Гідрогеохімія (геохімія підземних вод): Навчальний посібник, страница 39

Іншою, на наш погляд, виглядає схема формування вертикальної гідрогеохімічної зональності у палеозойських гідрогеологічних структурах, які на більшій частині площі досліджень перекриті мезокайнозойськими породами і лише на півдні Бахмутської та Кальміус-Торецької улоговин наближаються до денної поверхні. Палеозойські породи (пермського та кам’яновугільного віку) зім'яті у складки і розбиті розривними порушеннями на окремі блоки. Саме блоковий характер палеозойської товщі – основна її тектонічна риса. Тому формування гідрогеохімічної зональності обумовлено у породах палеозою не стільки наявністю синклінальних і антиклінальних складок, скільки блоковою будовою пермських та кам'яновугільних порід.

В літосферних блоках, у яких сформувалися окремі гідрогеологічні структури, нормальна гідрогеохімічна зональність визначається розподілом зверху вниз гідрокарбонатних, гідрокарбонатно-сульфатних, сульфатних, сульфатно-хлоридних і хлоридних вод з паралельним збільшенням їхньої мінералізації. Проте, нижче зони вільного водообміну ці геохімічні типи вод навіть у суміжних блокових структурах зустрічаються на різних глибинах, про що свідчать схеми гідрогеохімічної зональності для різних районів "відкритого" Донбасу. Так, в межах Лисичанського і Алмазно-Мар'ївського районів вертикальна гідрогеохімічна зональність у суміжних гідрогеологічних структурах варіює в межах сотень метрів. Це явище пояснюється різноспрямованими тектонічними рухами блоків по системах розломів.

У кожній блоковій структурі як поля пластових тисків, так і вертикальна гідрогеохімічна зональність формується незалежно, оскільки за невеликих похилів водоносних порід, водообміну між ними на глибинах більше 1,5-2,0 км майже не відбувається або він має дуже незначні (у гідрогеологічному плані) параметри. При цьому на тип гідрогеохімічної зональності вирішальний вплив має кінематика тектонічних блоків (рис.2.2).

Підйом блоку спричиняє розкриття тріщин і у тріщинні колектори надходять потоки інфільтраційних вод. В процесі його здіймання на протязі досить довгого геологічного часу водоносні горизонти і комплекси у напрямку зверху-вниз інтенсивно промиваються, чим обумовлюється утворення у верхній частині гідрогеологічного розрізу потужної (до 500-700 м) зони прісних, гідрокарбонатних і гідрокарбонатно-сульфатних вод. В окремих, добре промитих блоках, навіть хлоридно-натрієві води (що звичайно зустрічаються на глибинах 1000-1500 м) мають невисоку, до 5-7 г/л, мінералізацію.

Занурення блоку спричиняє збільшення пластових тисків, які підвищуються пропорційно глибині занурення водоносних порід. При цьому фронтальні потоки щільних глибинних вод віджимаються у верхню частину структури, витісняючи легкі маломінералізовані інфільтраційні води до приповерхневої частини розрізу і змішуючись з ними. Це обумовлює зміну існуючої гідрогеохімічної  зональності в бік зменшення потужності зони гідрокарбонатних і гідрокарбонатно-сульфатних маломінералізованих вод. Окрім фронтальних, локальні конвективні потоки вод глибокого формування, що вміщують ендогенні флюїди, піднімаються до поверхні по гідродинамічно послаблених зонах тектонічних розломів. У місцях їхніх виходів формуються гідрогеохімічні, газогеохімічні та гідрогеотермічні аномалії.

Таким чином, формування гідрогеохімічної зональності великою мірою обумовлюється і тектонічними особливостями того чи іншого регіону.




Глава 3.

Міграція хімічних елементів у підземних водах

Міграцією хімічних елементів називають комплекс процесів, що викликають пересування їх у різних оболонках Землі з розсіянням на одних ділянках і концентрацією на інших. Вперше це поняття було запропоновано О. Ферсманом у 1923 р. Атоми елементів безперервно рухаються і проходять крізь різні фазові стани: магматичного розплаву, твердого тіла, рідини, газу і живої речовини. Пересування атомів пов’язане з прагненням систем до енергетичної рівноваги і спрямоване в бік утворення речовин з найменшим запасом вільної енергії. Нормою розповсюдження окремого елемента у даній геосфері (в т. ч. і гідросфері) є кларк (по імені американського геохіміка Ф. Кларка). В ході міграції відбувається відхилення концентрацій елемента від кларку (середнього вмісту) то в бік розсіювання, то у бік накопичення.