Минеральные воды

      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).

      Особенно  часто термы связаны с массивами  гранитоидных пород, в зонах  тектонических дроблений которых  создаются открытые пути подъема воды с глубин иногда более 1,5-2 км, что приводит к появлению высокотемпературных (до 90-95 ) источников (Хаджа-Оби-Гармские, Кульдурские, Горячинские и др.). Другую группу азотных термальных вод представляют более высокоминерализованные (до 35 г/л) хлоридные кальциево-натриевые воды. Например, на Чукотском полуострове встречены хлоридные кальциево-натриевые термы такого типа. По своему происхождению эти термы являются вероятно, древними сильно измененными (и разбавленными) водами морского типа, выходящими на поверхность по зонам тектонических разрывов из трещин изверженных или метаморфических пород (источники Нешкенские, Таватумские и др.).

3. Провинции азотных, азотно-метановых и метановых артезианских бассейнов платформ, краевых прогибов и складчатых областей.

      Распределение  отдельных типов минеральных  вод внутри артезианских бассейнов  подчинено общей гидрогеохимической  зональности, которая в ряде  бассейнов может осложняться  в зависимости от литологического  состава пород, палеогидрогеологических и иных условий.

      В пределах  описываемой провинции выделяются  участки: а) все минеральные  (лечебные) воды обладают минерализацией  менее 10 г/л; б) воды с минерализацией до 50 г/л; в) воды разнообразной минерализации, в том числе рассолы (более 50 г/л).

      В зависимости  от газового состава воды рассматриваемой  провинции разделяются на две  основные группы: азотные и метановые  (и азотно-метановые).

      Важнейшая  особенность газового состава  значительной группы минеральных  вод IV провинции – присутствие в них сероводорода, образующегося в результате биохимических процессов восстановления сульфатов.

      V. Провинция   кислородно-азотных и азотных радоновых слабо минерализованных вод коры выветривания кислых кристаллических пород.

      Воды этой провинции, распространенные в Карелии, на Урале, в Украинском кристаллическом массиве, Центральном Казахстане, на Алтае, в Забайкалье и на Дальнем Востоке (местами на территории II и III провинций), представляют собой трещинные грунтовые или слабо напорные воды коры выветривания кислых кристаллических пород. Они отличаются низкой температурой, слабой минерализацией, преобладанием в составе ионов гидрокарбонатов кальция и магния и к минеральным водам относятся, как правило, только в случаях обогащения их радоном (Rn 10 ед. Махе). [7]

      2.3 Месторождения минеральных вод.

      В процессе миграции подземных вод образуются сложные динамические месторождения минеральных вод.

      Под месторождением минеральных вод следует понимать пространственно оконтуриваемые скопления воды определенного состава (отвечающего установленным кондициям) в количествах, достаточных для экономически целесообразного их использования.

      Месторождения  минеральных вод имеют много  общего с месторождениями полезных ископаемых, в частности, с рудными гидротермальными месторождениями, но твердые полезные ископаемые неподвижны, а минеральная вода находится в постоянном движении. Имеются существенные отличия месторождений минеральных вод и от месторождений нефти. По мере эксплуатации происходит постепенное уменьшение запасов нефти, в то время как ресурсы минеральной воды для многих месторождений могут рассматриваться как возобновляемые. Изменение условий формирования минеральных вод происходит обычно чрезвычайно медленно, и только некоторые типы месторождений заключают большую долю древних вод, возобновление которых в настоящее время практически не происходит. Однако подсчет ресурсов минеральных вод является трудной задачей, так как в их формировании часто участвуют воды различного генезиса и возраста, причем в зависимости от хода геологической истории может изменяться пропорция смеси или измениться направленность процесса (например, выщелачивание пород заменится выпадением солей).

      Контуры  месторождения минеральных вод постоянно изменяются под влиянием естественных, а также и искусственных причин. В связи с этим при разведке фиксируется состояние месторождения только на данный период.

      Отдельные  минеральные источники при изучении  минеральных вод следует рассматривать лишь как естественное появление динамического месторождения минеральной воды. Во многих случаях месторождения вскрываются в результате буровых работ.

      Рассматривая  месторождения минеральной воды  как сложный динамический комплекс, следует подчеркнуть следующие их основные признаки:

1. Геолого-структурные условия залегания месторождений минеральных вод, заключенных в пределах благоприятной геологической структуры в трещиноватой зоне или в водоносном пористом пласте, определяются геологической историей и динамикой подземных вод данного района.
2. Контуры месторождения зависят от литологических и тектонических условий залегания воды, стадии развития структурной формы, к которой оно приурочено, соотношения между пресными и минеральными водами; от степени расчлененности рельефа и глубины, на которую воздействуют поверхностные факторы или деятельность человека. Контуры месторождения минеральной воды могут быть во многих случаях выражены в количественных показателях.
3. Понятие о месторождении минеральной воды, как и о месторождениях всякого полезного ископаемого, имеет и экономический смысл, поскольку речь может идти о минеральной воде, которую целесообразно и выгодно эксплуатировать для организации курортов или иных целей.

      Формирование  месторождений происходит часто в течение довольно длительного времени и, вероятно, этим объясняется то, что минеральные воды в большинстве случаев располагаются в зоне замедленного и весьма замедленного водообмена, а также в пограничной полосе с пресными водами зоны интенсивного водообмена.

      Следует  учитывать, что обычно наблюдается  сложное соотношение между динамическим  месторождением воды и статическими  месторождениями других полезных  ископаемых или любой породы, которая так или иначе может  являться источником поступления в минеральную воду тех или иных компонентов. Динамические месторождения минеральной воды бывают сдвинуты по отношению статического месторождения полезного ископаемого в направлении движения воды и, следовательно, при производстве поисково-разведочных работ следует учитывать положение областей питания и стока или разгрузки подземных вод.

      Весьма  интересны очертания динамических  месторождений минеральных вод  в очагах их совместной разгрузки  с пресными водами; образующуюся  в таких условиях более или менее четко выраженную границу между пресными и минеральными водами А.М. Овчинниковым было предложено называть «фронтом». Линия «фронта» в очаге разгрузки образуют «язык», который направлен острием к месту выхода воды на поверхность. Аналогичная картина наблюдается и в нефтяных месторождениях – в местах поступления нефти к забою скважин, находящихся у контура нефтяной залежи.

      Контуры  месторождения минеральных вод  меняются в зависимости от  хода геологической истории, климатических  колебаний и степени эксплуатации месторождения. При интенсивной и нерациональной эксплуатации месторождение может преждевременно опресниться или может произойти изменение состава минеральной воды. В некоторых случаях необходимо очень осторожно эксплуатировать месторождение, чтобы не нарушить естественный ход гидрогеохимических процессов.

      Наиболее  ценными месторождениями являются  углекислые, сероводородные, азотные,  радиоактивные, которые широко  используются для санаторного  лечения (приложение  6). [7]

      Многообразие месторождений минеральных вод обусловливает необходимость индивидуального подхода при изучении (разведке) каждого объекта. Но в то же время многие месторождения достаточно близки друг другу по отдельным показателям – чертам гидрогеологических и гидрогеохимических условий. Это дает возможность выделять группы месторождений с более или менее сходными условиями. Попытку типизации месторождений минеральных вод для целей разведки предприняли Г.С. Вартанян и Л.А.Яроцкий.

      При сопоставлении гидрогеологических особенностей месторождений минеральных вод, как основы их типизации, принимаются во внимание те показатели, которые с наибольшей полнотой характеризует условия локализации минеральной воды, ее динамику и восполнение ресурсов. К числу таких показателей, помимо региональной гидрогеологической и гидрогеохимической обстановки, относятся геолого-структурные и гидродинамические условия самого месторождения.

      В рассматриваемой  ниже типизации наряду с учетом  региональной гидрогеологической обстановки принимаются во внимание геолого-структурные особенности территории.

      В горно-складчатых  районах основными путями движения  восходящих глубинных минеральных  вод являются всевозможные тектонические  нарушения типа нормальных сбросов, надвигов, взбросов и т.д., а также контакты пород различных литологических разностей.

      Следует иметь  в виду, что наиболее благоприятные  условия для локализации минеральных  вод в разрывных тектонических  нарушениях образуются в известняках,  на контакте известняков с пластичными породами, в интрузивных породах и песчаниках. Менее благоприятны условия для фильтрации подземных вод по тектоническим нарушениям в сланцах, филлитах и роговиках.

      В платформенных  районах отмечаются сравнительно  простые геолого-структурные и гидродинамические условия, характеризующиеся наличием хорошо выдержанных пластов водоносных систем. В горно-складчатых областях типичные для платформ пластовые системы в большинстве случаев сменяются трещинными и трещинно-жильными системами и т.д.

      Все множество  разнообразных  месторождений  подземных минеральных вод может  быть подразделено по основному  гидродинамическому показателю  и типу водовмещающей емкости  на три большие группы: а) месторождения  водонапорных пластовых систем; б) Месторождения водонапорных жильных систем; в) месторождения безнапорных водонапорных трещинных или пластовых систем.

      В соответствии  со структурно-гидродинамическими  условиями территории, физико-химическими  особенностями подземных минеральных  вод и, как следствие, особенностями проведения поисково-разведочных работ выделяются шесть характерных месторождений.

      1 тип. Пластовые месторождения платформенных артезианских бассейнов.

      В настоящее время накоплен достаточно обширный материал о месторождениях минеральных вод платформенных артезианских бассейнов.

      Для таких месторождений  характерны значительные площади  распространения минеральных вод,  высокие избыточные напоры, достигающие  нескольких десятков метров и  обеспечивающие самоизлив этих вод. Вследствие широких площадей развития минеральных вод определенного состава, значительных емкостей водоносных горизонтов и наличия упругих запасов при опытных откачках (выпусках) и при эксплуатации в большинстве случаев химический состав отбираемых вод остается стабильным.

      2 тип.  Пластовые месторождения предгорных  и межгорных артезианских бассейнов  и артезианских склонов.

       Характерной чертой  месторождений этого типа являются  весьма высокие избыточные напоры, часто достигающие сотен метров.

      Большие перепады  высот местности создают предпосылки  для формирования значительных  величин гидравлических градиентов, что при прочих равных условиях  приводит к увеличению действительных  скоростей движения минеральных  вод в недрах. Месторождения минеральных вод этого типа по протяженности меньше платформенных.