Процессы формирования состава подземных вод

Основными процессами формирования состава подземных вод являются: выщелачивание пород, обменные реакции между водами и породами, окислительно-восстановительные реакции, гидратация и дегидратация минералов, фильтрационный и осмотический эффекты в растворах, концентрационная диффузия, гравитационная дифференциация растворов, смешение подземных вод различных генетических типов.

Выщелачивание – частичное или полное растворение различных солей и минералов при фильтрации подземных вод через породы. Одновременно с растворением всегда идет процесс концентрационной диффузии – медленное перемещение ионов от мест с большей концентрацией в места с меньшей концентрацией. Особенно ощутим этот процесс при ничтожно малых скоростях движения подземных вод. Воздействие СО₂ значительно повышает растворяющую способность водных растворов не только по отношению к карбонатам, но и к силикатам и алюмосиликатам. В случае наличия темноцветных минералов (роговая обманка, пироксен, биотит) воды обогащаются Mg, Fe, Ti, Cr, Ni и др.

Катионный обмен – процесс замещения катионов вод катионами и адсорбированными коллоидными минералами (отрицательно заряженными, так называемый поглощенный комплекс горных пород:

2Na⁺ + (Ca)= Ca⁺⁺ + 2Na

(раствор) порода раствор порода

По мнению А.Е. Ходькова, М.Г. Валяшко и др. большее значение имеет обмен не натрия, а магния на поглощенный кальций.

Mg⁺⁺ + (Сa) = Ca⁺⁺ + (Mg)

(раствор) порода раствор порода

Обменных реакций существует довольно много (альбитизация плагиоклазов и других силикатов, доломитизация известняков и др.)

Фильтрационный и осмотический (мембранный) эффект.

Известен как эффект Коржинского. Представляет собой явление отставания вещества от растворителя при фильтрации через полупроницаемую среду – “мембрану”. Это явление имеет частично электрическую природу: в зависимости от заряда фильтра происходит преимущественное отставание анионной или катионной части раствора. В любом случае это ведет к уменьшению минерализации подземных вод по мере их продвижения через “мембрану”. В природе роль мембран могут играть слабопроницаемые алевролиты, маломощные глины и др. При “продавливании” вод из песков через глины, минерализация вод должна возрастать.

Гравитационная дифференциация растворов.

Гипотеза К.В. Филатова, согласно которой сделана попытка на основе природного расслоения вещества объяснить наличие вертикальной гидрогеохимической зональности. Однако эта гипотеза была раскритикована на страницах научных журналов. В частности необъясненным остаётся с этих позиций наличие инверсий гидрогеохимической зональности и снижение минерализации подземных вод с глубиной в элизионных водонапорных системах.

Дата добавления: 2014-01-07