Гідрогеохімія (геохімія підземних вод): Навчальний посібник, страница 34

Хімічний склад підземних вод розрізняється і закономірно змінюється в межах окремих гідрогеологічних структур як на плошці так і у розрізі. Це явище має назву гідрогеохімічної зональності.

Виділення гідрогеохімічних зон виконується по – різному: за мінералізацією, за типом іонно-сольового складу (геохімічним типом), за газовим складом підземних вод.

Вперше факт зміни хімічного складу підземних вод з глибиною відмічено С. Нікітіним (1900). Пояснення цього явища В. Вернадський пов’язував з процесами підземного випарювання.

У наступні роки питання вертикальної гідрогеохімічної зональності вивчали В. Жуков, В. Сулін, М. Ігнатович, Г. Каменський, Ф. Макаренко, М. Толстіхін, С. Шагаянц, М. Альтовскький, І. Зайцев, О. Щербаков, С. Крайнов, В. Щвець та ін.

В природі, як правило, не спостерігається чітких і різких границь між різними гідрогеохімічними зонами. Хімічний склад підземних вод здебільшого змінюється поступово. Тому прийнято виділяти гідрогеохімічні зони, які у кожному окремому випадку можуть бути різними. Наприклад, зони можуть бути виділеними за величиною мінералізації води, іонно-сольового складу, переважанням газів і т. ін. Можливі різноманітні комбінації іонно-сольового та газового складу.

Під гідрогеохімічною зоною слід розуміти частину басейна підземних вод (або водоносного пласта), відносно однорідну за хімічним складом вод, в межах якої за основу виділення прийнятий гідрогеохімічний показник (або сума показників), що змінюється у порівняно вузьких границях. Окрім гідрогеохімічних зон виділяються гідрогеохімічні пояси, які відбивають гідрогеохімічний розріз на всю потужність осадового чохла басейнів.

Комбінація зон може бути різноманітною, що відображає пряму, зворотну, перемінну та складну гідрогеохімічну зональність розрізу. Під прямою зональністю розуміють послідовне збільшення мінералізації підземних вод (і відповідно зміну їхнього хімічного типу) з глибиною. Зворотна зональність або гідрогеохімічна інверсія – характеризує зменшення мінералізації вод у розрізі. При цьому у зворотному напрямку змінюються і геохімічні типи вод. У випадку перемінної (складної) зональності немає строго визначеної хміни мінералізації вод з глибиглю.

Той або інший тип гідрогеохімічного розрізу залежить від історії геологічного розвитку району, літологічного і мінералогічного складу порід, тектонічної будови, глибини ерозійного врізу та ін.

Прикладами території з прямою гідрогеохімічною зональністю є синклінальні прогини Дніпровсько-Донецької западини. Інверсія ж тут часто спостерігається в межах купольних (солянокупольних) структур.

У більшості районів спостерігається прямий зв'язок між гідрогеохімічною та гідродинамічною зональностями. Так, з верхньою зоною інтенсивного (активного) водообміну пов’язані прісні слабко мінералізовані (гідрокарбонатні магнієво-кальцієві) води. Зона сповільненого водообміну характеризується водами змішаного складу (гідрокарбонатно-сульфатно-хлоридними магнієво-кальцієво-натрієвими), а зона повільного водообміну – водами високої мінералізації, найчастіше – хлоридними натрієвими.

Найбільш складною є гідрогеохімічна зональність підземних вод глибоких горизонтів, де на її формування істотно впливає сучасна тектонічна активізація і флюїдний тепломасоперенос.

Існує декілька гіпотез, що пояснюють з різних позицій формування гідрогеохімічної зональності. Найбільш відомими з них є:

1)  захоронення у осадових товщах випарених морських вод та їхня подальша метаморфізація в результаті взаємодії з уміщуючими породами (в цьому випадку вода є сингенетичною, по відношенню до вмішуючих порід);

2)  інфільтраційна гіпотеза, що пов’язує формування гідрогеохімічної зональності з процесами взаємодії у системі «вода-порода»;

3)  підземного випарювання;

4)  самодифузії;

5)  гравітаційна (диференціація вод за масою внаслідок доцентрових сил);

6)  гіпотеза ювенільного (ендогенного) походження зональності внаслідок видалення легколетючих компонентів (вода, хлор та ін.) із земної кори і мантії в процесі дегазації.