3.1. Виды воды в горных породах
В горных породах, кроме свободной (гравитационной, пленочной) и адсорбированной воды, содержится вода кристаллизационная, и конституционная химически связанные.
Кристаллизационная вода входит в кристаллическую решетку многих минералов; конституционная вода образуется при нагревании ряда минералов, чаще всего содержащих гидроксильные ионы. Поэтому она называется также гидроксильной. В противоположность свободной, адсорбированной и межслоевой водам (водам набухания), которые покидают минералы, не разрушая их структуры, чаще всего при температурах, меньших 110°С, удаление и синтез химически связанной воды, возможно только при более высоких температурах. При этом разрушается их кристаллическая решетка.
Минералы с кристаллизационной водой представляют соединения слабых оснований и сильных кислот несильных оснований и слабых кислот. К соединениям сильных оснований и слабых кислот относятся, например, сода, из которой кристаллизационная вода удаляется при температуре 20°С. Гипс является соединениями слабых оснований и сильных кислот. У гипса кристаллизационная вода теряется при температуре до 400 °С.
В пластических горных породах конституционная вода преимущественно образуется из минералов глин. Особенно много гидроксильной воды образуется из каолинита и монтмориллонита.
3.2. Влагоемкость
Свободная и связанная вода находится в резервуарах подземных вод, представляющих обособленное геологическое тело, пласт.
Гидрогеологическими резервуарами более высокого порядка являются артезианские бассейны. Здесь мощная толща осадочных пород сложена чередующимися коллекторами и водоупорами.
В фундаменте содержатся резервуары трещинной и жильно-трещинной структуры. К сложным резервуарам фундамента относятся гидрогеологические массивы — выходы на поверхность или горные поднятия кристаллических пород, в которых обнаруживаются водоносные «зоны» трещиноватости. В пределах платформ преобладают крупные артезианские бассейны и меньше гидрогеологических массивов, в складчатых регионах наблюдается обратная картина.
В бассейнах пластовых вод сверху вниз изменяются ионно-солевой состав и минерализация подземных вод. Здесь выделяются гидрохимические зоны: А — пресных вод с минерализацией до 1 г/л, имеющая подзоны весьма пресных, нормально пресных и жестких пресных вод; Б — соленых вод с минерализацией от 1 до 35 г/л, которая делится на подзоны солоноватых, слабосоленых и сильно соленых вод; В — рассолов с минерализацией от 35 до >500 г/л), содержащая подзоны, весьма слабых, слабых, крепких, весьма крепких и предельно насыщенных рассолов.
Гидрохимические зоны и подзоны в вертикальном разрезе бассейнов располагаются в разной последовательности. То или иное их сочетание, отражающее гидрохимический разрез па всю мощность осадочного чехла бассейнов, называется гидрохимическим поясом.
Пояса могут быть однозональными (А), двухзональными (АБ) и трехзональными (АБВ). Однозональный пояс, как правило, окружает краевые части артезианских бассейнов, двухзональный находится во внутреннем поле, а в центральной части обнаруживаются все три зоны. Мощность зон различных вод изменяется в разных и широких пределах. Минерализация подземных вод хорошо соответствует их ионно-солевому составу. Пресные воды обычно являются гидрокарбонатными, соленые — сульфатными, а рассолы —хлоридными.
В нормальном гидрохимическом разрезе сверху вниз возрастает минерализация и имеется следующая тенденция в изменении зон А—Б—В. Нередко наблюдается иная последовательность в распределении гидрохимических зон, называемая гидрохимической инверсией, уменьшение минерализации вод с глубиной.
Полную влагоемкость породы имеют ниже уровня грунтовых вод. Выше этого уровня обычно находится зона неполного насыщения пород водой, разделяющаяся на подзоны капиллярной, подвешенной, максимально гигроскопической и гигроскопической влагоемкости. Зона неполного насыщения пород водой может отсутствовать в районах с влажным климатом, где уровень грунтовых вод в толщах глинистых пород часто совпадает с земной поверхностью. Положение уровня грунтовых вод колеблется в зависимости от климатических условий и свойств пород.
3.3. Виды влагоемкости
Высота капиллярной подзоны у крупно- и среднезернистых песчаных пород достигает 0,3—0,6 м; у менее отсортированных разностей с преобладанием алевритовой фракции 1 м и у сильно глинистых пород до 2-3 м.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.