Минеральные воды Дальнего Востока

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт природных ресурсов

Направление – гидрогеология и инженерная геология

Кафедра ГИГЭ

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине «Минеральные воды»

 

на тему «Минеральные воды Дальнего Востока»

 

 

 

 

 

 

Выполнил студент гр. 2190                                                                                К.П. Валитова

 

                                                             Дата сдачи реферата _____  _____________ 20__г.

 

 

 

 

 

 

Проверил доцент каф. ГИГЭ                                                                           О.Г. Токаренко

 

Дата проверки ______ ____________ 20__г.

 

Оценка ___________

 

Подпись ___________

 

 

 

 

 

 

 

 

Томск 2013 г.

Содержание

 

Введение.....................................................................................................3

1. Минеральные  воды Тихоокеанской провинции.................................4

1.1. Корякско-Камчатская область минеральных вод...........................4

1.2. Курило-Камчатская область минеральных вод..............................5

1.3. Сахалинская  область минеральных вод......................................5

2. Основные  черты происхождения минеральных  вод Дальнего Востока..........................................................................................................6

3. Особенности  распределения элементов в минеральных  водах Дальнего Востока.........................................................................................7

4. Формы нахождения  микроэлементов..............................................11

5. Микроэлементный  состав вод и стандарты качества.....................13

6. Термальные  источники и ключи Камчатки...................................14

Заключение.........................................................................................24

Список литературы...........................................................................25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Восточная  окраина  России  изобилует  разнообразными  типами  минеральных вод, в том числе термальными, изученными гидрогеологами в основном в 1960-1980 гг [3]. В данной работе рассмотрены минеральные воды Дальнего Востока, а в частности минеральные воды Тихоокеанской провинции. Интенсивная проявленность процессов молодой и современной вулканической деятельности создала благоприятные условия для формирования  углекислых, железистых, купоросных, мышьяковистых, фторсодержащих, борных и кремнистых вод.

В мировой практике исследования минеральных вод все более концентрируются на закономерностях распределения и накопления в них редких и рассеянных элементов в связи с необходимостью соблюдения микроэлементного баланса человеческого организма при питьевом использовании  вод.  В  оценке  бальнеологических  свойств  дальневосточных  минеральных вод исследователи опираются, как правило, на соотношение основных ионов и выделение условных групп, в то время как микроэлементный состав детально не рассматривается либо из-за недостаточного количества данных, либо по причине не очень высокой точности используемых до недавнего времени методов анализа.

Цель данной работы – дать развернутую характеристику особенностей микроэлементного  состава  генетически различных  групп вод Дальнего Востока, в  том числе и используемых в настоящее время в бальнеологических целях.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Минеральные воды Тихоокеанской  провинции

 

Провинция занимает  территорию складчатых сооружений Тихоокеанского пояса. В ее пределах выделяются Корякско-Камчатская, Курило-Камчатская и Сахалинская складчатые системы. Провинция минеральных вод Тихоокеанского пояса отличается от всех других провинций высокой активностью в мезозое и кайнозое, проявлением гипербазит-базитового магматизма.

Камчатская и курильская складчатые области отличаются наличием современных действующих вулканов, которые определяют особенности гидрогеологических условий этой провинции.

В пределах провинции выделяют Корякско-Камчатскую, Курило-Камчатскую и Сахалинскую области минеральных вод.

Интенсивная проявленность процессов молодой и современной вулканической деятельности создала благоприятные условия для формирования  углекислых, железистых, купоросных, мышьяковистых, фторсодержащих, борных и кремнистых вод.

Отсутствие в пределах провинции эвапоритовых отложений определило неблагоприятные условия для формирования сероводородных вод (исключая фумаролы). По той же причине не получили развитие высококонцентрированные рассолы хлоридного натриевого состава. Преобладание в составе магматических пород базитов и гипербазитов не способствовало концентрированию радиоактивных элементов, что явилось основной причиной бедности провинции радоновыми водами [4].

 

1.1. Корякско-Камчатская область минеральных вод

 

Данная область включает в себя южную часть Корякского нагорья и западную половину Камчатки. От Монголо-Охотской складчатой системы на западе она отделяется глубинным разломом. Другой глубинный разлом вдоль Срединного хребта Камчатки (Главный Камчатский разлом)  отделяет ее от Курило-Камчатской области.

Корякско-Камчатская область характеризуется большим разнообразием гидрогеологических условий. В пределах складчатого фундамента водоносны лишь зоны разломов и верхняя трещиноватая (до глубины 150 м) зона свободного водообмена.

В кристаллических, метаморфических и вулканических породах комплекса основания формируются углекислые воды и кремнистые термы, приуроченные к зонам глубинных разломов. На локальных участках формируются мышьяковистые, купоросные и фторсодержащие воды. По химическому составу  они гидрокарбонатные или гидрокарбонатно-хлоридные  кальциево-натриевые  с минерализацией 1-5 г/л.

За счет  внедрения молодых вулканитов водоносный комплекс геосинклинального этажа характеризуется наличием углекислых вод и кремнистых терм пластово-трещинного и пластово-порового типов [4].

 

1.2. Курило-Камчатская область минеральных вод

 

Данная область имеет домеловое складчатое основание, сложенное терригенными и кремнистыми породам, сланцами, роговиками и кварцитами, прорванными гранитоидами, габброидами и сиенитами.

Курило-Камчатская область характеризуется интенсивными проявлениями современной вулканической деятельности. Водоносный комплекс основания имеет выходы на поверхности лишь в пределах Восточно-Камчатского антиклинория. На большей ее части развит водоносный комплекс, приуроченный к породам геосинклинального этажа. В кристаллических и метаморфических породах основания источники углекислых и азотных кремнистых терм разгружаются по отдельным зонам разломов. В водоносном комплексе геосинклинального этажа состав минеральных вод наиболее разнообразный. Выделяются четыре основных генетических типа минеральных вод: сероводородно-углекислые (фумарольные), азотно-углекислые, углекислые и азотные  щелочные термы.

Фумарольные термы формируются, как правило, вблизи активных вулканических очагов. Они находятся в кратерах, кальдерах и глубинных трещинах на склонах действующих вулканов. Процессы выщелачивания вулканических пород кислыми приводят к обогащению последних различными элементами.

Углекислые термальные воды формируются в пределах артезианских и адартезианских бассейнов с глубоким залеганием водоносных горизонтов. Они имеют пестрых химический состав относительно невысокую температуру. Азотные щелочные кремнистые термы формируются в зонах глубинных разломов за пределами очагов вулканизма [4].

 

1.3. Сахалинская область минеральных  вод

 

Данная область представляет собой кайнозойскую складчатую систему. Основанием ее служат мезозойские (доальбские) складчатые структуры, а также более древние сложнодислоцированные образования (сланцы, филлиты, кварциты). Мощность их достигает 3 км.

Сахалинская область представляет собой систему синклинорных и антиклинорных зон, протягивающихся в субмеридиональном направлении. Водоносный комплекс складчатого основания имеет локальное распространение в пределах Центрального и Восточно-Сахалинского антиклинориев и Сусунайского горста. Минеральные воды в этом комплексе встречаются довольно редко и приурочены к отдельным зонам разломов. Богатством типов минеральных вод отличатся водоносные комплексы геосинклинального и орогенного этажей. Они имеют большую мощность в пределах синклинорных зон, являющихся межгорными артезианскими бассейнами.

Наибольшим разнообразием минеральных вод отличаются верхнемеловой-палеогеновый (геосинклинальный) и неоген-четвертичный (орогенный) водоносные комплексы. В геосинклинальном водоносном комплексе наиболее известны углекислые  гидрокарбонатные натриевые воды. Отдельными скважинами в верхнемеловом-палеогеновом водоносном комплексе вскрыты ходы хлоридного натриевого состава. Йодобромные воды распространены в прибрежно-морских отложениях миоцена Северо-Сахалинского артезианского бассейна.

В связи с проявленностью сульфидов железа, мышьяка, соединений фтора и бора, в орогенном водоносном комплексе имеют развитие железистые, купоросные, мышьяковистые, фторсодержащие и борные воды [4].

 

2. Основные черты происхождения минеральных вод Дальнего Востока

 

Большинство  проявлений  углекислых  вод  приурочено  к  трещинно-жильным системам, по которым они поступают в верхнюю трещиноватую зону, аллювиально-поровые отложения или к напорным горизонтам малых артезианских бассейнов. Воды могут иметь открытые выходы на поверхность или быть экранированы глинистыми отложениями. В последнем случае нередко наблюдаются  выходы  просачивающегося  газа (например,  на  месторождении Ласточка, Приморье).

Низкая температура холодных углекислых вод (6-14 °С) с малыми амплитудами колебаний свидетельствует о поступлении их с глубин, не превышающих первые сотни метров. Состав газа в подавляющем количестве (90 %) представлен СО2 с высоким парциальным давлением. На основании анализа изотопных данных 13°С и геологического строения изученных территорий можно предположить, что источником СО2 являются мантийные  газовые потоки,  которые, поднимаясь вверх, смешиваются с водами относительно неглубокой циркуляции. Углекислые холодные воды Камчатки (Малки), имеющие более высокое парциальное  давление  углекислого  газа,  отличаются  более  высокими  содержаниями всех химических компонентов [3]. Термальные воды Приморья (низкотемпературные, до 35 °С) поступают с глубин около 2 км (рассчитано по температурному градиенту и кварцевому геотермометру) из зоны недавних тектонических подвижек. Пространственно они ассоциируют прежде всего с меловыми гранитами и приурочены к крупным разломам и их оперению в пределах или на контакте интрузивных тел c меловыми эффузивами. В  составе  спонтанно  выделяющегося или  растворенного  газа преобладает атмосферный азот (до 99 %). Сходный газовый состав имеют Чукотские термы (в частности Чаплинские), хотя их солевой состав связан, вероятно, с участием морских вод. Температурные вариации для камчатских и курильских терм значительны (от десятков до нескольких сотен °С) и обусловлены в основном воздействием на  воды  близповерхностных  магматических  очагов.  Их  газовый  состав  более разнообразен: SO3, H2S, HCl, CO2 и др [1].

 

3. Особенности распределения элементов в минеральных водах Дальнего Востока

 

Углекислые холодные минеральные воды имеют в основном гидрокарбонатно-кальциевый (НСО3-Са), гидрокарбонатно-натриевый (НСО3-Na) или смешанный катионный состав с преобладанием гидрокарбонат-иона во всех случаях.

Среди термальных вод Дальнего Востока нами рассмотрено несколько типов: хлоридно-натриевые (Cl-Na) термы Узон-Гейзерной системы, Мутновского вулкана (Камчатка), вулканов Менделеева и Эбеко (Курильские острова), а также береговых терм Чукотки (Чаплино); сульфатно-натриевые (SO4-Na) термы Паратунки (Камчатка);  гидрокарбонатно-натриевые –  Камчатки (например,  Родниковое)  и Приморья (Чистоводное, Амгу); кислые сульфатные преимущественно натриевые, связанные с фумарольными полями вулканов Менделеева, Головнина, Баранского и Эбеко (Курильские острова) и Узон-Гейзерной системы (Камчатка).

Миграцию  и  распределение  химических  элементов  в  подземных  водах  обусловливают разные факторы: рН, температура, газовый состав, глубина и интенсивность циркуляции (скорость водообмена), наличие органических веществ и др. Основной из них – кислотно-щелочные условия. В районах распространения холодных углекислых вод Приморья, Хабаровского края, Камчатки и о-ва Сахалин кислотные условия в подземных минеральных водах (рН 4-6,5) создаются в основном благодаря поступлению углекислоты из глубоких горизонтов и ее смешению с холодными водами неглубокой циркуляции. Эффект добавления СО2 увеличивает их способность к химическим реакциям и тем самым определяет интенсивное выщелачивание пород углекислыми водами по отношению к  другим типам вод (рис. 1).