Интерес представляют сведения, характеризующие изотопный состав подземных вод различных гидродинамических зон земной коры, вод областей современного вулканизма, а также присутствующих в составе жидких включений магматических и метаморфических пород.
В результате исследований установлено, что содержание дейтерия в подземных водах практически не изменяется во времени и наследуется с момента их формирования, поскольку в недрах отсутствует главный фактор, определяющий фракционирование изотопов, – испарение. В связи с этим данные по дейтерию используются для решения одной из важнейших задач гидрогеологии – при изучении генезиса подземных вод выявляют долю участия в их формировании вод атмосферного и седиментационного (морского) происхождения. В этом плане тяжелый изотоп кислорода представляет меньший интерес, так как его концентрация зависит не только от «исходной» воды, но и от влияния кислородсодержащих пород – изотопного равновесия между кислородом пород и воды. Указанное равновесие может быть количественно учтено с внесением соответствующих поправок, но это усложняет методику.
Дейтериевый метод основан на представлении о том, что при формировании подземных вод атмосферные осадки несут облегченную воду, тогда как седиментационные – тяжелую, причем степень утяжеления зависит от стадии сгущения морской воды: чем выше последняя, тем более тяжелой оказывается вода. Опираясь на такое представление, исследователи приходят к выводу о стратификации подземных вод по изотопному составу в разрезе артезианских бассейнов: воды верхней гидродинамической зоны, формирующиеся преимущественно за счет атмосферных осадков, являются легкими, а по мере замедления водообмена и возрастания роли «седиментационной составляющей» происходит утяжеление подземных вод.
В качестве примера для подтверждения сказанного приведем данные по Ферганскому артезианскому бассейну (табл. 14), где распространены воды различного генезиса: инфильтрационные, седиментационные и смешанные – и устанавливается достаточно четкая дифференциация вод по изотопному составу. Аналогичная картина выявлена в пределах Азово-Кубанского, Причерноморского артезианских бассейнов (Бабинец, 1961) и др.
Необходимо отметить, однако, что имеются бассейны, представляющие собой исключение, например Ангаро-Ленский бассейн, в котором на большой глубине залегают крепкие рассолы (до 500—600 г/л), относящиеся по ряду показателей к седиментационным, но характеризующиеся облегченной водой (даже значительно более легкой, чем морская). Для объяснения такой аномалии М. Г. Валяшко и А. И. Поливанова провели серию экспериментов в лабораторных условиях и установили, что при испарении морской воды изотопный состав ее вначале действительно утяжеляется, а затем в процессе садки из воды NaCl (при очень высоких концентрациях, превышающих 260 г/л) происходит облегчение воды. Сколько-либо удовлетворительных объяснений причин такого явления как в природных, так и в лабораторных условиях пока не получено.
Изучение дейтерия и О18 в водах районов развития молодого вулканизма, произведенное в различных пунктах земного шара, показало, что в термальных водах этих районов содержание дейтерия большей частью близко к его концентрации в атмосферных водах и зависит от географического положения местности. Количество О18 соответствует величине «кислородного сдвига», связанного с изотопным равновесием кислородсодержащих пород, и воды. Такие результаты свидетельствуют о преобладании в термальных водах атмосферной составляющей, так как при наличии ювенильных вод изотопный состав их отличался бы постоянством и не зависел от географического положения.
Не дали положительных результатов поиски критериев диагностики ювенильных вод и при изучении изотопного состава вод жидких включений магматических пород и минералов. Эти включения должны нести информацию о глубинных условиях формирования породы и содержащейся в ней воды. Однако для эксперимента трудно обнаружить такие образцы пород, которые не имели бы контакта с атмосферными или океаническими водами, вследствие чего получить истинную картину изотопного состава «первичной» (ювенильной) воды, заключенной в магматических породах, пока не удалось.
Изложенные данные позволяют сделать следующие выводы:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.