв./л жорсткості.

Природні води поділяються за рівнем жорсткості п'ять груп (мг. екв./л): дуже м'які – до 1,5; м'які – 1,5-3; помірно жорсткі - 30-60; жорсткі – 6,0-9; дуже жорсткі – 9,0.

Лужністьобумовлена ​​наявністю у воді лугів Na + - NaOH, Na 2 CO 3 та NaHCO 3 . 1мг. екв./л лужності відповідає 40 мг/л NaOH; 53 мг/л NaCO 3 та 84,22 мг/л NaHCO 3 .

Активна реакція води- Ступінь її кислотності або лужності, що характеризується концентрацією водневих іонів рН (десятковий логарифм концентрації іонів водню, взятий з позитивним знаком): дуже кислі - 5; кислі - 5-7; нейтральні – 7; лужні – 7-9; високолужні 9.

Агресивність води– здатність руйнувати бетон, залізобетонні та металеві конструкції. Розрізняють сульфатну, вуглекислу, вилуговування магнезіальну та загальнокислотну види агресії.

Сульфатна агресія визначається підвищеним вмістом іона SO 4 2-. При надлишку іона SO 4 2 відбувається кристалізація в бетоні нових сполук: утворюється гіпс CaSO 4 . 2H 2 O зі збільшенням об'єму на 100 % та сульфоалюмінат кальцію (бетонна бацила) із збільшенням об'єму в 2,5 рази, що призводить до руйнування бетону. Вода агресивна до бетону при вмісті іона SO 4 2 - понад 250 мг/л.

Вуглекисла агресивність. При дії вугільної кислоти відбувається розчинення та винесення з бетону CaCO 3 - . При надлишку СО 2 спостерігається перехід СаСО 3 Са (НСО 3) 2 , який легко розчиняється і виноситься з бетону.

Надлишок СО 2 20 мг/л називається агресивною вуглекислотою.

Агресивність вилуговування відбувається за рахунок розчинення та вимивання з бетону вапна СаСО 3 при дефіциті у воді іона НСО 3 - . Води, що містять менше 30 мг/л пов'язаної вуглекислоти та жорсткістю до 1,4 мг/л агресивні.

Магнезіальна агресивність призводить до руйнування бетону при підвищеному вмісті Mg2+. Залежно від сорту цементу, умов та конструкції споруди, іона SO 4 2-, більше 250 мг/л, гранично допустима кількість іонів Mg 2+ 750-1000 мг/л.

Загальнокислотна агресивність залежить від концентрації водневих іонів рН. Вода має корозійні властивості при рН 6,5.

2.9 Формування хімічного складу підземних та шахтних вод

Підземні води постійно взаємодіють з атмосферними водами та гірськими породами. В результаті відбувається розчинення та вилуговування гірських порід, особливо карбонатів, сульфатів, галоїдів. Якщо у воді є вуглекислота, відбувається розкладання нерозчинних у воді силікатів за наступною схемою:

Na 2 Al 2 Si 6 O 16 + 2H 2 O + CO 2 NaCO 3 + H 2 Al 2 Si 2 O 8 (2.8)

В результаті у воді накопичуються карбонати та гідрокарбонати натрію, магнію, кальцію. Поширення їх підпорядковується загальній гідрохімічній зональності. Вертикальну гідрохімічну зональність визначають геологічні умови формування підземних вод, пов'язані з особливостями складу, будови та властивостей гірських порід.

У вертикальному розрізі земної кори виділяють три гідродинамічні зони:

а) верхня – інтенсивність водообміну, потужністю від десятків до кількох сотень метрів. Тут підземні води перебувають під впливом сучасних екзогенних факторів. За складом – гідрокарбонатні кальцієві маломінералізовані води. Водообмін обчислюється роками та століттями (у середньому 330 років);

б) середня – уповільненого водообміну. Глибина зони мінлива (приблизно 3-4 км). Швидкість руху підземних вод та їх дренаж зменшується. На склад вод цієї зони впливають вікові зміни екзогенних умов. Води натрієві, сульфатно-натрієві або сульфатно-натрієво-кальцієві. Водообмін триває десятки та сотні тисяч років;

в) нижня – дуже уповільненого водообміну. Екзогенні умови тут не мають жодного впливу. Приурочені зазвичай до глибоких частин западин. Поширені на глибинах понад 1200 м та більше. Води високомінералізовані, за складом хлоридні кальцієво-натрієві та хлоридно-магнієво-натрієві. Відновлення підземних вод становить мільйони років.

Відповідно до гідродинамічних виділяються гідрохімічні зони. Гідрохімічна зона – частина артезіанського басейну, відносно однорідна за гідрохімічною будовою;

г) верхня – прісних вод із мінералізацією до 1 г/л потужністю 0,3-0,6 м;

д) проміжна, солонуватих та солоних вод з мінералізацією 1-35 г/л;

е) нижня – розсолів (понад 35 г/л).

На формування хімічного складу підземних вод родовищ твердих корисних копалин суттєво впливають окислювальні та відновлювальні умови, що складаються у процесі гірничих робіт.

Для вугільних родовищ характерні два типи природної обстановки: у верхніх частинах – окисне, на глибоких – відновне.

При відпрацюванні вугілля штучно створюється окислювальна обстановка, у яку потрапляють підземні води, порушується перебіг природних хімічних процесів.

У глибших горизонтах води насичені більш стійкими сполуками (NaCl, Na 2 SO 4), малоактивні та стійкі до навколишнього середовища.

У міру їх пересування виробленням, у воді збільшується вміст Ca 2+ , Mg 2+ і SO 4 - , підвищується жорсткість і мінералізація. У меншій мірі зростає вміст Na +, Cl-, Al2O3, SiO2, Fe2O3.

При зменшенні рН іноді зникає 3 2 - і з'являється НСО 3 - . Зміст 2 і 2 змінюється в залежності від обстановки.

Найбільші зміни зазнають підземних вод, що у вигляді капежів, особливо у очисних виробках. Кислі води утворюються тільки на верхніх горизонтах, куди надходять підземні води низької мінералізації і мають меншу лужність. Зазвичай кислі води формуються в старих покинутих виробках.

Кислі води є хорошими розчинниками, внаслідок чого мінералізація їх швидко підвищується в міру протікання виробленням.

Зона можливого утворення кислих вод охоплює підземні води, де їх сильні кислоти переважають над лугами. Нижня межа збігається з верхньою межею метанової зони (приблизно глибина 150 м) та з верхньою межею – поширення натрієвих. Максимальні потужності зони можливого утвору кислих вод 350-400 м.

Шахтні води агресивні, у верхніх частинах мають сульфатну, у нижній – агресивність вилуговування.

2.10 Режим підземних вод- сукупність змін у часі рівня, напору, витрати, хімічного та газового складу, температурних умов, швидкості руху підземних вод.

Зміна режиму підземних вод відбувається під впливом природних (кліматичних та структурних) факторів та техногенної діяльності людини. Особливо різкі зміниїх режими спостерігаються у гірничодобувних районах. Водовідливи з гірських виробок зменшують напори підземних вод, інколи ж повністю осушують водоносні пласти, порушуючи природний режимпідземних вод. Гірські вироблення або дренажні системи підвищують коефіцієнт водообміну, деформації поверхні, що виникають, сприяють збільшенню підземного стоку; відзначається взаємозв'язок водоносних горизонтів та з поверхневими водами.

В одних умовах кількість шахтних вод, що відкачуються, може компенсуватися природним припливом підземних вод, в інших – інтенсивний приплив у гірничі виробки призводить до виснаження ресурсів підземних вод шахтного поля або родовища.

p align="justify"> При експлуатації глибоких горизонтів у відповідних геологічних умовах відбувається зазвичай зміна припливу шахтних вод з глибиною, не залежить від їх ресурсів.

Для умов Донбасу найбільша водорясність спостерігається на глибинах 150-200 м, нижче 300-500 м водопритоки зменшуються. При горизонтальному заляганні пластів та приуроченості водоносних горизонтів до пористих пород притоки шахтних вод у паводкові періоди не перевищують 20-25 %. Похило залягання порід сприяє сезонному збільшенню паводкових вод на 50, 100% і більше. Особливо різкі коливання спостерігаються за наявності порід зі збільшенням припливу до 300-400%.

Порушення природного режиму підземних вод виникає вже на самому початку шахтного будівництва під час проходження стволів.

Розкриваються багато водоносних горизонтів кам'яновугільних відкладень до глибин 500-600 м, а при закладці глибоких шахт – до 1000-1200 м. районах (Червоноармійський) до 70-100 м-коду 3 /год. Тому навколо шахтних стволів не спостерігається широких депресій і до зони осушення потрапляють незначні площі.

Подальший дренаж підземних вод відбувається під час проведення підготовчих виробок, особливо квершлагов, що розкривають кілька водоносних горизонтів, але притоки вбирається у 10-15 м 3 /год. Інтенсивне осушення спостерігається при очисних роботах, при обваленні та осіданні порід над виробленим простором. Супроводжується утворенням тріщин, що зв'язують роз'єднані до цього водоносні горизонти, що залягають над пластами, що розробляються, в межах 30-50-кратної потужності вугільного пласта.

Надалі відбувається задавлювання тріщин обвалення та зменшення їх водопроникності, приплив у лаву на цій ділянці буде зменшуватись або повністю припиниться та рівні підземних вод відновлюються до рівнів поверхні загальної шахтної депресії. Депресійні воронки, що формуються над очисними виробками, є тимчасовими, мігрують за площею відпрацювання слідом за переміщенням вибою лави.

При неглибокому заляганні пласта корисних копалин зона водопровідних тріщин може досягати земної поверхні і водопритоки в шахту формуватимуться за рахунок просочування атмосферних опадів за площею очисних робіт.

При розтині тектонічних порушень припливи становлять 300-400 і більше м3/годину, іноді 1000 м3/годину.

Внаслідок підробітку гірничими роботами водоносних горизонтів мають місце окремі випадки виведення з ладу водозаборів підземних вод.

2.11 Походження підземних вод.

1) інфільтраційніпідземні води – утворюються внаслідок просочування водопроникні породи атмосферних опадів. Іноді спостерігається надходження води у водоносні горизонти з річок, озер та морів. Можна вважати інфільтрацію основним джерелом поповнення підземних вод, які поширені у верхніх горизонтах з інтенсивним водообміном.

2) конденсаційніпідземні води. У посушливих районах велику роль формуванні водоносних горизонтів грає конденсація водяної пари повітря в порах і тріщинах гірських порід, що виникає за рахунок різниці пружності водяної пари атмосферного і грунтового повітря. В результаті конденсації у пустелях утворюються лінзи прісних вод над солоними ґрунтовими водами.

3) седиментогенніпідземні води – води морського походження. Вони утворилися одночасно із накопиченням опадів. У ході подальшого тектонічного розвитку такі води змінюються при діагені, тектонічних рухів, потрапляючи в зони підвищених тисків і температур. Велику рольу формуванні седиментогенних вод відводять елізійним процесам (елізіо – обтискаю). Первинні опади містять до 80-90% води, при ущільненні яких відбувається віджимання. Природна вологість гірських порід 8-10%.

4) ювенільні (магматогенні)підземні води утворені з пари, що виділяються з магми при її охолодженні. Потрапляючи в області більше низьких температурпари магми конденсуються і переходять у краплинно-рідкий стан, створюючи особливий типпідземних вод. Такі води мають підвищену температуру і містять у розчиненому стані незвичайні для поверхневих умов з'єднання та газові компоненти. Приурочені до областей сучасної вулканічної діяльності. Поблизу поверхні такі води поєднуються зі звичайними підземними водами.

5) відроджені (дегідратаційні) води утворюються при виділенні її з мінеральних мас, що містять кристалізаційну воду. Такий процес можливий при підвищених температурах та тисках.

Контрольні питання

1. Назвіть основні завдання та розділи гідрогеології та інженерної геології.

Охарактеризуйте кругообіг води у природі.

Назвіть основні види води у гірських породах.

Назвіть основні воднофізичні властивості підземних вод.

Охарактеризуйте типи підземних вод за умовами залягання та основні їх особливості.

Назвіть фізичні властивості підземних вод.

Які основні параметри визначаються за хімічного складу підземних вод.

Сформулюйте поняття режиму підземних вод. Як змінюється режим шахтних вод?

Охарактеризуйте типи підземних вод за походженням.

ТЕРМАЛЬНІ ВОДИ (французьким Thermal — теплий, від грец. therme — тепло, жар* а. thermal water; н. Thermalwasser; ф. eaux thermales, eaux thermominerales; і. aguas termales) — підземні води з температурою 20°С. Температура 20°С умовно прийнята зарубіжних країн між холодними (менш рухливими) і термальними (більш рухливими) водами , оскільки за цієї температури в'язкість води, визначальна її рухливість, становить 1 сПз (1.10 -3 Па.с). Глибина залягання ізотерми 20 ° С у земній корі залежить від кліматичної зональності: в районах розвитку багаторічномерзлих порід - 1500-2000 м, у субтропіках до 100 м, в зоні тропіків ізотерму 20 ° С виходить на поверхню. У межах кожної зони спостерігається зростання температури термальних вод із глибиною, що визначається геолого-структурними особливостями району та пов'язаними з цим гідрогеотермічними умовами. Вирізняють чотири типи теплового режиму термальних вод: низький з геотермічним градієнтом до 1°С/100 м, щільністю теплового потоку 30-40 мВт/м 2 ; помірний - відповідно 1-2 ° С/100 м, 40-50 мВт / м 2; підвищений - 2-3 ° С/100 м, 50-60 мВт / м 2; високий – понад 3°С/100м, понад 60 мВт/м 2 . Низький тепловий режим спостерігається в основному на території древніх щитів і древніх складчастих систем, помірний - в межах древніх артезіанських платформних областей, підвищений - в артезіанських областях епіпалеозойських плит і пов'язаних з ними міжгірських западин і прогинів, а також в гідрогеологічних районах альпійської системи розривних тектонічних порушень Високий тепловий режим пов'язаний з ділянками артезіанських басейнів (розвантаження термальних вод з глибоких частин басейнів) та гідрогеологічними складчастими районами, що зазнали інтенсивної неотектонічну дію. Найбільш чітко термоаномалії виражені в областях сучасного вулканізму.

Термальні води становлять більшу частину вод підземної гідросфери. Температура вод на нижній межі земної кори може досягати 500-600 ° С, а в зонах магматичних вогнищ, де переважають пари води та продукти її дисоціації, до 1000-1200 ° С. В артезіанських басейнах молодих плит на глибині 2000-3000 м свердловинами розкриваються води з температурою 70-100 ° С і більше. У районах стародавніх щитів температура на глибині 5-6 км. не перевищує 60-70°С. У областях неотектонічних порушень (Альпи, Кавказ, Памір, Гімалаї та інших.) глибокі термальні води виходять поверхню як гарячих джерел із температурою до 90-100°З, а районах сучасного вулканізму — як гейзерів і парових струменів. Свердловини глибиною 1000-1500 м, пройдені в зоні розвантаження парових струменів, розкривають пароводяні суміші і пари з температурою до 200-300 ° С (Паужетське родовище на Камчатці, Великі гейзери, Уайракей в Новій Зеландії, Лар.

Хімічний, газовий склад та мінералізація термальних вод різноманітні: від прісних та солонуватих гідрокарбонатних, гідрокарбонатно-сульфатних, гідрокарбонатно-хлоридних, кальцієвих, натрієвих, азотних, вуглекислих та сірководневих до солоних та розсольних хлоридних натрієвих, кальцієво-натрієвих, кальцієво-натрієвих місцями сірководневих. Розсільні термальні води генетично пов'язані з евапоритами. Для біохімічних процесів, що протікають у зоні термальних вод, характерний температурний поріг 50 ° С - початок згортання білка, хоча життєдіяльність деяких видів бактерій можлива і при великих температурах. На склад термальних вод впливають процеси регіонального епігенезу, що розвивається в зоні підвищених і високих температур, коли відбувається перекристалізація породоутворюючих мінералів і протікають активні реакції обміну між нагрітими водними розчинами та породою. Підвищення температури з глибиною призводить до звільнення фізично пов'язаної води, збільшення фільтраційної спроможності гірських порід. З термальними водами пов'язані процеси мінералоутворення, формування родовищ (див. Гідротермальні родовища).

Термальні води є об'єктом видобутку та переробки з метою використання в народному господарстві. Класифікація термальних вод за температурою залежить від їх практичного застосування. У бальнеології термальні води поділяються на теплі (субтермальні) - 20-35°С, термальні (гарячі) - 35-42°С і дуже гарячі (гіпертермальні) - понад 42°С. У групі термальних вод для теплоенергетичного використання виділяються води низькопотенційні з температурою до 70°С, середньопотенційні - від 70 до 100°С та високопотенційні - понад 100°С (у т.ч. слабоперегріті - 100-150°С, значно перегріті - 150°С -250 ° С і дуже перегріті - 250-375 ° С). Значно і дуже перегріті термальні води використовуються в основному для вироблення електроенергії. Термальні води з температурою 70-150 ° С широко використовуються для теплопостачання житлових та виробничих будівель, для плавальних басейнів, обігріву тепличних комбінатів, в технологічних цілях. За підсумками родовищ термальних вод функціонують багатьох великі курорти, мають світове значення. До них належать Кавказькі